高中化学原电池和电解池全面总结超全版

1、高 中 化琴解池全面总结超全版公司内部编号：(good-tmmt-mMut-uUpty-uuyy-dtti-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

2、； 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-二H"（还原反应）阴极：Cu-' +2e- = Cu （还原反应）阳极：2Cr-2e=Cl2 t （氧化反应）电子流 向负极一正极电源负极一阴极；阳极一电源正极电流方 向正极一负极电源正极一阳极；阴极一电源负极能量转 化化学能f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）。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金属直接

3、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0： + 4e- + 2H2。= 40H-2H+ + 2e-=H2 t负极反应Fe - 2e'=Fe"*Fe - 2e-=Fe-"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用实质阴阳离子定向移 动，在两

4、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CuCL 奥维 Cu+ CLCuC12=Cu2+2C1 -阳极 Cu 2e- = Cu-'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， CuS04溶液作电解液电极反应阳极 Cu 2e = Cu-' 阴极 Cu:+2e- = Cu阳极：Zn - 2e = Zn-' Cu _ 2e'=Cu2'等阴极：Cu2&

5、#39; + 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CuCl：2Cr-2e=Cl2 tCu2' +2e"= CuCuCl：= Cu +C1： tHC12Cr-2e=Cl= t2H+2e=H2 t2HC1 二压 t +C12 t酸性减弱NazSO.401-4,=2H2+0= t2H'+2e=H2 t2H20=24 t +0： t不变H2SO440H-4e=2H20+02 t2H'+2e=H2 t2H20=2H: t +0： t消耗水

6、，酸性 增强NaOH40H-4e=2H:0+0212H-+2e=H212H二0=2H2 t +0: t消耗水，碱性 增强NaCl2Cr-2e=Cl: t2H'+2e=H2 t2NaCl+2H20=H21 +C1：H 放电，碱性增t +2NaOH强CuSOi40H-4e=2H20+02 tCu2* +2e = Cu2CuSO,5+2H2O=2Cu+ 02 t +2H2sOiOH-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：Fe2e"=Fe-'正极：0什4屋+2H二0=40出总式：2Fe+0什2H2=2Fe(OH)：4Fe (O

7、H) z+0 二+2H2=4Fe (OH) 3 2Fe (OH) 3=FeQ+3H 2(2)析氢腐蚀：co2+h2oh:co3h+hco3',负极：Fe 2e'=Fe2'正极：2H. + 2e=H： t总式：Fe + 2cO2+ 2压0 = Fe(HC03)2 + H： tFe(HCO)2水解、空气氧化、风吹日晒得FeG。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

8、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MrA的石墨、溶有NHC1的糊状物。电极反串 负极：Zn-2e-二Zn"正极：2NHr+2e=2NH3+H2NH3 和压被 Zn2+> MnO：吸收：MnO"压二MnO+H。Zn2+ + 4NH3=Zn （NH3） ?+铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池）立 负极：Pb-2e-+ SO J = PbSO,正极：PbO： +2e+4H' + SO：-二 PbS01

9、 + 2H2结构：铅板、填满PIA的铅板、稀H2s0,。A.放电反叔 负极：Pb-2e> SO.,2' = PbSO,阳极:PbSO. -2e- + 2H2。= PbO： +4H+ + SOf总式：Pb + PbO2 + 2H2sCh 力春 2Pbs0； + 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- = 2Li+正极：I2 +2e' = 2总式：2Li + I2 = 2LiIA.氢氧燃料电

10、池H2- 2e'+ 20H- = 2H2负极：正极:结构：石墨、石墨、KOH溶液。02 + 4e + 2H2 = 40H-总式:2H2+02=2H20（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KC1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

11、比干电池高2050倍。电极反应：铝是负极 4Al-12e-= 4A13'；石墨是正极 3O2+6H2O+12 e-=l 2OH-4.电解反应中反应物的判断一一放电顺序阴极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+ <C< Na+ < Mg2- < A13X （H+） < Zn2+ < Fe* < Sr? < Pb2+ < CiT< Hg- < Ag'阳极A.阳极材料是惰性电极（C、Pt、Au、Ti等）时：阴离子失电子：s”> r> Br-> cr&g

12、t; 0H-> NO：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.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+2H2里维H"+C1"+2NaOH,溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大电解CuSO,溶液:2CuSO.t + 2H二0里鲤2Cu + 02 t + 2H2s0,溶质、溶剂均发生 电解反应，PH减小。电解CuCL溶液：CuCl二里维Cu+Ch t电解盐酸：2HC1里维H2 t +C12 t溶剂不变，实际上是电解溶

13、质，PH增大。电解稀H2so八NaOH溶液、Na2s0溶液:2H2型维2H2 f + 0",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）。（5）电解熔融 NaOH: 4NaOH 里维4Na + 021 + H20 t用铜电极电解NeSO,溶液：Cu +2H2史维Cu（OH）2 + H2 t（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

14、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：NaCl溶液：通HC1气体（不能加盐酸）；AgNOs溶液:力口 Ag,O 固体（不能加AgOH）；CuCL溶液:加CuCL固体；KNOs溶液:加压0； CuSOi溶液：CuO （不能力口 CuQ、Cu（OH）2> Cu2（OH）:CO3）等。8 .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：2C1- - 2e= Cl2t阴极：2H+ + 2e= H2 t粗盐稀食ifc水希觌的和一NaCl溶液NaOH溶液OH-心。（含少量NaOH）图 20-1总反应：2NaCl+2H2型鲤H" +C12 t +2NaO

15、H设备（阳离子交换膜电解槽）组成：阳极一行、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）食盐水的精制:粗盐（含泥沙、C/、M广、Fe"、S042-等）一加入NaOH溶液一 加入BaCL溶液一加入NaO）3溶液一过滤一加入盐酸一加入离子交换剂（NaR） 电解生产主要过程（见图20T ） ： NaCl从阳极区加入，压0从阴极区加入。阴 极H+放电，破坏了水的电离平衡，使01浓度增大，0丁和Na.形成NaOH溶液。B、电解冶炼铝原料：（A）、冰晶石：Na3AlFs=3Na+AlF63'（B）、氧化铝：铝土矿 卷翳NaAlO： 端前 A1（OH）3 - Al：03 （2）原" 阳极 20" - 4e- =02 t 阴极 Al3+3e- =A1总反应：4A13+6O2 一比鲤 4A1+30" 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+0： - CO+CO：,故需定时补充。C、电镀：用电解的方法在金