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1、电化学知识点-原电池和电解池一原电池和电解池的相关知识点1 原电池和电解池装置比拟：将化学能转化为电能的装置叫做原电池 把电能转化为化学能的装置叫电解池2原电池和电解池的比拟表：装置原电池电解池实例原理使氧化复原反响中电子作定向移动，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。使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化复原反响的过程叫做电解。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。形成条件电极：两种不同的导体相连；电解质溶液：能与电极反响。电源； 电极惰性或非惰性；电解质水溶液或熔化态。反响类型自发的氧化复原反响非自发的氧化复原反响电极名称由电极本身性质决定：正极：材料性质较不活泼的
2、电极；负极：材料性质较活泼的电极。由外电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极；电极反响负极：Zn-2e-=Zn2+ 氧化反响正极：2H+2e-=H2复原反响阴极：Cu2+ +2e- = Cu 复原反响阳极：2Cl-2e-=Cl2 氧化反响电子流向负极正极电源负极阴极；阳极电源正极电流方向正极负极电源正极阳极；阴极电源负极能量转化化学能电能电能化学能应用抗金属的电化腐蚀；实用电池。电解食盐水氯碱工业；电镀镀铜；电冶冶炼Na、Mg、Al；精炼精铜。原电池的本质：氧化复原反响中电子作定向的移动过程电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程3化学腐蚀和电化腐蚀的区别化学腐蚀电化
3、腐蚀一般条件金属直接和强氧化剂接触不纯金属，外表潮湿反响过程氧化复原反响，不形成原电池。因原电池反响而腐蚀有无电流无电流产生有电流产生反响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4吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强正极反响O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H+ + 2e-=H2负极反响Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有广泛性发生在某些局部区域内5电解、电离和电镀的区别电解电离电镀条件受直流电作用受热或水分子作用受直流电作用实质阴阳离子定向移动，在两极发生氧化复原反响阴阳离子自由
4、移动，无明显的化学变化用电解的方法在金属外表镀上一层金属或合金实例CuCl2 CuCl2CuCl2=Cu2+2Cl阳极 Cu 2e- = Cu2+阴极 Cu2+2e- = Cu关系先电离后电解，电镀是电解的应用6电镀铜、精炼铜比拟电镀铜精炼铜形成条件镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液电极反响阳极 Cu 2e- = Cu2+阴极 Cu2+2e- = Cu阳极：Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等阴极：Cu2+ + 2e- = Cu溶液变化电镀液的浓度不变溶液中溶质浓度减小说明、原电池正、负极的判
5、断： 1从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。2从电子的流动方向 负极流入正极 3从电流方向 正极流入负极 4根据电解质溶液内离子的移动方向 阳离子流向正极，阴离子流向负极 5根据实验现象溶解的一极为负极增重或有气泡一极为正极 二高频考点1电化腐蚀：发生原电池反响，有电流产生1吸氧腐蚀负极：Fe2e-=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+3H2O2析氢腐蚀： CO2+H2OH2CO3H+HCO3-负极：Fe 2e-=Fe2+正极：2H
6、+ + 2e-=H2总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2Fe(HCO3)2经双水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。2、原电池的应用：加快化学反响速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。比拟金属活动性强弱。可以利用原电池比拟金属的活动性顺序负极活泼。将两种不同金属在电解质溶液里构成原电池后，根据电极的活泼性、电极上的反响现象、电流方向、电子流向、离子移动方向等进行判断。设计原电池。利用原电池原理可以分析金属的腐蚀和防护问题金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，但主要是电化学腐蚀。根据电解质溶液的酸碱性，可把电化学腐蚀分为：吸氧腐蚀和析氢腐蚀两种。以钢铁腐蚀为
7、例，吸氧腐蚀发生的条件是钢铁外表吸附的水膜中溶有O2，并呈极弱酸性或中性，反响中O2得电子被复原；其电极反响式分别为：负极(Fe)：2Fe4e-=2Fe2+，正极(C)：O2+2H2O+4e-=4OH-。析氢腐蚀发生的条件是钢铁外表吸附的水膜酸性较强，反响时有H2析出；其电极反响式分别为：负极(Fe)：Fe2e-= Fe2+，正极(C)：2H+2e-=H2。金属防腐方法： 改变金属内部结构； 外表覆盖保护层如钢铁外表涂矿物油、油漆、加电镀层、形成稳定的氧化膜等； 电化学保护法接上一块活泼金属使被保护金属成为正极受保护、将被保护金属接到电源负极。通常金属的腐蚀德快慢类型：电解池的阳极原电池的负极
8、自然的腐蚀原电池的正极保护电解池的负极保护。3。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NH4Cl的糊状物。电极反响 负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2NH4+2e-=2NH3+H2 NH3和H2被Zn2、MnO2吸收： MnO2+H2=MnO+H2O,Zn24NH3=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.放电反响 负极： Pb-2e-+ SO42- = PbSO4 正极： PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充电反响 阴极：PbSO4 +2e-= Pb+
9、 SO42- 阳极：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42- 总式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 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，电极反响式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反响式相同。锂电池 结构：锂、石墨、固态碘作电解质。 电极反响 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。电极反响 负极： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正极： O2 +
10、4e- + 2H2O = 4OH-总式：2H2+O2=2H2O反响过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流注意：复原剂在负极上反响，氧化剂在正极上反响。书写电极反响式时必须考虑介质参加反响先常规后深入。假设相互反响的物质是溶液，那么需要盐桥内装KCl的琼脂，形成闭合回路。BB.铝、空气燃料电池 以铝空气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。电极反响：铝是负极 4Al-12e-= 4Al3+；石墨是正极 3O2+6H2O+12e-=
11、12OH-4电解反响方程式的书写步骤：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、写出电极反响式； 写出电解方程式。如：解NaCl溶液：2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反响，PH增大电解CuSO4溶液：2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2+ 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反响， PH减小。 电解CuCl2溶液：CuCl2 CuCl2 电解盐酸： 2HCl H2Cl2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 2H2 + O2，溶质不变，实际上是电解水，PH分别减小、增大、不变。酸、碱
12、、盐的参加增加了溶液导电性,从而加快电解速率不是起催化作用。电解熔融NaOH: 4NaOH 4Na + O2 + H2O 用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O Cu(OH)2 + H2 注意：不是电解水。5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6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响，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如：NaCl溶液：通HCl气体不能加盐酸；AgNO3溶液：加Ag2O固体不能加AgOH；CuCl2溶液：加CuCl2固体；KNO3溶液： 加H2O；Cu
13、SO4溶液：CuO不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等。7电解原理的应用A、电解饱和食盐水氯碱工业 反响原理阳极： 2Cl- - 2e-= Cl2 阴极： 2H+ + 2e-= H2总反响：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH 设备 阳离子交换膜电解槽组成：阳极Ti、阴极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- 等参加NaOH溶液参加BaCl2溶液参加Na2CO3溶液过滤参加盐酸参加离子交换剂(NaR) 电解生产主要过程见图20-1：NaCl从阳极区参加，H2O从阴极区参加。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。B、电解冶炼铝原料：A、冰晶石：Na3AlF6=3Na+AlF63-B、氧化铝： 铝土矿 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 原理 阳极 2O2 4e- =O2阴极 Al3+3e- =Al总反响：4Al3+6O24Al+3O2 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响：C+O2 CO+CO2，故需定时补充。C、电镀：用电解的方法在金属外表镀上
