高一化學(xué)原電池知識要點(diǎn)歸納

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第一節(jié)原電池

1、概念：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。

2、組成條件：

①兩個活潑性不同的電極

②電解質(zhì)溶液

③電極用導(dǎo)線相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路

3、電子流向：

外電路：負(fù)極——導(dǎo)線——正極

內(nèi)電路：鹽橋中陰離子移向負(fù)極的電解質(zhì)溶液，鹽橋中陽離子移向正極的電解質(zhì)溶液。

4、電極反應(yīng)：以鋅銅原電池為例：

負(fù)極：

氧化反應(yīng)：Zn-2e=Zn2+(較活潑金屬)

正極：

還原反應(yīng)：2H++2e=H2↑(較不活潑金屬)

總反應(yīng)式：Zn+2H+=Zn2++H2↑

5、正、負(fù)極的推斷：

(1)從電極材料：一般較活潑金屬為負(fù)極;或金屬為負(fù)極，非金屬為正極。

(2)從電子的流淌方向負(fù)極流入正極

(3)從電流方向正極流入負(fù)極

(4)依據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動方向陽離子流向正極，陰離子流向負(fù)極。

(5)依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象

①溶解的一極為負(fù)極

②增重或有氣泡一極為正極

其次節(jié)化學(xué)電池

1、電池的分類：化學(xué)電池、太陽能電池、原子能電池

2、化學(xué)電池：借助于化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

3、化學(xué)電池的分類：一次電池、二次電池、燃料電池

4、常見一次電池：堿性鋅錳電池、鋅銀電池、鋰電池等

5、二次電池：放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生，可以多次重復(fù)使用，又叫充電電池或蓄電池。

6、目前已開發(fā)出新型蓄電池：銀鋅電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子電池

7、燃料電池：是使燃料與氧化劑反應(yīng)直接產(chǎn)生電流的一種原電池。

8、電極反應(yīng)：一般燃料電池發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)的最終產(chǎn)物與燃燒產(chǎn)物相同，可依據(jù)燃燒反應(yīng)寫出總的電池反應(yīng)，但不注明反應(yīng)的條件。

負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，不過要留意一般電解質(zhì)溶液要參加電極反應(yīng)。以氫氧燃料電池為例，鉑為正、負(fù)極，介質(zhì)分為酸性、堿性和中性。

當(dāng)電解質(zhì)溶液呈酸性時：

負(fù)極：2H2-4e-=4H+

正極：O2+4e-4H+=2H2O

當(dāng)電解質(zhì)溶液呈堿性時：

負(fù)極：2H2+4OH--4e-=4H2O

正極：O2+2H2O+4e-=4OH-

另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極，又在兩極上分別通甲烷(燃料)和氧氣(氧化劑)。電極反應(yīng)式為：

負(fù)極：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;

正極：4H2O+2O2+8e-=8OH-。

電池總反應(yīng)式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

9、燃料電池的優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)換率高、廢棄物少、運(yùn)行噪音低

10、廢棄電池的處理：回收利用

高一化學(xué)選修四學(xué)問要點(diǎn)

電解池

一、電解原理

1、電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置也叫電解槽

2、電解：電流(外加直流電)通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)(被動的不是自發(fā)的)的過程

3、放電：當(dāng)離子到達(dá)電極時，失去或獲得電子，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程

4、電子流向：

(電源)負(fù)極—(電解池)陰極—(離子定向運(yùn)動)電解質(zhì)溶液—(電解池)陽極—(電源)正極

5、電極名稱及反應(yīng)：

陽極：與直流電源的正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)

陰極：與直流電源的負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)

6、電解CuCl2溶液的電極反應(yīng)：

陽極：2Cl--2e-=Cl2(氧化)

陰極：Cu2++2e-=Cu(還原)

總反應(yīng)式：CuCl2=Cu+Cl2↑

7、電解本質(zhì)：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程

規(guī)律總結(jié)：金屬最怕做陽極，做了陽極就溶解，做了陰極被愛護(hù)。

放電挨次：

陽離子放電挨次：

Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(指酸電離的)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+

陰離子的放電挨次：

是惰性電極時：S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根離子)F-(SO32-/MnO4-OH-)

只要是水溶液H，OH以后的離子均作廢，永久不放電。是活性電極時：電極本身溶解放電

留意先要看電極材料，是惰性電極還是活性電極，若陽極材料為活性電極(Fe、Cu)等金屬，則陽極反應(yīng)為電極材料失去電子，變成離子進(jìn)入溶液;若為惰性材料，則依據(jù)陰陽離子的放電挨次，根據(jù)陽氧陰還的規(guī)律來書寫電極反應(yīng)式。

電解質(zhì)水溶液點(diǎn)解產(chǎn)物的規(guī)律：

類型

電極反應(yīng)特點(diǎn)

實(shí)例

電解對象

電解質(zhì)濃度

pH

電解質(zhì)溶液復(fù)原

分解電解質(zhì)型

電解質(zhì)電離出的陰陽離子分別在兩極放電

HCl

電解質(zhì)

減小

增大

HCl

CuCl2

CuCl2

放H2生成堿型

陰極：水放H2生堿

陽極：電解質(zhì)陰離子放電

NaCl

電解質(zhì)和水

生成新電解質(zhì)

增大

HCl

放氧生酸型

陰極：電解質(zhì)陽離子放電

陽極：水放O2生酸

CuSO4

電解質(zhì)和水

生成新電解質(zhì)

減小

氧化銅

電解水型

陰極：

4H++4e-==2H2↑

陽極：

4OH--4e-=O2↑+2H2O

NaOH

水

增大

增大

水

H2SO4

減小

Na2SO4

不變

上述四種類型電解質(zhì)分類：

(1)電解水型：含氧酸，強(qiáng)堿，活潑金屬含氧酸鹽

(2)電解電解質(zhì)型：無氧酸，不活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外)

(3)放氫生堿型：活潑金屬的無氧酸鹽

(4)放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽

選修四化學(xué)基礎(chǔ)學(xué)問

電解原理的`應(yīng)用

1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣

(1)電鍍應(yīng)用電解原理在某些金屬外表鍍上一薄層其他金屬或合金的方法

(2)電極、電解質(zhì)溶液的選擇：

陽極：鍍層金屬，失去電子，成為離子進(jìn)入溶液，M—ne—==Mn+

陰極：待鍍金屬(鍍件)：溶液中的金屬離子得到電子，成為金屬原子，附著在金屬外表Mn++ne—==M

電解質(zhì)溶液：含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液

鍍銅反應(yīng)原理：

陽極(純銅)：Cu-2e-=Cu2+

陰極(鍍件)：Cu2++2e-=Cu

電解液：可溶性銅鹽溶液，如CuSO4溶液

(3)電鍍應(yīng)用之一：銅的精煉

陽極：粗銅;

陰極：純銅;

電解質(zhì)溶液：硫酸銅

3、電冶金

(1)電冶金：使礦石中的金屬陽離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來用于冶煉活潑金屬，如鈉、鎂、鈣、鋁

(2)電解氯化鈉：

通電前，氯化鈉高溫下熔融：NaCl==Na++Cl—

通直流電后：陽極：2Na++2e—==2Na

陰極：2Cl——2e—==Cl2↑

規(guī)律總結(jié)：原電池、電解池、電鍍池的推斷規(guī)律

(1)若無外接電源，又具備組成原電池的三個條件。

①有活潑性不同的兩個電極;

②兩極用導(dǎo)線相互連接成直接插入連通的電解質(zhì)溶液里;

③較活潑金屬與電解質(zhì)溶液能發(fā)生氧化還原反應(yīng)(有時是與水電離產(chǎn)生的H+作用)，只要同時具備這三個條件即為原電池。

(2)若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池;當(dāng)陰極為金屬，陽極亦為金屬且與電解質(zhì)溶液中的金屬離子屬同種元素時，則為電鍍池。

(3)若多個單池互相串聯(lián)，又有外接電源時，則與電源相連接的裝置為電解池成電鍍池。若無外接電源時，先選較活潑金屬電極為原電池的負(fù)極(電子輸出極)，有關(guān)裝置為原電池，其余為電鍍池或電解池。

原電池，電解池，電鍍池的比較：

類別

性質(zhì)

原電池

電解池

電鍍池

定義

〔裝置特點(diǎn)〕

將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置

將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置

應(yīng)用電解原理在某些金屬外表鍍上一側(cè)層其他金屬

反應(yīng)特征

自發(fā)反應(yīng)

非自發(fā)反應(yīng)

非自發(fā)反應(yīng)

裝置特征

無電源，兩級材料不同

有電源，兩級材料可同可不同

有電源

形成條件

活動性不同的兩極

電解質(zhì)溶液形成閉合回路

兩電極連接直流電源

兩電極插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路

1、鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接負(fù)極；

2、電鍍液必需含有鍍層金屬的離子

電極名稱

負(fù)極：較活潑金屬

正極：較不活潑金屬〔能導(dǎo)電非金屬〕

陽極：與電源正極相連

陰極：與電源負(fù)極相連

名稱同電解，但有限制條件

陽極：必需是鍍層金屬

陰極：鍍件

電極反應(yīng)

負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失去電子

正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子的電子或者氧氣得電子〔吸氧腐蝕〕

陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失去電子，或電極金屬失電子

陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得到電子

陽極：金屬電極失去電子

陰極：電鍍液中陽離子得到電子

電子流向

負(fù)極→正極