电化学知识点原电池和电解池

1、电化学知识点原电池和电解池一.原电池和电解池的相关知识点.原电池和电解池 装置比较：将化学能转化为电能的装置叫做原电池把电能转化为化学能的装置叫电解池.原电池和电解池的比较表:装置原电池电解池实例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

2、质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。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=HT （还原反应）阴极：CiT+2e- = Cu（还原反应）阳极：2Cl-2e=C12 T（氧化反应）电子流向负极正极电源负极-阴极；阳极-电源正极电流方向正极负极电源正极-阳极；阴极-电源负极能量转化化学能一电能电能一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）。原电池的本质：氧化还原反应中电子作定向的移动过程电解本质：电解质溶液的导电过程，就

3、是电解质溶液的电解过程.化学腐蚀和电化腐蚀的区别化学腐蚀电化腐蚀一般条件金属直接和强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.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C2 + 4e - + 2H 2。= 40H2H+ + 2e -=H2T负极反应Fe 2e-=Fe2+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.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

4、流电作用实质阴阳离子定向移动，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c C电解C ,cCuCbCu+ Cl 2CuCL=Cu2+2Cl阳极 Cu 2e- = Cu 2+阴极 Cu 2+2e = Cu关系先电离后电解，电镀是电解的应用.电镀铜、精炼铜比较电镀铜精炼铜形镀层金属作阳极，镀件作粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuS04B液作电解液成阴极，电镀液必须含有镀条层金属的离子件电极阳极 Cu 2e = Cu 2+阳极：Zn - 2e - = Zn 2+ Cu - 2e - = Cu 2+等反阴极 Cu 2+2e- = Cu阴极：C

5、iT + 2e - = Cu应溶电镀液的浓度不变溶液中溶质浓度减小液变化说明、原电池正、负极的判断：(1)从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。(2)从电子的流动方向 负极流入正极(3)从电流方向 正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极(5)根据实验现象溶解的一极为负极增重或有气泡一极为正极二.高频考点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=Fe2+ L正极：Q+4e+2HO=4OH总式：2Fe+O+2HO=2Fe(OH)4Fe(OH)2+Q+2HO=4Fe(OH) 2Fe(OH) 3=FeQ+3

6、HO析氢腐蚀：CQ+H2 HCO H+HCO负极：Fe 2e-=Fe2+ J正极：2H+ + 2e-=Ht总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCQ)2 + H 21Fe(HCO)2水解、空气氧化、风吹日晒得 FeQ。2、原电池的应用：加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。比较金属活动性强弱。 可以利用原电池比较金属的活动性顺序(负极活泼)将两种不同金属在电解质溶液里构成原电池后，根据电极的活泼性、电极上的反应现象、电流方向、电子流向、离子移动方向等进行判断。设计原电池。利用原电池原理可以分析金属的腐蚀和防护问题金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，但主要是电化学腐

7、蚀。根据 电解质溶液的酸碱性，可把电化学腐蚀分为：吸氧腐蚀和析氢腐蚀两种。以钢铁腐蚀为例，吸氧腐蚀发生的条件是钢铁表面吸附的水膜中溶有Q,并呈极弱酸性或中性，反应中O得电子被还原；其电极反应式分别为：负极（Fe）: 2Fe 4e=2FeT,正极（C） : Q+2HO+4e=4OH。析氢腐蚀发生的条件是钢铁表面吸附的水膜酸性较强，反应时有H2析出；其电极反应式分别为：负极（Fe） : Fe-2e= Fe2+,正极（C） : 2hf+2e=H3金属防腐方法： 改变金属内部结构； 表面覆盖保护层（如钢铁表面 涂矿物油、油漆、加电镀层、形成稳定的氧化膜等；电化学保护法（接上一块活泼金属使被保护金属成为

8、正极受保护、将被保护金属接到电源负极）。通常金属的腐蚀德快慢类型：电解池的阳极 原电池的负极自然的腐蚀原电池的正极（保护） 电解池的负极（保护）。3。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 MnO的石墨、溶有NHCl的糊状物。电极反斗 负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2NH+2e-=2NH+H2NH和 H被 Zn MnO吸收： MnO2+H=MnO+HD,Zn2+ 4NH=Zn（NH3）42+铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池）结构：铅板、填满PbO的铅板、稀HSO。A.放电反由 负极：Pb-2e-+ SO42- = PbSO4正极：PbO2 +2e -+4H+ + SO

9、 42- = PbSO4 + 2H 2OB.充电反耳 阴极：PbSO +2e -= Pb+ SO；-2-阳极：PbSO -2e + 2H 2O = PbO2 +4H+ + SO 4总式：Pb + PbO2 + 2H 2SO2PbSO + 2H 2O充电注意：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 - = 2Li+正极：I 2 +2e- = 2I - 总式：2Li + I 2 = 2LiIA.氢氧燃料电池结构：石墨、石墨、KO

10、H容液。电极反应 负极：H2- 2e -+ 2OH- = 2H 2。正极：O2 + 4e - + 2H 2O = 40H总式：2hb+Q=2HO（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 2

11、050倍。电极反应：铝是负极4Al-12e-= 4Al 3+;石墨是正极 3O 2+6HO+12e=12OH.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：解NaCl溶液：2NaCl+2HO=H?+Cl2?+2NaOH溶质、溶齐U均发生电解反应，PH增大电解CuSO溶液：2CuSO+ 2H 2O=2Cu + O2 ? + 2H2SO溶质、溶剂J均发生电解反应，PH减小。电解 CuCl2溶液：CuCl2= Cu + Cl2 t电解盐酸：2HCl =喳=H2? + Cl2?溶剂不变，实际上是电解溶质，PH增大。电解稀 HSO

12、、NaOH容?瓜、NaSO溶减：2HO= 2H2 ? + Q?,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）。电解熔融 NaOH: 4NaOH=4Na + O21 + H 2O?用铜电极电解 NaSO溶液：Cu +2H 2O型=Cu（OH）2 + H 21（注意：不是电解水。）.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）.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

13、。如：NaCl溶液：通HCl气体（不能加盐酸）；AgNO溶液：力口AgO固体（不能加 AgOH;CuCb溶液：力口 CuCb固体；KNO溶液： 加KQCuSO溶液：CuO（不能加 CuQ Cu（OH）、Cu（OH）2CO）等。CI?.电解原理的应用A、电解饱和食盐水（氯碱工业）反应原理精制制和.NaCl需液阻盐稀杳洁笈H*一 N痛0H溶液,阳极：2Cl - - 2e = Cl 21OH”NsOH)阴极：2H+ + 2e -= H2 t总反应：2NaCl+2HO=H t +CI21 +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

14、子和气体通过。制烧碱生产过程（离子交换膜法）食盐水的精制：粗盐（含泥沙、c+、Mg Fe3+、SO4-等）“加入NaOH容液“加入BaCl2溶液”加入NaCO溶液过滤加入盐酸”加入离子交换剂（NaR）电解生产主要过程（见图 20-1）: NaCl从阳极区加入，HO从阴极区加入。阴极H+放电，破坏了水的电离平衡，使 O保度增大,OH和Na+形成NaOH容液。B、电解冶炼铝原料:(A)、冰晶石:_+- 3-NaAlF6=3Na+AlF6(B)、氧化铝:NaOH如土矿 FL NaAlO2CQAl(OH) 3Al 2Q阳极2O 24e- =。2 ?阴极 Al 3+3e =Al总反应：4Al 3+6C2

15、 二=4Al+3Q t 设备：电解槽（阳极 G阴极Fe）因为阳极材料不断地与生成的氧气 反应：C+C - CC+CC,故需定时补充。C、电镀：用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。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：卜日极 Zn 2e = Zn2+阴极 Zn 2+2e =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H和CHT 一般不起反应。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C。铜前金属先反应但不析出，铜后金属不反应，形成“阳 极泥”。 附表原电池，电解池，电镀池的比较类别原电池电解池电镀池定义（装置特点）将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀侧层其他金属反应特征自发反应非自发反应非自发反应装置特征无电源，两级材有电源，两级材料有电源料不同可同可不同形成条件活动性不同的两电极连接直流电1镀层金属接电源正两极源极，待镀金属接负极；电解质溶液两电极插入电解质2电镀液必须含有镀形成闭合回路溶液层金属的离子形成闭合回路电极名称负极：较活泼金阳极：与电源正极名称同电解，但有限制属相连条件正极：