高中化學(xué)原電池和電解池全面總結(jié)版

1、原電池和電解池1.原電池和電解池的比較:裝置原電池電解池實(shí)例加z一皿HrI三1稀硫酸-_fQj式三三匚一 cq相液原理使氧化還原反應(yīng)中電子作定向移動(dòng)，從而形 成電流。這種把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫 做原電池。使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧 化還原反應(yīng)的過(guò)程叫做電解。這種把電能轉(zhuǎn)變 為化學(xué)能的裝置叫做電解池。形成條件電極：兩種小同的導(dǎo)體相連；電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。電源； 電極（惰性或非惰性）；電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）。反應(yīng)類(lèi)型自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極名稱(chēng)由電極本身性質(zhì)決定：正極：材料性質(zhì)較/、活潑的電極；負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。由外電源決定：陽(yáng)極：連電源的正極

2、；陰極：連電源的負(fù)極；電極反應(yīng)負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反應(yīng)）正極：2H+2e-=H2 T （還原反應(yīng)）陰極：Cu2+ +2e- = Cu（還原反應(yīng)）陽(yáng)極：2Cl-2e-=C12 T（氧化反應(yīng)）電子流向負(fù)極一正極電源負(fù)極一陰極；陽(yáng)極一電源正極電流方向正極一負(fù)極電源正極一陽(yáng)極；陰極一電源負(fù)極能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能一電能電能一化學(xué)能應(yīng)用抗金屬的電化腐蝕；實(shí)用電池。電解食鹽水（氯堿工業(yè)）；電鍍（鍍銅）；電冶（冶煉Na、Mg、Al）;精煉（精銅）。2.化學(xué)腐蝕和電化腐蝕的區(qū)別化學(xué)腐蝕電化腐蝕一般條件金屬直接和強(qiáng)氧化劑接觸不純金屬，表向潮濕反應(yīng)過(guò)程氧化還原反應(yīng)，/、形成原電池。因原電池反應(yīng)而腐蝕啟尢電

3、流無(wú)電流產(chǎn)生后電流產(chǎn)生反應(yīng)速率電化腐蝕化學(xué)腐蝕結(jié)果使金屬腐蝕使較活潑的金屬腐蝕3.吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別電化腐蝕類(lèi)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(qiáng)正極反應(yīng)。2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H+ + 2e-=H2 T負(fù)極反應(yīng)Fe 2e-=Fe2+Fe 2e=Fe2+腐蝕作用是主要的腐蝕類(lèi)型，具有廣泛性發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi)4.電解、電離和電鍍的區(qū)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(shí)質(zhì)陰陽(yáng)離手走向移動(dòng)，在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)陰陽(yáng)離子自由移動(dòng)，無(wú)明顯的化學(xué)變化用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金實(shí)例電解CuCl2 = Cu+Cl2CuCl

4、2=Cu2+2Cl -陽(yáng)極 Cu 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e-= Cu關(guān)系先電離后電解，電鍍是電解的應(yīng)用5.電鍍銅、精煉銅比較電鍍銅精煉銅形成條件鍍層金屬作陽(yáng)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(yáng)極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解液電極反應(yīng)陽(yáng)極 Cu 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e- = Cu陽(yáng)極：Zn - 2e- = Zn2+Cu - 2e-= Cu2+等陰極：Cu2+ + 2e- = Cu溶液變化電鍍液的濃度小艾溶液中溶質(zhì)濃度減小6.電解方程式的實(shí)例（用惰性電極電解）電解質(zhì)溶液陽(yáng)極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)方程式（條件：電解）溶液酸堿性變化CuCl22c

5、l-2e-=C12TCu2+ +2e-= CuCuCl2= Cu +C12THCl2C1-2e-=C12T2H+2e-=H 2 T2HCl=H 2 T +C12T酸性減弱Na2SO44OH-4e-=2H2O+O2f2H+2e-=H 2 T2H2O=2H 2 T +O2T/、變H2SO44OH-4e-=2H2O+O2f2H+2e-=H 2 T2H2O=2H 2 T +O2T消耗水，酸性增強(qiáng)NaOH4OH-4e-=2H2O+O2f2H+2e-=H 2 T2H2O=2H 2 T +O2T消耗水，堿性增強(qiáng)NaCl2Cl-2e-=C12T2H+2e-=H 2 T2NaC1+2H 2O=H 2 T +C1

6、2T+2NaOHH+放電，堿性增強(qiáng)CuSO44OH-4e-=2H2O+O2fCu2+ +2e-= Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2T +2H2SO4OH -放電，酸性增強(qiáng)考點(diǎn)解說(shuō)1.電化腐蝕：發(fā)生原電池反應(yīng)，有電流產(chǎn)生(1)吸氧腐蝕負(fù)極：Fe 2e-=Fe2+正極：O2+4e-+2H2O=4OH-總式：2Fe+O2+2H 2O=2Fe(OH) 24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH) 3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O(2)析氫腐蝕：CO2+H2O- H2CO3= H+HCO3-,負(fù)極：Fe 2e-=Fe2+ 正極：2H+ + 2e-=H 2 T總式：Fe + 2C

7、O2 + 2H 2O = Fe(HCO 3)2 + H2 TFe(HCO3)2水解、空氣氧化、風(fēng)吹日曬得Fe2O3o2.金屬的防護(hù)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。合金鋼中含有合金元素，使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，耐腐蝕。如：不銹鋼。在金屬表面覆蓋保護(hù)層。常見(jiàn)方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等； 使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護(hù)作用的另一種金屬。電化學(xué)保護(hù)法外加電源的陰極保護(hù)法：接上外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作陰極。犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法：外加負(fù)極材料，構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極3。常見(jiàn)實(shí)用電池的種類(lèi)和特點(diǎn)干電池（屬于一次電池）結(jié)構(gòu)：鋅筒、填滿(mǎn) MnO2的石墨、溶有 NH4C1的糊狀

8、物。電極反應(yīng)1r負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+ i正極：2NH4+2e-=2NH3+H2NH3和 H2被 Zn2小、MnO2吸收：MnO 2+H2=MnO+H 2O,Zn2+ 4NH3=Zn（NH 3）42+鉛蓄電池（屬于二次電池、可充電電池）結(jié)構(gòu)：鉛板、填滿(mǎn) PbO2的鉛板、稀H2SO4。 A.放電反應(yīng)1負(fù)極：Pb-2e-+ SO42- = PbSO4正極： PbO2 +2e-+4H + + SO42- = PbSO4 + 2H 2OB.充電反應(yīng) f 陰極：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-陽(yáng)極：PbSO4 -2e- + 2H 2O = PbO 2 +4H+ + SO 42-、，、一放

9、電總式：Pb + PbO2 + 2H 2SO4 k=一 2PbSO4 + 2H 2O充電注意：放電和充電是完全相反的過(guò)程，放電作原電池，充電作電解池。電極 名稱(chēng)看電子得失，電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)要求與離子方程式一樣，且加起來(lái)應(yīng)與總反應(yīng)式相同。鋰電池結(jié)構(gòu)：鋰、石墨、固態(tài)碘作電解質(zhì)。電極反應(yīng)J負(fù)極：2Li-2e- = 2Li+*正極：I2 +2e- = 2I- 總式：2Li + I 2 = 2LiIA.氫氧燃料電池結(jié)構(gòu)：石墨、石墨、 KOH溶液。電極反應(yīng)負(fù)極：H2- 2e-+ 2OH- = 2H 2O正極： 02 + 4e-+ 2H2O = 4OH-總式：2H2+O2=2H2O（反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有火焰，不是

10、放出光和熱，而是產(chǎn)生電流）注意： 還原劑在負(fù)極上反應(yīng)，氧化劑在正極上反應(yīng)。書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)必須考慮介質(zhì)參加反應(yīng)（先常規(guī)后深入）。若相互反應(yīng)的物質(zhì)是溶液，則需要鹽橋（內(nèi)裝KCl 的瓊脂，形成閉合回路）。B 鋁、空氣燃料電池以鋁 空氣 海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已研制成功。這種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而源源不斷產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中，數(shù)分鐘后就會(huì)發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高2050倍。電極反應(yīng)：鋁是負(fù)極4Al-12e -= 4Al 3+；石墨是正極3O2+6H2O+12e-=12OH -4電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷放電順序陰極 A. 陰極材料（金屬或石墨

11、）總是受到保護(hù)。B. 陽(yáng)離子得電子順序 金屬活動(dòng)順序表的反表：K+ Ca 2+ Na+ Mg 2+ Al 3+ （H+） Zn 2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ Cu2+ Hg2+ I- Br- Cl- OH- NO3-等含氧酸根離子F-B. 陽(yáng)極是活潑電極時(shí)：電極本身被氧化，溶液中的離子不放電。5.電解反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)步驟：分析電解質(zhì)溶液中存在的離子；分析離子的放電順序；確定電極、寫(xiě)出電極反應(yīng)式；寫(xiě)出電解方程式。如：電解解NaCl溶椒：2NaCl+2H 20 =H 2 T +C0 +2NaOH溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，PH增大電解電解CuSO4溶液：2CuSO4 + 2H2O=2Cu +

12、O2T+ 2H2SO4溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)， PH 減小。電解電解 CuCl2 溶液：CuCl2= Cu + Cl2 f電解電解鹽酸：2HC1 = H2T + C12T溶劑不變，實(shí)際上是電解溶質(zhì)，PH增大。電解電解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：2H20= 2H2 T + O2 f ,溶質(zhì)不變，實(shí)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(dǎo)電性,從而加快電解速率（不是起催化作用）。電解電解熔融 NaOH: 4NaOH =4Na + 0 2T + H20T電解用銅電極電解 Na2SO4溶液：Cu +2H2O= Cu（OH）2 + H2 T （注意：不是

13、電解 水。）6 .電解液的PH變化:根據(jù)電解產(chǎn)物判斷。 口訣：“有氫生成堿，有氧生成酸；都有濃度大 都無(wú)濃度小”。（“濃度大”、“濃度小”是指溶質(zhì)的濃度）7 .使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法:先讓析出的產(chǎn)物（氣體或沉淀）恰好完全反應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：NaCl溶液：通HCl氣體（不能加鹽酸）；AgNO 3溶液：加Ag?O固體（不能加AgOH ）； CuCl2溶液：力口 CuCl2固體；KNO3溶液：加H2O；CuSO4溶液：CuO （不能加Cu2。、CU（OH）2、CU2（OH）2CO3）等。8 .電解原理的應(yīng)用A、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）反應(yīng)原理陽(yáng)極：2Cl- 2e-=

14、 Cl 2 T陰極：2H+ + 2e-= H 2T工L -電解總反應(yīng)：2NaCl+2H 2O=H 2 仔Cl 2 T +2NaOH精題的和NmCl溶辨用1部稀奇at水1 NaOH 講液Na*OH-(看少審NaOH)圖 20-1設(shè)備（陽(yáng)離子交換膜電解槽）組成：陽(yáng)極 一Ti、陰極一Fe陽(yáng)離子交換膜的作用：它只允許陽(yáng)離子通過(guò)而阻止陰離子和氣體通過(guò)。制燒堿生產(chǎn)過(guò)程（離子交換膜法）食鹽水的精制：粗鹽（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等）一加入NaOH溶液一加入BaCl2溶液一加入Na2CO3溶液一過(guò)濾一加入鹽酸一加入離子交換劑（NaR）電解生產(chǎn)主要過(guò)程（見(jiàn)圖20-1） : NaCl從陽(yáng)極區(qū)加入，H2O從陰極區(qū)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:Na3AlF 6=3Na+AlF63-(B)、氧化鋁：鋁土礦 aOH NaAlO 2 -CO)Al(OH) 3 ALO3過(guò)濾過(guò)濾 原理陽(yáng)極2。2一 4e-=O2f陰極Al3+3e- =Al總反應(yīng)：4Al 3+6O2 =4Al+3O 2 f 設(shè)備：電解槽（陽(yáng)極C、陰極Fe）因?yàn)殛?yáng)極材料不斷地與生成的氧氣反應(yīng)：C+O2 一CO+CO2,故需定時(shí)補(bǔ)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