全國(guó)卷原電池和電解池知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、第14和15講：原電池和電解池1.原電池和電解池的比較:裝置原電池電解池實(shí)例Zn 1 Cu_ fAjL二一二一原理使氧化還原反應(yīng)中電子作定向移動(dòng)，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 還原反應(yīng)的過程叫做電解。這種把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛?學(xué)能的裝置叫做電解池。形成條件電極：兩種小同的導(dǎo)體相連； 電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。 能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng) 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)）。反應(yīng)類型自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極名稱由電極本身性質(zhì)決定：正極：材料性質(zhì)較/、活潑的電極； 負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的

2、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；電極反應(yīng)負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極：2H+2e-=H2 T （還原反應(yīng)）陰極：Cu2+ +2e- = Cu （還原反應(yīng)）陽極：2Cl-2e-=C12T（氧化反應(yīng)）電子流向負(fù)極一正極電源負(fù)極一陰極；陽極一電源正極電流方向正極一負(fù)極電源正極一陽極；陰極一電源負(fù)極能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能一電能電能一化學(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

3、流動(dòng)方向：電子流向：負(fù)極 一正極。電流方向：正極 一負(fù)極。根據(jù)電極變化判斷：氧化反應(yīng)一負(fù)極；還原反應(yīng)一正極。根據(jù)現(xiàn)象判斷：電極溶解一負(fù)極；電極重量增加或者有氣泡生成一正極。根據(jù)電解液內(nèi)離子移動(dòng)的方向判斷：陰離子一移向負(fù)極；氧離子一移向正極。3電極反應(yīng)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應(yīng)，則為最簡(jiǎn)單的：M-n e-=M+如：Zn-2 e-=Zn2+如果陽離子與電解液成分反應(yīng)，則參與反應(yīng)的部分要寫入電極反應(yīng)式中：如鉛蓄電池，Pb+SO42-2e-=PbSO4負(fù)極材料本身不反應(yīng)：要將失電子的部分和電解液都寫入電極反應(yīng)式，如燃料電池 CH4-O2（C作電極）電

4、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)的與電解液反應(yīng)時(shí)，正極則是電解質(zhì)溶液中的微粒的反應(yīng)，HSQ 電解質(zhì)，如 2H+2e=H2 T 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)反應(yīng)時(shí)，正極則是電解質(zhì)中的Q發(fā)生還原反應(yīng) 當(dāng)電解液為中性或者堿性時(shí)，HbO參加反應(yīng)，且產(chǎn)物必為 OH,如氫氧燃料電池(KOH電解質(zhì))Q+2HzO+4j=4OH當(dāng)電解液為酸性時(shí)，H+比參加反應(yīng)，產(chǎn)物為 H2O O 2+4C2+4e=2H，O4.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，表向潮濕反應(yīng)過程氧化還原

5、反應(yīng)，不形成原電池。因原電池反應(yīng)而腐蝕后無電流無電流產(chǎn)生后電流產(chǎn)生反應(yīng)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)正極反應(yīng)。2 + 4e+ 2H 2C = 4CH-2H+ + 2e-=H 2 T負(fù)極反應(yīng)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。在金屬表面覆蓋保護(hù)層。常見方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在

6、 表面鍍一層有自我保護(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，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 MnC2的石墨、溶有 NH4CI的糊狀物。酸性電解質(zhì)：電極反應(yīng)J負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+正極：2NH4+2e-=2NH 3,+H2 TNH3和 H2被 Zn2小、MnC2吸收：MnC2+H2=MnC+H 2C,Zn2+ 4NH3=Zn(NH 3)42+堿性電解質(zhì)：(KCH電解質(zhì))電極反應(yīng)負(fù)極：Zn+2CH-2e-=Zn(OH)21 正極：

7、2MnC2+2H2O+2e-=2MnCCH+ Zn (CH)2Zn+ MnC2+2H2C-=2MnCCH+ Zn (CH)2鉛蓄電池(屬于二次電池、可充電電池)結(jié)構(gòu)：鉛板、填滿 PbC2的鉛板、稀H2SO4。A.放電反應(yīng)負(fù)極：Pb-2e-+ SO42- = PbSO4原電池.正極： PbC2 +2e-+4H + + SC42- = PbSC4 + 2H 2CB.充電反應(yīng) f陰極：PbSC4+2e-= Pb+ SC42-電解池.陽極：PbSC4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SC 42-u /放電一總式：Pb + PbC2 + 2H2SC4 守方=- 2PbSC4 + 2H

8、2C充電注意：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，電極反應(yīng)式 的書寫要求與離子方程式一樣，且加起來應(yīng)與總反應(yīng)式相同。鋰電池結(jié)構(gòu)：鋰、石墨、固態(tài)碘作電解質(zhì)。A電極反應(yīng)負(fù)極：2Li-2e- = 2Li+:正極：I2 +2e-= 2I-總式：2Li + I 2 = 2LiIB MnO 2做正極時(shí)：負(fù)極：2Li-2e- = 2Li +正極：MnO 2+e- = MnO 2 -總 Li +MnO 2= Li MnO 2鋰電池優(yōu)點(diǎn)：體積小，無電解液滲漏，電壓隨放電時(shí)間緩慢下降，應(yīng)用：心臟起搏器，手機(jī)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

9、反應(yīng)負(fù)極：H2- 2e-+ 2OH- = 2H 2OTI 正極：O2 + 4e- + 2H 2O = 4OH -總式：2H 2+O2=2H2O（反應(yīng)過程中沒有火焰，不是放出光和熱，而是產(chǎn)生電流）注意：還原劑在負(fù)極上反應(yīng)，氧化劑在正極上反應(yīng)。書寫電極反應(yīng)式時(shí)必須考慮介質(zhì)參加反應(yīng)8 .鋁、空氣燃料電池以鋁一空氣一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(huì)發(fā)出耀眼的閃光,其能量比干電池高 2050倍。 電極反應(yīng)：鋁是負(fù)極4Al-12e-= 4Al3+；石墨是正極 3O2+6H2O+12e

10、-=12OH -9 .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)電極反應(yīng)：氧化反應(yīng)一陽極；還原反應(yīng)一陰極根據(jù)陰陽離子移動(dòng)方向：陰離子移向 一陽極；陽離子移向 一陰極，根據(jù)電子幾點(diǎn)流方向：電子流向：電源負(fù)極一陰極；陽極一電源正極電流方向：電源正極一陽極；陰極一電源負(fù)極10 電解時(shí)電極產(chǎn)物判斷：陽極：如果電極為活潑電極，Ag以前的，則電極失電子，被氧化被溶解，Zn-2e-=Zn2+如果電極為惰性電極，C、Pt、Au、Ti等，則溶液中陰離子失電子，4OH- 4e-= 2H 2O+ O2陰離子放電順序S2->I->Br->Cl->OH->

11、;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(dòng)順序判斷，陽離子得電子順序一金屬活動(dòng)順序表的反表 金屬活潑性越強(qiáng)，則對(duì)應(yīng)陽離子的放電能力越弱，既得電子能力越弱。K+ <Ca2+ < Na+ < Mg 2+ < Al 3+< （H+） < Zn 2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < Cu2+ < Hg2+ < Ag +10.電解、電離和電鍍的區(qū)別電解電禺電鍍條件受直流電作用P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(dòng)，在 兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)陰陽離子自由移動(dòng)，無明

12、 顯的化學(xué)變化用電解的方法在金屬表面鍍上一層金 屬或合金實(shí)例電解CuCl2 = Cu+Cl2CuCl2=Cu2+2Cl -陽極 Cu 2e-= Cu2+ 陰極 Cu2+2e- = Cu關(guān)系光電禺后電解，電鍍是電解的應(yīng)用11.電鍍銅、精煉銅比較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 電解液電極反應(yīng)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小艾溶液中溶質(zhì)濃度減小12.電解方程

13、式的實(shí)例（用惰性電極電解）電解質(zhì)溶液陽極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)方程式 （條件：電解）溶液酸堿性變化CuCl22Cl-2e-=C12TCu2+ +2e-= CuCuC12= Cu +C12THCl2Cl-2e-=C12T2H+2e-=H 2 T2HC1=H 2 T +01 f酸性減弱Na2SO44OH-4e-=2H2O+O2f2H+2e-=H 2 T2H2O=2H 2 T +OT小艾H2SO44OH-4e-=2H2O+O2f2H+2e-=H 2 T2H2O=2H 2 T +OT消耗水，酸性增強(qiáng)NaOH4OH-4e-=2H2O+O2f2H+2e-=H 2 T2H2O=2H 2 T +OT消耗水，堿

14、性增強(qiáng)NaCl2C1-2e-=C12T2H+2e-=H 2 T2NaC1+2H 2O=H 2 T +01 儲(chǔ)2NaOHH+放電，堿性增強(qiáng)CuSO44OH-4e-=2H2O+O2fCu2+ +2e-= Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+O2 T +2HSO4OH一放電，酸性增強(qiáng)13,以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律:（1）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：m E -上電解陽極：4OH-4e-=2H2O+O2T陰極：2H+2e-=H2T總反應(yīng)：2H2。= 2H2T + Of,注意：溶質(zhì)不變，PH分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加

15、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-=C12 T陰極：Cu2+2e= Cu總反應(yīng)：CuCl2= Cu +C12T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-=C12T陰極：2H+2e-=H2T總反應(yīng)：2NaCl+2H 2O=H2 T +QT +2NaOH公式：電解質(zhì)+H2。一堿+ H2/+非金屬放氧生酸型： 不活潑金屬的含氧酸鹽，如CuSO4陽極：4OH-4e-=2H2O+O2f陰極：Cu2+ +2e-= Cu總反應(yīng)：2CuSO4+2H 2O=2Cu+ O2T+

16、2HSO4公式：電解質(zhì)+H2。一酸+。2件金屬電解NaCl溶液：2NaCl+2H 2O =H 2 T +Olf +2NaOH溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，PH增大8.電解原理的應(yīng)用A、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)） 反應(yīng)原理幫生惻和NaCl湍渣粗廿 幡青霞水一 N 口口 H格帶陰極：2Cl- 2e-= Cl2 TNa+陰極：2H+ + 2e-= H2T、，一一電解OH-總反應(yīng)：2NaCl+2H 2O=H 2 T +0l f +2NaOHNaOH)設(shè)備 （陽離子交換膜電解槽）圖 20-1組成：陽極 一Ti、陰極一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

17、膜法）食鹽水的精制：粗鹽（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等）一加入NaOH溶液一加入BaCl2溶液一加入Na2CO3溶液一過濾一加入鹽酸一加入離子交換劑（NaR）電解生產(chǎn)主要過程（見圖20-1）: NaCl從陽極區(qū)加入，H2O從陰極區(qū)加入。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 aOH NaAlO 2 -深 Al（OH） 3 Al 2O3過濾過濾原理 陽極2。2一 4e- =O2f【陰極Al 3+3e- =Al一一、一 一申，解總反應(yīng)：4Al 3+6O 2 =4Al+3O 2 T 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應(yīng)：C+O2 - CO