原电池和电解池知识点总结Word格式.doc

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2H++2e-=H2↑（还原反应）

Cu2++2e-=Cu（还原反应）

2Cl--2e-=Cl2↑（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→电能

电能→化学能

应用

①①抗金属的电化腐蚀；

②实用电池。

①电解食盐水（氯碱工业）；

②电镀（镀铜）；

③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；

④精炼（精铜）。

2原电池正负极的判断：

⑴根据电极材料判断：

活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的或者非金属为正极。

⑵根据电子或者电流的流动方向：

电子流向：

负极→正极。

电流方向：

正极→负极。

⑶根据电极变化判断：

氧化反应→负极；

还原反应→正极。

⑷根据现象判断：

电极溶解→负极；

电极重量增加或者有气泡生成→正极。

⑸根据电解液内离子移动的方向判断：

阴离子→移向负极；

氧离子→移向正极。

3电极反应式的书写：

⑴负极材料本身被氧化：

①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应，则为最简单的：

M-ne-=Mn+如：

Zn-2e-=Zn2+

②如果阳离子与电解液成分反应，则参与反应的部分要写入电极反应式中：

如铅蓄电池，Pb+SO42--2e-=PbSO4

⑵负极材料本身不反应：

要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式，

如燃料电池CH4-O2（C作电极）电解液为KOH：

CH4+10OH-8e-=C032-+7H2O

⑴当负极材料能自发的与电解液反应时，正极则是电解质溶液中的微粒的反应，

H2SO4电解质，如2H++2e=H2CuSO4电解质：

Cu2++2e=Cu

⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时，正极则是电解质中的O2反正还原反应

①当电解液为中性或者碱性时，H2O比参加反应，且产物必为OH-,

如氢氧燃料电池（KOH电解质）O2+2H2O+4e=4OH-

②当电解液为酸性时，H+比参加反应，产物为H2OO2+4O2+4e=2H2O

4．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

5．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

O2+4e-+2H2O==4OH-

2H++2e-==H2↑

负极反应

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

考点解说

6．金属的防护

⑴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。

⑵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；

使表面生成致密氧化膜；

在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。

⑶电化学保护法

①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。

②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

7。

常见实用电池的种类和特点

⑴干电池（属于一次电池）

①结构：

锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。

酸性电解质：

②电极反应负极：

Zn-2e-=Zn2+

2NH4++2e-=2NH3+H2

NH3和H2被Zn2＋、MnO2吸收：

MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2＋＋4NH3=Zn（NH3）42＋

碱性电解质：

（KOH电解质）

电极反应负极：

Zn+2OH--2e-=Zn（OH）2

2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+Zn（OH）2

总反应：

Zn+MnO2+2H2O-=2MnOOH+Zn（OH）2

⑵铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池）

铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。

②A.放电反应负极：

Pb-2e-+SO42-=PbSO4原电池

PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

B.充电反应阴极：

PbSO4+2e-=Pb+SO42-电解池

阳极：

PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-

总式：

Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+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。

⑶锂电池

锂、石墨、固态碘作电解质。

②A电极反应负极：

2Li-2e-=2Li+

I2+2e-=2I-

总式：

2Li+I2=2LiI

BMnO2做正极时：

负极：

MnO2+e-=MnO2-

总Li+MnO2=LiMnO2

锂电池优点：

体积小，无电解液渗漏，电压随放电时间缓慢下降，应用:

心脏起搏器，手机电池，电脑电池。

⑷A.氢氧燃料电池

①结构：

石墨、石墨、KOH溶液。

②电极反应负极：

H2-2e-+2OH-=2H2O

正极：

O2+4e-+2H2O=4OH-

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）

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—空气—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20～50倍。

电极反应：

铝是负极4Al-12e-==4Al3+；

石墨是正极3O2+6H2O+12e-==12OH-

8．电解池的阴阳极判断：

⑴由外电源决定：

阴极：

⑵根据电极反应:

氧化反应→阳极；

还原反应→阴极

⑶根据阴阳离子移动方向：

阴离子移向→阳极；

阳离子移向→阴极，

⑷根据电子几点流方向：

电子流向:

电源负极→阴极；

电流方向:

电源正极→阳极；

9.电解时电极产物判断：

⑴阳极：

如果电极为活泼电极，Ag以前的，则电极失电子，被氧化被溶解，Zn-2e-=Zn2+

如果电极为惰性电极，C、Pt、Au、Ti等，则溶液中阴离子失电子，4OH--4e-=2H2O+O2

阴离子放电顺序S2->

I->

Br->

Cl->

OH->

含氧酸根>

F-

⑵阴极：

（.阴极材料（金属或石墨）总是受到保护）根据电解质中阳离子活动顺序判断，阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表金属活泼性越强，则对应阳离子的放电能力越弱，既得电子能力越弱。

K+<

Ca2+<

Na+<

Mg2+<

Al3+<

（H+）<

Zn2+<

Fe2+<

Sn2+<

Pb2+<

Cu2+<

Hg2+<

Ag+

10．电解、电离和电镀的区别

电解

电离

电镀

受直流电作用

受热或水分子作用

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

CuCl2Cu＋Cl2

CuCl2==Cu2++2Clˉ

阳极Cu－2e-=Cu2+

阴极Cu2++2e-=Cu

关系

先电离后电解，电镀是电解的应用

11．电镀铜、精炼铜比较

电镀铜

精炼铜

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

Zn-2e-=Zn2+Cu-2e-=Cu2+等

Cu2++2e-=Cu

溶液变化

电镀液的浓度不变

溶液中溶质浓度减小

12．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

CuCl2

2Cl--2e-=Cl2↑

Cu2++2e-=Cu

CuCl2=Cu+Cl2↑

——

HCl

2H++2e-=H2↑

2HCl=H2↑+Cl2↑

酸性减弱

Na2SO4

4OH--4e-=2H2O+O2↑

2H2O=2H2↑+O2↑

不变

H2SO4

消耗水，酸性增强

NaOH

消耗水，碱性增强

NaCl

2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH

H+放电，碱性增强

CuSO4

2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4

OHˉ放电,酸性增强

13，以惰性电极电解电解质溶液的规律：

⑴电解水型：

电解含氧酸，强碱，活泼金属的含氧酸盐，如稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：

4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：

2H++2e-=H2↑总反应：

2H2O2H2↑+O2↑，

溶质不变，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）。

⑵电解电解质：

无氧酸（HF除外）、不活泼金属的无氧酸盐，如CuCl2

2Cl--2e-=Cl2↑阴极：

Cu2++2e-=Cu总反应：

⑶放氢生成碱型：

活泼金属的无氧酸盐（F化物除外）如NaCl

2Cl--2e-=Cl2↑阴极：

2H++2e-=H2↑总反应：

公式：

电解质+H2O→碱+H2↑+非金属

⑷放氧省酸型：

不活泼金属的含氧酸盐，如CuSO4

4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：

Cu2++2e-=Cu总反应：

电解质+H2O→酸+O2↑+金属

解NaCl溶液：

2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大

8．电解原理的应用

图20-1

A、电解饱和食盐水（氯碱工业）

⑴反应原理

2Cl--2e-==Cl2↑

阴极：

2H++2e-==H2↑

2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH

⑵设备（阳离子交换膜电解槽）

①组成：

阳极—Ti、阴极—Fe

②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。

⑶制烧碱生产过程（离子交换膜法）

①食盐水的精制：

粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等）→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→过滤→加入盐酸→加入离子交换剂（NaR）

②电解生产主要过程（见图20-1）：

NaCl从阳极区加入，H2O从阴极区加入。

阴极H+放电，破坏了水的电离平衡，使OH-浓度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。

B、电解冶炼铝

⑴原料：

（A）、冰晶石：

Na3AlF6=3Na++AlF63-

（B）、氧化铝：

铝土矿NaAlO2Al（OH）3Al2O3

⑵原理

阳极2O2－－4e-=O2↑

阴极Al3＋+3e-=Al

4Al3++6O2ˉ4Al+3O2↑

⑶设备：

电解槽（阳极C、阴极Fe）

因为阳极材料不断地与生成的氧气反应：

C+O2→CO+CO2，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。

⑴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－2eˉ=Zn2+

阴极Zn2++2eˉ=Zn

⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。

⑶在电镀控制的条件下，水电离出来的H+和OHˉ一般不起反应。

⑷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”。