专题六原电池与电解池复习
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原电池、电解池知识综合复习四川付祥东电化学是新高考的重点和难点,也是逐年升温的热点知识。
下面对原电池和电解池进行知识梳理和归纳,并配以相关的题解作点评分析。
一、电化学常见考点1、原电池电解池的构成条件,电极名称与反应类型,电极反应式;2、电解规律及pH变化趋势;3、根据电极反应判断金属活泼性;4、根据原电池原理认识几种新型电池的反应原理;5、有关电解产物的判断和计算;6、原电池、电解原理的应用;7、金属腐蚀原理;8、金属腐蚀快慢的比较;9、金属的防护;10金属腐蚀的电极反应方程式的书写。
二、基础知识梳理1、原电池电极名称的判断方法(1)根据电极材料的性质确定:金属—金属电极,活泼金属是负极,不活泼金属是正极;金属—非金属电极,金属是负极,非金属是正极;金属—化合物电极,金属是负极,化合物是正极。
(2)根据电极反应本身确定:失电子的反应—氧化反应—负极;得电子的反应—还原反应—正极2、原电池电极反应式书写关键(1)明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应产物及化合价的变化;(2)确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子,还是其他物质(如溶有或通入的氧气);(3)判断是否存在特定的条件(如介质中的微粒H+、OH-非放电物质参加反应),进而推断电解质溶液的酸碱性的变化;(4)总的反应式是否满足质量守衡、得失电子守衡、电荷守衡。
3、离子的放电顺序及电解产物阳离子:阴离子:注:①阴极放电的总是溶液中的阳离子,与电极材料无关②阳极若是活性电极,则活性电极材料优先放电。
4、电解时溶液pH值的变化规律电解质溶液在电解过程中,有时溶液pH值会发生变化。
判断电解质溶液的pH值变化,有时可以从电解产物上去看。
①若电解时阴极上产生H2,阳极上无O2产生,电解后溶液pH值增大;②若阴极上无H2,阳极上产生O2,则电解后溶液pH值减小;③若阴极上有H2,阳极上有O2,且V(H2)==2V(O2),则有三种情况:a、如果原溶液为中性溶液,则电解后pH值不变;b、如果原溶液是酸溶液,则pH值变小;c、如果原溶液为碱溶液,则pH值变大;④若阴极上无H2,阳极上无O2产生,电解后溶液的pH可能也会发生变化。
原电池和电解池1.原电池和电解池的比较:2原电池正负极的判断:⑴根据电极材料判断:活泼性较强的金属为负极,活泼性较弱的或者非金属为正极。
⑵根据电子或者电流的流动方向:电子流向:负极→正极。
电流方向:正极→负极。
⑶根据电极变化判断:氧化反应→负极;还原反应→正极。
⑷根据现象判断:电极溶解→负极;电极重量增加或者有气泡生成→正极。
⑸根据电解液内离子移动的方向判断:阴离子→移向负极;氧离子→移向正极。
3电极反应式的书写:负极:⑴负极材料本身被氧化:①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应,则为最简单的:M-n e-=M n+如:Zn-2e-=Zn2+②如果阳离子与电解液成分反应,则参与反应的部分要写入电极反应式中:如铅蓄电池,Pb+SO42--2e-=PbSO4⑵负极材料本身不反应:要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式,如燃料电池CH4-O2(C作电极)电解液为KOH:负极:CH4+10OH-8e-=C032-+7H2O 正极:⑴当负极材料能自发的与电解液反应时,正极则是电解质溶液中的微粒的反应,H2SO4电解质,如2H++2e=H2CuSO4电解质:Cu2++2e=Cu⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时,正极则是电解质中的O2反正还原反应①当电解液为中性或者碱性时,H2O比参加反应,且产物必为OH-,如氢氧燃料电池(KOH电解质)O2+2H2O+4e=4OH-②当电解液为酸性时,H+比参加反应,产物为H2OO2+4O2+4e=2H2O4.化学腐蚀和电化腐蚀的区别6.金属的防护⑴改变金属的内部组织结构。
合金钢中含有合金元素,使组织结构发生变化,耐腐蚀。
如:不锈钢。
⑵在金属表面覆盖保护层。
常见方式有:涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等;使表面生成致密氧化膜;在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。
⑶电化学保护法①外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池,被保护的金属作阴极。
②牺牲阳极的阴极保护法:外加负极材料,构成原电池,被保护的金属作正极7。
原电池与电解池一、原电池1. 构成原电池的条件:A.活泼性不同的两个电极①活动性不同的金属(或一种金属和一种非金属导体石墨),活泼金属为负极。
②两惰性电极——石墨或Pt等(燃料电池电极)。
;B.电解质溶液;C.形成闭合电路;D.自发氧化还原反应。
2. 原电池的反应原理电子从负极流出,沿导线流回正极①活动性不同的金属(或一种金属和一种非金属导体石墨)负极:较活泼金属,失电子,化合价升高,发生氧化反应溶液中的阴离子向负极移动,电极质量减小。
正极:不活泼金属(或石墨等),得电子,化合价降低,发生还原反应。
①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子。
例:溶液中如果有阳离子,应由金属阳离子先得电子,变成金属单质,锌铜原电池中,电解液为HCl,正极H+得电子生成H2。
②当负极材料不能与电解液反应时,溶解在电解液中的O2得电子。
如果电解液呈酸性,O2+4e-+4H+==2H2O;如果电解液呈中性或碱性,O2+4e-+2H2O==4OH-判断正负极的依据:金属活动顺序表②两惰性电极——石墨或Pt等(燃料电池电极)负极:可燃烧的气体正极:氧气3. 各种电池①碱性干电池Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH②铅蓄电池Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O, 请写出电极反应式。
注意:PbSO4是难溶物。
③燃料电池二、电解池1. 电解:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程,叫做电解。
2. 电解池的组成条件:①直流电源 ②两个电极 ③电解质溶液或熔融电解质 ④形成闭合回路♦ 判断电解池两极的常用依据①看电源(与电池正极相连的是阳极,与负极相连的是阴极) ②看电子方向、两极产物(阳离子移向阴极,发生还原反应阴离子移向阳极,发生氧化反应) 3. 电解反应方程式:阴极:溶液中的阳离子向阴极移动,得电子,发生还原反应。
阴极受保护。
(电镀原理) 阳离子的放电顺序:金属活动顺序表的逆序 Zn 2+< Fe 2+ < Pb 2+ < H + < Cu 2+ < Fe 3+ < Hg 2+ < Ag +注意: Ag + > Fe 3+ > Cu 2+ ; Fe 2+ > H 2O > Al 3+ 电镀时:H +浓度较小:H +< Zn 2+< Fe 2+< Pb 2+ < Cu 2+阳极:溶液中的阴离子向阴极移动,失电子,发生氧化反应。
原电池和电解池1.原电池和电解池的比较:2原电池正负极的判断:⑴根据电极材料判断:活泼性较强的金属为负极,活泼性较弱的或者非金属为正极。
⑵根据电子或者电流的流动方向:电子流向:负极→正极。
电流方向:正极→负极。
⑶根据电极变化判断:氧化反应→负极; 还原反应→正极。
⑷根据现象判断:电极溶解→负极; 电极重量增加或者有气泡生成→正极。
⑸根据电解液内离子移动的方向判断:阴离子→移向负极;氧离子→移向正极。
3电极反应式的书写:负极:⑴负极材料本身被氧化:①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应,则为最简单的:M-n e -=M n+ 如:Zn-2 e -=Zn 2+②如果阳离子与电解液成分反应,则参与反应的部分要写入电极反应式中:如铅蓄电池,Pb+SO 42--2e -=PbSO 4⑵负极材料本身不反应:要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式,如燃料电池CH 4-O 2(C 作电极)电解液为KOH :负极:CH 4+10OH-8 e -=C032-+7H 2O 正极:⑴当负极材料能自发的与电解液反应时,正极则是电解质溶液中的微粒的反应,H2SO4电解质,如2H ++2e=H 2 CuSO 4电解质: Cu 2++2e= Cu⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时,正极则是电解质中的O 2反正还原反应装置原电池电解池实例原理使氧化还原反应中电子作定向移动,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、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。
这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。
形成条件①电极:两种不同的导体相连;②电解质溶液:能与电极反应。
③能自发的发生氧化还原反应④形成闭合回路①电源; ②电极(惰性或非惰性);③电解质(水溶液或熔化态)。
反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定:正极:材料性质较不活泼的电极;负极:材料性质较活泼的电极。
原电池与电解池知识点总结
原电池和电解池是化学电池的两种类型,它们在化学能转化为电能的过程中起着重要作用。
以下是对原电池和电解池的知识点总结:
原电池:
1. 原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置,它由阳极、阴极和电解质组成。
2. 在原电池中,化学反应产生电子流,从而产生电能。
3. 原电池是可逆的,可以通过外部电源进行充电,使化学反应逆转,恢复原始状态。
4. 常见的原电池包括干电池和碱性电池,它们在日常生活中被广泛应用。
电解池:
1. 电解池是一种利用外加电源将电能转化为化学能的装置,它由阳极、阴极和电解质组成。
2. 在电解池中,外加电源提供电子流,驱动非自发性的化学反应发生。
3. 电解池是不可逆的,只能通过外部电源进行电解,无法自行充电。
4. 电解池在电镀、电解制氢、电解制氧等工业过程中有重要应用,也在实验室中用于制备化学品和分析物质。
总结:
原电池和电解池都是化学电池,它们在化学能和电能之间进行转化,但是作用方式相反。
原电池是将化学能转化为电能的装置,而电解池则是将电能转化为化学能的装置。
它们在日常生活和工业生产中都有着重要的应用,是化学和能源领域的重要研究对象。
对于理解化学能和电能转化的原理以及应用具有重要意义。
1.复习重点1.原电池的电极名称及电极反应式,2.对几种化学电源的电极反应式的认识和书写,3.原电池原理的应用。
4.其中原电池原理及有关计算是高考的命题热点。
一、原电池原理1、定义:原电池装置是将化学能转变为电能的装置2、构成要素(-)较活泼的金属(a)电极(+)较不活泼的金属或非金属(b)电解质溶液(c)闭合回路3、原电池原理:电子负极正极活泼的一极(导线)不活泼的一极流出电子流入电子发生氧化反应发生还原反应(1)电极反应Zn-2e=Zn2+2H++2e=H2↑(2)电池总反应Zn+2H+=H2↑+ Zn2+(3)、微粒流向:外电路:电子:负极导线正极内电路:离子:阳离子向正极移动小结:原电池是一种负极流出电子,发生氧化反应,正极流入电子,发生还原反应,从而实现化学能转换为电能的装置。
1.复习重点1.电解原理及其应用,放电顺序,电极反应式的书写及有关计算;2.氯碱工业。
2.难点聚焦二、掌握电解反应产物及电解时溶液pH值的变化规律及有关电化学的计算1、要判断电解产物是什么,必须理解溶液中离子放电顺序阴极放电的总是溶液中的阳离子,与电极材料无关。
放电顺序是 K +、Ca 2+、Na +、Mg 2+、Al 3+、Zn 2+、Fe 2+(H +)、Cu 2+、Hg 2+、Ag +、Au 3+放电由难到易阳极:若是惰性电极作阳极,溶液中的阴离子放电,放电顺序是S 2-、I -、Br -、Cl -、OH -、含氧酸根离子(NO 3-、SO 42-、CO 32-)、F -失电子由易到难若是非惰性电极作阳极,则是电极本身失电子。
要明确溶液中阴阳离子的放电顺序,有时还需兼顾到溶液的离子浓度。
如果离子浓度相差十分悬殊的情况下,离子浓度大的有可能先放电。
如理论上H +的放电能力大于Fe 2+、Zn 2+,但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时,由于溶液[Fe 2+]或[Zn 2+]>>[H +],则先在阴极上放电的是Fe 2+或Zn 2+,因此,阴极上的主要产物则为Fe 和Zn 。
原电池和电解池的所有知识点原电池和电解池是电化学中的两个基本概念,它们都涉及到化学能与电能之间的转换。
原电池是将化学能转化为电能的装置,而电解池则是将电能转化为化学能的装置。
1. 原电池的工作原理原电池通过氧化还原反应产生电流。
在原电池中,一个电极发生氧化反应,另一个电极发生还原反应。
氧化反应是物质失去电子的过程,而还原反应是物质获得电子的过程。
2. 原电池的组成原电池由两个电极(阳极和阴极)、电解质溶液以及连接电极的导线组成。
阳极是发生氧化反应的电极,阴极是发生还原反应的电极。
3. 原电池的类型原电池可以根据电极材料、电解质类型等不同因素分为多种类型,如丹尼尔电池、伏打电池等。
4. 原电池的电势原电池的电势由电极电势和电解质的浓度决定。
电极电势是电极在标准状态下的电势,而电解质的浓度会影响电势的大小。
5. 电解池的工作原理电解池是将电能转化为化学能的装置。
在电解池中,电流通过电解质溶液,使得溶液中的离子在电极上发生氧化还原反应。
6. 电解池的组成电解池由两个电极(阳极和阴极)、电解质溶液以及电源组成。
阳极是电流进入溶液的电极,阴极是电流离开溶液的电极。
7. 电解池的类型电解池可以根据电解过程的不同分为电镀池、电解精炼池、电解合成池等。
8. 电解池的效率电解池的效率受到多种因素的影响,包括电极材料、电解质类型、电流密度、温度等。
9. 原电池和电解池的应用原电池和电解池在工业和日常生活中有着广泛的应用,如电池、电镀、金属精炼、水的电解等。
10. 原电池和电解池的比较原电池和电解池虽然在能量转换方向上相反,但它们在原理上有许多相似之处,如都涉及氧化还原反应、都需要电解质等。
不过,电解池通常需要外加电源,而原电池则不需要。
以上总结了原电池和电解池的基本概念、工作原理、组成、类型、电势、效率以及应用等方面的知识点。
原电池和电解池知识点一、原电池1.原理:原电池利用化学反应的放电过程产生电能。
化学反应中,发生氧化反应的电极称为阳极,发生还原反应的电极称为阴极。
阳极和阴极之间通过导电介质(如电解质溶液)连接起来,形成一个闭合的电路。
在化学反应过程中,氧化反应释放出的电子从阳极流出,经过外部电路进入阴极,参与还原反应。
同时,电解质中的阳离子在阴极处得到电子而还原,而阴离子则在阳极处失去电子而氧化,完成整个电池的放电过程。
2.构造:原电池一般由两个不同的电金属和一个电解质溶液组成。
电金属通常选择容易氧化(失去电子)而不容易被还原(得到电子)的金属。
常用的原电池有干电池(如锌-碳电池,锌-锰电池)、铅蓄电池、锂电池等。
阳极和阴极通常以导电材料(如金属箔)制成,再涂覆上催化剂,以促进氧化和还原反应的发生。
电解质的选择取决于所使用的金属和化学反应的特点。
3.应用:原电池广泛应用于我们的日常生活和工业生产中。
干电池被用于给家电产品、手动工具等提供电源。
铅蓄电池被用于汽车、UPS电源等领域。
锂电池被广泛应用于便携式设备(如手机、笔记本电脑)和电动车等。
二、电解池1.原理:电解池是一种将电能转化为化学能的装置。
它利用外部电源的电能驱动化学反应,使一种物质在阳极发生氧化反应,而在阴极发生还原反应。
与原电池类似,电解池的阳极和阴极通过电解质连接起来,形成一个闭合的电路。
2.构造:电解池一般由电解槽(容器)、两个电极和电解质组成。
电解槽通常由耐腐蚀的材料(如玻璃或塑料)制成,以容纳电解质溶液。
两个电极一般由导电性能良好的材料制成,如铂或金属箔。
电解质的选择取决于所需的化学反应。
3.应用:电解池在生产和实验室中有广泛的应用。
它可以用来电镀、电解制取金属、电解水制氢氧化钠等。
工业上最常见的应用是电解铜、电解钯、电解腐蚀金属表面等。
总结:原电池和电解池是两种常见的电化学装置。
原电池将化学能转化为电能,而电解池将电能转化为化学能。
原电池利用化学反应的放电过程产生电能,结构上由两个不同的电金属和一个电解质溶液组成。
原电池化学能转化为电能的装置。
无外加电源的装置一定是原电池。
原电池组成条件:1.两极材料活泼性不同2.电极直接与电解质溶液接触3.形成闭合回路原电池工作原理:活泼金属为负极(失电子,被氧化),不活泼金属或碳棒为负极(得电子,被还原)如锌铜原电池:锌为负极,铜为正极由于锌比铜活泼,锌原子失去电子通过导线流向铜原子,形成电流,溶液中的H +从铜片上获得电子,被还原成H 原子,并形成H 2阴离子向负极移动,阳离子向正极移动。
离子方程式为:↑+−→−+++222H Zn H Zn练习11.下列说确的是( )A .原电池是把电能转化为化学能的装置B .原电池中电子流出的一极是正极发生氧化反应C .原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应D .形成原电池后,原电池中的阳离子向正极移动2.下列关于实验现象的描述不正确...的是( ) A .把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡B .用铜板和锌板紧靠在一起浸入硫酸铜溶液,负极铜板质量增加C .把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁D .把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快。
3.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为:2Ag +Zn(OH)2Ag 2O+Zn +H 2O ,在此电池放电时,负极上发生反应的物质是 A .Ag B .Zn(OH)2 C .Ag 2OD .Zn4.白铁皮发生析氢腐蚀,若有0.2摩电子发生转移,下列说法中不正确的是A.有6.5克锌被腐蚀B.2.8克铁被腐蚀C.正极上H+被还原D.在标准状况下有2.24升气体放出5.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是 A 阴极 B 正极 C 阳极D 负极6.有a、b、c、d四个金属电极,有关的反应装置及部分反应现象如下:实验装置部分实验现象a极质量减小,b极质量增加b极有气体产生,c极无变化d极溶解,c极有气体产生电流计指示在导线中电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A.a>b>c>d B.b>c>d>aC.d>a>b>cD.a>b>d>c7.下列变化中属于原电池反应的是()A.白铁(镀Zn铁)表面有划损时,也能阻止铁被氧化B.在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝色保护层D.在铁与稀H2SO4反应时,加几滴CuSO4溶液,可加快H2的产生8.将两个铂电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,即构成甲烷燃料电池。
化学原电池和电解池知识点
1.化学原电池的构成:化学原电池由两个电极(即阳极和阴极)以及
一个电解质溶液组成。
2.化学原电池的原理:化学原电池的工作原理基于氧化还原反应。
在
阳极处,氧化反应发生,导致电子从金属离子中脱离,形成电子流向阴极。
而在阴极处,还原反应发生,接受来自电子流的电子,并被还原物质接受。
3.化学原电池的电势差:化学原电池的电势差是反应物的化学能转化
为电能的度量。
它可以通过电动势计进行测量。
电动势是指单位正电荷在
电池终端之间移动时所产生的深度影响。
4.化学原电池的电极电势:电极电势是指测量单个电极与相同参考电
极(例如标准氢电极)之间的电势差。
它是一个反应物的电化学测量,并
用于计算整个电池的电动势。
电解池:
1.电解池的构成:电解池由两个电极(即阳极和阴极)以及一个电解
质溶液组成。
与化学原电池不同的是,电解池外加电源,以提供所需的电能。
2.电解池的原理:电流通过电解质溶液,引发氧化反应在阳极发生,
同时还原反应在阴极发生。
该过程被称为电解,其中物质被分解成更简单
的物质。
3.电解程度:电解程度是指溶液中电解质的一部分被氧化或还原的程度。
这取决于电流的强度和时间。
4.法拉第定律:法拉第定律是描述物质电解程度与通过电解质溶液的电荷数量之间的关系。
法拉第定律表明,当通过溶液的电荷数等于物质的摩尔数时,反应会停止。
二轮专题六 原电池、电解池常考题型与突破技巧【课堂目标】1.熟悉电极名称、能量转化的判断,微粒(离子、电子)、电流的迁移方向判断,某极附近pH 的变化分析。
2.学会电极反应式(包括总反应)的书写及电极方程式书写的正误判断、实用电池反应类型(氧化、还原)的分析。
3.借本专题着力提高高考试题第9题、第20题中电极反应式书写的有效得分率。
【基础梳理】活动一:电极名称、能量转化的判断,微粒(离子、电子)、电流的迁移方向判断,某极附近pH 的变化分析,电极反应式(包括总反应)的书写的正误判断。
【典题展示】【例1】右图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图,已知放电时电池反应为:PbO 2+Pb +4H ++2SO 42-=2PbSO 4+2H 2O 。
下列有关说法正确的是A.K 与N 相接时,能量由电能转化为化学能B.K 与N 相接时,H +向负极区迁移C.K 与M 连接时,所用电源的a 极为负极D.K 与M 相接时,阳极附近的pH 逐渐增大【学生归纳】原电池的负极发生 反应(氧化、还原),判断方法: ①较为 的一极②电子流 的一极③燃料电池中通入 的一极【变式1】用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理如图所示。
下列说法正确的是A.充电时,阳极的电极反应为:Ni(OH)2+OH --e -=NiO(OH)+H 2OB.充电时,将电池的碳电极与外电源的正极相连C.放电时,OH -移向镍电极D.放电时,负极的电极反应为:H 2-2e -+2OH -=2H 2O自我整理、消化:(1)原电池:负极:失电子-化合价(↑)-(发生氧化反应)①电子(-)→(+) ②电流(+)→(-) ③阳离子→(+)(2)电解池:阳极:(发生氧化反应)-失电子-化合价(↑)阴离子→(阳极) 离子放电顺序:阳极:活性电极>Cl ->OH - 阴极:Ag +>Cu 2+>H +(3)“”是一个可充电电池,“放电”时是原电池,在电极上标“+”、“-”极;“充电”时是电解池,在电极上写“阴”、“阳”极;放电时负极..反应充电时阴极..反应; 放电时正.极.反应充电时阳极..反应。
原电池和电解池1.原电池和电解池的比较:2原电池正负极的判断:⑴根据电极材料判断:活泼性较强的金属为负极,活泼性较弱的或者非金属为正极。
⑵根据电子或者电流的流动方向:电子流向:负极→正极。
电流方向:正极→负极。
⑶根据电极变化判断:氧化反应→负极;还原反应→正极。
⑷根据现象判断:电极溶解→负极;电极重量增加或者有气泡生成→正极。
⑸根据电解液内离子移动的方向判断:阴离子→移向负极;氧离子→移向正极。
3电极反应式的书写:负极:⑴负极材料本身被氧化:①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应,则为最简单的:M-n e-=M n+如:Zn-2 e-=Zn2+②如果阳离子与电解液成分反应,则参与反应的部分要写入电极反应式中:如铅蓄电池,Pb+SO42--2e-=PbSO4⑵负极材料本身不反应:要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式,如燃料电池CH4-O2(C作电极)电解液为KOH:负极:CH4+10OH-8 e-=C032-+7H2O 正极:⑴当负极材料能自发的与电解液反应时,正极则是电解质溶液中的微粒的反应,H2SO4电解质,如2H++2e=H2CuSO4电解质:Cu2++2e= Cu⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时,正极则是电解质中的O2反正还原反应①当电解液为中性或者碱性时,H2O比参加反应,且产物必为OH-,如氢氧燃料电池(KOH 电解质)O 2+2H 2O+4e=4OH-②当电解液为酸性时,H +比参加反应,产物为H 2O O 2+4O 2+4e=2H 2O4.化学腐蚀和电化腐蚀的区别6.金属的防护 ⑴改变金属的内部组织结构。
合金钢中含有合金元素,使组织结构发生变化,耐腐蚀。
如:不锈钢。
⑵在金属表面覆盖保护层。
常见方式有:涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等;使表面生成致密氧化膜;在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。
⑶电化学保护法 ①外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池,被保护的金属作阴极。
原电池电解池知识点高电解池是由两个电极(正极和负极)和一个电解质组成的装置,用于将电能转化为化学能或通过化学反应来产生电流。
它是一种重要的能源转换系统,广泛应用于电池、燃料电池、电解水制氢等领域。
1.电解池的基本原理:根据电解现象,当两个导电电极(正负极)浸入电解质溶液中并通过外部电源接通电路后,正极上的离子会向负极移动,而负极上的离子则会向正极移动。
这样就形成了一个电流,使化学反应发生,从而通过电能转化为化学能或产生电流。
2.电解液的选择:电解液是电解池中起到导电、提供离子、稳定电解过程等作用的溶液。
常见的电解液包括酸性溶液(如硫酸)、碱性溶液(如氢氧化钠)、盐溶液(如氯化钠)等。
不同的电解液对于电解池的性能、反应速率等有重要影响。
3.电解池的结构:电解池通常由两个电极(正极和负极)、电解液和电介质组成。
电池中的电介质可以是电解液也可以是固体,它的作用是隔离正负极,防止直接短路和减小电解过程中的电阻。
4.电解过程中的离子迁移:在电解池中,正极上的离子称为阳离子,负极上的离子称为阴离子。
当电解氯化钠溶液时,钠离子向阴极迁移,而氯离子向阳极迁移。
这种离子迁移产生的电流称为离子电流,是电解池中电化学反应的基础。
5.电解池中的化学反应:在电解池中,电能被转化为化学能或通过化学反应来产生电流。
常见的电解反应有电解水制氢、电镀、电解析制碱等。
通过调节电解池中的电压、电流和电解液组成等参数,可以控制反应速率和产物选择。
6.电解池的应用:电解池广泛应用于电池、燃料电池、电解水制氢、金属电解制取等领域。
电解池不仅可以将电能转化为化学能,还可以实现能源的转化和存储。
例如,电动汽车中的电池就是通过电解池将电能储存为化学能,再将其转化为动能驱动汽车。
7.电解反应中的效率问题:在电解过程中,由于电解液的电阻、极化以及其它原因,会有部分能量转化为热能而损失。
这种能量损失会使得电解池的效率下降。
因此,提高电解过程中的效率是电解池研究的重要方向之一总结起来,电解池是通过电解现象将电能转化为化学能或通过化学反应来产生电流的装置。
原电池和电解池知识点一.原电池和电解池的比较:二.原电池正负极的判断:⑴根据电极材料判断:活泼性较强的金属为负极,活泼性较弱的或者非金属为正极。
⑵根据电子或者电流的流动方向:电子流向:负极→正极。
电流方向:正极→负极。
⑶根据电极变化判断:氧化反应→负极;还原反应→正极。
⑷根据现象判断:电极溶解→负极;电极重量增加或者有气泡生成→正极。
⑸根据电解液内离子移动的方向判断:阴离子→移向负极;氧离子→移向正极。
三.电极反应式的书写:*注意点:1.弱电解质、气体、难溶物不拆分,其余以离子符号表示;2.注意电解质溶液对正负极的影响;3.遵守电荷守恒、原子守恒,通过添加H+ 、OH- 、H2O 来配平1.负极:⑴负极材料本身被氧化:①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应,则为最简单的:M-n e-=M n+如:Zn-2 e-=Zn2+②如果阳离子与电解液成分反应,则参与反应的部分要写入电极反应式中:如铅蓄电池,Pb+SO42--2e-=PbSO4⑵负极材料本身不反应:要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式,如燃料电池CH4-O2(C作电极)电解液为KOH:负极:CH4+10OH-8 e-=C032-+7H2O2.正极:⑴当负极材料能自发的与电解液反应时,正极则是电解质溶液中的微粒的反应,H2SO4电解质,如2H++2e=H2 CuSO4电解质: Cu2++2e= Cu⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时,正极则是电解质中的O2反正还原反应①当电解液为中性或者碱性时,H2O参加反应,且产物必为OH-,如氢氧燃料电池(KOH电解质)O2+2H2O+4e=4OH-②当电解液为酸性时,H+参加反应,产物为H2O如氢氧燃料电池(KOH电解质) O2+4O2+4e=2H2O四.常见的原电池1.银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2 (氧化反应)正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH-(还原反应)化学方程式Zn + Ag2O + H2O== Zn(OH)2 + 2Ag2.铝–空气–海水(负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水)负极:4Al-12e-==4Al3+ (氧化反应)正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-(还原反应)总反应式为:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面)——海洋灯标电池装置原电池电解池实例原理使氧化还原反应中电子作定向移动,从而形成电流。
原电池与电解池一、选择题(每题4分,共64分)1.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是A.2H++2e- == H2↑B.Fe2++2e- == FeC.2H2O+O2+4e- == 4OH-D.Fe3++e- == Fe2+2.以下现象与电化腐蚀无关的是A 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C 铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈D 银质奖牌久置后表面变暗3.A、B、C是三种金属,根据下列①、②两个实验,确定它们的还原性强弱顺序为①将A与B浸在稀硫酸中用导线相连,A上有气泡逸出,B逐渐溶解②电解物质的量浓度相同的A、C盐溶液时,阴极上先析出C(使用惰性电极)A.A>B>CB.B>C>AC.C>A>BD.B>A>C的是4.下列关于实验现象的描述不正确...A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡B.把铁片插入三氯化铁溶液中,铁片溶解C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快5.在外界提供相同电量的条件,Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e-==Cu或Ag++e-==Ag在电极上放电,电极上析出铜的质量为1.92g,则析出银的质量为A.1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g6.100 mL浓度为2 mol/L的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成的氢气的总量,可采用的方法是A.加入适量的6 mol/L的盐酸B.加入数滴氯化铜溶液C.加入适量蒸馏水D.加入适量的氯化钠溶液7.用两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中,通电电解。
当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),电极上析出银的质量大约是A.27 mg B.54 mg C.108 mg D.216 mg8.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜镍电池。
氢镍电池的总反应式是根据此反应式判断,下列叙述中正确的是A.电池放电时,电池负极周围溶液的PH不断增大B.电池放电时,镍元素被氧化C.电池充电时,氢元素被还原D.电池放电时,H是负极23x g L 气(标准状况):从而可知M 的原子量为A.b ax 4.22B.b ax 2.11C.b ax 6.5D.bax 5.2 10.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:今若制得Cl 20.050mol ,这时电池内消耗的H 2SO 4的物质的量至少是A.0.025molB.0.050molC.0.10molD.0.20mol11.将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为A.1:2:3B.3:2:1C.6:3:1D.6:3:212.右图中x 、y 分别是直流电源的两极,通电后发现a 极板质量增加,b 极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是13.将Al 片和Cu 片用导线相连,一组插入浓HNO 3溶液中,一组插入稀NaOH 溶液中,分别形成了原电池,则在这两个原电池中,正极分别为A Al 片、Cu 片B Cu 片、Al 片C Al 片、Al 片D Cu 片、Cu 片14.盐溶液电解时,在相同时间作用下,析出金属物质的量取决于A 电极的性质B 电流强度C 所加电压D 金属离子的价数15.A 、B 、C 三个电解槽,A 槽是CuCl 2水溶液,纯铜片做阴极,B 、C 都是AgNO 3水溶液,纯银丝做阴极,先将A 、B 槽并联,再与C 槽串联进行电解,当B 槽中银丝质量增加0.108g ,C 槽银丝质量增加0.216g 时,A 槽中铜片质量增加为A 0.216gB 0.108gC 0.064gD 0.032g16.锂电池是新型高能电池,它以质轻、容量大而受到普遍重视,目前已经制成多种功能的锂电池,某种锂电池的总反应可表示为Li +MnO 2→LiMnO 2,若该电池提供0.5C 电量,则消耗正极材料的质量约为(其他损耗忽略不计)A 3.5gB 7gC 4.52×10-4gD 43.5g放电 充电 17.(18分)工业上为了除去含Cr 2O 72-离子的酸性废水,采用以下处理方法: 往工业废水中加入适量的食盐水1~2g/L ; 以铁作为电极进行电解:鼓入空气,经过一段时间后,使废水中的含铬(有毒)量降到可排放的标准。
其原理是:将Cr 2O 72-离子还原为可溶性三价铬离子;在电解除铬过程中,溶液的pH 不断升高,使工业废水由酸性变为碱性,再把三价铬离子变成不溶性氢氧化物除去。
根据上述原理回答下列问题:(1)用铁作为电极电解时,电极反应式为:阳极 ,阴极 ;加入食盐的目的是 。
(2)在水溶液中将Cr 2O 72-离子还原成Cr 3+离子的还原剂为溶液中的 离子,此氧化还原反应的离子方程式是 。
(3)在处理废水的过程中,溶液的pH 不断升高,由酸性变为碱性是通过 和 途径来实现的。
(4)将Cr 3+转变成不溶性氢氧化物的离子方程式为 ,同时还 有 沉淀生成。
18.(30分)人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。
在现代生活、生产和科学技术的发展中,电池发挥着越来越重要的作用,大至宇宙火箭、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船,小至电脑、收音机、照相机、电话、助听器、电子手表、心脏起搏器等,都离不开各式各样的电池。
以下每小题中的电池即为广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面的实用电池,请根据题中提供的信息,填写空格。
(1)电子表和电子计算器中所用的是钮扣式的微型银锌电池,其电极分别为Ag 2O 和Zn ,电解液为KOH 溶液。
工作时电池总反应为:Ag 2O+Zn+H 2O=2Ag+Zn(OH)2。
①工作时电流从 极流向 极(两空均选填 “Ag 2O ”或“Zn ”)。
②电极反应式为:正极 , 负极 。
③工作时电池正极区的pH (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)蓄电池在放电时起原电池作用,在充电时起电解池的作用。
爱迪生蓄电池 分别在充电和放电时发生的反应为:Fe+NiO 2+2H 2O Fe(OH)2+Ni(OH)2。
①放电时,正极为 。
正极的电极反应式为 。
②充电时,阴极的电极反应式为 。
③该蓄电池中的电解质溶液应为 (选填“酸性”或“碱性”)溶液。
(3)1991年我国首创以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功。
这种灯以海水为电解质溶液,靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。
只要把灯放入海水数分钟就发出耀眼的闪光,其能量比干电池高20~50倍。
试写出这种新型电池的电极反应式:正极 ,负极 。
(4)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视。
可用Li 2CO 3和Na 2CO 3的熔融盐混合物作电解质,CO 为负极燃气,空气与CO 2的混合气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。
已知负极反应式为:2CO+2CO 32-=4CO 2+4e 。
则正极反应式为 ,总电池反应式为 。
(5)氢镍电池是新型的二次电池,它的突出优点是循环寿命长,1987年起在地球同步轨道3左右的氢氧化钾水溶液。
电池总反应为:H 2+2NiOOH2Ni(OH)2。
则放电时的电极反应式为:正极,负极。
19.(11分)银制器皿日久表面因生成硫化银而变黑色。
有人设计用原电池原理加以除去,其具体做法是:将一定浓度的食盐水放入一铝制容器中,再将表面变黑的银器沉入其中,放置一段时间后,不仅能褪去黑色,而且还不损失银。
试回答:(1)该原电池的负极反应式是;(5分)(2)该原电池的总反应式是。
(6分)20.(15分)取Pt和Zn为电极材料埋入人体内作为心脏起搏器的能源,它跟人体的体液中含有一定浓度的溶解O2、H+和Zn2+进行作用。
(1)其正极的反应式为负极的反应式为(2)心脏起搏器是一种人造心脏激励器。
它向心脏发送小的电脉冲,以使心脏有规则地跳动。
大多数起搏器是由锂电池或银锌电池驱动。
有一种心脏起搏器中使用的新型Li—I2电池使用寿命可超过10年,其反应可简化为:2Li+I2=2LiI。
则工作时负极的电极反应为,根据你所学的碱金属的有关知识判断:该新型锂电池中能否用LiI水溶液作电解液?(选填“能”或“不能”)原因是。
21.(12分)如右图所示是某位同学设计的一个进行电解硫酸铜溶液实验的电路。
电源由10个电压为1.5V的电池串联组成电池组,测得其总内阻为0.5Ω,电解质溶液为500mL,1.0mol/L的硫酸铜溶液,以铂做电极。
20min后a极增重1.6g(设电解过程中溶液体积保持不变,且不考虑电解池的反电动势)。
(1)M是极,b是极;(2)若要使电解池中溶液恢复至电解前的状态,可加入A CuSO4固体B 水C CuOD Cu(OH)2(3)电解后溶液的H+浓度为。
参考答案一、选择题1.C2.D3.D4.C5.B6.B7.B8.CD9.C 10.C 11.D 12.A 13.A 14.BD15.D 16.C二、综合题17.(1) 阳极:Fe-2e=Fe2+,阴极:2H++2e=H2↑,加入食盐的目的是增大溶液的导电性。
(2) Fe2+,Cr2O72-+6 Fe2++14H+=2 Cr3++6 Fe3++7H2O。
(3)上述离子反应消耗H+和阴极H+放电生成氢气(4) Cr3++3 OH-=Cr(OH)3↓,Fe(OH)3。
18.(1)①电子从Zn流向Ag2O,电流流向则相反;②正极:Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OH-,负极:Zn-2e+2 OH-= Zn(OH)2;③增大(2)正极为NiO2,NiO2+2e+2H2O=Ni(OH)2+2OH-;②Fe(OH)2+2e=Fe+2OH-;③碱性(3)正极:3O2+12e+6H2O=12OH-,负极:4Al-12e=4Al3+。
(4)正极:O2+2CO2+4e=2CO32-,总反应:2CO+O2=2CO2。
(5)正极:2NiOOH+2e+ 2H2O = 2Ni(OH)2+2OH-,负极:H2-2e+2OH-=2H2O。
19.(1)Al-3e=Al3+2Al+3Ag2S+6H2O=2Al(OH)3↓+6Ag↓+3H2S↑20.(1)正极反应式为:O2+4H++4e==2H2O;负极反应式为:2Zn-4e==2Zn2+(2)工作电流:5.0×10-5A(3)在Zn反应完毕之前要进行第二次手术更换Zn,反应完毕所需要的时间为t=2.96×108s=9.386年。