高中电化学基础知识总结
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电化学基础知识点总结电化学是研究电子和化学反应之间相互转化关系的学科,它在能源储存和转换、环境保护、生物医学等领域有着广泛的应用。
为了更好地理解和应用电化学,有必要对其基础知识点进行总结和掌握。
第一,电解质与离子溶解。
当电解质溶解在溶液中时,其分子会分解成离子,这个过程被称为电解质离解。
离解度是指电解质离解成离子的程度,它受到温度、浓度、溶剂性质和离子电荷等因素的影响。
第二,电池和电解槽。
电池是一种将化学能转化为电能的装置,它由两个不同的电极和浸泡在电解质中的电解槽组成。
在电池中,氧化还原反应的发生使得电子从负极流向正极,形成电流。
第三,标准氢电极和电位。
标准氢电极是电化学中的参考电极,它的电位被定义为零。
其他电极与标准氢电极的电位差被称为电极电势,用来描述电极的还原或氧化能力。
电极电势可以通过测量半电池的电动势得到,通过这种方法可以确定不同反应的相对活性。
第四,电解过程与析气。
在电解过程中,电流通过电解质溶液,引发溶液中的离子发生化学反应。
特别是在产生气体的情况下,溶液的体积会随着时间的推移而发生变化。
这种现象被称为析气,需要根据反应物的物质量和物理性质计算气体的生成量。
第五,伏安法和电化学计量。
伏安法是一种常用的电化学分析技术,它通过测量电流与电压之间的关系来确定溶液中的物质浓度。
电化学计量是利用电化学技术进行量化分析的方法,它可以用于测定溶液中的物质的浓度、判断反应的速率和反应机理等。
第六,电化学动力学和电化学反应速率。
电化学动力学研究电化学反应的速率、速率常数和反应机理等,它涉及到电荷传输、质量传输以及反应步骤的机理。
电化学反应速率取决于反应物的浓度、温度、电极材料和反应机理等因素。
以上是电化学的基础知识点的简要总结。
电化学作为一门重要的学科,为我们解决能源和环境等问题提供了新的思路和方法。
通过深入学习和掌握这些知识点,我们可以更好地理解电化学的原理和应用,为研究和开发新的电化学技术提供了基础。
电化学基础知识讲解及总结电化学是研究电与化学之间相互作用的学科,主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
以下是电化学的基础知识讲解及总结:1. 电化学基本概念:电化学研究的主要对象是电解质溶液中的化学反应,其中电解质溶液中的离子起到重要的作用。
电池是电化学的主要应用之一,它是将化学能转化为电能的装置。
2. 电化学反应:电化学反应可以分为两类,即氧化还原反应和非氧化还原反应。
氧化还原反应是指物质失去电子的过程称为氧化,物质获得电子的过程称为还原。
非氧化还原反应是指不涉及电子转移的反应,如酸碱中的中和反应。
3. 电解和电解质:电解是指在电场作用下,电解质溶液中的离子被电解的过程。
电解质是指能在溶液中形成离子的化合物,如盐、酸、碱等。
4. 电解质溶液的导电性:电解质溶液的导电性与其中的离子浓度有关,离子浓度越高,导电性越强。
电解质溶液的导电性也受温度和溶质的物质性质影响。
5. 电极和电位:在电化学反应中,电极是电子转移的场所。
电极可以分为阳极和阴极,阳极是氧化反应发生的地方,阴极是还原反应发生的地方。
电位是指电极上的电势差,它与电化学反应的进行有关。
6. 电池和电动势:电池是将化学能转化为电能的装置,它由两个或多个电解质溶液和电极组成。
电动势是指电池中电势差的大小,它与电化学反应的进行有关。
7. 法拉第定律:法拉第定律是描述电化学反应速率的定律,它表明电流的大小与反应物的浓度和电化学当量之间存在关系。
8. 电解质溶液的pH值:pH值是衡量溶液酸碱性的指标,它与溶液中的氢离子浓度有关。
pH值越低,溶液越酸性;pH值越高,溶液越碱性。
总结:电化学是研究电与化学之间相互作用的学科,主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
其中包括电化学反应、电解和电解质、电极和电位、电池和电动势等基本概念。
掌握电化学的基础知识对于理解电化学反应和电池的工作原理具有重要意义。
高二化学电化学基础知识点电化学是研究电与化学变化之间关系的学科,是化学的一个重要分支。
在高二化学学习中,电化学作为一个重要的知识点,对于理解化学反应机制、电化学的应用以及相关实验技术具有重要意义。
本文将介绍高二化学电化学基础知识点,包括电化学基础概念、电解和电池,并对相关实验技术进行简要介绍。
一、电化学基础概念1. 电荷:电荷是物质带有的一种属性,具有正负之分。
阳离子带正电荷,阴离子带负电荷。
2. 电流:电流是电荷的流动,通常用符号I表示,单位为安培(A)。
电流大小与单位时间内通过导体横截面的电荷量成正比。
3. 电解质:电解质是指在溶液或熔融状态下能够导电的物质,可以分为强电解质和弱电解质两种。
4. 电解:电解是指在电解质导电条件下,电流通过电解质溶液或熔融物体时,电解质发生化学反应的过程,通常包括阳极和阴极两个半反应。
5. 电极:电极是导电体与电解质之间的界面,分为阳极和阴极两种。
二、电解电解是电化学领域研究的重要内容,通过电解可以实现化学实验中的一些重要物质的制备和分离。
电解通常包括阳极和阴极两个半反应。
1. 阳极反应:在电解过程中,阳极是电子流从电解质溶液中进入的地方,通常在阳极上发生氧化反应。
2. 阴极反应:在电解过程中,阴极是电子流进入电解质溶液的地方,通常在阴极上发生还原反应。
3. 电解方程式:电解方程式用于描述电解过程中发生的化学反应,常用化学式表示。
三、电池电池是一种将化学能转化为电能的装置,是电化学中的重要组成部分。
根据工作原理的不同,电池可以分为原电池和可充电电池两类。
1. 原电池:原电池是指通过化学反应产生电能的电池,一旦反应结束,电池将不可再次使用。
一种常见的原电池是干电池。
2. 可充电电池:可充电电池是指电池可以通过外部电源反向进行化学反应,将失去的电能转化为化学能,重新储存起来以备使用。
一种常见的可充电电池是锂电池。
四、电化学实验技术在电化学的实验过程中,有一些特殊的技术和仪器被广泛应用,以实现一些重要化学过程的观察和测量。
化学电源知识点总结高中电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由正极、负极和电解质组成。
正极是电池中发生氧化反应的部分,负极是电池中发生还原反应的部分,电解质是电池中传递离子的介质。
电池的工作原理是通过正负极之间的化学反应来产生电流,从而实现能量转换。
一、电化学基础1. 电解质电解质是将电解质溶液或熔融状态下的物质,在电场作用下,能够发生电离分解的化合物。
2. 氧化还原反应在电池中,正极发生氧化反应,负极发生还原反应。
氧化还原反应是通过电子的转移来实现能量转换。
正极失去电子,负极得到电子。
电子流就是电流。
3. 极化极化是指在电池放电或充电过程中,在正负极之间因为化学反应而产生的电阻。
极化影响着电池的性能和寿命。
4. 腐蚀腐蚀是指金属表面因为化学反应而失去电子,从而导致金属表面受到损害。
在电池中,腐蚀会降低金属电极的性能和寿命。
5. 循环寿命电池的循环寿命是指电池在充放电循环中能够维持性能和容量的次数。
循环寿命是评价电池品质的重要指标。
二、主要类型的化学电源1. 铅酸电池铅酸电池是一种使用硫酸和铅阳极、铅负极的化学电源。
它常用于汽车、UPS等应用场合。
铅酸电池的优点是价格便宜、容量大,但缺点是循环寿命短、自放电率高。
2. 锂离子电池锂离子电池是一种以锂金属或锂化合物为正极材料的电池。
它具有高能量密度、轻量化、无污染等优点,是目前最常用的可充电电池。
3. 碱性电池碱性电池是一种以碱性电解质、锌和锌化合物为正极材料的电池。
它广泛应用于绝大多数便携式电子产品中。
4. 镍氢电池镍氢电池是一种以镍氢化物和氢氧化镍为正负极材料的电池。
它是一种目前广泛应用于移动电子产品的可充电电池。
5. 铅碳电池铅碳电池是在铅酸电池的基础上,通过添加碳材料改进而成。
它具有高倍率放电性能和长循环寿命,广泛应用于电动车和储能系统中。
三、电池的寿命和性能评估1. 容量电池的容量是指电池所储存的电能,单位为安时(Ah)。
容量大小决定了电池可以提供的电流和使用时间长短。
电化学基础知识点总结电化学是研究电与化学之间相互转化和相互作用的科学。
它是物理学和化学的交叉学科,在电池、电解和电沉积等领域有着广泛的应用。
以下是电化学的基础知识点总结:1. 电化学反应:- 氧化还原反应(简称氧化反应和还原反应),是电化学最基本的反应类型,涉及原子、离子或分子的电荷变化。
- 氧化是指某物质失去电子,还原是指某物质获得电子。
2. 电池原理:- 电池是将化学能转化为电能的装置,由两个电极(阳极和阴极)和电解质组成。
阳极是发生氧化反应的地方,阴极是发生还原反应的地方。
- 在电池中,化学反应产生的电荷通过外部电路流动,从而形成电流。
3. 电解:- 电解是用电流将化合物分解成离子或原子的过程。
在电解槽中,正极是阴离子的聚集地,负极是阳离子的聚集地,而正负极之间的电解液是导电介质。
- 在电解过程中,正负电极上的反应是有差别的,称之为阳极反应和阴极反应。
4. 电解质:- 电解质是能够在溶液中或熔融态中导电的物质。
电解质可以是离子化合物,如盐和酸,也可以是离子溶剂如水。
- 强电解质能够完全离解成离子,而弱电解质只有一小部分离解成离子。
5. 电动势:- 电动势是电池或电化学系统产生电流的驱动力,通常用电压表示。
- 在标准状态下,标准电动势是指正极与负极之间的电压差。
它与化学反应的自由能变化有关,可以通过标准电动势表进行查阅。
6. 极化现象:- 极化是指在电解过程中阻碍电流通过的现象。
- 有两种类型的极化:浓差极化和活化极化。
浓差极化发生在反应物浓度在电极上发生变化的时候,活化极化发生在电化学反应速率受到限制的时候。
7. 电信号:- 在电化学中,电伏是电势大小的基本单位。
它表示单位电荷通过电路所产生的能量的大小。
- 电流是电荷通过导体的速率,单位是安培。
- 除了电伏和电流之外,还有许多其他电信号,例如电阻、电导率和电容。
8. 电化学测量方法:- 常用的电化学测量方法有电压法、电位法、电流法和电导法。
电化学基础知识点总结电化学是研究电子与离子在电解质溶液中的相互转移和相互作用的科学。
它涉及电荷的移动和化学反应的同时发生。
在电化学中,我们主要关注两个方面的过程:电化学反应和电化学细胞。
1. 电化学反应电化学反应是指在外加电势的作用下,电子和离子之间发生的氧化还原反应。
电化学反应包括两个基本过程:氧化和还原。
氧化是指物质失去电子或氢离子,而还原则是指物质获得电子或氢离子。
在电化学反应中,常常涉及到电极反应和电解质的离子浓度变化。
2. 电化学细胞电化学细胞是一种将化学能转化为电能的装置。
它包括两个半电池:一个作为阳极,用于氧化反应;另一个作为阴极,用于还原反应。
两个半电池通过电解质溶液或电解质桥相连,并且在外部连接一个电路,使电子能够在阳极和阴极之间流动。
这个电路就是外部电路,而电解质溶液或电解质桥则是内部电路。
电化学细胞产生的电势差可以用来驱动电子在电路中进行功的转化。
3. 电化学基础概念在电化学中,有一些基本概念需要了解。
(1)电极:电极是电化学反应发生的场所。
它包括两种类型:阳极和阴极。
阳极是发生氧化反应的地方,电子从阳极流出;而阴极是发生还原反应的地方,电子流入阴极。
(2)电位:电位是指在标准状态下,电解质溶液中某个电极的电势相对于标准氢电极的差异。
标准氢电极的电势被定义为0V,其他电极相对于标准氢电极具有正负的电势。
(3)电解质:电解质是能够在溶液中分解出离子的物质。
电解质可以分为强电解质和弱电解质,具体取决于它们在溶液中的离解程度。
(4)电导率:电导率是指电解质溶液中离子传导电流的能力。
电导率高的溶液具有更好的导电性能。
4. 电化学技术和应用电化学不仅是一门基础科学,还在许多领域中有广泛的应用。
(1)电解:电解是指利用电流将化合物分解为离子的过程。
电解在电解制备金属、电镀、电解解析等方面有着重要的应用。
(3)蓄电池:蓄电池是一种将化学能转化为电能的设备。
它具有可充电性,常用于储存和提供电能。
电化学基础知识点总结电化学是研究电荷转移与电化学反应的科学,是化学和物理学的交叉学科之一。
电化学研究了电流、电势和电解质溶液中物质转化的关系,以及在电化学反应中发生的化学变化。
本文将总结电化学的基础知识点,包括电解质、电动势、电解和电极反应等。
1. 电解质电解质是能够在溶液中或熔融态中形成离子的物质。
根据电离程度的不同,电解质可以分为强电解质和弱电解质。
强电解质在溶液中可以完全电离,生成溶液中的离子;而弱电解质只有部分电离。
电解质在电解过程中,正离子向阴极移动,负离子向阳极移动,完成电荷转移。
2. 电解电解是指通过电流而使电解质溶液中的正负离子移动,并发生化学变化的过程。
在电解中,电解质溶液中的阳离子在电解过程中被电子还原,而阴离子在电解过程中被电子氧化,形成新的物质。
电解可以通过直流电源或交流电源实现。
3. 电动势电动势是测量电池或电解池产生的电压的物理量。
电动势可以通过两种方式测量:开路电动势和闭路电动势。
在开路电动势的情况下,没有电流通过电池或电解池,只有电压存在。
而在闭路电动势的情况下,电流通过电池或电解池,同时也存在电压。
4. 极化极化是指电极表面被电解质溶液中的离子簇覆或吸附后,电极的电位发生变化的现象。
极化可以分为两种类型:浓度极化和电化学极化。
浓度极化是由于离子在电极和溶液之间的扩散速度不同而引起的,可以通过搅拌溶液或增大电解质浓度来减小。
电化学极化是由于电极表面发生电化学反应而引起的,可以通过增大电流密度或减小电极表面活性来减小。
5. 电极反应电极反应是在电化学反应中发生在电极上的化学反应。
在电解中,阳极是发生氧化反应的地方,而阴极是发生还原反应的地方。
电极反应的速率受到电解质浓度、电位差和电极表面活性的影响。
6. 法拉第定律法拉第定律描述了在电化学反应中电荷转移的关系。
法拉第第一定律表明,在电化学反应中,电荷的传输量与电离产生的物质的物质的量成正比。
法拉第第二定律则描述了电化学反应中电流与反应速率之间的关系。
第四章电化学基础知识点归纳第四章电化学基础知识点归纳电化学是研究电和化学之间关系的分支学科,主要研究电能和化学变化之间的相互转化规律。
本章主要介绍了电化学基础知识点,包括电化学的基本概念、电池反应、电解反应以及其相关的电解池和电极。
一、电化学的基本概念1. 电化学:研究电和化学之间相互关系的学科。
2. 电解:用电能使电解质溶液或熔融物发生化学变化的过程。
3. 电解质:能在溶液中产生离子的化合物。
4. 电解池:由电解质、电极和电解物质组成的装置。
5. 电极:用来与溶液接触,传递电荷的导体。
二、电池反应1. 电池:将化学能转化为电能的装置。
由正极、负极、电解质和导电体组成。
2. 电池反应:电池工作时在正负极上发生的化学反应。
3. 氧化还原反应:电池反应中常见的反应类型,在正极发生氧化反应,负极发生还原反应。
4. 电池电势:电池正极和负极之间的电位差。
5. 电动势:电池正极和负极之间的最大电势差。
三、电解反应1. 电解:用电流使电解质发生化学变化的过程。
2. 导电质:在电解质中起导电作用的物质。
3. 离子:在溶液中能自由移动的带电粒子。
4. 阳离子:带正电荷的离子。
5. 阴离子:带负电荷的离子。
6. 电解池:由电解质溶液、电解质和电极组成的装置。
7. 电解程度:电解质中离子的溶解程度。
8. 法拉第定律:描述了电解过程中,电流量与电化学当量的关系。
四、电解池和电极1. 电解槽:承载电解液和电极的容器。
2. 阳极:电解池中的电流从电解液流入的电极,发生氧化反应。
3. 阴极:电解池中的电流从电解液流出的电极,发生还原反应。
4. 阳极反应:电解池中阳极上发生的氧化反应。
5. 阴极反应:电解池中阴极上发生的还原反应。
6. 电极反应速度:电极上反应的速度。
7. 电极反应中间体:反应过程中形成的中间物质。
电化学是现代科学和工程领域中的重要分支,广泛应用于电池、电解、蓄电池、电解涂层、电化学合成等领域。
了解电化学的基础知识,有助于我们更好地理解和应用电化学原理。
一、原电池的工作原理装置特点:化学能转化为电能;①、两个活泼性不同的电极;形成条件:②、电解质溶液一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应;原③、形成闭合回路或在溶液中接触电④、建立在自发进行的氧化还原反应基础之上池负极:用还原性较强的物质作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化反应; 原基本概念:正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路得到电子,发生还原反应;理电极反应方程式:电极反应、总反应;氧化反应负极铜锌原电池正极还原反应反应原理 Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=2H2↑电解质溶液二、常见的电池种类电极反应:负极锌筒Zn-2e-=Zn2+正极石墨2NH4++2e-=2NH3+H2↑①普通锌——锰干电池总反应:Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑干电池:电解质溶液:糊状的NH4Cl特点:电量小,放电过程易发生气涨和溶液②碱性锌——锰干电池电极反应:负极锌筒Zn-2e- +2OH- =ZnOH2正极石墨2e-+2H2O +2MnO2= 2OH-+2MnOOH 氢氧化氧锰总反应:2 H2O+Zn+2MnO2= ZnOH2+2MnOOH溶解不断电极:负极由锌改锌粉反应面积增大,放电电流增加;使用寿命提高 电解液:由中性变为碱性离子导电性好;正极PbO 2 PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极Pb Pb+SO 42--2e -=PbSO 4总反应:PbO 2+Pb+2H SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液:cm 3~cm 3的H 2SO 4 溶液特点:电压稳定, 废弃电池污染环境 Ⅰ、镍——镉Ni ——Cd 可充电电池;其它 负极材料:Cd ;正极材料:涂有NiO 2,电解质:KOH 溶液NiO 2+Cd+2H 2O NiOH 2+ CdOH 2Ⅱ、银锌蓄电池正极壳填充Ag 2O 和石墨,负极盖填充锌汞合金,电解质溶液KOH;反应式为: 2Ag+ZnOH 2 ﹦ Zn+Ag 2O+H 2锂亚硫酰氯电池Li-SOCl 2:8Li+3SOCl 2 = 6LiCl+Li 2SO 3+2S锂电池 用途:质轻、高能比能量高、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命,广泛应用于军事和航空领域; ①、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输入,同时燃 料 电极反应产物不断排出电池;放电 充电放电放电` 充电 放电`充电放电`电池②、原料:除氢气和氧气外,也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂;③、氢氧燃料电池:总反应:O2+2H2=2H2O 特点:转化率高,持续使用,无污染;2.氢氧燃料电池反应汇总:介质电池反应2H2 +O2= 2H2O酸性负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O中性负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-碱性负极2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-3.固体氢氧燃料电池:固体电解质介质电池反应: 2H2 +O2= 2H2O负极2H2 - 4e- +2O2-= 2H2O正极O2+ 4e-= 2O2-负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O4.甲烷新型燃料电池以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通入甲烷和氧气;电极反应为:负极:CH4+ 10OH --8e-= CO32- + 7H2O正极:2O2+ 4H2O +8e-= 8OH -电池总反应:CH 4+ 2O 2 + 2KOH = K 2CO 3 + 3 H 2O分析溶液的pH 变化;C 4H 10、空气燃料电池、电解质为熔融K 2CO 3, 用稀土金属材料作电极具有催化作用负极:2C 4H 10 -52e- + 26CO32-- = 34 CO 2+ 10H 2O 正极:13O 2 +52e- + 26CO 2 =26CO3 2-电池总反应:2C 4H 10+ 13O 2 = 8CO 2 + 10 H 2O 5.铝——空气燃料电池海水: 负极:4Al -12e- = 4Al 3+ 正极:3O 2 +12e- + 6H 2O =12OH - 电池总反应:4Al +3O 2 +6H 2O = 4AlOH 3 三、原电池的主要应用:1.利用原电池原理设计新型化学电池;2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气;3.进行金属活动性强弱比较;4.电化学保护法,即将金属作为原电池的正极而受到保护;如在铁器表面镀锌;5.解释某些化学现象 四、金属的腐蚀与防护腐蚀概念:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程;概述: 腐蚀危害:腐蚀的本质:M-ne -→M n+氧化反应分类:化学腐蚀金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀、电化腐蚀电化学腐蚀定义:因发生原电池反应,而使金属腐蚀的形式; 负极Fe :Fe-2e -=Fe 2+; 吸氧腐蚀: 正极C :O 2+2H 2O+4e -=4OH - 总反应:2Fe+O 2+2H 2O=FeOH 2后继反应:4FeOH 2 +O 2 +2H 2O =4FeOH 3钢铁的腐蚀 2FeOH 3====Fe 2O 3 +3H 2O负极Fe :Fe-2e -=Fe 2+;析氢腐蚀: 正极C :2H ++2e -=H 2↑总反应: Fe+2H +=Fe 2++H 2↑影响腐蚀的因素:金属本性、介质;金属的防护: ①、改变金属的内部组织结构;保护方法: ②、在金属表面覆盖保护层;③、电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法电解池原理 一、 电解池基础定义: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; 装置特点:电能转化为化学能;①、与电源本连的两个电极;形成条件 ②、电解质溶液或熔化的电解质③、形成闭合回路;金属的腐蚀与防护电极 阳极:与直流电源正极相连的叫阳极;概念 阴极:与直流电源负极相连的叫阴极;电极反应:原理:谁还原性或氧化性强谁先放电发生氧化还原反应离子放电顺序: 阳极:阴离子还原性 S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->SO 42-含氧酸根>F -阴极:阳离子氧化性 Ag +>Fe 3+>Cu 2+>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H +>Al 3+>Mg 2+>Na +电子流向 e - e-氧化反应 阳极 阴极 还原反应反应原理:4OH --4e -=2H 2O +O 2 Cu 2++2e -=Cu 电解质溶液电解结果:在两极上有新物质生成;总反应:2CuSO 4+ 2H 2O= 2Cu+2H 2SO 4+O 2↑ 二、 电解池原理粗铜板作阳极,与直流电源正极相连; ①、装置 纯铜作阴极,与直流电源负极相连;用CuSO 4 加一定量H 2SO 4作电解液; 阴极:Cu 2++2e -=Cu电解精炼铜 阳极:Cu-2e -=Cu 2+、Zn-2e -=Zn 2+②、原理: Ni-2e -=Ni 2+阳极泥:含Ag 、Au 等贵重金属; 电解液:溶液中CuSO 4浓度基本不变③、电解铜的特点:纯度高、导电性好;移向阴离子移向 阳离子电解池原理①、概念:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程;②、方法:镀层金属与电源正极相连作阳极; 将待镀金属与电源负极相连作阴极;电镀: 用含镀层金属离子的电解质溶液配成电镀液;③、原理:阳极 Cu-2e -=Cu 2+ ;Cu 2++2e -=Cu ④、装置 如图⑤、电镀工业:镀件预处理→电镀液添加剂→装置:现象 ①、阴极上有气泡;②、阳极有刺激性气体产,能使湿润的淀粉KI 变蓝;电解食盐水 ③、阴极区附近溶液变红,有碱生成通电前: NaCl =Na ++Cl - H 2O H ++OH -原理 阴极Fe:Na +,H +移向阴极;2H ++2e -=H 2↑还原反应 通电后: 阳极C :Cl -、OH -移向阳极;2Cl --2e -=Cl 2↑氧化反应总反应:2NaCl +2H 2O 2NaOH +Cl 2↑+H 2↑阳极、阴极、离子交换膜、电解槽、导电铜棒等 ①、组成:阳极:金属钛网涂有钌氧化物;阴极:碳钢网涂有Ni 涂层阳离子交换膜:只允许阳离子通过,阻止阴离子和空气通过;电解的应氯碱工业 电解离子交换膜法制烧碱②、装置:食盐 湿氯气 氯气 ③生成流程: 淡盐水 氢气 NaOH 溶液 → NaOH 固体精制食盐水 + — 纯水含少量NaOH 粗盐水含泥沙、Cu 2+、Mg 2+、Ba 2+、SO 42-等阳离子交换树脂:除Cu 2+、Mg 2+等 加BaCl 2,Ba 2++SO 42-=BaSO 4↓④、粗盐水精制: 加Na 2CO 3:Ca 2++CO 32-=CaCO 3↓;Ba 2++CO 32-=BaCO 3↓加NaOH :Mg 2++2OH -=MgOH 2↓;Fe 3++3OH -=FeOH 3↓三、电解实例及规律电解液 溶质类别 电解总反应式相当于电解溶液pH NaOH 溶液 强碱 2H 2O电解2H 2↑+O 2↑水升高 H 2SO 4溶液 含氧酸 降低 Na 2SO 4溶液 活泼金属的含氧酸盐 不 变 两极混合液 CuCl 2溶液 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl 2 电解Cu+Cl 2↑ 电解质本身接近7HCl 溶液无氧酸2HCl电解H 2↑+Cl 2↑升高NaCl 溶液 活泼金属的无氧酸盐2NaCl+2H 2O 电解H 2+2NaOH+Cl 2↑ om电解质与水升高。
高中电化学基础知识及其应用电化学是研究电能和化学反应之间相互转化关系的科学领域,它涉及到电解、电镀、电池、电解质溶液、电动势、电极反应等多个方面。
随着现代化学、材料科学和能源科学的发展,电化学在各个领域中展现出了重要的应用价值。
而作为电化学的基础知识,高中生应该掌握的是电解质溶液、电动势和电极反应等方面的知识。
本文将简要介绍这些基础知识,并探讨它们在现实生活中的应用。
一、电解质溶液电解质溶液是电化学研究中的一个重要概念,它指的是在水或其它溶剂中能够导电的物质溶液。
通常情况下,离子化合物在水中能够解离成离子,并且这些离子能够在溶液中移动,从而导致溶液的电导率增加。
这种电解质溶液导电的特性为一系列电化学过程提供了基础。
在电解质溶液中可以通过电解将化学能转化为电能,从而实现一些金属的电镀或者非金属的电解等操作。
在高中教学中,电解质溶液的理论知识一般通过化学实验进行教学。
学生通过搭建电解池、选择适当的电解质溶液和电极材料,以及控制合适的电流和电压等操作,来实现对电解质溶液的基本认识。
通过这样的实验,学生可以直观地了解电解质溶液导电的原理,并且能够理解其中离子的运动和电流的形成。
二、电动势电动势是指在两个电极之间由化学反应产生的电压。
在电化学中,电动势通常作为电池的性能指标之一来描述,它反映了电池内部化学反应的强烈程度。
电动势不仅反映了电池的输出电压,同时也与电池内部反应的自由能有关。
通过电动势可以判断电池的正负极反应的强弱以及电化学反应的进行程度。
在高中教学中,电动势的概念首先通过化学实验和理论课程进行介绍,学生了解了电池的构造和原理。
以常见的干电池为例,学生可以通过拆解干电池,对其内部的化学组成和结构进行研究,从而更好地理解电动势的产生原理。
通过这样的教学方式,学生可以了解到不同类型的电池产生电动势的原理,并且对不同类型电池的应用有着基本的认识。
电动势在实际应用中有着广泛的应用,其中最为常见的就是各类电池。
高中电化学知识总结
一、原电池
1、装置特点:化学能转化为电能。
形成条件:
(1)两个活泼性不同的电极(存在电势差);
(2)电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应);
(3)形成闭合回路(或在溶液中接触)
(4)负极:用还原性较强的物质作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化反应(“富”“养”)。
正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路得到电子,发生还原反应(“挣”“还”)。
(5)常见的电池原理
①铜锌原电池
电解质溶液:ZnSO4溶液
负极:氧化反应 Zn-2e-=Zn2+
正极:还原反应 2H++2e-=2H2↑
总反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
②锰干电池
电解质溶液:糊状的NH4Cl
负极:Zn-2e-=Zn2+
正极:2NH4++2e-=2NH3+H2↑
总反应:Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑
③铅蓄电池
电解液:H2SO4溶液
正极(PbO2):PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O
负极(Pb):Pb+SO42--2e-=PbSO4
总反应:PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O
④燃料电池
原料:除氢气和氧气外,也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
负极:2H2+2OH--4e-=4H2O ;
正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
氢氧燃料电池:总反应:O2 +2H2 =2H2O
二、电解池
1、电解池: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。
(1)装置特点:电能转化为化学能。
(2)形成条件
①与电源本连的两个电极;
②电解质溶液(或熔化的电解质)
③形成闭合回路。
2、电极分类
阳极:与直流电源正极相连的叫阳极。
阴极:与直流电源负极相连的叫阴极。
3、电极反应的顺序
①原理:谁还原性或氧化性强谁先放电(发生氧化还原反应)
②阳极离子放电顺序:
S2->I->Br->Cl->OH->SO42-(含氧酸根)>F-(“刘殿秀录用亲娘刘四”)
阴极阳离子的电子
Ag+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+(金属活动性的反方向)
③电子流向:阳极至阴极
④阳极:失去电子,氧化反应阴极:得到电子,还原反应
4、常见的电解池原理
(1)CuSO4溶液的电解池
正极:4OH--4e-=2H2O +O2 负极:Cu2++2e-=Cu
总反应:2CuSO4+2H2O==2Cu+2H2SO4+O2↑
(2)精炼铜的电解池
粗铜板作阳极,与直流电源正极相连;纯铜作阴极,与直流电源负极相连;用CuSO4 (加一定量H2SO4)作电解液。
阴极:Cu2++2e-=Cu阳极:Cu-2e-=Cu2+、Zn-2e-=Zn2+
阳极泥:含Ag、Au等贵重金属;
电解液:溶液中CuSO4浓度基本不变
电解铜的特点:纯度高、导电性好。
(3)电解食盐水
现象:阴极上有气泡;阳极有刺激性气体产,能使湿润的淀粉KI变蓝;
阴极区附近溶液变红,有碱生成。
阴极(Fe):Na+,H+移向阴极;2H++2e-=H2↑(还原反应)
阳极(C):Cl-、OH-移向阳极;2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)
总反应:2NaCl +2H2O通电
2NaOH +Cl2↑+H2↑
组成:阳极、阴极、离子交换膜、电解槽、导电铜棒等,阳极:金属钛网(涂有钌氧化物);阴极:碳钢网(涂有Ni涂层)
阳离子交换膜:只允许阳离子通过,阻止阴离子和空气通过;
5、电镀原理:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。
将待镀金属与电源负极相连作阴极;
方法:镀层金属与电源正极相连作阳极;用含镀层金属离子的电解质溶液配成电镀液。
原理:阳极Cu-2e-=Cu2+ ;Cu2++2e-=Cu
三、金属腐蚀概念:
1、金属腐蚀定义:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
其包括化学腐蚀(金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀)、电化腐蚀(发生原电池反应),而使金属腐蚀的形式。
2、腐蚀的本质:M-ne-→Mn n+(氧化反应)
3.常见腐蚀类型
(1)钢铁吸氧腐蚀
负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+;
正极(C):O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2
后继反应:4Fe(OH)2 +O2 +2H2O =4Fe(OH)2Fe(OH)3==Fe2O3 +3H2O
(2)钢铁析氢腐蚀
负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+;
正极(C):2H++2e-=H2↑
总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑
4、金属腐蚀的防护方法
(1)改变金属的内部组织结构;
(2)在金属表面覆盖保护层;
(3)电化学保护法(牺牲阳极的阴极保护法)。