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 一．原电池和电解池的相关学问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：装置装置原电池电解池实例使氧化复原反响中电子作定向移动，从而形成电流。这种把极引起氧化复原反响的过程叫做电原理化学能转变为电能的装置叫做原电池。叫做电解池。形成条①电极：两种不同的导体相连；①电源；〔惰性或非惰性；件②电解质溶液：能与电极反响。③电解质〔水溶液或熔化态。反响类型 自发的氧化复原反响 非自发的氧化复原反响

由电极本身性质打算：极；

由外电源打算：

负极：Zn-2e-=Zn2+ 〕

阴极：Cu2++2e-=Cu 〔复原反响〕正极：2H++2e-=H2↑〔复原反 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ 〕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①抗金属的电化腐蚀；②有用电池。①电解食盐水〔氯碱工业〔镀铜；③电冶〔冶炼Na、Mg、AAl；④精炼〔精铜。原电池的本质：氧化复原反响中电子作定向的移动过程3．化学腐蚀和电化腐蚀的区分化学腐蚀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，外表潮湿反响过程氧化复原反响，不形成原电池。因原电池反响而腐蚀有无电流无电流产生有电流产生反响速率电化腐蚀＞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分电化腐蚀类电化腐蚀类吸氧腐蚀析氢腐蚀型型条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强正极反响O+4e-+2HO==4OH-222H++2e-==H↑2负极反响Fe－2e-==Fe2+Fe－2e-==Fe2+腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有发生在某些局部区域内广泛性实例CuCl实例CuClCuCl2==Cu2++2Cl阳极Cu－2e-=Cu2+2====Cu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化复原反响阴阳离子自由移变化金属或合金＋Cl＋Cl2ˉ阴极Cu2++2e-=Cu关系先电离后电解，电镀是电解的应用电镀铜、精炼铜比较电镀铜电镀铜精炼铜形 镀层金属作阳极， ，CuSO4溶液作电解成 镀件作阴极，电镀 液条 液必需含有镀层金件 属的离子电阳极 Cu－2e-=极Cu2+阳极：Zn-2e-=Zn2+Cu-2e-=Cu2+等反阴极Cu2++2e- = 阴极：Cu2++2e-=Cu应Cu溶 电镀液的浓度不变 溶液中溶质浓度减小液变化〔2〕析氢腐蚀：〔2〕析氢腐蚀：CO+HO22HCO23H++HCO-3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。从电子的流淌方向负极流入正极从电流方向正极流入负极依据电解质溶液内离子的移动方向 阳离子流向正极，阴离子流向负极二．高频考点1．电化腐蚀：发生原电池反响，有电流产生〔1〕吸氧腐蚀负极：Fe－2e-==Fe2+正极：O+4e-+2HO==4OH-2 2总式：2Fe+O+2HO==2Fe(OH)2 2 24Fe(OH)+O+2HO==4Fe(OH) 2Fe(OH)==FeO+3HO2 2 2 3 3 2 3 2负极：Fe－2e-==Fe2+正极：2H+2e-==H↑2总式：Fe2CO+2HO=Fe(HCO)+H↑2 2 32 2Fe(HCO)水解、空气氧化、风吹日晒得FeO。32 2 32、原电池的应用：①加快化学反响速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。②比较金属活动性强弱。可以利用原电池比较金属的活动性挨次〔负极活泼。将两种不电子流向、离子移动方向等进展推断。③设计原电池。④利用原电池原理可以分析金属的腐蚀和防护问题的酸碱性，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外表吸附的水膜中溶有O，并呈极弱酸2性或中性，反响中O得电子被复原；其电极反响式分别为：负极(Fe)：2Fe—4e-==2Fe2+，2正极(C)：O+2HO+4e-==4OH-。2 2析氢腐蚀发生的条件是钢铁外表吸附的水膜酸性较强，反响时有H2析出；其电极反响式分别为：负极(Fe)：Fe—2e-Fe2+，正极(C)：2H++2e-==H2↑。金属防腐方法：①转变金属内部构造；②外表掩盖保护层〔如钢铁外表涂矿物油、油漆、加电镀层、形成稳定的氧化膜等；③电化学保护法〔接上一块活泼金属使被保护金属成为正极受保护、将被保护金属接到电源负极。正极〔保护〕＞电解池的负极〔保护。3。有用电池的种类和特点⑴干电池〔属于一次电池〕①构造：锌筒、填满MnO的石墨、溶有NHCl的糊状物。2 4②电极反响 负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2NH++2e-=2NH+H4 3 2NH和H被Zn2＋、MnO吸取： MnO+H=MnO+HO,Zn2＋＋4NH=Zn(NH)2＋3 2 2 2 2 2 3 34⑵铅蓄电池〔属于二次电池、可充电电池〕①构造：铅板、填满PbO的铅板、稀HSO。2 2 4②A.放电反响 负极：Pb-2e-+SO2-=PbSO4 4正极：PbO+2e-+4H++SO2-=PbSO+2HO2 4 4 2B.充电反响 阴极：PbSO4+2e-=Pb+SO42-总式：PbPbO+2HSO22 4=充电2PbSO+2HO42阳极：PbSO-2e-总式：PbPbO+2HSO22 4=充电2PbSO+2HO42子得失，电极反响式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反响式一样。⑶锂电池①构造：锂、石墨、固态碘作电解质。②电极反响 负极：2Li-2e- =2Li+正极：I+2e-=2I- 总式：2Li+I=2LiI2 2⑷A.氢氧燃料电池①构造：石墨、石墨、KOH②电极反响 负极：H-2e-+2OH-=2HO2 2正极：O+4e-+2HO=4OH-总式：2H+O=2HO2 2 2 2 2〔反响过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流〕留意：复原剂在负极上反响〔先常规后深入。假设相互反响的物质是溶液，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 空气—海水电池为能源的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，数分钟后就会发出刺眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍。电极反响：铝是负极 4Al-12e-==4Al3+；石墨是正极 3O+6HO+12e-==12OH-2 2电解反响方程式的书写步骤：分析离子的放电挨次；H2↑+Cl2↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反响，PHCuSO4溶液：2CuS4+2H==2Cu+O↑+2HSO4溶质、溶剂均发生电解反响，PH⑶电解CuCl2CuCl==Cu＋Cl2↑电解盐酸：2HCl===H2↑＋Cl2↑溶剂不变，实际上是电解溶质，PHHSO、NaOH溶液、NaSO4溶液：2H==2H↑+O↑，溶质不变，实际上是电解水，PH加快电解速率〔不是起催化作用。NaOH:4NaOH===4NaO↑+HO↑2 2⑹用铜电极电解NaSO溶液: Cu+2H===Cu(OH)+H↑ 〔留意不是电解水〕2 4 2 2 2电解液的PH变化:依据电解产物推断。〕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〕恰好完全反响，再将其化合物投入电解后的溶液中即NaCl溶液：通HCl气体〔不能加盐酸AgNO溶液：加AgO〔3 2AgOH；CuCl2

溶液：加CuCl2

固体；④KNO3

溶液：加HO；⑤CuSO2

溶液：CuO〔不7．电解原理的应用7．电解原理的应用A、电解饱和食盐水〔氯碱工业〕⑴反响原理CuO、Cu(OH)、Cu(OH)CO〕等。2 2 2 2 3阳极：2Cl--2e-== Cl↑2阴极：2H++2e-==H↑2总反响：2NaCl+2H===H↑+Cl↑+2NaOH2 2 2⑵设备〔阳离子交换膜电解槽〕Ti、阴极—Fe②阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子通过而阻挡阴离子和气体通过。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〕→NaOHBaCl溶液→参加NaCO溶液→过滤→参加盐酸→参加离子交换剂(NaR)2 2 3②电解生产主要过程〔见图20-1：NaClHOH+放2OH-浓度增大，OH-Na+NaOHB、电解冶炼铝A、冰晶石：NaAlF=3Na++AlF3-3 6 6NaOH CO〔B、氧化铝：铝土矿→NaAlO2

Al(OH)

→ AlO323⑵原理 阳极 2O2－－4e-=O↑3232阴极 Al3＋+3e-=Al总反响：4Al3++6O2ˉ====4Al+3O↑2⑶设备：电解槽〔阳极C、阴极Fe〕由于阳极材料不断地与生成的氧气反响：C+O2→CO+CO，故需定时补充。2C、电镀：用电解的方法在金属外表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，电镀液必需含有镀层金属的离子。电镀锌原理：阳极 Zn－2eˉ=Zn2+阴极 Zn2++2eˉ=Zn⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。⑶在电镀掌握的条件下，水电离出来的H+OHˉ一般不起反响。⑷电镀液中加氨水或NaCNZn2+离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、光亮。DNa、Mg、AlE、电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，Cu2+。铜前金属先反响但不析出，铜后金属不反响，形成“阳极泥”。性质类原电池电解池性质类原电池电解池电镀池别定义〔装置特点〕反响特征自发反响非自发反响非自发反响将化学能转变成将电能转变成化学应用电解原理在某些金电能的装置能的装置属外表镀上一侧层其他金属装置特征无电源，两级材有电源料不同同可不同形成条件 活动性不同的两 两电极连接直流电 1镀层金属接电源正极，极 源 待镀金属接负极电镀液必需含有镀层金属的电解质溶液

两电极插入电解质离子溶液形成闭合回路电极名称 负极：较活泼金 阳极与电源正极