原電池和電解池知識點(diǎn)總結(jié)

1、原電池和電解池1原電池和電解池的比擬：裝置原電池電解池實(shí)例原理使氧化復(fù)原反響中電子作定向移動，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。使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化復(fù)原反響的過程叫做電解。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：能與電極反響。能自發(fā)的發(fā)生氧化復(fù)原反響形成閉合回路電源； 電極惰性或非惰性；電解質(zhì)水溶液或熔化態(tài)。反響類型自發(fā)的氧化復(fù)原反響非自發(fā)的氧化復(fù)原反響電極名稱由電極本身性質(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：陽極：連電源的正極；陰極：連電源的負(fù)極；電極反響負(fù)極：Z

2、n-2e-=Zn2+ 氧化反響正極：2H+2e-=H2復(fù)原反響陰極：Cu2+ +2e- = Cu 復(fù)原反響陽極：2Cl-2e-=Cl2 氧化反響電子流向負(fù)極正極電源負(fù)極陰極；陽極電源正極電流方向正極負(fù)極電源正極陽極；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；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。2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方向：電子流向：負(fù)極正極。電流方向：正極負(fù)極。根據(jù)電極變化判斷：氧化反響負(fù)極； 復(fù)原反響正極。根據(jù)現(xiàn)象判斷：電極溶解負(fù)極； 電極重

3、量增加或者有氣泡生成正極。根據(jù)電解液內(nèi)離子移動的方向判斷：陰離子移向負(fù)極；氧離子移向正極。3電極反響式的書寫：負(fù)極：負(fù)極材料本身被氧化：如果負(fù)極金屬生成的陽離子與電解液成分不反響，那么為最簡單的：M-n e-=Mn+ 如：Zn-2 e-=Zn2+如果陽離子與電解液成分反響，那么參與反響的局部要寫入電極反響式中：如鉛蓄電池，Pb+SO42-2e-=PbSO4負(fù)極材料本身不反響：要將失電子的局部和電解液都寫入電極反響式，如燃料電池CH4-O2(C作電極)電解液為KOH：負(fù)極：CH4+10OH-8 e-=C032-+7H2O正極：當(dāng)負(fù)極材料能自發(fā)的與電解液反響時，正極那么是電解質(zhì)溶液中的微粒的反響，

4、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)反響時，正極那么是電解質(zhì)中的O2反正復(fù)原反響 當(dāng)電解液為中性或者堿性時，H2O比參加反響，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，H+比參加反響，產(chǎn)物為H2O O2+4O2+4e=2H2O4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，外表潮濕反響過程氧化復(fù)原反響，不形成原電池。因原電池反響而腐蝕有無電流無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生反響速率電化腐蝕化學(xué)腐蝕結(jié)果使金屬腐蝕使較活潑的金屬腐蝕5吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別

5、電化腐蝕類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)正極反響O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H+ + 2e-=H2負(fù)極反響Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+腐蝕作用是主要的腐蝕類型，具有廣泛性發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi)考點(diǎn)解說6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。在金屬外表覆蓋保護(hù)層。常見方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使外表生成致密氧化膜；在外表鍍一層有自我保護(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。犧牲陽極的陰極保護(hù)法：外加負(fù)極材料，

6、構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極7。常見實(shí)用電池的種類和特點(diǎn)干電池屬于一次電池結(jié)構(gòu)：鋅筒、填滿MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊狀物。酸性電解質(zhì)：電極反響 負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+正極：2NH4+2e-=2NH3+H2 NH3和H2被Zn2、MnO2吸收： MnO2+H2=MnO+H2O,Zn24NH3=Zn(NH3)42堿性電解質(zhì)：KOH電解質(zhì)電極反響 負(fù)極：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+ Zn(OH)2總反響：Zn+ MnO2+2H2O-=2MnOOH+ Zn(OH)2鉛蓄電池屬于二次電池、可充電電池結(jié)構(gòu)：鉛板、填滿PbO2的鉛板、

7、稀H2SO4。A.放電反響 負(fù)極： Pb-2e-+ SO42- = PbSO4 原電池正極： PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充電反響 陰極：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42- 電解池 陽極：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42- 總式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 注意：放電和充電是完全相反的過程，放電作原電池，充電作電解池。電極名稱看電子得失，電極反響式的書寫要求與離子方程式一樣，且加起來應(yīng)與總反響式相同。鋰電池 結(jié)構(gòu)：鋰、石墨、固態(tài)碘作電解質(zhì)。 A電極反響 負(fù)極：

8、2Li-2e- = 2Li+正極： I2 +2e- = 2I- 總式：2Li + I2 = 2LiI B MnO2 做正極時： 負(fù)極： 2Li-2e- = 2Li+正極：MnO2+e- = MnO2 -總Li +MnO2= Li MnO2鋰電池優(yōu)點(diǎn)：體積小，無電解液滲漏，電壓隨放電時間緩慢下降，應(yīng)用:心臟起搏器， 電池，電腦電池。A.氫氧燃料電池 結(jié)構(gòu)：石墨、石墨、KOH溶液。電極反響 負(fù)極： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正極： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-總式：2H2+O2=2H2O反響過程中沒有火焰，不是放出光和熱，而是產(chǎn)生電流注意：復(fù)原劑在負(fù)極上反響，氧化劑

9、在正極上反響。書寫電極反響式時必須考慮介質(zhì)參加反響先常規(guī)后深入。假設(shè)相互反響的物質(zhì)是溶液，那么需要鹽橋內(nèi)裝KCl的瓊脂，形成閉合回路。B鋁、空氣燃料電池 以鋁空氣海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已研制成功。這種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而源源不斷產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中，數(shù)分鐘后就會發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高2050倍。電極反響：鋁是負(fù)極 4Al-12e-= 4Al3+；石墨是正極 3O2+6H2O+12e-=12OH-8電解池的陰陽極判斷：由外電源決定：陽極：連電源的正極； 陰極：連電源的負(fù)極；根據(jù)電極反響: 氧化反響陽極 ；復(fù)原反響陰極根據(jù)陰陽離子移

10、動方向：陰離子移向陽極；陽離子移向陰極，根據(jù)電子幾點(diǎn)流方向：電子流向: 電源負(fù)極陰極；陽極電源正極 電流方向: 電源正極陽極；陰極電源負(fù)極9.電解時電極產(chǎn)物判斷：陽極：如果電極為活潑電極，Ag以前的，那么電極失電子，被氧化被溶解，Zn-2e-=Zn2+如果電極為惰性電極，C、Pt、Au、Ti等，那么溶液中陰離子失電子，4OH- 4e-= 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)中陽離子活動順序判斷，陽離子得電子順序 金屬活動順序表的反表金屬活潑性越強(qiáng)，那么對應(yīng)陽離子

11、的放電能力越弱，既得電子能力越弱。K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< (H+) < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < Cu2+ < Hg2+ < Ag+10電解、電離和電鍍的區(qū)別電解電離電鍍條件受直流電作用受熱或水分子作用受直流電作用實(shí)質(zhì)陰陽離子定向移動，在兩極發(fā)生氧化復(fù)原反響陰陽離子自由移動，無明顯的化學(xué)變化用電解的方法在金屬外表鍍上一層金屬或合金實(shí)例CuCl2 CuCl2CuCl2=Cu2+2Cl陽極 Cu 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e- = Cu關(guān)系先電離后電解

12、，電鍍是電解的應(yīng)用11電鍍銅、精煉銅比擬電鍍銅精煉銅形成條件鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子粗銅金屬作陽極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解液電極反響陽極 Cu 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e- = Cu陽極：Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等陰極：Cu2+ + 2e- = Cu溶液變化電鍍液的濃度不變?nèi)芤褐腥苜|(zhì)濃度減小12電解方程式的實(shí)例用惰性電極電解：電解質(zhì)溶液陽極反響式陰極反響式總反響方程式條件：電解溶液酸堿性變化CuCl22Cl-2e-=Cl2Cu2+ +2e-= CuCuCl2= Cu +Cl2HCl2Cl-2e-=Cl

13、22H+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+2H2SO4OH 放電,酸性增強(qiáng)13，以惰性電極電解電解

14、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，如稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：陽極：4OH-4e-=2H2O+O2 陰極：2H+2e-=H2 總反響：2H2O 2H2 + O2，溶質(zhì)不變，PH分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的參加增加了溶液導(dǎo)電性,從而加快電解速率不是起催化作用。電解電解質(zhì)：無氧酸HF除外、不活潑金屬的無氧酸鹽，如CuCl2陽極：2Cl-2e-=Cl2 陰極：Cu2+ +2e-= Cu 總反響：CuCl2= Cu +Cl2放氫生成堿型：活潑金屬的無氧酸鹽F化物除外如NaCl陽極：2Cl-2e-=Cl2 陰極：2H+2e-=H2 總反響：2NaCl

15、+2H2O=H2+Cl2+2NaOH公式：電解質(zhì)+H2O堿+ H2+非金屬放氧省酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽，如CuSO4陽極：4OH-4e-=2H2O+O2 陰極：Cu2+ +2e-= Cu 總反響：2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4公式：電解質(zhì)+H2O酸+ O2+金屬解NaCl溶液：2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH，溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反響，PH增大8電解原理的應(yīng)用圖20-1A、電解飽和食鹽水氯堿工業(yè) 反響原理陽極： 2Cl- - 2e-= Cl2 陰極： 2H+ + 2e-= H2總反響：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH設(shè)備 陽離子交換膜電解槽組

16、成：陽極Ti、陰極Fe陽離子交換膜的作用：它只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過。制燒堿生產(chǎn)過程 離子交換膜法食鹽水的精制：粗鹽含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42- 等參加NaOH溶液參加BaCl2溶液參加Na2CO3溶液過濾參加鹽酸參加離子交換劑(NaR)電解生產(chǎn)主要過程見圖20-1：NaCl從陽極區(qū)參加，H2O從陰極區(qū)參加。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。B、電解冶煉鋁原料：A、冰晶石：Na3AlF6=3Na+AlF63-B、氧化鋁： 鋁土礦 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 原理 陽極 2O2 4e- =O2陰極 Al3+3e- =Al總反響：4Al3+6O24Al+3O2 設(shè)備：電解槽陽極C、陰極Fe 因?yàn)殛枠O材料不斷地與生成的氧氣反響：C+O2 CO+CO2，故需定時補(bǔ)充。