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1、第 1 页电化学知识规律总结【知识要点】一、原电池、电解池、电镀池的比较原电池 电解池 电镀池定义 将化学能转化成电能的装置将电能转化成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置形成条件 活泼性不同的两电极电解质溶液形成闭合回路两电极接直流电源两电极插入电解质溶液中形成闭合回路镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称 负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连名称同电解，但有限制条件。阳极：必须是镀层金属阴极：镀件电极反应负极：氧化反应、金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：氧
2、化反应、溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中的阳离子得电子1、原电池、电解池、电镀池判断规律若无外电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件判定，主要思路是三“看”先看电极：两种活泼性不同的金属(或其中一种非金属导体) 作电极再看溶液：在电解质溶液中能自发地发生氧化还原反应。后看回路：用导线连接的两电极与 电解质溶液接触并形成闭合回路。若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池；若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置
3、为原电池。2、构成原电池的类型（1）活泼性不同的导电材料：a. 在金属金属构成的原电池中，相对活泼的金属作负极，被氧化，生成金属阳离子；相对不活泼的金属作正极，溶液中的阳离子被还原（一般被还原为单质） 。如 电极反应：CuSOHZn42负极： 2Zne正极： 22Hb. 在金属非金属构成的原电池中，非金属电极（如石墨） ，一般只起导电作用，故作正极，金属电极作负极，如 电极反应：CSOFe42负极： 正极： 2Hec. 在金属金属氧化物构成的原电池中，金属氧化物中的金属元素已是最高（或较高）价态，难第 2 页被氧化，故作正极，并直接参与还原反应，金属电极作为负极，如 （银锌钮扣电池）：OAgK
4、HZn2负极： OHZneOHZn22正极： AgAg2d. 用两个惰性电极作为载体的燃料电池，通有还原性气体的电极作为负极，通有氧化性气体的电极作为正极。如氢氧燃料电池。其电极为可吸附气体的惰性电极，如铂电极，活性炭等，两极分别通入和 ，以 的 溶液为电解质溶液：2HO%40KH负极： Oe224正极： 总反应： H223、化学电源（1）干电池 电极反应式为：正极（石墨）2NH 4 2e 2NH 3H 2负极（锌筒）Zn2e Zn2总反应式为：2NH 4 Zn2NH 3H 2Zn 2（2）铅蓄电池电极反应式为：正极 PbO24H SO 42 2e PbSO 42H 2O负极 PbSO 42
5、2e PbSO 4总反应式为： PbO2 Pb2H 2SO4 2PbSO42H 2O（3）锂电池电极反应式为：正极 I22e 2I 负极 2Li2e 2Li 总反应式为：I 22Li2LiI（4）燃料电池：以氢氧燃料电池为例总反应式为：2H 2O 22H 2O注意：电极反应分别在负极和正极进行的氧化和还原反应叫做电极反应。电池反应电极反应的总反应叫做总电池反应或电池反应。书写时，将两个电极反应式相加，消去得失电子，即得。书写电极反应时，要确定正负极，弄清正负极上的反应，保证原子守恒、电荷守恒和不忽视介质参与反应，弱电解质、气体、或难溶物以分子形式表示，其余以离子符号表示举例：原电池（）CH 4
6、|KOH（aq ）|O 2（）第 3 页负极 CH410OH 8e CO 32 7H 2O正极 2O24H 2O8e 8OH 原电池总反应 CH42O 22OH CO 32 3H 2O4、金属的腐蚀和防护（1）金属的腐蚀：分化学腐蚀和电化学腐蚀两种化学腐蚀 电化学腐蚀含义金属或合金直接与具有腐蚀性的物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程电子得失金属直接把电子转移给有氧化性的物质其中的活泼金属将电子间接转移给氧化性较强的物质电流 无电流产生 有微弱电流产生腐蚀现象金属被氧化损耗 其中较活泼的金属被氧化损耗实例 金属与 O2、Cl 2 等物质直
7、接反应 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀（2）钢铁的电化腐蚀原理钢铁在干燥空气中长时间不易腐蚀，但在潮湿的空气里易被腐蚀。原因是，钢铁表面会吸附一层水膜，这层水膜中含有少量的 H 、OH ，还溶解了少量的 CO2、O 2 等，即在钢铁表面形成了一层电解质溶液，构成了原电池吸氧腐蚀：负极：2Fe4e 2Fe 2正极：2H 2OO 24e 4OH （此时电解质溶液酸性较弱、中性、或碱性）总反应：2H 2OO 22Fe 2Fe(OH)2在空气中 4 Fe（OH） 22H 2OO 24 Fe（OH） 3，Fe（OH） 3 失水而成铁锈 Fe2O3xH2O析氢腐蚀：负极：Fe2e Fe2正极：2H +2e H
8、2 （此时电解质溶液酸性较强） 总反应：2H FeFe 2 H2注意：一般情况下，以吸氧腐蚀为主。吸氧腐蚀和析氢腐蚀的主要区别在于正极反应。（3）金属的防护：金属的腐蚀主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，只要减少形成原电池 3 条件中的一个，就可防止原电池反应的发生。内因改变金属内部结构。外因采用适当方法将金属与介质（主要指电解质溶液）隔离，如喷漆、涂油、电镀、表面钝化等。电化学保护法：如船体外壳嵌锌，将钢铁外壳与锌人为的构成原电池，腐蚀锌，保护船体。或外加电源，使被保护的金属与电源的负极相连，成为阴极而被保护。2、电极产物的判断规律总结离子的放电顺序与金属或非金属的活泼性有关，金属越活泼，其阳离子
9、在电极上得电子被还原就越困难；非金属越活泼，其阴离子在电极上失电子被氧化也越困难（符合正易逆难规律） 。1、阴极：(阴极电极材料的本身受到保护，不参与反应 )应是溶液中较易得电子的阳离子在阴极上得电子而被还原，阳离子在阴极的放电（即离子的氧化性）顺序： NaMgAlZnFeSnPb)H(CuFeAg 232223。当此放电顺序适用于阳离子浓度相差不大时，顺序要有相应的变动(当溶液中 H+只来自于2aK第 4 页水电离时，H +的放电顺序介于 A13+和 Zn2+之间) 。2、阳极：如果用惰性电极(如 Pt、Au、石墨等)做阳极，则溶液中较易失电子的阴离子在阳极上失电子而被氧化。如果用活泼金属做
10、阳极，则阳极依金属活泼性强弱的顺序本身失电子被氧化成为阳离子进入溶液，阴离子在阳极的放电（即离子的还原性）顺序：含氧酸根离子OHClBrIS2 F3、用惰性电极电解电解质溶液的反应规律及溶液的变化惰性电极的材料通常是石墨（C）或铂（Pt） ，因其性质非常稳定，很难失去电子，因此本身不参与电极反应。如何准确地写出用惰性电极电解电解质溶液时的反应方程式并判断溶液的变化呢？可以按离子的放电顺序将所有的阴、阳离子分为四个部分： 4847648476 IVFIOHClBrS .Ageu.MgNaK2 322 含 氧 酸 根 离 子这样很容易得出以下规律：电解质 电解类 型 电极反应特点 实例 电解物 质
11、电解质溶液浓度pH 变化电解质溶液复原NaOH 水 增大 增大 水H2SO4 水 增大 减小 水I、 IV离子组成电解水型阴极： 2e4H阳极： 2ONa2SO4 水 增大 不变 水HCl 电解质 减小 增大 HClII、III 离子组成电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 CuCl2 电解质 减小 CuCl2I、III离子组成放 H2生碱型阴极：H 2O 放 H2生碱阳极：电解质阴离子放电NaCl 电解质 和水 生成新电解质 增大 HClII、IV离子组成放 O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H 2O 放 O2生酸CuSO4 电解质 和水 生成新电解质 减小 CuO实际上
12、I、IV 中的离子（除 、 ）在水溶液中一般不考虑放电，因为水电离出的 、HH的放电能力比它们强。溶液的复原就按溶液“少啥补啥” ，如用惰性电极电解 溶液时两极分 3AgNO别产生 、 ，则 Ag 与 O 的物质的量之比为 2：1，所以加入 可使溶液复原。molAg12ol5.0 2三、用惰性电极电解盐 AmBn溶液的有关计算时常用的关系式1、认识“荷”平使者 H2O维护溶液中的“荷”平当只有 An+放电时，水向溶液中补充同量的 H+： An+ nH+当只有 Bm-放电时，水向溶液中补充同量的 OH-： Bm- mOH-第 5 页当 An+、B m-都放电时，水分子不管“闲事”当 An+、B
13、m-都不放电时，水分子电离出的 H+、OH -分别在阴阳极放电2、常用于计算的两个关系式（1） 当只有 An+放电时，A n+ nH+ nH2O O2 关系式意义为：1 个 An+在阴极放电生成 A 单质，则溶液中由水补充 n 个 H+（另 n 个 OH-在阳极放电生成 n/4 个 O2 分子） ，同时消耗 n 个水分子，并在阳极产生 n/4 个 O2 分子（阴阳两极转移电子的数量相等，A n+ n e n/4 O2） 。（2） 当只有 Bm-放电时 ， Bm- mOH- mH2O H2 关系式意义为：1 个 Bm-在阳极放电生成 B 单质，则溶液中由水补充 m 个 OH-（ 另 m 个 H+
14、在 阴 极放 电 生 成 m/2 个 H2 分 子 ） ， 同 时 消 耗 m 个 水 分 子 ， 并 在 阳 极 产 生 m/2 个 H2 分 子 （ 阴 阳 两 极 转 移 电 子 的 数 量相 等 ， Bm- -m e m/2 H2） 。总之：分析电解应用的主要方法思路通电前：电解质溶液的电离过程(包括电解质和水的电离)离子移向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极放电 阳极：金属阳极S 2+I Br Cl OH NO SO 42 F 。3能力 阴极：Ag +Hg 2+Fe 3+Cu 2+H +P b 2+Sn 2+Fe 2+Zn 2+H +Al 3+通电后 Mg 2+Na +Ca 2+K +
15、。电极反应：电极反应式、总反应式电解 两极现象、水的电离平衡结果 离子浓度、溶液酸碱性、PH 值变化等四、工业运用1、氯碱工业原料的应用 A、粗盐的成分：泥沙、 Ca2+、Mg 2+、SO 42B、杂质的危害：生成沉淀损坏离子交换膜：得到的产品不纯。C、除杂试剂：a 、BaCl 2 b、 NaOH c、Na 2CO3 d、HCl D、试剂加入顺序：abc 过滤 d 或 acb 过滤 d 或 bac 过滤 d反应原理：2NaCl+2H 2O =2NaOH+H2+Cl 2电极名称与材料：阴极(碳棒 )、阳极(铁棒)电极反应：阴极(还原反应 )2H+2e=H2 阳极(氧化反应)2Cl +2e=Cl2离子方程式：2Cl +2H2O 2OH + H2+ Cl 2化学方程式：2NaCl+2H 2O 2NaOH + H2+ Cl2阴极区 阳极区立式隔膜电解槽（市售消毒器原理）2、电镀：运用于电解精炼铜或铁表面
