(完整版)高中化学原电池和电解池全面总结超全版

1、原电池和电解池 1原电池和电解池的比较: 装置 原电池 电解池 实例 Zn Z*- Cu TT uzt .|三|寻如对容液 原理 使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成 电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原 电池。 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化 还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变为化 学能的装置叫做电解池。 形成条件 电极：两种不同的导体相连； 电解质溶液：能与电极反应。 电源； 电极（惰性或非惰性）； 电解质（水溶液或熔化态）。 反应类型 自发的氧化还原反应 非自发的氧化还原反应 电极名称 由电极本身性质决定： 正极： 材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的

2、电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应 负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H+2e-=H2f（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e-= Cu （还原反应） 阳极：2CL2e-=Cl2f （氧化反应） 电子流向 负极T正极 电源负极T阴极；阳极T电源正极 电流方向 正极T负极 电源正极T阳极；阴极T电源负极 能量转化 化学能T电能 电能T化学能 应用 抗金属的电化腐蚀； 实用电池。 电解食盐水（氯碱工业）；电镀（镀铜）： 电冶（冶炼 Na、Mg、Al ）；精炼（精铜）。 2化学腐蚀和电化腐蚀的区别 化学腐蚀 电化腐蚀 一般条件 r金属直接和强

3、氧化剂接触 不纯金属，表面潮湿 反应过程 氧化还原反应，不形成原电池。 因原电池反应而腐蚀 有无电流 无电流产生 有电流产生 反应速率 电化腐蚀化学腐蚀 结果 使金属腐蚀 使较活泼的金属腐蚀 3.吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别 电化腐蚀类型 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 条件 水膜酸性很弱或呈中性 水膜酸性较强 正极反应 。2 + 4e- + 2H2O = 40H 2H+ + 2e-=H2 f 负极反应 Fe - 2e-=F尹 Fe - 2e-=Fe2+ 腐蚀作用 是主要的腐蚀类型，具有广泛性 发生在某些局部区域内 4.电解、电离和电镀的区别 电解 电离 电镀 条件 受直流电作用 受热或水分子作用 受直流电作

4、用 实质 阴阳离子疋向移动，在 两极发生氧化还原反应 阴阳离子自由移动，无明 显的化学变化 用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金 实例 电解 CuC2 = Cu+ Cl2 CuC2=Cu2+2Cl - 阳极 Cu - 2e- = Cif+ 阴极 Cu2+2e- = Cu 关系 先电离后电解，电镀是电解的应用 5.电镀铜、精炼铜比较 电镀铜 精炼铜 形成条件 镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀 液必须含有镀层金属的离子 粗铜金属作阳极，精铜作阴极， CuSO4溶液作 电解液 电极反应 阳极 Cu 2e- = Cu2+ 阴极 Cu2+2e- = Cu 阳极：Zn - 2e- = ZrF+ Cu

5、- 2e- = Cu2+ 等 阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 溶液变化 电镀液的浓度不变 溶液中溶质浓度减小 6 电解方程式的实例 (用惰性电极电解) 电解质溶液 阳极反应式 阴极反应式 总反应方程式 (条件：电解) 溶液酸碱性变化 CuC2 2CI-2e-=C2 f Cu2+ +2e-= Cu CuC2= Cu +C2 f HCI 2C-2e-=Cb f 2H+2e-=H2 f 2HCI=H2 f +CI2 f 酸性减弱 Na2SO4 4OH-4e-=2H2O+O2 f 2H+2e-=H2 f 2H2O=2H2 f +O2 f 不变 H2SO4 4OH-4e-=2H2O+O2 f 2H

6、+2e-=H2 f 2H2O=2H2 f +O2 f 消耗水，酸性增强 NaOH 4OH-4e-=2H2O+O2 f 2H+2e-=H2 f 2H2O=2H2 f +O2 f 消耗水，碱性增强 NaCI 2C-2e-=C2 f 2H+2e-=H2 f 2NaCI+2H2O=H2 f +Cb f +2NaOH H+放电，碱性增强 CuSO4 4OH-4e-=2H2O+O2 f Cu2+ +2e-= Cu 2CUSO+2H20=2CU+ Q f +2H2SQ OH放电，酸性增强 考点解说 1电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生 (1) 吸氧腐蚀 负极：Fe 2e-=F尹 正极：O2+4e-+2H2

7、O=4OH 总式：2Fe+C2+2H2O=2Fe(OH 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O (2) 析氢腐蚀： CQ+H20= H2COJ= H+HCO3- -负极：Fe 2e-=Fe2+ “正极：2H+ + 2e-=H2 T 总式：Fe + 2CQ + 2H2O = Fe(HCO)2 + H2 f Fe(HCO)2水解、空气氧化、风吹日晒得 Fe2O3。 2. 金属的防护 改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。在金属 表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密

8、氧化膜；在表面镀一层有自我 保护作用的另一种金属。电化学保护法 外加电源的阴极保护法：接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。牺牲阳极的阴极保护法: 外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极 3。 常见实用电池的种类和特点 干电池(属于一次电池) 结构：锌筒、填满 MnO2的石墨、溶有 NH4CI的糊状物。 电极反应(负极：Zn-2e-=Zn2+ 正极：2NH4+2e-=2NH3+H2 NH3 和 H2被 Zn、MnO2 吸收： MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2+ + 4NH3=Zn(NH3)42+ 铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池) 结构：铅板、填满 PbO2的铅板、稀H

9、zSOio A.放电反应j负极：Pb-2e-+ SO2- = PbSO 正极： PbO2 +2e-+4H+ + SO2- = PbSO + 2H2O B.充电反应 J 阴极：PbSO +2e-= Pb+ SO2- 阳极：PbSQ -2e- + 2H2O = PbQ +4H+ + SQ2 总式： Pb + PbQ + 2H2SO4 丁充p 2PbSO4 + 2H2O 注意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。电极名称看电子得失，电极反应式的书 写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。 锂电池 结构：锂、石墨、固态碘作电解质。 电极反应 |负极：2Li-2e- = 2

10、Li+ 正极：I2 +2e- = 2总式：2Li + 2 = 2Lil A.氢氧燃料电池 结构：石墨、石墨、 KOH溶液。 电极反应 负极：H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH 总式：2H2+O2=2H2O （反应过程中没有火焰， 不是放出光和热，而是产生电流）注意：还原剂在负极上反应， 氧化剂在正极上反应。 书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入） 。若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥（内装 KCl的琼 脂，形成闭合回路）。 B.铝、空气燃料电池 以铝一空气一海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海 水

11、为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀 眼的闪光，其能量比干电池高 2050倍。 电极反应：铝是负极 4AI-12e-= 4AI3+； 石墨是正极 3O2+6H2O+12e-=12OH- 4. 电解反应中反应物的判断放电顺序 阴极A阴极材料（金属或石墨）总是受到保护。 B阳离子得电子顺序 一金属活动顺序表的反表： K+ CF Na+ Mg2+ AI3+ （H+） Zrf+ FeF+ Sr?+ Pb2+ Ci? H+ I- Br- Cl- OH NO3-等含氧酸根离子 F- B.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。 5

12、 电解反应方程式的书写步骤： 分析电解质溶液中存在的离子；分析离子的放电顺序；确定电极、写出电 极反应式；写出电解方程式。如： 电解稀H2SQ、NaOH溶液、Na2SQ溶液：2H2O= 2H2 f + O2f，溶质不变，实际上是电解水， PH分别减 小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性 ，从而加快电解速率（不是起催化作用） 。 一 申解 解NaCI溶液: 2NaCI+2H2O电解=H2 f +C2 f +2NaOH,溶质、溶剂均发生电解反应, PH增大 电解CuSQ溶液: 电解 2CuSO + 2H2O=2Cu + Q f + 2H2SC4溶质、溶剂均发生电解反应, PH减小。 电

13、解 电解 CuC2 溶液：CuC2= Cu+ Cb f 电解盐酸: 2HCI电解=H2 f + CI2 f溶剂不变，实际上是电解溶质, PH增大。 电解熔融 NaOH: 4NaOH =4Na + f + H2O f 电解 用铜电极电解 Na2SO4溶液： Cu +2H2O= Cu（OH）2 + H2f （注意：不是电解水。） 6. 电解液的PH变化:根据电解产物判断。口诀：“有氢生成碱，有氧生成酸；都有浓度大，都无浓度小”。 （“浓度大”、 “浓度小”是指溶质的浓度） 7. 使电解后的溶液恢复原状的方法： 先让析出的产物（气体或沉淀）恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如： HC

14、I气体（不能加盐酸）：AgN03溶液：加Ag2O固体（不能加 AgOH）;CuC2溶液：加CuC2固体；KNC3溶液: 加 出0 : CuSO 溶液：CuO （不能加 Cu2O、CU（OH）2、CU2（OH）2COJ）等。 &电解原理的应用 A、电解饱和食盐水（氯碱工业） 反应原理 阳极：2CI- - 2e-= CI2T 阴极：2H+ + 2e-= H2T 电解 总反应：2NaCI+2H2O=H2 f +CI2 f +2NaOH 设备 （阳离子交换膜电解槽） 组成：阳极 一Ti、阴极一Fe 阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子通过而阻止阴离子 和气体通过。 制烧碱生产过程（离子交换膜法） 食盐水

15、的精制： 粗盐（含泥沙、CaF+、Mg2+、F&+、SO举等）T加入NaOH溶液T加入BaCl2溶液T加入Na2CO 溶液T过滤T加入盐酸T加入离子交换剂 （NaR） 电解生产主要过程（见图 20-1 ）： NaCI从阳极区加入, 平衡，使 OH-浓度增大，OH和Na+形成NaOH溶液。 B、电解冶炼铝 原料：（A）、冰晶石：Na3AIF6=3Na+AIF63- 总反应：4AI3+6O2 电=4AI+3Q f C 镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子。电镀锌原理： 阳极 Zn 2e -之用+ ,阴极 ZM+2e 一 =Zn 电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。在电镀控制的条件下，水电离出来的 电镀液中加氨水或 NaCN的原因：使Zn2+离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、光亮。 D、 电解冶炼活泼金属 Na、Mg、Al等。 E、 电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液含有 Cu2+铜前金属先反应但不析出，铜后金属不反应, 形成阳极泥”。 充。 设备：电解槽（阳极 C、阴极Fe）因为阳极材