高中化学原电池、电解池基本知识点总结
- 格式:pdf
- 大小:67.02 KB
- 文档页数:1
高中化学《原电池和电解池》知识点总结!一、理解掌握原电池和电解池的构成条件和工作原理二、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Fe2+、Zn2+,但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时,由于溶液[Fe2+]或[Zn2+]>>[H+],则先在阴极上放电的是Fe2+或Zn2+,因此,阴极上的主要产物则为Fe和Zn。
但在水溶液中,Al3+、Mg2+、Na+等是不会在阴极上放电的。
2、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,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。
如电解CuCl2溶液(CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性),一旦CuCl2全部电解完,pH值会变大,成中性溶液。
3、进行有关电化学计算,如计算电极析出产物的质量或质量比,溶液pH值或推断金属原子量等时,一定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律。
三、理解金属腐蚀的本质及不同情况,了解用电化学原理在实际生活生产中的应用1、金属的腐蚀和防护(1)金属腐蚀的实质是铁等金属原子失去电子而被氧化成金属阳离子的过程,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学原电池和电解池知识点原电池和电解池是化学中两个重要的概念,两者的区别在于其电化学反应的方向。
本文将介绍原电池和电解池的基本概念、工作原理、以及一些相关实验和应用。
一、原电池原电池是指能够产生电流的装置,由电池内部的氧化还原(redox)反应释放出电子,从而产生电势差,并推动电流在电路中流动。
在原电池中,产生电流的反应是不可逆的,电极上的材料一旦被消耗,电池就无法再产生电流。
原电池也叫做伏安电池或电化学电池。
1. 基本概念(1)电极原电池中的电极一般由金属或导电材料制成,分为阳极和阴极两种。
阳极是电池的正极,是一个能够氧化的电极,在化学变化中会释放出电子。
阴极是电池的负极,是一个容易被还原的电极,在化学变化中会吸收电子。
(2)电解质电解质是电池中起电离导电作用的化学物质,能够分解成离子,从而产生电荷泵效应。
常用的电解质包括酸、碱、盐等。
(3)电动势电动势是指电池产生电流的能力,是一个能够推动电流流动的力量。
单位为伏特(V),一般用符号E表示。
在原电池中,电动势是由电池两极之间的电势差产生的。
2. 工作原理锌铜电池是最简单的原电池之一,由一个锌(Zn)电极和一个铜(Cu)电极以及一个电解质(如盐酸)组成。
阳极为锌电极,阴极为铜电极,电解质中含有氯离子和氢离子。
当锌电极和铜电极连接起来时,锌原子向氯离子释放电子,形成锌离子和电子。
电子从锌电极流向铜电极,由于电子流向铜电极,就形成了电流。
在铜电极上,铜离子由于吸收了电子而被还原成为铜原子。
锌电极逐渐消耗,铜电极上的铜原子逐渐增多。
当锌电极完全消耗时,电池停止工作。
铅酸电池是一种常见的存储电池,由铅(Pb)的阴极、氧化铅(PbO2)的阳极和硫酸(H2SO4)的电解质组成。
在电池工作时,硫酸电解质会溶解掉氧化铅阳极上的物质,同时,铅阴极上的铅物质也会随着电池工作逐渐脱落。
铅酸电池是一种可逆反应,即可以通过外部电源来反向充电。
在充电状态下,电池的阴极和阳极会反转,电池会从外部电源吸收电能,并将电能存储在电池中。
一、原电池与电解池比较:二、电池符号图为Cu-Zn电池。
左池:锌片插在1mol·dm-3的ZnSO4溶液中。
右池:铜片插在1mol·dm-3的CuSO4溶液中。
两池之间倒置的U形管叫做盐桥(盐桥是由饱和KCl溶液和琼脂装入U形管中制成)。
检流计表明电子从锌片流向铜片。
左侧为负极,右侧为正极。
此Cu-Zn电池可表示如下:(-)Zn|Zn2+(1mol·dm-3)‖Cu2+(1mol·dm-3)|Cu(+)负极:Zn-2e-==Zn2+正极:Cu2++2e-==Cu总反应:Zn+Cu2+==Zn2++Cu☆写电池符号应注意事项:•正、负极:(-)左,(+)右•界面“|”:单质与“极棒”写在一起,写在“|”外面。
•注明离子浓度(c),气态时用分压(p),物质状态:固态(s),液态(l)等•盐桥:“||”三、金属腐蚀与防护:1.金属腐蚀:金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。
⑴本质:金属原子失电子而被氧化M–ne-====Mn+(2)分类:①化学腐蚀:金属与其他物质直接氧化反应金属被氧化(不是电解质溶液)(无电流产生)②电化腐蚀:不纯金属或合金发生原电池反应活泼金属被氧化电解质溶液(有电流产生)⑶钢铁腐蚀:2.金属腐蚀的防护⑴金属腐蚀的原因:金属本身的组成和结构是锈蚀的根据;外界条件(如:温度、湿度、与金属接触的物质)是促使金属锈蚀的客观因素。
⑵防护:①改变金属内部组成结构,可以增强金属耐腐蚀的能力。
如:不锈钢。
②在金属表面覆盖一层保护层,以断绝金属与外界物质接触,达到耐腐蚀的效果。
(油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜)③电化学保护法:牺牲阳极阴极保护法、外加电流阴极保护法。
四、电解及其应用1.电解的原理:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。
电解质在溶解或熔化状态下电离出自由离子,通电时,自由移动的离子定向移动,阳离子移向阴极,在阴极获得电子发生还原反应;阴离子移向阳极,在阳极失去电子发生氧化反应。
电化学知识点——---原电池和电解池一.原电池和电解池的相关知识点1.原电池和电解池装置比较:将化学能转化为电能的装置叫做原电池把电能转化为化学能的装置叫电解池2.原电池和电解池的比较表:原电池的本质:氧化还原反应中电子作定向的移动过程电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程3.化学腐蚀和电化腐蚀的区别4.吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别5.电解、电离和电镀的区别6.电镀铜、精炼铜比较说明、原电池正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向负极流入正极(3)从电流方向正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极二.高频考点1.电化腐蚀:发生原电池反应,有电流产生(1)吸氧腐蚀负极:Fe-2e-==Fe2+正极:O2+4e-+2H2O==4OH-总式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O(2)析氢腐蚀: CO2+H2O H2CO3H++HCO3-负极:Fe -2e-==Fe2+正极:2H+ + 2e-==H2↑总式:Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2+ H2↑Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。
2、原电池的应用:①加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
②比较金属活动性强弱。
可以利用原电池比较金属的活动性顺序(负极活泼)。
将两种不同金属在电解质溶液里构成原电池后,根据电极的活泼性、电极上的反应现象、电流方向、电子流向、离子移动方向等进行判断。
③设计原电池。
④利用原电池原理可以分析金属的腐蚀和防护问题金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种,但主要是电化学腐蚀。
根据电解质溶液的酸碱性,可把电化学腐蚀分为:吸氧腐蚀和析氢腐蚀两种。
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T正极。
电流方向:正极T负极。
⑶根据电极变化判断:氧化反应T负极;还原反应T正极。
⑷根据现象判断:电极溶解T负极;电极重量增加或者有气泡生成T正极。
⑸根据电解液内离子移动的方向判断:阴离子T移向负极;氧离子T移向正极。
3 电极反应式的书写:负极:(1)负极材料本身被氧化:n+2+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 如:Zn-2 =Zn (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+S042--2e-=PbS04⑵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CH4-02(C作电极)电解液为KOH:负极:CH4+10OH-8 e-=C032-+7H2O正极:(1)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 CuS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。
高中化学原电池和电解池全面总结超全版原电池和电解池是两种将化学能和电能相互转化的装置。
原电池通过使氧化还原反应中电子定向移动来产生电流。
其装置包括两种不同的导体电极和能与电极反应的电解质溶液。
而电解池则是通过在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程中产生电流,将电能转化为化学能的装置。
其装置包括电源、电极(惰性或非惰性)和电解质(水溶液或熔化态)。
电化腐蚀是一种由原电池反应引起的腐蚀现象,其发生在不纯金属表面潮湿的情况下,并产生电流。
相比之下,化学腐蚀则是在一般条件下发生的,其反应过程中没有电流产生。
电化腐蚀比化学腐蚀更为严重,可以使较活泼的金属腐蚀。
析氢腐蚀和吸氧腐蚀是电化腐蚀的两种类型,前者发生在某些局部区域内,而后者则是主要的腐蚀类型,具有广泛性。
电解、电离和电镀是三种不同的电化学过程。
电解是通过外部电源控制氧化还原反应,从而将电能转化为化学能的过程。
电离是通过热或水分子作用将物质分解成离子的过程。
而电镀是通过电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金。
电镀铜和精炼铜是两种不同的金属加工方法。
电镀铜是一种受直流电作用的电化学过程,在金属表面镀上一层铜。
而精炼铜则是一种通过冶炼过程将铜从其它金属中提取出来的方法。
两种方法都是将金属加工成所需形状和纯度的重要手段。
电解反应中,还原剂在负极上反应,氧化剂在正极上反应。
在书写电极反应式时,需要考虑介质参与反应。
如果相互反应的物质是溶液,则需要使用盐桥来形成闭合回路。
铝-空气-海水电池是一种新型海水标志灯,以海水为电解质溶液,利用空气中的氧气使铝不断氧化,从而源源不断地产生电流。
电极反应式为:铝是负极,4Al-12e-== 4Al3+;石墨是正极,3O2+6H2O+12e-==12OH-。
这种电池能够在海水中产生耀眼的闪光,其能量比干电池高20-50倍。
在电解反应中,需要根据放电顺序来判断反应物。
对于阴极材料(金属或石墨),总是需要受到保护。
对于阳离子得电子的顺序,需要使用金属活动顺序表的反表:K+ <Ca2+< Na+ < Mg2+< Al3+< (H+) < Zn2+< Fe2+< Sn2+< Pb2+< Cu2+<Hg2+< Ag+。
高中化学原电池和电解池全部知识点
1. 定义:原电池是将两种不同的金属通过电解质连接起来,利用金属内部化学反应来产生电能的装置。
2. 构成:原电池由阳极、阴极和电解质三部分组成。
3. 电子流动方向:电子从阳极流向阴极,离子从阴极流向阳极。
4. 电位、电动势和电化学势:原电池产生的电动势取决于电极材料、电解质及其浓度等因素。
电动势表示成“标准电动势”,单位是伏(V)。
电动势越大,产生的电化学反应越强,电池反应速度越快。
5. 活性序列:金属的活性大小可以通过活性序列进行比较。
活性序列越靠前的金属,越容易氧化,即容易成为阳极;而活性序列靠后的金属越容易被还原,成为阴极。
电解池:
1. 定义:电解池是将电能转化为化学能的装置,可以将电能作用于电解质溶液中的离子,促使化学反应发生。
2. 构成:电解池由阳极、阴极和电解质三部分组成。
3. 电子流动方向:电子从外部电源流向阴极,离子从电解质中向阳极移动。
4. 电解质:电解质是指能在水溶液中分解成离子的化合物。
5. 电解反应:电解池中发生的反应取决于电解质种类和电压。
电解质中的阳离子被还原在阴极上,而阴离子则被氧化在阳极上。
6. 法拉第电解定律:电解过程中的物质电量与通过电解质的电量成正比,电量称为电容量,单位是库仑(C)。
原电池和电解池1.原电池和电解池的比较: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。
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。
由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)正极:2H++2e-=H2↑(还原反应)阴极:Cu2+ +2e- = Cu (还原反应)阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)电子流向负极→正极电源负极→阴极;阳极→电源正极电流方向正极→负极电源正极→阳极;阴极→电源负极能量转化化学能→电能电能→化学能应用①抗金属的电化腐蚀;②实用电池。
①电解食盐水(氯碱工业);②电镀(镀铜);③电冶(冶炼Na、Mg、Al);④精炼(精铜)。
化学腐蚀电化腐蚀一般条件金属直接和强氧化剂接触不纯金属,表面潮湿反应过程氧化还原反应,不形成原电池。
因原电池反应而腐蚀有无电流无电流产生有电流产生反应速率电化腐蚀>化学腐蚀结果使金属腐蚀使较活泼的金属腐蚀电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强正极反应O2 + 4e- + 2H2O == 4OH-2H+ + 2e-==H2↑负极反应Fe -2e-==Fe2+Fe -2e-==Fe2+腐蚀作用是主要的腐蚀类型,具有广泛性发生在某些局部区域内电解电离电镀条件受直流电作用受热或水分子作用受直流电作用实质阴阳离子定向移动,在两极发生氧化还原反应阴阳离子自由移动,无明显的化学变化用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金实例CuCl2电解==== Cu+Cl2CuCl2==Cu2++2Clˉ阳极Cu -2e- = Cu2+阴极Cu2++2e- = Cu关系先电离后电解,电镀是电解的应用5.电镀铜、精炼铜比较电镀铜精炼铜形成条件镀层金属作阳极,镀件作阴极,电镀液必须含有镀层金属的离子粗铜金属作阳极,精铜作阴极,CuSO4溶液作电解液电极反应阳极Cu -2e- = Cu2+阴极Cu2++2e- = Cu阳极:Zn - 2e- = Zn2+Cu - 2e- = Cu2+等阴极:Cu2+ + 2e- = Cu溶液变化电镀液的浓度不变溶液中溶质浓度减小6.电解方程式的实例(用惰性电极电解):电解质溶液阳极反应式阴极反应式总反应方程式(条件:电解)溶液酸碱性变化CuCl22Cl--2e-=Cl2↑Cu2+ +2e-= Cu CuCl2= Cu +Cl2↑——HCl 2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2HCl=H2↑+Cl2↑酸性减弱Na2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑不变H2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑消耗水,酸性增强NaOH 4OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑消耗水,碱性增强NaCl 2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOHH+放电,碱性增强CuSO44OH--4e-=2H2O+O2↑Cu2+ +2e-= Cu 2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2↑+2H2SO4OHˉ放电,酸性增强考点解说1.电化腐蚀:发生原电池反应,有电流产生(1)吸氧腐蚀负极:Fe-2e-==Fe2+正极:O2+4e-+2H2O==4OH-总式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O(2)析氢腐蚀:CO2+H2O H2CO3H++HCO3-负极:Fe -2e-==Fe2+正极:2H+ + 2e-==H2↑总式:Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2↑Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。
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。
原电池和电解池1.原电池和电解池的比较:装置原电池电解池实例使氧化还原反应中电子作定向搬动,使电流经过电解质溶液而在阴、阳两极引原理从而形成电流。
这种把化学能转变成起氧化还原反应的过程叫做电解。
这种把电能的装置叫做原电池。
电能转变成化学能的装置叫做电解池。
形成条件①电极:两种不相同的导体相连;①电源;②电极(惰性或非惰性);②电解质溶液:能与电极反应。
③电解质(水溶液或消融态)。
反应种类自觉的氧化还原反应非自觉的氧化还原反应由电极自己性质决定:由外电源决定:电极名称正极:资料性质较不爽朗的电极;阳极:连电源的正极;负极:资料性质较爽朗的电极。
阴极:连电源的负极;电极反应负极: Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)阴极: Cu2+ +2e- = Cu (还原反应)正极: 2H+ - 2 阳极: 2Cl - - 2↑(氧化反应)+2e =H ↑(还原反应)-2e =Cl电子流向负极→正极电源负极→阴极;阳极→电源正极电流方向正极→负极电源正极→阳极;阴极→电源负极能量转变化学能→电能电能→化学能①抗金属的电化腐化;①电解食盐水(氯碱工业);②电镀(镀应用铜);③电冶(冶炼Na、 Mg 、 Al );④精②合用电池。
炼(精铜)。
一原电池;原电池的形成条件原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应,但差别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是经过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子经过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。
两极之间溶液中离子的定向搬动和外面导线中电子的定向搬动组成了闭合回路,使两个电极反应不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转变。
从能量转变角度看,原电池是将化学能转变成电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传达给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极进步行。