中学教育电化学知识规律总结

1、电化学知识规律总结【知识要点】、原电池、电解池、电镀池的比较池电原池解电池镀电定义装的匕匕厶冃电H置匕匕厶冃学化将装的匕匕厶冃学妣置化转匕匕厶冃电将在其置理层装加一形成条件的路同液回不溶合源时电解流电路胃入回揚插合极极闭电电成两两形中待，金极层金接沱子层属镀离镀金电的属电极名称匕匕厶冃制县O名件阳阴电极反应电的失中属液金溶负子正阳中金中液极液溶电溶子子：子极离电极离阳阴失阴阳得子子离电阳失的极中电液属镀金电a:a:子阳阴电1原电池、电解池、电镀池判断规律 若 无 外 电 源 ， 可 能 是 原 电 池 ， 然 后 依 据 原 电 池 的 形 成 条 件 判 定 ， 主 要 思 路 是 三 “

2、看 ”先看电极：两种活泼性不同的金属（或其中一种非金属导体）作电极再看溶液：在电解质溶液中能自发地发生氧化还原反应。后看回路：用导线连接的两电极与电解质溶液接触并形成闭合回路。2若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池；3若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。2、构成原电池的类型（1）活泼性不同的导电材料：a.在金属一一金属构成的原电池中，相对活泼的金属作负极，被氧化，生成金属阳离子；相对不活泼的金属作正极，溶液中的阳离子被还原（一般被还原为单质）。如Zn H2SO4Cu电极反

3、应：2负极：Zn 2e Zn正极：2H 2e H2b.在金属一一非金属构成的原电池中，非金属电极（如石墨），一般只起导电作用，故作正极，金属电极作负极，如Fe|H2SO4|C电极反应：负极：Fe 2eFe2正极：2H 2e H2c.在金属金属氧化物构成的原电池中，金属氧化物中的金属元素已是最高（或较高）价态，难被氧化，故作正极，并直接参与还原反应，金属电极作为负极，如ZnKOH|Ag2O（银锌钮扣电池）负极：Zn 2OH 2e ZnO H2O正极：Ag2O H2O 2e 2Ag 2OHd.用两个惰性电极作为载体的燃料电池，通有还原性气体的电极作为负极，通有氧化性气体的电极作为正极。如氢氧燃料电

4、池。其电极为可吸附气体的惰性电极，如铂电极，活性炭等，两极分别通入H2和02，以40%的KOH溶液为电解质溶液：负极：2H24OH 4e 4H2O正极：O22H2O 4e 4OH总反应：2H2O22H2O3、化学电源（1）干电池电极反应式为：正极（石墨）2NH?+2e_=2NH3f+H2f负极（锌筒）Zn2e=Zn2+总反应式为：2NH4+Zn=2NH3f+H2f+Zn（2）铅蓄电池电极反应式为：正极PbO2+4H+SO42+2e=PbSO4+2H2O负极Pb+SO422e=PbSO4总反应式为：PbO2+Pb+2H2SO4 - 2PbSO4+2H2O（3）锂电池电极反应式为:正极I2+2e=

5、2I负极2Li2e=2Li+总反应式为：I2+2Li=2LiI（4）燃料电池：以氢氧燃料电池为例L 正极6+2內0+4=4OH-负极2H=+40H-4广=4比0总反应式为：2H2+02=2H2O注意：电极反应一一分别在负极和正极进行的氧化和还原反应叫做电极反应。2电池反应一一电极反应的总反应叫做总电池反应或电池反应。书写时，将两个电极反应式相加，消 去得失电子，即得。3书写电极反应时，要确定正负极，弄清正负极上的反应，保证原子守恒、电荷守恒和不忽视介质参 与反应，弱电解质、气体、或难溶物以分子形式表示，其余以离子符号表示6 十 4 庁十斗2Ha-4e_=4H+电扱反应式为（喊性条件）举例：原电

6、池（）CH4|KOH（aq）|02（ + ）负极CH4+10OH8e=CO32+7出0正极202+4H2O+8e=80H一原电池总反应CH4+202+20H=CO32+3H2O4、金属的腐蚀和防护(1)金属的腐蚀：分化学腐蚀和电化学腐蚀两种化学腐蚀电化学腐蚀含义金属或合金直接与具有腐蚀性的 物质接触发生氧化还原反应而消 耗的过程不纯金属或合金与电解质溶液接触 发生原电池反应而消耗的过程电子 得失金属直接把电子转移给有氧化性 的物质其中的活泼金属将电子间接转移给 氧化性较强的物质电流无电流产生有微弱电流产生腐蚀 现象金属被氧化损耗其中较活泼的金属被氧化损耗实例金属与。2、Cl2等物质直接反应钢铁

7、在潮湿的空气中被腐蚀(2)钢铁的电化腐蚀原理钢铁在干燥空气中长时间不易腐蚀，但在潮湿的空气里易被腐蚀。原因是，钢铁表面会吸附一层水膜，这层水膜中含有少量的H+、0H，还溶解了少量的C02、02等，即在钢铁表面形成了一层电解质溶液， 构成了原电池1吸氧腐蚀：负极：2Fe4e_=2Fe2正极：2H20+02+4e=40H(此时电解质溶液酸性较弱、中性、或碱性)总反应：2H20+02+2Fe=2Fe(0H)2在空气中4 Fe(0H)2+2H20+02=4 Fe(0H)3,Fe(0H)3失水而成铁锈Fez03XH202析氢腐蚀：负极：Fe2e=Fe2+正极：2H+2e=H2T(此时电解质溶液酸性较强)

8、总反应：2H+Fe=Fe2+ 出匸注意：一般情况下，以吸氧腐蚀为主。吸氧腐蚀和析氢腐蚀的主要区别在于正极反应。(3)金属的防护：金属的腐蚀主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，只要减少形成原电池3条件中的一个，就可防止原电池反应的发生。1内因改变金属内部结构。2外因一一采用适当方法将金属与介质(主要指电解质溶液)隔离，如喷漆、涂油、电镀、表面钝化 等。3电化学保护法：如船体外壳嵌锌，将钢铁外壳与锌人为的构成原电池，腐蚀锌，保护船体。或外加 电源，使被保护的金属与电源的负极相连，成为阴极而被保护。二、电极产物的判断规律总结离子的放电顺序与金属或非金属的活泼性有关，金属越活泼，其阳离子在电极上得电子被还原

9、就越困 难；非金属越活泼，其阴离子在电极上失电子被氧化也越困难(符合正易逆难规律)。1、阴极：(阴极电极材料的本身受到保护，不参与反应)应是溶液中较易得电子的阳离子在阴极上得电子而被还原，阳离子在阴极的放电(即离子的氧化性)顺序：32222232Ag Fe Cu (H ) Pb Sn Fe Zn Al Mg NaCa2K。当此放电顺序适用于阳离子浓度相差不大时，顺序要有相应的变动(当溶液中H+只来自于水电离时，H+的放电顺序介于A13+和Zn2+之间)。2、 阳极：如果用惰性电极（如Pt、Au、石墨等）做阳极，则溶液中较易失电子的阴离子在阳极上失 电子而被氧化。如果用活泼金属做阳极，则阳极依金

10、属活泼性强弱的顺序本身失电子被氧化成为阳离子进入溶液，阴离子在阳极的放电（即离子的还原性）顺序：S2I Br Cl OH含氧酸根离子F3、 用惰性电极电解电解质溶液的反应规律及溶液的变化惰性电极的材料通常是石墨（C）或铂（Pt），因其性质非常稳定，很难失去电子，因此本身不参与电 极反应。如何准确地写出用惰性电极电解电解质溶液时的反应方程式并判断溶液的变化呢？可以按离子的 放电顺序将所有的阴、阳离子分为四个部分：IIIK Ca2NaMg2HCu2Fe3Ag IIIIVS2IBrClOH含氧酸根离子F这样很容易得出以下规律：电解质电解类 型电极反应特点实例电解物 质电解质 溶液浓 度pH变化电解质

11、 溶液复 原I、IV离子组 成电解水 型阴极：4H 4e 2H2阳极：4OH 4e2H2O O2NaOH水增大增大水H2SQ水增大减小水NaSQ水增大不变水II、III离子组 成电解电 解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大HCICuCl2电解质减小一CuCl2I、III离子组 成放生 碱型阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放 电NaCI电解质 和水生成新 电解质增大HCIII、IV离子组 成放Q生 酸型阴极：电解质阳离子放 电阳极：H2O放Q生酸CuSO电解质 和水生成新电解质减小CuO实际上I、IV中的离子（除H、0H）在水溶液中一般不考虑放电，因为水电离出

12、的H、0H的放电能力比它们强。溶液的复原就按溶液“少啥补啥”，如用惰性电极电解AgNO3溶液时两极分别产生ImolAg、0.25molO2，则Ag与O的物质的量之比为2：1，所以加入Ag2O可使溶液复原。三、用惰性电极电解盐AmBn溶液的有关计算时常用的关系式1、认识“荷”平使者H2O维护溶液中的“荷”平当只有An+放电时，水向溶液中补充同量的H+:An+ nH+当只有Bm-放电时，水向溶液中补充同量的OH-:Bm- mOH-当A叭Bm-都放电时，水分子不管“闲事”当An+、Bm-都不放电时，水分子电离出的H+、OH-分别在阴阳极放电2、常用于计算的两个关系式n（1）当只有An+放电时，An+

13、 nH+ nH2O- 024关系式意义为：1个An+在阴极放电生成A单质，则溶液中由水补充n个H+（另n个OH-在阳极放电生成n/4个O2分子），同时消耗n个水分子，并在阳极产生n/4个O2分子阴阳两极转移电子的数量相等，An+ n en/4 O2）。-m（2）当只有Bm-放电时,Bm- mOH- mH2O- H22关系式意义为：1个Bm-在阳极放电生成B单质，则溶液中由水补充m个OH-（另m个H+在阴极放电生成m/2个H2分子）,同时消耗m个水分子，并在阳极产生m/2个H2分子（阴阳两极转移电子的数量相等，- Bm- -m em/2 H2） 。总之：分析电解应用的主要方法思路通电前：电解质溶

14、液的电离过程（包括电解质和水的电离）f离子移向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极放电阳极：金属阳极S2+BrCOH NO3SO42F。能力l阴极：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+P b2+Sn2+Fe2+Zn2+H+AlMg2+Na+Ca2+K+。电极反应：电极反应式、总反应式电解两极现象、水的电离平衡精练液CuSO4i3、铜的电解精炼用粗铜做阳极，纯铜片做阴极，硫酸铜溶液做电解液。反应为：阴极Cu2+2e_=Cu阳极Cu2e_=Cu2+在阳极上，比铜活泼的杂质金属也失去电子Zn2e=Zn Ni2e=Ni2+。但比铜活动性弱的金属 （金、银等）沉积在阳极泥中。4、蓄电池：通电后结果离子浓度、溶

15、液酸碱性、PH值变化等四、工业运用1氯碱工业1原料的应用A、粗盐的成分：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42B、 杂质的危害：生成沉淀损坏离子交换膜：得到的产品不纯。C、 除杂试剂：a、BaCl2b、NaOH c、NazCOsd、HCID、 试剂加入顺序：abc过滤d或acb过滤d或bac过滤d2反应原理：2NaCI+2H2O =2NaOH+H2f+CI2f3电极名称与材料：阴极（碳棒）、阳极（铁棒）4电极反应：阴极（还原反应）2H+2e=H2f阳极（氧化反应）2C+2e=Cl2f5离子方程式：2C+2H2O电解2OH+ H2f+ Cl2f化学方程式：2NaCI+2H2O电解2NaOH + H2

16、f+ CI2f阳极区阴极区立式隔膜电解槽（市售消毒器原理）立式隔膜电解槽（市售消毒器原理）2、电镀：运用于电解精炼铜或铁表面镀铜、锌等1电镀的目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。因此镀层金属通常是一些在空气或溶液里 不易起变化的金属（如铬、锌、镍、银）和合金（铜锡合金、铜锌合金等）。2阳极：镀层金属；阴极：被镀金属；电解质：含阳极材料的金属离子盐溶液3电解前后电镀液的含量不变。2、电镀：运用于电解精炼铜或铁表面镀铜、锌等电镀的目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。因此镀层金属通常是一些在空气或溶液里不易起变化的阳极：镀层金属;阴极：被镀金属;电解前后电镀液的含量不变。电解质：含阳极材料的金属离子盐溶液蓄电池是原电池和电解池在生活中的综合应用。蓄电池的放电过程相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；蓄电池的充电过程相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，