原電池和電解池知識(shí)點(diǎn)歸納(共4頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上原電池和電解池知識(shí)點(diǎn)一原電池和電解池的比較：裝置原電池電解池實(shí)例原理使氧化還原反應(yīng)中電子作定向移動(dòng)，從而形成電流。這種把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程叫做電解。這種把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池。形成條件電極：兩種不同的導(dǎo)體相連；電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)形成閉合回路電源； 電極（惰性或非惰性）；電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）。反應(yīng)類(lèi)型自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極名稱(chēng)由電極本身性質(zhì)決定：正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極；負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。由外電源決定：陽(yáng)極：連電源的正

2、極；陰極：連電源的負(fù)極；電極反應(yīng)負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反應(yīng)）正極：2H+2e-=H2（還原反應(yīng)）陰極：Cu2+ +2e- = Cu （還原反應(yīng)）陽(yáng)極：2Cl-2e-=Cl2 （氧化反應(yīng)）電子流向負(fù)極正極電源負(fù)極陰極；陽(yáng)極電源正極電流方向正極負(fù)極電源正極陽(yáng)極；陰極電源負(fù)極能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能電能電能化學(xué)能應(yīng)用抗金屬的電化腐蝕犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法；實(shí)用電池。電解食鹽水（氯堿工業(yè)）；電鍍（鍍銅）；電冶（冶煉Na、Mg、Al）；精煉（精銅）。二原電池正負(fù)極的判斷：根據(jù)電極材料判斷：活潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的或者非金屬為正極。根據(jù)電子或者電流的流動(dòng)方向：電子流向：負(fù)極正極。電流方向：正

3、極負(fù)極。根據(jù)電極變化判斷：氧化反應(yīng)負(fù)極； 還原反應(yīng)正極。根據(jù)現(xiàn)象判斷：電極溶解負(fù)極； 電極重量增加或者有氣泡生成正極。根據(jù)電解液內(nèi)離子移動(dòng)的方向判斷：陰離子移向負(fù)極；氧離子移向正極。三電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)：*注意點(diǎn)：1. 弱電解質(zhì)、氣體、難溶物不拆分，其余以離子符號(hào)表示；2. 注意電解質(zhì)溶液對(duì)正負(fù)極的影響；3. 遵守電荷守恒、原子守恒，通過(guò)添加H+ 、OH- 、H2O 來(lái)配平1.負(fù)極：負(fù)極材料本身被氧化：如果負(fù)極金屬生成的陽(yáng)離子與電解液成分不反應(yīng)，則為最簡(jiǎn)單的：M-n e-=Mn+ 如：Zn-2 e-=Zn2+如果陽(yáng)離子與電解液成分反應(yīng)，則參與反應(yīng)的部分要寫(xiě)入電極反應(yīng)式中：如鉛蓄電池，Pb+SO4

4、2-2e-=PbSO4負(fù)極材料本身不反應(yīng)：要將失電子的部分和電解液都寫(xiě)入電極反應(yīng)式，如燃料電池CH4-O2(C作電極)電解液為KOH：負(fù)極：CH4+10OH-8 e-=C032-+7H2O2.正極：當(dāng)負(fù)極材料能自發(fā)的與電解液反應(yīng)時(shí)，正極則是電解質(zhì)溶液中的微粒的反應(yīng)，H2SO4電解質(zhì)，如2H+2e=H2 CuSO4電解質(zhì)： Cu2+2e= Cu當(dāng)負(fù)極材料不與電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)時(shí)，正極則是電解質(zhì)中的O2反正還原反應(yīng) 當(dāng)電解液為中性或者堿性時(shí)，H2O參加反應(yīng)，且產(chǎn)物必為OH-,如氫氧燃料電池（KOH電解質(zhì)）O2+2H2O+4e=4OH-當(dāng)電解液為酸性時(shí)，H+參加反應(yīng)，產(chǎn)物為H2O 如氫氧燃料電池（K

5、OH電解質(zhì)） O2+4O2+4e=2H2O四常見(jiàn)的原電池1.銀鋅電池：(負(fù)極Zn、正極-Ag2O、電解液NaOH )負(fù)極 ：Zn+2OH2e-= Zn(OH)2 (氧化反應(yīng))正極 ：Ag2O + H2O + 2e-= 2Ag + 2 OH (還原反應(yīng))化學(xué)方程式 Zn + Ag2O + H2O= Zn(OH)2 + 2Ag2.鋁空氣海水（負(fù)極-鋁、正極-石墨、鉑網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料、電解液-海水）負(fù)極 ：4Al12e=4Al3+ (氧化反應(yīng)) 正極 ：3O2+6H2O+12e=12OH （還原反應(yīng))總反應(yīng)式為： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 （鉑網(wǎng)增大與氧氣的接觸面）海洋燈標(biāo)電池

6、3.鎂-鋁電池 （負(fù)極-Al、正極-Mg 電解液KOH） 負(fù)極(Al)： 2Al + 8 OH- 6e- 2AlO2+4H2O (氧化反應(yīng))正極(Mg）： 6H2O + 6e- 3H2+6OH （還原反應(yīng))化學(xué)方程式： 2Al + 2OH + 2H2O 2AlO2+ 3H24.堿性鋅錳干電池：（負(fù)極Zn、正極C、 電解液KOH 、MnO2的糊狀物）負(fù)極： Zn + 2OH 2e-= Zn(OH)2 (氧化反應(yīng))正極：2MnO2 + 2H2O + 2e-=2MnOOH +2 OH （還原反應(yīng))化學(xué)方程式 Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnOOH5.鉛蓄電池：（負(fù)極Pb

7、正極PbO2 電解液 濃硫酸） 放電時(shí) 負(fù)極： Pb2eSO42=PbSO4(氧化反應(yīng))正極： PbO22e4HSO42=PbSO42H2O (還原反應(yīng)) 充電時(shí) 陰極： PbSO4 + 2H+ 2e-= Pb+H2SO4(還原反應(yīng))陽(yáng)極： PbSO4 + 2H2O 2e-= PbO2 + H2SO4 + 2H+ (氧化反應(yīng))總化學(xué)方程式 PbPbO2 + 2H2SO42PbSO4+2H2O6.鎳-鎘電池（負(fù)極-Cd 、正極NiOOH、電解質(zhì)溶液為KOH溶液）放電時(shí) 負(fù)極： Cd 2e+ 2 OH = Cd(OH)2 (氧化反應(yīng))Ni(OH)2+Cd(OH)2正極： 2NiOOH + 2e +

8、 2H2O = 2Ni(OH)2+ 2OH (還原反應(yīng))充電時(shí) 陰極： Cd(OH)2 + 2e= Cd + 2 OH (還原反應(yīng))陽(yáng)極：2 Ni(OH)2 2e+ 2 OH = 2NiOOH + 2H2O (氧化反應(yīng))總化學(xué)方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)27.氫氧燃料電池電解質(zhì)是KOH溶液（堿性或中性電解質(zhì)）負(fù)極：H2 2e- + 2OH = 2H2O (氧化反應(yīng))正極：O2 + H2O + 4e- = 4OH(還原反應(yīng))總反應(yīng)方程式  2H2 + O2 = 2H2O電解質(zhì)是H2SO4溶液（酸性電解質(zhì)） 負(fù)極：H2 2e- = 2H+

9、 (氧化反應(yīng)) 正極：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O (還原反應(yīng)) 總反應(yīng)方程式  2H2 + O2 = 2H2O 注意1.堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)H+ 2.酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)OH- 8.甲醇燃料電池 （鉑為兩極、電解液KOH溶液）  正極：3O2 + 12e- + 6H20= 12OH- (還原反應(yīng))  負(fù)極：2CH3OH 12e- + 16OH  = 2CO32- +12H2O (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O 9.CO燃料電池 （鉑為兩極、Li2CO

10、3和Na2CO3的熔融鹽作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣為正極助燃?xì)猓┱龢O： O2 4e- 2CO2 2CO32- (還原反應(yīng))負(fù)極： 2CO2CO32- 4e- =4CO2 (氧化反應(yīng)) 總反應(yīng)方程式均為： 2CO O2 2CO210.肼燃料電池（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極： O2 + 2H2O + 4e- = 4OH  (還原反應(yīng))負(fù)極： N2H4 + 4OH - 4e- = N2 + 4H2O (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 N2H4 + O2= N2 + 2H2O11.甲烷燃料電池（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極： 2O2 + 2H2O + 8e- = 8 O

11、H  (還原反應(yīng))負(fù)極： CH4 + 10OH- 8e- = CO32- + 7H2O (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O12.丙烷燃料電池（鉑為兩極、正極通入O2和CO2、負(fù)極通入丙烷、電解液有三種）電解質(zhì)是熔融碳酸鹽（K2CO3或Na2CO3）正極 ： 5O2 + 20e- + 10CO2 = 10CO32- (還原反應(yīng))負(fù)極 ： C3H8 - 20e-+ 10CO32- = 3CO2 + 4H2O (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極 ： 5O2

12、 + 20e- + 10H2O = 20OH   (還原反應(yīng))負(fù)極 ： C3H8 - 20e-+ 26 OH   = 3CO32- + 17H2O (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH = 3 K2CO3 + 7H2O五化學(xué)腐蝕和電化腐蝕的區(qū)別化學(xué)腐蝕電化腐蝕一般條件金屬直接和強(qiáng)氧化劑接觸不純金屬，表面潮濕反應(yīng)過(guò)程氧化還原反應(yīng)，不形成原電池。因原電池反應(yīng)而腐蝕有無(wú)電流無(wú)電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生反應(yīng)速率電化腐蝕化學(xué)腐蝕結(jié)果使金屬腐蝕使較活潑的金屬腐蝕六吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別電化腐蝕類(lèi)型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性較強(qiáng)正

13、極反應(yīng)O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H+ + 2e-=H2負(fù)極反應(yīng)Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+腐蝕作用是主要的腐蝕類(lèi)型，具有廣泛性發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi)*金屬腐蝕的快慢的判斷 在同一電解質(zhì)溶液中，電解原理引起的腐蝕原電池原理化學(xué)腐蝕有效防腐措施的腐蝕；七金屬的防護(hù)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。合金鋼中含有合金元素，使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，耐腐蝕。如：不銹鋼。 在金屬表面覆蓋保護(hù)層。常見(jiàn)方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護(hù)作用的另一種金屬。電化學(xué)保護(hù)法 外加電源的陰極保護(hù)法:接上外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作陰極。犧牲陽(yáng)

14、極的陰極保護(hù)法：外加負(fù)極材料，構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極*防腐措施：外接電源的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法一般防護(hù)無(wú)防護(hù)八電解池的陰陽(yáng)極判斷：由外電源決定：陽(yáng)極：連電源的正極； 陰極：連電源的負(fù)極；根據(jù)電極反應(yīng): 氧化反應(yīng)陽(yáng)極 ；還原反應(yīng)陰極根據(jù)陰陽(yáng)離子移動(dòng)方向：陰離子移向陽(yáng)極；陽(yáng)離子移向陰極，根據(jù)電子幾點(diǎn)流方向：電子流向: 電源負(fù)極陰極；陽(yáng)極電源正極 電流方向: 電源正極陽(yáng)極；陰極電源負(fù)極九.電解時(shí)電極產(chǎn)物判斷：陽(yáng)極：如果電極為活潑電極，Ag以前的，則電極失電子，被氧化被溶解，Zn-2e-=Zn2+ 如果電極為惰性電極，C、Pt、Au、Ti等，則溶液中陰離子失電子，4OH- 4e-=

15、2H2O+ O2陰離子放電順序S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F- 陰極：（.陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護(hù)）根據(jù)電解質(zhì)中陽(yáng)離子活動(dòng)順序判斷，陽(yáng)離子得電子順序 金屬活動(dòng)順序表的反表金屬活潑性越強(qiáng)，則對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子的放電能力越弱，既得電子能力越弱: H+（水） < Zn2+ < Fe2+ < H+（酸）< Cu2+ < Fe3+ < Ag+電解方程式的實(shí)例（用惰性電極電解）：電解質(zhì)溶液陽(yáng)極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)方程式（條件：電解）溶液酸堿性變化CuCl22Cl-2e-=Cl2Cu2+ +2e-= CuCuCl

16、2= Cu +Cl2HCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22HCl=H2+Cl2酸性減弱Na2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2不變H2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，酸性增強(qiáng)NaOH4OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，堿性增強(qiáng)NaCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOHH+放電，堿性增強(qiáng)CuSO44OH-4e-=2H2O+O2Cu2+ +2e-= Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO

17、4OH 放電,酸性增強(qiáng)十以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律：電解水型：電解含氧酸，強(qiáng)堿，活潑金屬的含氧酸鹽（稀H2SO4、NaOH、Na2SO4）陽(yáng)極：4OH-4e-=2H2O+O2 陰極：2H+2e-=H2 總反應(yīng)：2H2O 2H2 + O2，溶質(zhì)不變，PH分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導(dǎo)電性,從而加快電解速率（不是起催化作用）。電解電解質(zhì)：無(wú)氧酸、不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽，如CuCl2 、HCl陽(yáng)極：2Cl-2e-=Cl2 陰極：Cu2+ +2e-= Cu 總反應(yīng)：CuCl2 Cu +Cl2放氫生成堿型：活潑金屬的無(wú)氧酸鹽 如NaCl陽(yáng)極：2Cl-2e-=Cl2 陰極：2H+2e

18、-=H2 總反應(yīng)： 2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH公式：電解質(zhì)+H2O堿+ H2+非金屬放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽，如CuSO4陽(yáng)極：4OH-4e-=2H2O+O2 陰極：Cu2+ +2e-= Cu 總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4公式：電解質(zhì)+H2O酸+ O2+金屬圖20-1十一電解原理的應(yīng)用電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)） 反應(yīng)原理陽(yáng)極： 2Cl- - 2e-= Cl2 陰極： 2H+ + 2e-= H2總反應(yīng)：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH陽(yáng)離子交換膜的作用：它只允許陽(yáng)離子通過(guò)而阻止陰離子和氣體通過(guò)。（2）制燒堿生產(chǎn)過(guò)程 （離子交換膜法）食鹽水的精制：粗鹽（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42- 等）加入NaOH溶液加入BaCl2溶液加入Na2CO3溶液過(guò)濾加入鹽酸加入離子交換劑(NaR)電解生產(chǎn)主要過(guò)程（見(jiàn)圖20-1）：NaCl從陽(yáng)極區(qū)加入，H2O從陰極區(qū)加入。陰極H+ 放電，破壞了水的電離平衡，使OH-濃度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。電解冶煉鋁，以及活潑金屬Na、Mg原料：（A）、冰晶石：Na3AlF6=3Na+AlF63-（B）、氧化鋁： 鋁土礦 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 原理 陽(yáng)極 2O2 4e- =O2