原电池和电解池知识点总结

原电池和电解池知识点总结原电池和电解池1原电池和电解池的比较：装置实例电解池原理使氧化还原反应中电子作定向移 动，从而形成电流。这种把化学能 转变为电能的装置叫做原电池。形成条电极：两种不同的导体相连; 件电解质溶液：能与电极反应。型反应类自发的氧化还原反应 由电极本身性质决定：电源； 电极（惰性或非惰性）;电解质（水溶液或熔化态）。非自发的氧化还原反应由外电源决定：电极名称正极：材料性质较不活泼的电极；阳极：连电源的正极；负极：材料性质较活泼的电极。阴极：连电源的负极；负极： Zn-2e-=Zn2+电极反应）氧化反阴应极）Cu2+ +2e- = Cu正极：2H+2e-=H f （还原反应）2阳极： 2Cl-2e-=Cl f应）还原反（氧化反电子流向负极f正极电流方向正极f负极能量转化化学能f电能电源负极f阴极；阳极f电源正极电源正极f阳极；阴极f电源负极电能f化学能 抗金属的电化腐蚀； 应用 实用电池。2化学腐蚀和电化腐蚀的区别电解食盐水（氯碱工业）；电镀 （镀铜）；电冶（冶炼 Na、Mg、Al）；精炼（精铜）。使电流通过电解质溶液而在阴、阳两 极引起氧化还原反应的过程叫做电 解。这种把电能转变为化学能的装置 叫做电解池。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，表面潮湿反应过程 氧化还原反应，不形成原因原电池反应而腐蚀电池。有无电流 无电流产生有电流产生反应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3吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别电化腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀类型条件 水膜酸性很弱或呈中性 水膜酸性较强正极反应O + 4& + 2HO = 4OH-2H+ + 2e-=H t2 2 2负极反应Fe 2e-二二Fe2+Fe 2e-二二Fe2+腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有广发生在某些局部区域内 泛性4电解、电离和电镀的区别电解条件受直流电作用电离电镀受热或水分子作用 受直流电作用阴阳离子定向移阴阳离子自由移动，用电解的方法在金属表面镀上一实质动，在两极发生无明显的化学变化氧化还原反应实例 CUCl2 C J解CuCl =Cu2+2Cl = CuCl22关系先电离后电解，电镀是电解的应用5电镀铜、精炼铜比较层金属或合金阳极 Cu 2e-= Cu2+阴极 Cu2+2e- = Cu电镀铜精炼铜形成条件 镀层金属作阳极，镀件作阴粗铜金属作 阳极，精铜作阴极，极，电镀液必须含有镀层金属的离子阳极 Cu 2e-= Cu2+电极反应阴极 Cu2+2e-= Cu溶液变化 电镀液的浓度不变CuSO4溶液作电解液阳极：Zn - 2e-= Zn2+Cu- 2e-= Cu2+ 等阴极：Cu2+ 2e- = Cu溶液中溶质浓度减小6电解方程式的实例（用惰性电极电解）：电解质溶阳极反应式 液CuCl2Cl-2e-=Clt22HCl2Cl-2e-=Clt2NaSO4OH-4e-24=2HO+Ot22HSO4OH-4e-24总反应方程式阴极反应式（条件：电解）Cu2+ +2e-= CuCl= Cu +Clt22Cu2H+2e-2HCl=H t+Cl t22 =Ht22H+2e-2HO=2Ht+Ot222=Ht22H+2e-2HO=2Ht+Ot222溶液酸碱性变化酸性减弱不变消耗水，酸=2H0+0 t =H t2 2 2NaOH4OH-4e-2H+2e-=2HO+Ot22NaCl2Cl-2e-=Clt2CuSO44OH-4e-=2HO+Ot=Ht22H+2e-=Ht2Cu2+ +2e- = Cu2HO=2Ht+Ot222性增强 消耗水，碱 性增强2NaCl+2HO=Ht+Clt+2NaOH2CuSO+2HO=2Cu+ Ot+2HSO4 2 2 2考点解说H+放电，碱性 增强OH 放电,4酸性增强1电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生(1)吸氧腐蚀负极：Fe - 2e-二二 Fe2+正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总式：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O(2)析氢腐蚀： CO2+H2OH2CO3H+HCO3-负极：Fe - 2e-= = Fe2+正极：2H+ + 2e-二二HJ总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCOJ2+ HJFe(HCO3) 2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。2金属的防护改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结 构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用 的另一种金属。电化学保护法 外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护 的金属作阴极。 牺牲阳极的阴极保护法：夕卜加负极材料，构成原电池，被保护 的金属作正极3。常见实用电池的种类和特点干电池(属于一次电池) 结构：锌筒、填满MnO2的石墨、溶有N H4CI的糊状物。 电极反应负极：Zn-2e-二Zn2+正极：2NH4+2e-=2NH3+H2NH3和 H2被 Zn2 +、MnO2吸收：MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2 + 4NH3=Zn（NH3）42铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池） 结构：铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。 A.放电反应负极：Pb-2e-+SO42- = PbSO4正极： PbO2+2e-+4H+ + SO42- = PbSO4+ 2H2OB. 充电反应阴极：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-阳极：PbSO4-2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-总式：Pb + 2H2SO + 2H2O注意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电 解池。电极名称看电子得失，电极反应式的书写要求与离子方程式一 样，且加起来应与总反应式相同。锂电池 结构：锂、石墨、固态碘作电解质。 电极反应负极： 2Li-2e- = 2Li+正极：I2 +2e-= 2I-总式：2Li + I2= 2LiIA.氢氧燃料电池 结构：石墨、石墨、KOH溶液。 电极反应负极： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O正极： O2 + 4e- + 2H2O= 4OH-总式：2H2+O2=2H2O （反应过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流）注意：还原剂在负极上反应，氧化剂在正极上反应。书写电极反 应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入）。若相互反应的物质 是溶液，则需要盐桥（内装KCI的琼脂，形成闭合回路）。B .铝、空气燃料电池以铝一空气一海水电池为能源的新型海水 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， 数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高2050倍。电极反应：铝是负极 4AI-12e-= 4AI3+； 石墨是正极 3O2+6H2O+12e-=12OH- 4电解反应中反应物的判断一一放电顺序 阴极A. 阴极材料（金属或石墨）总是受到保护。B. 阳离子得电子顺序一金属活动顺序表的反表：K+ Ca2+ Na+ Mg2+ AI3+ （H+） Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ Cu2+ Hg2+ I- Br- Cl- OH- NO3-等含氧酸根 离子F-B. 阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。 5电解反应方程式的书写步骤： 分析电解质溶液中存在的离子； 分析离子的放电顺序； 确定电极、写出电极反应式；写出电解方程式。如：电解 NaCI 溶液：2NaCI+2H2O 电解二二二二H2f+CI2f+2NaOH, 溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大电解 CuSO4 溶液：2CuSO4 + 2H2O 电解= = = =2Cu + OJ + 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应，PH减小。电解CuCI2溶液：CuCI2电解=二Cu + CIJ 电解盐酸：2HCI电解二二二二HJ + CIJ 溶剂不变，实际上是电解溶质，PH增大。电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：2H2O电解 = = = =2HJ + O2t,溶质不变，实际上是电解水，PH分别减小、增 大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性 ,从而加快电解速率 （不是起催化作用）。电解熔融 NaOH: 4NaOH 电解二二= =4Na + OJ + H2Ot 用 铜 电 极 电 解 Na2SO4 溶 液 : Cu +2H2O 电 解 = = = = Cu（OH）2 + HJ （注意：不是电解水。）6 .电解液的PH变化:根据电解产物判断。口诀：“有氢生成碱， 有氧生成酸；都有浓度大,都无浓度小”。 （“浓度大”、 “浓度小” 是指溶质的浓度）7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）恰好完全反应，再将其化合物投 入电解后的溶液中即可。如：NaCI溶液：通HCI气体（不能加盐 酸）；AgNO3溶液：加Ag2O固体（不能加AgOH厂CuCI2溶 液：加CuCI2固体；KNO3溶液：加H2O :CuSO4溶液：CuO （不能加 Cu2O、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3）等。8电解原理的应用A、电解饱和食盐水（氯碱工业）精制饱和_反应原理阳极：2CI- - 2e-= CIJ阴极：2H+ + 2e-= = H2f总反应：2NaCI+2H2O 电解二二二二H2f+CI2f+2NaOH设备（阳离子交换膜电解槽） 组成：阳极一Ti、阴极一Fe 阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气 体通过。（制烧碱生产过程（离子交换膜法） 食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等） -加入NaOH溶液-加入BaCI2溶液-加入Na2CO3溶液-过滤-加 入盐酸-加入离子交换剂（NaR） 电解生产主要过程（见图20-1 ）： NaCI从阳极区加入，H2O 从阴极区加入。阴极H+放电，破坏了水的电离平衡，使OH-浓度增 大，OH-和 Na+形成NaOH溶液。氏电解冶炼铝原料：（A）、冰晶石：Na3AIF6=3Na+AIF63-（B ）、氧化铝：铝土矿 eq o（sup 4（NaOH NaAIO2 eq o（sup 4（CO2AI（OH）3 AI2O3原理阳极 2O2- - 4e-=OJ阴极 AI3+3e-=AI总反应：4AI3+ + 6O2-电解二= = =4AI + 3OJ设备：电解槽（阳极C、阴极Fe ）因为阳极材料不断地与生成的氧气反应：C+O2 - CO+CO2，故 需定时补充。C、电镀：用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离 子。电镀锌原理：阳极 Zn -2e二 Zn2+阴极 Zn 2+2e_=Zn电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。（在电镀控制的条件下，水电离出来的H+和OH一般不起反应。电镀液中加氨水或NaCN的原因：使Zn2+离子浓度很小，镀速 慢，镀层才能致密、光亮。D、电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。E、电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液含有CU2+。 铜前金属先反应但不析出，铜后金属不反应，形成“阳极泥”。