1、電化學知識點-原電池和電解池一原電池和電解池的相關知識點1 原電池和電解池裝置比較：將化學能轉化為電能的裝置叫做原電池 把電能轉化為化學能的裝置叫電解池2原電池和電解池的比較表：裝置原電池電解池實例原理使氧化還原反應中電子作定向移動，從而形成電流。這種把化學能轉變為電能的裝置叫做原電池。使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解。這種把電能轉變為化學能的裝置叫做電解池。形成條件電極：兩種不同的導體相連；電解質溶液：能與電極反應。電源； 電極（惰性或非惰性）；電解質（水溶液或熔化態）。反應類型自發的氧化還原反應非自發的氧化還原反應電極名稱由電極本身性質決定：正極：材料性質較

2、不活潑的電極；負極：材料性質較活潑的電極。由外電源決定：陽極：連電源的正極；陰極：連電源的負極；電極反應負極：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反應）正極：2H+2e-=H2（還原反應）陰極：Cu2+ +2e- = Cu （還原反應）陽極：2Cl-2e-=Cl2 （氧化反應）電子流向負極正極電源負極陰極；陽極電源正極電流方向正極負極電源正極陽極；陰極電源負極能量轉化化學能電能電能化學能應用抗金屬的電化腐蝕；實用電池。電解食鹽水（氯堿工業）；電鍍（鍍銅）；電冶（冶煉Na、Mg、Al）；精煉（精銅）。原電池的本質：氧化還原反應中電子作定向的移動過程電解本質：電解質溶液的導電過程，就是電解質溶液的電解過

3、程3化學腐蝕和電化腐蝕的區別化學腐蝕電化腐蝕一般條件金屬直接和強氧化劑接觸不純金屬，表面潮濕反應過程氧化還原反應，不形成原電池。因原電池反應而腐蝕有無電流無電流產生有電流產生反應速率電化腐蝕化學腐蝕結果使金屬腐蝕使較活潑的金屬腐蝕4吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區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正極反應O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H+ + 2e-=H2負極反應Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+腐蝕作用是主要的腐蝕類型，具有廣泛性發生在某些局部區域內5電解、電離和電鍍的區別電解電離電鍍條件受直流電作用受熱或水分子作用受直流電作用實質陰陽離子定向

4、移動，在兩極發生氧化還原反應陰陽離子自由移動，無明顯的化學變化用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金實例CuCl2 CuCl2CuCl2=Cu2+2Cl陽極 Cu 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e- = Cu關系先電離后電解，電鍍是電解的應用6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不變溶

5、液中溶質濃度減小說明、原電池正、負極的判斷： （1）從電極材料：一般較活潑金屬為負極；或金屬為負極，非金屬為正極。（2）從電子的流動方向 負極流入正極 （3）從電流方向 正極流入負極 （4）根據電解質溶液內離子的移動方向 陽離子流向正極，陰離子流向負極 （5）根據實驗現象溶解的一極為負極增重或有氣泡一極為正極 二高頻考點1電化腐蝕：發生原電池反應，有電流產生（1）吸氧腐蝕負極：Fe2e-=Fe2+正極：O2+4e-+2H2O=4OH-總式：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O（2）析氫腐蝕： CO2+

6、H2OH2CO3H+HCO3-負極：Fe 2e-=Fe2+正極：2H+ + 2e-=H2總式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2Fe(HCO3)2經雙水解、空氣氧化、風吹日曬得Fe2O3。2、原電池的應用：加快化學反應速率，如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。比較金屬活動性強弱。可以利用原電池比較金屬的活動性順序（負極活潑）。將兩種不同金屬在電解質溶液里構成原電池后，根據電極的活潑性、電極上的反應現象、電流方向、電子流向、離子移動方向等進行判斷。設計原電池。利用原電池原理可以分析金屬的腐蝕和防護問題金屬的腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種，但主要是電化學腐蝕。根據電解

7、質溶液的酸堿性，可把電化學腐蝕分為：吸氧腐蝕和析氫腐蝕兩種。以鋼鐵腐蝕為例，吸氧腐蝕發生的條件是鋼鐵表面吸附的水膜中溶有O2，并呈極弱酸性或中性，反應中O2得電子被還原；其電極反應式分別為：負極(Fe)：2Fe4e-=2Fe2+，正極(C)：O2+2H2O+4e-=4OH-。析氫腐蝕發生的條件是鋼鐵表面吸附的水膜酸性較強，反應時有H2析出；其電極反應式分別為：負極(Fe)：Fe2e-= Fe2+，正極(C)：2H+2e-=H2。金屬防腐方法： 改變金屬內部結構； 表面覆蓋保護層（如鋼鐵表面涂礦物油、油漆、加電鍍層、形成穩定的氧化膜等； 電化學保護法（接上一塊活潑金屬使被保護金屬成為正極受保護、

8、將被保護金屬接到電源負極）。通常金屬的腐蝕德快慢類型：電解池的陽極原電池的負極自然的腐蝕原電池的正極（保護）電解池的負極（保護）。3。實用電池的種類和特點干電池（屬于一次電池）結構：鋅筒、填滿MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊狀物。電極反應 負極：Zn-2e-=Zn2+正極：2NH4+2e-=2NH3+H2 NH3和H2被Zn2、MnO2吸收： MnO2+H2=MnO+H2O,Zn24NH3=Zn(NH3)42鉛蓄電池（屬于二次電池、可充電電池） 結構：鉛板、填滿PbO2的鉛板、稀H2SO4。A.放電反應 負極： Pb-2e-+ SO42- = PbSO4 正極： PbO2 +2e-+4H+

9、+ SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充電反應 陰極：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42- 陽極：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42- 總式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 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，電極反應式的書寫要求與離子方程式一樣，且加起來應與總反應式相同。鋰電池 結構：鋰、石墨、固態碘作電解質。 電極反應 負極： 2Li-2e- = 2Li+正極： I2 +2e- = 2I- 總式：2Li + I2 = 2LiIA.氫氧燃料電池 結構：石墨、石

10、墨、KOH溶液。電極反應 負極： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正極： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-總式：2H2+O2=2H2O（反應過程中沒有火焰，不是放出光和熱，而是產生電流）注意：還原劑在負極上反應，氧化劑在正極上反應。書寫電極反應式時必須考慮介質參加反應（先常規后深入）。若相互反應的物質是溶液，則需要鹽橋（內裝KCl的瓊脂，形成閉合回路）。BB.鋁、空氣燃料電池 以鋁空氣海水電池為能源的新型海水標志燈已研制成功。這種燈以取之不盡的海水為電解質溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而源源不斷產生電流。只要把燈放入海水中，數分鐘后就會發出耀眼的閃光，其能量比干電池高2

11、050倍。電極反應：鋁是負極 4Al-12e-= 4Al3+；石墨是正極 3O2+6H2O+12e-=12OH-4電解反應方程式的書寫步驟：分析電解質溶液中存在的離子；分析離子的放電順序；確定電極、寫出電極反應式； 寫出電解方程式。如：解NaCl溶液：2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH，溶質、溶劑均發生電解反應，PH增大電解CuSO4溶液：2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2+ 2H2SO4溶質、溶劑均發生電解反應， PH減小。 電解CuCl2溶液：CuCl2 CuCl2 電解鹽酸： 2HCl H2Cl2溶劑不變，實際上是電解溶質，PH增大。電解稀H2SO4、NaOH溶液、N

12、a2SO4溶液：2H2O 2H2 + O2，溶質不變，實際上是電解水，PH分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導電性,從而加快電解速率（不是起催化作用）。電解熔融NaOH: 4NaOH 4Na + O2 + H2O 用銅電極電解Na2SO4溶液: Cu +2H2O Cu(OH)2 + H2 （注意：不是電解水。）5電解液的PH變化:根據電解產物判斷。口訣：“有氫生成堿，有氧生成酸；都有濃度大,都無濃度小”。（“濃度大”、“濃度小”是指溶質的濃度）6使電解后的溶液恢復原狀的方法：先讓析出的產物（氣體或沉淀）恰好完全反應，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：NaCl溶液：通HCl氣

13、體（不能加鹽酸）；AgNO3溶液：加Ag2O固體（不能加AgOH）；CuCl2溶液：加CuCl2固體；KNO3溶液： 加H2O；CuSO4溶液：CuO（不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3）等。7電解原理的應用A、電解飽和食鹽水（氯堿工業） 反應原理陽極： 2Cl- - 2e-= Cl2 陰極： 2H+ + 2e-= H2總反應：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH 設備 （陽離子交換膜電解槽）組成：陽極Ti、陰極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。制燒堿生產過程 （離子交換膜法） 食鹽水的精制：粗鹽（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+

14、、SO42- 等）加入NaOH溶液加入BaCl2溶液加入Na2CO3溶液過濾加入鹽酸加入離子交換劑(NaR) 電解生產主要過程（見圖20-1）：NaCl從陽極區加入，H2O從陰極區加入。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 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 原理 陽極 2O2 4e- =O2陰極 Al3+3e- =Al總反應：4Al3+6O24Al+3O2 設備：電解槽（陽極C、陰極Fe） 因為陽極材料不斷地與生成的氧氣反應：C+O2 CO+

15、CO2，故需定時補充。C、電鍍：用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程。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。電鍍鋅原理：陽極 Zn2e = Zn2+陰極 Zn2+2e=Zn電鍍液的濃度在電鍍過程中不發生變化。在電鍍控制的條件下，水電離出來的H+和OH一般不起反應。電鍍液中加氨水或 NaCN的原因：使Zn2+離子濃度很小，鍍速慢，鍍層才能致密、光亮。D、電解冶煉活潑金屬Na、Mg、Al等。E、電解精煉銅：粗銅作陽極，精銅作陰極，電解液含有Cu2+。銅前金屬先反應但不析出，銅后金屬不反應，形成 “陽極泥”。 附表 原電池，電解池，電鍍池的比較性質 類別 原電池 電解池 電鍍池定義（裝置特點）將化學能轉變成電能的裝置將電能轉變成化學能的裝置應用電解原理在某些金屬表面鍍上一側層其他金屬反應特征 自發反應 非自發反應 非自發反應 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溶液形成閉合回路1鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接負極；2電鍍液必須含有鍍層金屬的離子 電極名稱負極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（能導電非金屬）陽極：與電源正極相連陰極