中學(xué)教育電化學(xué)知識規(guī)律總結(jié)

1、電化學(xué)知識規(guī)律總結(jié)【知識要點(diǎn)】、原電池、電解池、電鍍池的比較池電原池解電池鍍電定義裝的匕匕厶冃電H置匕匕厶冃學(xué)化將裝的匕匕厶冃學(xué)妣置化轉(zhuǎn)匕匕厶冃電將在其置理層裝加一形成條件的路同液回不溶合源時電解流電路胃入回?fù)P插合極極閉電電成兩兩形中待，金極層金接沱子層屬鍍離鍍金電的屬電極名稱匕匕厶冃制縣O名件陽陰電極反應(yīng)電的失中屬液金溶負(fù)子正陽中金中液極液溶電溶子子：子極離電極離陽陰失陰陽得子子離電陽失的極中電液屬鍍金電a:a:子陽陰電1原電池、電解池、電鍍池判斷規(guī)律 若 無 外 電 源 ， 可 能 是 原 電 池 ， 然 后 依 據(jù) 原 電 池 的 形 成 條 件 判 定 ， 主 要 思 路 是 三 “

2、看 ”先看電極：兩種活潑性不同的金屬（或其中一種非金屬導(dǎo)體）作電極再看溶液：在電解質(zhì)溶液中能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。后看回路：用導(dǎo)線連接的兩電極與電解質(zhì)溶液接觸并形成閉合回路。2若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池，當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬離子相同則為電鍍池；3若為無明顯外接電源的串聯(lián)電路，則應(yīng)利用題中信息找出能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池。2、構(gòu)成原電池的類型（1）活潑性不同的導(dǎo)電材料：a.在金屬一一金屬構(gòu)成的原電池中，相對活潑的金屬作負(fù)極，被氧化，生成金屬陽離子；相對不活潑的金屬作正極，溶液中的陽離子被還原（一般被還原為單質(zhì)）。如Zn H2SO4Cu電極反

3、應(yīng)：2負(fù)極：Zn 2e Zn正極：2H 2e H2b.在金屬一一非金屬構(gòu)成的原電池中，非金屬電極（如石墨），一般只起導(dǎo)電作用，故作正極，金屬電極作負(fù)極，如Fe|H2SO4|C電極反應(yīng)：負(fù)極：Fe 2eFe2正極：2H 2e H2c.在金屬金屬氧化物構(gòu)成的原電池中，金屬氧化物中的金屬元素已是最高（或較高）價態(tài)，難被氧化，故作正極，并直接參與還原反應(yīng)，金屬電極作為負(fù)極，如ZnKOH|Ag2O（銀鋅鈕扣電池）負(fù)極：Zn 2OH 2e ZnO H2O正極：Ag2O H2O 2e 2Ag 2OHd.用兩個惰性電極作為載體的燃料電池，通有還原性氣體的電極作為負(fù)極，通有氧化性氣體的電極作為正極。如氫氧燃料電

4、池。其電極為可吸附氣體的惰性電極，如鉑電極，活性炭等，兩極分別通入H2和02，以40%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液：負(fù)極：2H24OH 4e 4H2O正極：O22H2O 4e 4OH總反應(yīng)：2H2O22H2O3、化學(xué)電源（1）干電池電極反應(yīng)式為：正極（石墨）2NH?+2e_=2NH3f+H2f負(fù)極（鋅筒）Zn2e=Zn2+總反應(yīng)式為：2NH4+Zn=2NH3f+H2f+Zn（2）鉛蓄電池電極反應(yīng)式為：正極PbO2+4H+SO42+2e=PbSO4+2H2O負(fù)極Pb+SO422e=PbSO4總反應(yīng)式為：PbO2+Pb+2H2SO4 - 2PbSO4+2H2O（3）鋰電池電極反應(yīng)式為:正極I2+2e=

5、2I負(fù)極2Li2e=2Li+總反應(yīng)式為：I2+2Li=2LiI（4）燃料電池：以氫氧燃料電池為例L 正極6+2內(nèi)0+4=4OH-負(fù)極2H=+40H-4廣=4比0總反應(yīng)式為：2H2+02=2H2O注意：電極反應(yīng)一一分別在負(fù)極和正極進(jìn)行的氧化和還原反應(yīng)叫做電極反應(yīng)。2電池反應(yīng)一一電極反應(yīng)的總反應(yīng)叫做總電池反應(yīng)或電池反應(yīng)。書寫時，將兩個電極反應(yīng)式相加，消 去得失電子，即得。3書寫電極反應(yīng)時，要確定正負(fù)極，弄清正負(fù)極上的反應(yīng)，保證原子守恒、電荷守恒和不忽視介質(zhì)參 與反應(yīng)，弱電解質(zhì)、氣體、或難溶物以分子形式表示，其余以離子符號表示6 十 4 庁十斗2Ha-4e_=4H+電扱反應(yīng)式為（喊性條件）舉例：原電

6、池（）CH4|KOH（aq）|02（ + ）負(fù)極CH4+10OH8e=CO32+7出0正極202+4H2O+8e=80H一原電池總反應(yīng)CH4+202+20H=CO32+3H2O4、金屬的腐蝕和防護(hù)(1)金屬的腐蝕：分化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕含義金屬或合金直接與具有腐蝕性的 物質(zhì)接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而消 耗的過程不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸 發(fā)生原電池反應(yīng)而消耗的過程電子 得失金屬直接把電子轉(zhuǎn)移給有氧化性 的物質(zhì)其中的活潑金屬將電子間接轉(zhuǎn)移給 氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)電流無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生腐蝕 現(xiàn)象金屬被氧化損耗其中較活潑的金屬被氧化損耗實(shí)例金屬與。2、Cl2等物質(zhì)直接反應(yīng)鋼鐵

7、在潮濕的空氣中被腐蝕(2)鋼鐵的電化腐蝕原理鋼鐵在干燥空氣中長時間不易腐蝕，但在潮濕的空氣里易被腐蝕。原因是，鋼鐵表面會吸附一層水膜，這層水膜中含有少量的H+、0H，還溶解了少量的C02、02等，即在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液， 構(gòu)成了原電池1吸氧腐蝕：負(fù)極：2Fe4e_=2Fe2正極：2H20+02+4e=40H(此時電解質(zhì)溶液酸性較弱、中性、或堿性)總反應(yīng)：2H20+02+2Fe=2Fe(0H)2在空氣中4 Fe(0H)2+2H20+02=4 Fe(0H)3,Fe(0H)3失水而成鐵銹Fez03XH202析氫腐蝕：負(fù)極：Fe2e=Fe2+正極：2H+2e=H2T(此時電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng))

8、總反應(yīng)：2H+Fe=Fe2+ 出匸注意：一般情況下，以吸氧腐蝕為主。吸氧腐蝕和析氫腐蝕的主要區(qū)別在于正極反應(yīng)。(3)金屬的防護(hù)：金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，只要減少形成原電池3條件中的一個，就可防止原電池反應(yīng)的發(fā)生。1內(nèi)因改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2外因一一采用適當(dāng)方法將金屬與介質(zhì)(主要指電解質(zhì)溶液)隔離，如噴漆、涂油、電鍍、表面鈍化 等。3電化學(xué)保護(hù)法：如船體外殼嵌鋅，將鋼鐵外殼與鋅人為的構(gòu)成原電池，腐蝕鋅，保護(hù)船體?；蛲饧?電源，使被保護(hù)的金屬與電源的負(fù)極相連，成為陰極而被保護(hù)。二、電極產(chǎn)物的判斷規(guī)律總結(jié)離子的放電順序與金屬或非金屬的活潑性有關(guān)，金屬越活潑，其陽離子在電極上得電子被還原

9、就越困 難；非金屬越活潑，其陰離子在電極上失電子被氧化也越困難(符合正易逆難規(guī)律)。1、陰極：(陰極電極材料的本身受到保護(hù)，不參與反應(yīng))應(yīng)是溶液中較易得電子的陽離子在陰極上得電子而被還原，陽離子在陰極的放電(即離子的氧化性)順序：32222232Ag Fe Cu (H ) Pb Sn Fe Zn Al Mg NaCa2K。當(dāng)此放電順序適用于陽離子濃度相差不大時，順序要有相應(yīng)的變動(當(dāng)溶液中H+只來自于水電離時，H+的放電順序介于A13+和Zn2+之間)。2、 陽極：如果用惰性電極（如Pt、Au、石墨等）做陽極，則溶液中較易失電子的陰離子在陽極上失 電子而被氧化。如果用活潑金屬做陽極，則陽極依金

10、屬活潑性強(qiáng)弱的順序本身失電子被氧化成為陽離子進(jìn)入溶液，陰離子在陽極的放電（即離子的還原性）順序：S2I Br Cl OH含氧酸根離子F3、 用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的反應(yīng)規(guī)律及溶液的變化惰性電極的材料通常是石墨（C）或鉑（Pt），因其性質(zhì)非常穩(wěn)定，很難失去電子，因此本身不參與電 極反應(yīng)。如何準(zhǔn)確地寫出用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時的反應(yīng)方程式并判斷溶液的變化呢？可以按離子的 放電順序?qū)⑺械年?、陽離子分為四個部分：IIIK Ca2NaMg2HCu2Fe3Ag IIIIVS2IBrClOH含氧酸根離子F這樣很容易得出以下規(guī)律：電解質(zhì)電解類 型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例電解物 質(zhì)電解質(zhì) 溶液濃 度pH變化電解質(zhì)

11、 溶液復(fù) 原I、IV離子組 成電解水 型陰極：4H 4e 2H2陽極：4OH 4e2H2O O2NaOH水增大增大水H2SQ水增大減小水NaSQ水增大不變水II、III離子組 成電解電 解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大HCICuCl2電解質(zhì)減小一CuCl2I、III離子組 成放生 堿型陰極：H2O放H2生堿陽極：電解質(zhì)陰離子放 電NaCI電解質(zhì) 和水生成新 電解質(zhì)增大HCIII、IV離子組 成放Q生 酸型陰極：電解質(zhì)陽離子放 電陽極：H2O放Q生酸CuSO電解質(zhì) 和水生成新電解質(zhì)減小CuO實(shí)際上I、IV中的離子（除H、0H）在水溶液中一般不考慮放電，因為水電離出

12、的H、0H的放電能力比它們強(qiáng)。溶液的復(fù)原就按溶液“少啥補(bǔ)啥”，如用惰性電極電解AgNO3溶液時兩極分別產(chǎn)生ImolAg、0.25molO2，則Ag與O的物質(zhì)的量之比為2：1，所以加入Ag2O可使溶液復(fù)原。三、用惰性電極電解鹽AmBn溶液的有關(guān)計算時常用的關(guān)系式1、認(rèn)識“荷”平使者H2O維護(hù)溶液中的“荷”平當(dāng)只有An+放電時，水向溶液中補(bǔ)充同量的H+:An+ nH+當(dāng)只有Bm-放電時，水向溶液中補(bǔ)充同量的OH-:Bm- mOH-當(dāng)A叭Bm-都放電時，水分子不管“閑事”當(dāng)An+、Bm-都不放電時，水分子電離出的H+、OH-分別在陰陽極放電2、常用于計算的兩個關(guān)系式n（1）當(dāng)只有An+放電時，An+

13、 nH+ nH2O- 024關(guān)系式意義為：1個An+在陰極放電生成A單質(zhì)，則溶液中由水補(bǔ)充n個H+（另n個OH-在陽極放電生成n/4個O2分子），同時消耗n個水分子，并在陽極產(chǎn)生n/4個O2分子陰陽兩極轉(zhuǎn)移電子的數(shù)量相等，An+ n en/4 O2）。-m（2）當(dāng)只有Bm-放電時,Bm- mOH- mH2O- H22關(guān)系式意義為：1個Bm-在陽極放電生成B單質(zhì)，則溶液中由水補(bǔ)充m個OH-（另m個H+在陰極放電生成m/2個H2分子）,同時消耗m個水分子，并在陽極產(chǎn)生m/2個H2分子（陰陽兩極轉(zhuǎn)移電子的數(shù)量相等，- Bm- -m em/2 H2） ?？傊悍治鲭娊鈶?yīng)用的主要方法思路通電前：電解質(zhì)溶

14、液的電離過程（包括電解質(zhì)和水的電離）f離子移向：陰離子移向陽極，陽離子移向陰極放電陽極：金屬陽極S2+BrCOH NO3SO42F。能力l陰極：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+P b2+Sn2+Fe2+Zn2+H+AlMg2+Na+Ca2+K+。電極反應(yīng)：電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式電解兩極現(xiàn)象、水的電離平衡精練液CuSO4i3、銅的電解精煉用粗銅做陽極，純銅片做陰極，硫酸銅溶液做電解液。反應(yīng)為：陰極Cu2+2e_=Cu陽極Cu2e_=Cu2+在陽極上，比銅活潑的雜質(zhì)金屬也失去電子Zn2e=Zn Ni2e=Ni2+。但比銅活動性弱的金屬 （金、銀等）沉積在陽極泥中。4、蓄電池：通電后結(jié)果離子濃度、溶

15、液酸堿性、PH值變化等四、工業(yè)運(yùn)用1氯堿工業(yè)1原料的應(yīng)用A、粗鹽的成分：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42B、 雜質(zhì)的危害：生成沉淀損壞離子交換膜：得到的產(chǎn)品不純。C、 除雜試劑：a、BaCl2b、NaOH c、NazCOsd、HCID、 試劑加入順序：abc過濾d或acb過濾d或bac過濾d2反應(yīng)原理：2NaCI+2H2O =2NaOH+H2f+CI2f3電極名稱與材料：陰極（碳棒）、陽極（鐵棒）4電極反應(yīng)：陰極（還原反應(yīng)）2H+2e=H2f陽極（氧化反應(yīng)）2C+2e=Cl2f5離子方程式：2C+2H2O電解2OH+ H2f+ Cl2f化學(xué)方程式：2NaCI+2H2O電解2NaOH + H2

16、f+ CI2f陽極區(qū)陰極區(qū)立式隔膜電解槽（市售消毒器原理）立式隔膜電解槽（市售消毒器原理）2、電鍍：運(yùn)用于電解精煉銅或鐵表面鍍銅、鋅等1電鍍的目的：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。因此鍍層金屬通常是一些在空氣或溶液里 不易起變化的金屬（如鉻、鋅、鎳、銀）和合金（銅錫合金、銅鋅合金等）。2陽極：鍍層金屬；陰極：被鍍金屬；電解質(zhì)：含陽極材料的金屬離子鹽溶液3電解前后電鍍液的含量不變。2、電鍍：運(yùn)用于電解精煉銅或鐵表面鍍銅、鋅等電鍍的目的：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。因此鍍層金屬通常是一些在空氣或溶液里不易起變化的陽極：鍍層金屬;陰極：被鍍金屬;電解前后電鍍液的含量不變。電解質(zhì)：含陽極材料的金屬離子鹽溶液蓄電池是原電池和電解池在生活中的綜合應(yīng)用。蓄電池的放電過程相當(dāng)于原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；蓄電池的充電過程相當(dāng)于電解池，放電時的正極變?yōu)殡娊獬氐年枠O，