原电池和电解池知识点专题总结
- 格式:doc
- 大小:290.67 KB
- 文档页数:7
原电池和电解池1.原电池和电解池的比较:装置原电池实例使氧化还原反应中电子作定向移动,从而形成原理电流。
这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。
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。
反应类型自发的氧化还原反应由电极本身性质决定:电极名称正极:材料性质较不活泼的电极;负极:材料性质较活泼的电极。
电极反应负极: Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极: 2H++2e-=H2↑(还原反应)电子流向负极→正极电流方向正极→负极能量转化化学能→电能①抗金属的电化腐蚀;应用②实用电池。
2.化学腐蚀和电化腐蚀的区别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叫做电解。
这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。
①电源;②电极(惰性或非惰性);③电解质(水溶液或熔化态)。
非自发的氧化还原反应由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;2+-阴极: Cu +2e = Cu(还原反应)--阳极: 2Cl-2e =Cl2↑(氧化反应)电源负极→阴极;阳极→电源正极电源正极→阳极;阴极→电源负极电能→化学能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3.吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别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 == 4OH2H+ + 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4.电解、电离和电镀的区别条件实质实例关系电解受直流电作用阴阳离子定向移动,在两极发生氧化还原反应电解CuCl2 ==== Cu+Cl2电离电镀受热或水分子作用受直流电作用阴阳离子自由移动,无明用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金显的化学变化2+阳极 Cu - 2e- = Cu2+CuCl2==Cu +2Clˉ阴极 Cu2++2e- = Cu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 粗铜金属作阳极,精铜作阴极, CuSO4溶液作液必须含有镀层金属的离子电解液阳极 Cu -2e -2+阳极: Zn - 2e -2+-2+电极反应= Cu= ZnCu - 2e= Cu 等阴极 Cu 2++2e -= Cu阴极: Cu 2++ 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 溶液酸碱性变化(条件:电解)CuCl 2 2Cl --2e -=Cl 2 ↑ Cu 2+ +2e -= Cu CuCl 2= Cu +Cl 2↑ —— HCl 2Cl --2e -=Cl 2 ↑2H ++2e -=H 2 ↑ 2HCl=H 2↑+Cl 2↑酸性减弱 Na 2SO 4 --+ -2H 2O=2H 2↑ +O 2↑不变4OH -4e =2H 2O+O 2↑ 2H +2e =H 2 ↑H 2SO 4 4OH --4e -=2H 2O+O 2↑2H ++2e -=H 2 ↑2H 2O=2H 2↑ +O 2↑消耗水,酸性增强 NaOH 4OH --4e -=2H 2O+O 2↑2H ++2e -=H 2 ↑2H 2O=2H 2↑ +O 2↑消耗水,碱性增强NaCl--+-2NaCl+2H 2O=H 2↑ +Cl 2↑+2Cl -2e =Cl 2 ↑2H +2e =H 2 ↑ +2NaOHH 放电,碱性增强CuSO 44OH --4e -=2H 2O+O 2↑Cu 2+ +2e -= Cu2CuSO 4+2H 2O=2Cu+ O 2↑ OH ˉ放电 ,酸性增强+2H 2SO 4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-2+负极: Fe - 2e ==Fe正极: O 2+4e -+2H 2O==4OH - 总式: 2Fe+O 2 +2H 2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O 2 +2H 2 O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe 2O 3+3H 2O( 2)析氢腐蚀: CO 2+H 2O H 2CO 3 负极: Fe - 2e -==Fe 2+正极: 2H + + 2e -==H 2↑总式: Fe + 2CO + 2H O = Fe(HCO)223 2H ++HCO 3-+ H 2↑Fe(HCO 3)2 水解、空气氧化、风吹日晒得 Fe 2O 3。
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e -e -e -I还原反应(失电子)氧化反应(得电子)原电池e eII氧化反应(得电子)还原反应(失电子)阴极阳极电解池2. 原电池和电解池的比较表:装置 原电池电解池实例原理使氧化还原反映中电子作定向移动, 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映的过程叫做电解。
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: 能与电极反映。
②电解质溶液:能与电极反映。
①电源; ②电极(惰性或非惰性); ③电解质(水溶液或熔化态)。
反映类型 自发的氧化还原反映 非自发的氧化还原反映 电极名称由电极自身性质决定: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。
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; 阴极:连电源的负极;电极反映 负极: Zn-2e-=Zn2+ (氧化反映) 正极: 2H++2e-=H2↑(还原反映) 正极:2H ++2e -=H 2↑(还原反映) 阴极: Cu2+ +2e- = Cu (还原反映) 阳极: 2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反映) 阳极:2Cl --2e -=Cl 2↑ (氧化反映) 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)。
原电池的本质: 氧化还原反映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。
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。
考点十五电解池学问点讲解一. 电解池工作原理及其应用1. 原电池、电解池的判定先分析有无外接电源:有外接电源者为,无外接电源者可能为;然后依据原电池、电解池的形成条件、工作原理分析判定。
2. 电解电极产物的推断:要推断电极反应的产物,必需驾驭离子的放电依次。
推断电极反应的一般规律是:(1) 在阳极上①活性材料作电极时:金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液,阴离子不简单在电极上放电。
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时,溶液中阴离子的放电依次是:S2- >I- >Br- >Cl- >OH- >含氧酸根>F-(2) 在阴极上:无论是惰性电极还是活性电极都不参加电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。
阳离子在阴极上放电依次是:Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > H+(酸)> Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ > Zn2+ > H+(水)> Al3+ > Mg2+>……3. 用惰性电极进行溶液中的电解时各种变更状况分析典例1(2025届内蒙古赤峰二中高三上学期其次次月考)某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的试验探究,设计的试验装置如图所示,下列叙述正确的是A. Y 的电极反应: Pb-2e- = Pb2+B.铅蓄电池工作时SO42-向 Y 极移动C.电解池的反应仅有2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2D.每消耗 103.5 gPb ,理论上电解池阴极上有0.5 molH2生成【答案】D典例2(2025届内蒙古自治区赤峰其次中学高三上学期其次次月考)某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的试验探究,设计的试验装置如图所示,下列叙述正确的是A. Y 的电极反应: Pb-2e- = Pb2+B.铅蓄电池工作时SO42-向 Y 极移动C.电解池的反应仅有2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑D.每消耗 103.5 gPb ,理论上电解池阴极上有0.5 molH2生成【答案】D二. 电解原理在工业生产中的应用1.电解精炼反应原理(电解精炼铜)阳极(粗铜,含Fe、Zn、C等):Cu-2e—=Cu2+,阴极(纯铜):Cu2++2e—=Cu工作一段时间后,溶液中电解质的成分CuSO4、ZnSO4、FeSO4,Cu2+的浓度减小。
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。
原电池和电解池全面总结(热点)8篇第1篇示例:原电池和电解池是当今社会中非常重要的能源存储和转换设备,广泛应用于电动车、手机、笔记本电脑等各种现代电子设备中。
在这篇文章中,我们将对原电池和电解池进行全面总结,包括其原理、结构、性能特点以及当前的热点问题。
一、原电池的原理和结构原电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置。
它由阳极、阴极和电解质组成。
当外部电路连接时,化学反应在阳极和阴极之间发生,产生电流。
常见的原电池有干电池和蓄电池两种类型。
干电池是一次性使用的电池,蓄电池则可以反复充放电使用。
二、原电池和电解池的性能特点1. 能量密度高:原电池和电解池在相同体积和重量下可以存储更多的能量,适合应用于现代电子设备中。
2. 长寿命:部分原电池和电解池可以进行多次充放电循环,使用寿命较长。
3. 环保:与传统的化石能源相比,原电池和电解池使用过程中不会产生二氧化碳等有害气体,对环境友好。
4. 快速充放电:随着技术的进步,原电池和电解池的充放电速度越来越快,用户体验更佳。
1. 安全问题:在过去的几年里,因为原电池和电解池自身的特性,如短路、过充、过放等问题导致的安全事故时有发生,如三星Note7手机爆炸事件、特斯拉电动车发生火灾等。
原电池和电解池的安全性一直备受关注。
2. 资源利用与环保:现有的原电池和电解池在制造和回收过程中对资源的消耗比较大,回收利用率较低,对环境造成了一定的压力。
如何提高原电池和电解池的资源利用率,保护环境成为了热点问题。
3. 高性能需求:随着电子设备的不断更新,用户对于原电池和电解池的性能要求也在不断提高,如快速充电、长使用时间、安全稳定等,如何满足用户需求也是当前的热点问题。
以上就是对原电池和电解池的全面总结,这些设备在当今社会中发挥着越来越重要的作用,我们期待未来能够有更多的创新,解决当前存在的问题,使得原电池和电解池能更好地适应现代社会的需求。
第2篇示例:原电池和电解池是当前热点话题之一,随着新能源技术的发展,原电池和电解池成为各行各业关注的焦点。
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。
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。
原电池和电解池知识点总结原电池和电解池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 -=Zn 2+(氧化反应) 正极:2H ++2e -=H 2↑(还原反应)阴极:Cu 2+ +2e - = Cu (还原反应)阳极:2Cl --2e -=Cl 2↑ (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)。
2.化学腐蚀和电化腐蚀的区别化学腐蚀 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,不形成原因原电池反应而腐蚀电池。
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3.吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别电化腐蚀类型 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 O 2 + 4e - + 2H 2O == 4OH - 2H+ + 2e -==H 2↑ 负极反应 F e -2e -==Fe 2+ Fe -2e -==Fe 2+ 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4.电解、电离和电镀的区别电解 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 CuCl 2 电解==== Cu +Cl 2CuCl 2==Cu 2++2Clˉ阳极 Cu -2e - = Cu 2+阴极 Cu 2++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 - = Cu 2+阴极 Cu 2++2e - = Cu阳极:Zn - 2e - = Zn 2+ Cu - 2e - = Cu 2+ 等阴极:Cu 2+ + 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 CuCl 2 2Cl --2e -=Cl 2↑ Cu 2+ +2e -= CuCuCl 2= Cu +Cl 2↑—— HCl 2Cl --2e -=Cl 2↑ 2H ++2e -=H 2↑2HCl=H 2↑+Cl 2↑酸性减弱 Na 2SO 4 4OH --4e -=2H 2O+O 2↑ 2H ++2e -=H 2↑ 2H 2O=2H 2↑+O 2↑不变 H 2SO 44OH --4e -2H ++2e -2H 2O=2H 2↑+O 2↑消耗水,酸=2H2O+O2↑=H2↑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-= Cu2CuSO4+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)3 2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O (2)析氢腐蚀: CO2+H2OH2CO3H++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。
专题:原电池和电解池【考点分析】1.原电池正负极的判断以及电极方程式的书写;2.电解池阴阳极的判断以及电极方程式的书写;3.金属的防护以及电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用;4.电解中电极附近溶液pH值的变化;5.化学计算;【知识详解】1.原电池原理: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。
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的还原反应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 O2+4H++4e=2H2O4.化学腐蚀和电化腐蚀的区别考点解说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、常见实用电池的种类和特点⑴干电池(属于一次电池)①结构:锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。
酸性电解质:②电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2NH4++2e-=2NH3+H2NH3和H2被Zn2+、MnO2吸收:MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2++4NH3=Zn(NH3)42+碱性电解质:(KOH电解质)电极反应Zn+2OH--2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+ Zn(OH)2Zn+ MnO2+2H2O-=2MnOOH+ Zn(OH)2⑵铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)①结构:铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。
②A.放电反应负极:Pb-2e-+ SO42- = PbSO4原电池正极:PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充电反应阴极:PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-电解池阳极:PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-===2PbSO4 + 2H2O总式:Pb + PbO2 + 2H2SO4放电充电注意:放电和充电是完全相反的过程,放电作原电池,充电作电解池。
电极名称看电子得失,电极反应式的书写要求与离子方程式一样,且加起来应与总反应式相同。
⑶锂电池①结构:锂、石墨、固态碘作电解质。
②A电极反应2Li-2e-= 2Li+正极:I2 +2e- = 2I-总式:2Li + I2 = 2LiIB MnO2 做正极时:负极:2Li-2e-= 2Li+正极:MnO2+e- = MnO2 -总Li +MnO2= Li MnO2锂电池优点:体积小,无电解液渗漏,电压随放电时间缓慢下降,应用:心脏起搏器,手机电池,电脑电池。
⑷A.氢氧燃料电池①结构:石墨、石墨、KOH溶液。
②电极反应H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O正极:O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-总式:2H2+O2=2H2O(反应过程中没有火焰,不是放出光和热,而是产生电流)注意:还原剂在负极上反应,氧化剂在正极上反应。
书写电极反应式时必须考虑介质参加反应(先常规后深入)。
若相互反应的物质是溶液,则需要盐桥(内装KCl的琼脂,形成闭合回路)。
B.铝、空气燃料电池以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。
这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。
只要把灯放入海水中,数分钟后就会发出耀眼的闪光,其能量比干电池高20~50倍。
电极反应:铝是负极4Al-12e-== 4Al3+;石墨是正极3O2+6H2O+12e-==12OH-8.电解池的阴阳极判断:⑴由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;⑵根据电极反应: 氧化反应→阳极;还原反应→阴极⑶根据阴阳离子移动方向:阴离子移向→阳极;阳离子移向→阴极,⑷根据电子几点流方向:电子流向: 电源负极→阴极;阳极→电源正极电流方向: 电源正极→阳极;阴极→电源负极9.电解时电极产物判断:⑴阳极:如果电极为活泼电极,Ag以前的,则电极失电子,被氧化被溶解,Zn-2e-=Zn2+如果电极为惰性电极,C、Pt、Au、Ti等,则溶液中阴离子失电子,4OH-- 4e-= 2H2O+ O2阴离子放电顺序S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-⑵阴极:(.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护)根据电解质中阳离子活动顺序判断,阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表金属活泼性越强,则对应阳离子的放电能力越弱,既得电子能力越弱。
K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< (H+) < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < Cu2+ < Hg2+ < Ag+⑴电解水型:电解含氧酸,强碱,活泼金属的含氧酸盐,如稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液:阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:2H++2e-=H2↑总反应:2H2O电解==== 2H2↑ + O2↑,溶质不变,PH分别减小、增大、不变。
酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率(不是起催化作用)。
⑵电解电解质:无氧酸(HF除外)、不活泼金属的无氧酸盐,如CuCl2阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:Cu2+ +2e-= Cu 总反应:CuCl2= Cu +Cl2↑⑶放氢生成碱型:活泼金属的无氧酸盐(F化物除外)如NaCl阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑总反应:2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2Na OH公式:电解质+H2O→碱+ H2↑+非金属⑷放氧省酸型:不活泼金属的含氧酸盐,如CuSO4阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:Cu2+ +2e-= Cu 总反应:2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2↑+2H2SO4 公式:电解质+H2O→酸+ O2↑+金属解NaCl溶液:2NaCl+2H2O 电解====H2↑+Cl2↑+2NaOH,溶质、溶剂均发生电解反应,PH增大8.电解原理的应用A、电解饱和食盐水(氯碱工业)⑴反应原理阳极:2Cl - - 2e-== Cl2↑阴极:2H+ + 2e-== H2↑总反应:2NaCl+2H2O电解====H2↑+Cl2↑+2NaOH⑵设备(阳离子交换膜电解槽)①组成:阳极—Ti、阴极—Fe②阳离子交换膜的作用:它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。
⑶制烧碱生产过程(离子交换膜法)①食盐水的精制:粗盐(含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等)→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→过滤→加入盐酸→加入离子交换剂(NaR)②电解生产主要过程(见图20-1):NaCl从阳极区加入,H2O从阴极区加入。
阴极H+ 放电,破坏了水的电离平衡,使OH-浓度增大,OH-和Na+形成NaOH溶液。
B、电解冶炼铝⑴原料:(A)、冰晶石:Na3AlF6=3Na++AlF63-(B)、氧化铝:铝土矿NaOH——→过滤NaAlO2CO2——→过滤Al(OH)3△—→Al2O3⑵原理阳极2O2--4e- =O2↑阴极Al3++3e- =Al图20-1总反应:4Al 3++6O 2ˉ电解====4Al+3O 2↑⑶ 设备:电解槽(阳极C 、阴极Fe ) 因为阳极材料不断地与生成的氧气反应:C+O 2 → CO+CO 2,故需定时补充。
C 、电镀:用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。
⑴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。
电镀锌原理:阳极 Zn -2eˉ = Zn 2+ 阴极 Zn 2++2eˉ=Zn⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。
⑶在电镀控制的条件下,水电离出来的H +和OHˉ一般不起反应。
⑷电镀液中加氨水或 NaCN 的原因:使Zn 2+离子浓度很小,镀速慢,镀层才能致密、光亮。
D 、电解冶炼活泼金属Na 、Mg 、Al 等。
E 、电解精炼铜:粗铜作阳极,精铜作阴极,电解液含有Cu 2+。
铜前金属先反应但不析出,铜后金属不反应,形成 “阳极泥”。
原电池和电解池的比较:【例题分析】【例1】将两个铂电极插入500mL CuSO 4溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化),此时溶液中氢离子浓度约为A.4×10-3mol/LB.2×10-3mol/LC.1×10-3mol/LD.1×10-7mol/L解析:根据电解规律可知阴极反应:Cu2++2e-=Cu,增重0.064gCu,应是Cu的质量,根据总反应方程式:2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4--->4H+2×64g4mol0.064g xx=0.002mol[H+]==4×10-3mol/L答案:A【例2】某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为:Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是:A、放电时,负极上发生反应的物质是Fe.B、放电时,正极反应是:NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2C、充电时,阴极反应是:Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2OD、充电时,阳极附近pH值减小.解析:根据原电池在放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,再根据元素化合价变化,可判断该电池负极发生反应的物质为Fe,正极为NiO2,此电池为碱性电池,在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+,故放电时的电极反应是:负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,正极:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-。