電化學知識點總復習

選修四電化學基礎知識點總結(jié)1原電池及其應用1.1原電池原理1.1.1原電池裝置構成：①②=3\*GB3③[說明]原電池的兩極分別稱為正極和負極。兩極中相對活潑（易失電子）的作為，相對不活潑的為。負極應要能與電解質(zhì)溶液發(fā)生自發(fā)的氧化反應。當兩電極材料均插入電解質(zhì)溶液中并將兩極相連構成閉合電路，原電池裝置才能發(fā)生電化反應產(chǎn)生電流?？谠E：“氧活失負”1.2原電池的應用利用原電池自發(fā)進行的氧化還原反應，開發(fā)化學電源；抑制原電池反應發(fā)生，應用于金屬腐蝕的防護。加快某些化學反應速率。1.2.1常見的化學電源（1）鋅-錳干電池（2）鉛蓄電池（3）燃燒電池1.2.2金屬的腐蝕及防護（1）金屬的腐蝕金屬或合金跟周圍接觸到的物質(zhì)(氣體或液體)進行化學反應而損耗的過程即為金屬的腐蝕。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強水膜酸性很弱或非酸性正極反應2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-負極反應Fe–2e-=Fe2+其它----------------Fe2++2OH-=Fe(OH)2；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3若金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應而引起的腐蝕稱為，此類腐蝕無電流產(chǎn)生；若合金或不純金屬，接觸到電解質(zhì)溶液而構成了原電池，其中活潑的金屬作負極，失去電子而被氧化的腐蝕稱，此類腐蝕拌隨有電流的產(chǎn)生。電化學腐蝕又分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕，兩者的比較見下表（2）金屬的防護根據(jù)金屬腐蝕的類型及其原理，可從以下幾方面采取防護措施：①阻斷形成原電池的條件，避免電化腐蝕。如保持鐵件表面干燥或表面涂一層油漆等。②形成原電池，但把被保護的金屬作正極，避免腐蝕。如在鋼鐵船體埋鋅塊，在海水中形成Zn-Fe原電池，因鋼鐵船體為正極得以保護。③外接直流電源，將被保護金屬接到電源的負極，并形成閉合回路。2電解池及其應用2.1電解的原理2.1.1電解池裝置構成①②。[注意]:①電解池兩極名稱分別叫陰極和陽極，由所連接在的的那一極決定。與外接電源相連作為電解池的陰極，與外接電源相連的作為電解池的陽極。②當然若要發(fā)生電解，還要有外接直流電源設備，并構成閉合回路。口訣：“陽氧”2.1.2電解原理分析通電后①離子定向移動：陽離子(Cu2+和H+)移向陰極,陰離子(SO42-和OH-)移向陽極②電極反應：陰極:由于Cu2+比H+

易得電子，故2Cu2++4e-=2Cu(發(fā)生還原反應)陽極:由于OH-比SO42-易失電子，故4OH—-4e-=2H2O+O2↑(發(fā)生氧化反應)③溶液pH變化：在陽極區(qū)，由于水電離出的OH-得到電子形成O2逸出，而H+仍留在溶液中，造成溶液中n(H+)>n(OH-),使溶液顯酸性?？偦瘜W反應方程式2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO42.1.3放電順序陰離子失電子從易到難順序：S2->I->Br->Cl->OH->F-(或最高價含氧酸根離子)陽離子得電子從易到難順序（與金屬活動順序相反）：Ag+>Hg2+>Fe3+(變Fe2+)>Cu2+>酸中的H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H2O中H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+說明:①上述順序為各離子濃度相近時的放電順序②電解池中電極材料分兩類，一類稱惰性電極，如石墨、鉑、金，它不參與電極反應，僅起導電體作用；另一類稱活潑電極，即除鉑、金外的常見金屬材料的電極。當陽極為活潑電極時，在電解時它將優(yōu)先失電子而被氧化為金屬離子“溶”入溶液，而溶液中陰離子不會發(fā)生失電子的變化。③利用離子放電順序可以判斷電解時電極的產(chǎn)物。2.1.4電解規(guī)律常見酸堿鹽溶液的電解規(guī)律(惰性陽極)電解類型電解質(zhì)類型規(guī)律例pH變化溶液復原法電解水含氧酸實質(zhì)電解水-->H2+O2電解稀H2SO4降低加H2O強堿溶液實質(zhì)電解水-->H2+O2電解NaOH溶液升高加H2O活潑金屬含氧酸鹽實質(zhì)電解水-->H2+O2電解Na2SO4溶液不變加H2O電解質(zhì)分解無氧酸酸--->H2+非金屬2HCl==H2+Cl2升高加HCl不活潑金屬無氧酸鹽鹽---->金屬+非金屬CuCl2=Cu+Cl2----加CuCl2放氧生酸不活潑金屬含氧酸鹽鹽+水--->金屬+O2+酸2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4降低加CuO（CuCO3）放氫生堿活潑金屬無氧酸鹽鹽+水--->H2+非金屬+堿2KCl+2H2O=H2+Cl2+2KOH升高加HCl溶液電解pH變化規(guī)律若水中OH-在陽極放電生成O2,則陽極區(qū)溶液增生H+，pH降低;若水中H+在陰極放電生成H2,則陰極區(qū)溶液增生OH-，pH升高;總反應的結(jié)果，若溶液生成酸,則溶液pH降低；若生成堿，則pH升高。2.2電解的應用2.2.1電鍍電鍍裝置:以鍍層金屬作陽極,鍍件掛在陰極,含鍍層金屬離子的鹽為電鍍液。電鍍特點：電鍍過程中鍍層金屬離子濃度不變。2.2.2氯堿工業(yè)(1)立式隔膜電解槽的結(jié)構陽極：由金屬鈦網(wǎng)（涂有釕氧化物制成）；陰極：由碳鋼網(wǎng)涂有Ni涂層）制成；離子交換膜；電解槽框及導電銅。陽離子交換膜(2)陽離子交換膜的作用：阻止Cl-、OH-等陰離子及氣體分子通過。這樣可防止陰極產(chǎn)生的H2與陽極產(chǎn)生的Cl2混合而爆炸，也避免了Cl2與陰極產(chǎn)生的的NaOH作用生成NaClO而影響NaOH產(chǎn)品質(zhì)量。(3)反應原理：陽極：2Cl--2e-=Cl2↑：陰極：2H++2e-=H2↑電解反應化學方程式2NaCl+2H2O==H2+Cl2+2NaOH離子方程式2Cl-+2H2O==H2+Cl2+2OH-(4)產(chǎn)品：NaOH、H2、Cl22.2.3電解精煉(電解精煉銅為例)（1）裝置：陽極--粗銅；陰極—純銅；電解質(zhì)溶液--銅鹽溶液(如CuSO4)（2）電極反應陽極：粗銅失電子放電“溶解”，Cu-2e-=Cu2+。粗銅中比銅活潑的金屬溶解變成陽離子進入溶液，比銅活潑性差的金屬如Au、Ag等貴重金屬則落入陽極泥中。陰極：溶液中Cu2+得電子放電，Cu2++2e-=Cu生成的Cu沉積在陰極上而得到精銅。3原電池與電解池的比較項目原電池電解池反應性質(zhì)氧化還原反應自發(fā)進行的反應多為非自發(fā)，但也可以是自發(fā)反應裝置性質(zhì)化學能轉(zhuǎn)為電能電能轉(zhuǎn)為化學能電極名稱負極和正極陰極和陽極電極反應式負極：失電子氧化反應陰極：得電子還原反應正極：得電子還原反應陽極：失電子氧化反應離子遷移方向陽離子移向正極，陰離子移向負極陽離子移向陰極，陰離子移向陽極4電化學試題解法指導4.1解題步驟方法判斷兩池(原電池還是電解池)—②標注電極名稱—③寫出電極反應式(根據(jù)電極產(chǎn)物、溶液成分變化)—④描述或解釋現(xiàn)象或進行有關計算。例題：如圖A、B為兩個串聯(lián)的電解池，已知B池中c為鐵，d為石墨，電解質(zhì)溶液為NaCl溶液。試回答：若A池為用電解原理精練銅裝置，則a電極名稱為極，電極材料是，電極反應式為，電解質(zhì)溶液可以是。（2）B池中c極(Fe)電極反應式為，若在B池中加入少量酚酞試液，開始電解一段時間，鐵極附近呈色。（3）若A池a極增重12.8g,則B池d極(石墨)上放出氣體在標況下的體積為。電解后,若B池余下的溶液為400ml,則溶液的pH值是。4.2電極名稱判斷法根據(jù)兩極金屬相對活性判定原電池的電極名稱，根據(jù)X極所連接的外接電源極性(“+”或“-”)判定電解池的電極名稱；（2）根據(jù)電子（或電流）流向或測電極電勢高低等電學原理判斷電極名稱；（3）根據(jù)X極發(fā)生氧化還是還原，移向X極的離子是陽離子還是陰離子，X極增重還是減重，X極區(qū)pH值是升高還是降低等判定X電極的名稱。但要注意X極指的是在原電池還是電解池。4.3電極反應式寫法[電解池電極反應式寫法要領]陽極，首先看為何材料，若為金屬（除Au、Pt外），則陽極金屬本身優(yōu)先被氧化，此時不必考慮溶液中陰離子放電；若陽極為惰性材料，則分析溶液中陰離子及放電順序，還原性強者優(yōu)先在陽極失電子發(fā)生氧化反應。陰極，不必考慮電極為何材料，只要看溶液中有何離子及其放電順序，氧化性強者優(yōu)先得電子發(fā)生被還原反應。[原電池電極反應式寫法要領]①負極發(fā)生失電子的氧化反應，正極發(fā)生得電子的還原反應，兩電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)要相等；②負極和正極兩電極反應式相加則得到原電池的總反應式；③若溶液中OH-

有參與電極反應必發(fā)生在負極。若結(jié)果H+有增加，酸性增強，pH降低，必在負極區(qū)；若溶液中H+

有參與電極反應必發(fā)生在正極;若結(jié)果OH-有增加，堿性增強，pH升高，必在正極區(qū)。放電充電例題高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放