原電池和電解池知識點歸納

1、原電池和電解池知識點原電池和電解池的比較：裝置原電池電解池實例原理使氧化還原反應(yīng)中電子作定向移動，從 而形成電流。這種把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?的裝置叫做原電池。使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極 引起氧化還原反應(yīng)的過程叫做電解。這 種把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電 解池。形成條 件電極：兩種不同的導(dǎo)體相連； 電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。 能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng) 形成閉合回路電源； 電極（惰性或非惰性） ； 電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)） 。反應(yīng)類 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 稱由電極本身性質(zhì)決定： 正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極； 負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。由外電源決定： 陽極：連電

2、源的正極； 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（還原反應(yīng)）陰極： Cu2+ +2e- = Cu （還原反應(yīng)） 陽極： 2Cl-2e- =Cl2 （氧化反應(yīng)）電子流 向負(fù)極正極電源負(fù)極陰極；陽極電源正極電流方 向正極負(fù)極電源正極陽極；陰極電源負(fù)極能量轉(zhuǎn) 化化學(xué)能電能電能化學(xué)能應(yīng)用抗金屬的電化腐蝕犧牲陽極的陰 極保護法；實用電池。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）。二原電池正負(fù)極的判斷：根據(jù)電極材料判斷： 活潑性較強的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的或者非金屬為正極。 根據(jù)電

3、子或者電流的流動方向： 電子流向：負(fù)極正極。電流方向：正極負(fù)極。 根據(jù)電極變化判斷： 氧化反應(yīng)負(fù)極； 還原反應(yīng)正極。根據(jù)現(xiàn)象判斷： 電極溶解負(fù)極； 電極重量增加或者有氣泡生成正極。 根據(jù)電解液內(nèi)離子移動的方向判斷 ：陰離子移向負(fù)極；氧離子移向正極。 三電極反應(yīng)式的書寫：* 注意點：1. 弱電解質(zhì)、氣體、難溶物不拆分，其余以離子符號表示；2. 注意電解質(zhì)溶液對正負(fù)極的影響；3. 遵守電荷守恒、原子守恒，通過添加H+ 、OH- 、 H2O 來配平1. 負(fù)極：負(fù)極材料本身被氧化： 如果負(fù)極金屬生成的陽離子與電解液成分不反應(yīng)，則為最簡單的： M-n e-=Mn+- 2+如： Zn-2 e =Zn 如果

4、陽離子與電解液成分反應(yīng)，則參與反應(yīng)的部分要寫入電極反應(yīng)式中： 如鉛蓄電池， Pb+SO42-2e -=PbSO4負(fù)極材料本身不反應(yīng)：要將失電子的部分和電解液都寫入電極反應(yīng)式， 如燃料電池 CH4-O2（C 作電極 ）電解液為 KOH：負(fù)極： CH4+10OH-8 e -=C032-+7H2O2. 正極：當(dāng)負(fù)極材料能自發(fā)的與電解液反應(yīng)時， 正極則是電解質(zhì)溶液中的微粒的反應(yīng)， H2SO4電解質(zhì)，如 2H+2e=H2 CuSO4電解質(zhì)： Cu 2+2e= Cu 當(dāng)負(fù)極材料不與電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)時，正極則是電解質(zhì)中的O2 反正還原反應(yīng) 當(dāng)電解液為中性或者堿性時， H2O 參加反應(yīng)，且產(chǎn)物必為 OH-,

5、 如氫氧燃料電池（ KOH電解質(zhì)） O2+2H2O+4e=4OH- 當(dāng)電解液為酸性時， H+參加反應(yīng)，產(chǎn)物為 H2O 如氫氧燃料電池（ KOH電解質(zhì)） O 2+4O2+4e=2H2O四常見的原電池1.銀鋅電池： （負(fù)極Zn、正極 -Ag2O、電解液 NaOH ） 負(fù)極 ： Zn+2OH2e-= Zn（OH）2 （氧化反應(yīng) ） 正極 ：Ag2O + H2O + 2e-= 2Ag + 2 OH （還原反應(yīng) ） 化學(xué)方程式Zn + Ag2O + H2O= Zn（OH）2 + 2Ag2.鋁空氣海水（負(fù)極 -鋁、正極-石墨、鉑網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料、 電解液 -海水） 負(fù)極 ： 4Al12e=4Al3+

6、（氧化反應(yīng) ） 正極 ： 3O2+6H2O+12e=12OH （還原反應(yīng) ）總反應(yīng)式為： 4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3 （鉑網(wǎng)增大與氧氣的接觸面） 海洋燈標(biāo)電池3. 鎂 -鋁電池 （ 負(fù)極 -Al、正極 -Mg 電解液 KOH）負(fù)極 （Al）： 2Al + 8 OH- 6e- 2AlO2+4H2O （氧化反應(yīng) ）正極 （Mg）： 6H2O + 6e- 3H2 +6OH （還原反應(yīng) ）化學(xué)方程式： 2Al + 2OH + 2H2O 2AlO2 + 3H24. 堿性鋅錳干電池： （負(fù)極 Zn、正極 C、 電解液 KOH 、MnO2 的糊狀物） 負(fù)極： Zn + 2OH 2e-= Zn

7、（OH）2 （氧化反應(yīng) ）正極： 2MnO 2 + 2H2O + 2e-=2MnOOH +2 OH （還原反應(yīng) ）化學(xué)方程式 Zn +2MnO2 +2H2O = Zn（OH）2 + MnOOH5.鉛蓄電池：（負(fù)極 Pb 正極 PbO2 電解液 濃硫酸）放電時負(fù)極：Pb2eSO42=PbSO4 （氧化反應(yīng) ）正極： PbO22e4H SO42=PbSO42H2O （還原反應(yīng) ）充電時陰極：PbSO4 + 2H+ 2e-= Pb+H2SO4 （還原反應(yīng) ）陽極：PbSO4 + 2H2O 2e-= PbO2 + H2SO4 + 2H+ （氧化反應(yīng) ）總化學(xué)方程式放電PbPbO2 + 2H2SO4 充

8、放電電2PbSO4+2H2O6.鎳-鎘電池 （負(fù)極 -Cd 、正極 NiOOH、電解質(zhì)溶液為 KOH 溶液）Ni（OH）2+Cd（OH）2放電時負(fù)極：正極：Cd 2e+ 2 OH = Cd（OH）2 （氧化反應(yīng) ）2NiOOH + 2e+ 2H2O = 2Ni（OH）2+ 2OH （還原反應(yīng)）充電時陰極：Cd（OH）2+ 2e = Cd + 2 OH （ 還原反應(yīng) ）陽極：2 Ni（OH）22e+2 OH = 2NiOOH + 2H2O （氧化反應(yīng) ）放電總化學(xué)方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O 放充電電 Cd（OH）2 + 2Ni（OH）27. 氫氧燃料電池電解質(zhì)是 KOH溶液 （

9、堿性或中性電解質(zhì)）負(fù)極： H2 2e- + 2OH = 2H2O （氧化反應(yīng) ）正極： O2 + H2O + 4e- = 4OH（還原反應(yīng) ）總反應(yīng)方程式2H2 + O2 = 2H2O電解質(zhì)是 H2SO4 溶液（酸性電解質(zhì)）負(fù)極： H2 2e- = 2H+ （氧化反應(yīng) ）正極： O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O （還原反應(yīng) ） 總反應(yīng)方程式2H2 + O2 = 2H2O注意 1.堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無H+2.酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無OH-8. 甲醇燃料電池 （鉑為兩極、電解液 KOH 溶液）正極： 3O2 + 12e- + 6H20= 12OH- （還原反應(yīng) ）負(fù)極： 2C

10、H3OH 12e- + 16OH = 2CO32- +12H2O （氧化反應(yīng) ） 總反應(yīng)方程式2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O9. CO燃料電池 （鉑為兩極、 Li2CO3和 Na2CO3的熔融鹽作電解質(zhì)， CO為負(fù)極燃?xì)猓?空氣與 CO2的混合氣為正極助燃?xì)猓┱龢O： O2 4e- 2CO2 2CO32- （還原反應(yīng) ）負(fù)極： 2CO 2CO32- 4e- =4CO2 （氧化反應(yīng) ） 總反應(yīng)方程式均為： 2CO O2 2CO210. 肼燃料電池 （鉑為兩極、電解液 KOH 溶液） 正極： O2 + 2H2O + 4e- = 4OH （還原反應(yīng) ） 負(fù)極：

11、N2H4 + 4OH - 4e- = N2 + 4H2O （氧化反應(yīng) ） 總反應(yīng)方程式N2H4 + O2= N2 + 2H2O11. 甲烷燃料電池 （鉑為兩極、電解液 KOH溶液） 正極： 2O2 + 2H2O + 8e- = 8 OH （還原反應(yīng) ） 負(fù)極： CH4 + 10OH- 8e- = CO32- + 7H2O （氧化反應(yīng) ） 總反應(yīng)方程式CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O12. 丙烷燃料電池（ 鉑為兩極、正極通入 O2和 CO2、負(fù)極通入丙烷、電解液有三種） 電解質(zhì)是熔融碳酸鹽（ K2CO3 或Na2CO3）正極 ： 5O2 + 20e- + 10CO2

12、= 10CO32- （還原反應(yīng) ）負(fù)極 ： C3H8 - 20e-+ 10CO32- = 3CO2 + 4H2O （氧化反應(yīng) ） 總反應(yīng)方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O堿性電解質(zhì) （鉑為兩極、電解液 KOH溶液）正極 ： 5O2 + 20e- + 10H2O = 20OH （還原反應(yīng) ）負(fù)極 ： C3H8 - 20e-+ 26 OH = 3CO32- + 17H2O （氧化反應(yīng) ） 總反應(yīng)方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH = 3 K2CO3 + 7H2O五化學(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氧化劑接觸不純金屬，表面潮濕反應(yīng)過程氧化還原反應(yīng)

13、，不形成原電池。因原電池反應(yīng)而腐蝕有無電流無電流產(chǎn)生有電流產(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六吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別電化腐蝕類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正極反應(yīng)O2 + 4e - + 2H 2O = 4OH-2H+ + 2e - =H2負(fù)極反應(yīng)- 2+ Fe 2e =Fe- 2+ Fe 2e =Fe腐蝕作用是主要的腐蝕類型，具有廣泛性發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi)*金屬腐蝕的快慢的判斷在同一電解質(zhì)溶液中，電解原理引起的腐蝕>原電池原理>化學(xué)腐蝕>有效防腐措施的腐 蝕；七金屬的防護 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

14、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層。常見方式有：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作用的另一種金屬。電化學(xué)保護法 外加電源的陰極保護法 : 接上外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護的金屬作陰極。 犧牲陽極的陰極保護法：外加負(fù)極材料，構(gòu)成原電池，被保護的金屬作正極 * 防腐措施：外接電源的陰極保護法>犧牲陽極的陰極保護法>一般防護>無防護八電解池的陰陽極判斷：由外電源決定： 陽極：連電源的正極； 陰極：連電源的負(fù)極； 根據(jù)電極反應(yīng) : 氧化反應(yīng) 陽極 ；還原反應(yīng)陰極 根據(jù)陰陽離子移動方向：陰離子移向 陽極；陽離子移向

15、陰極， 根據(jù)電子幾點流方向： 電子流向 : 電源負(fù)極陰極；陽極電源正極 電流方向 : 電源正極陽極；陰極電源負(fù)極九. 電解時電極產(chǎn)物判斷：陽極： 如果電極為活潑電極， Ag以前的，則電極失電子，被氧化被溶解，Zn-2e -=Zn2+如果電極為惰性電極， C、Pt 、 Au、 Ti 等，則溶液中陰離子失電子， 4OH- 4e-= 2H2O+ O2 陰離子放電順序 S2->I ->Br->Cl->OH->含氧酸根 >F-陰極：（.陰極材料 （金屬或石墨 ）總是受到保護 ）根據(jù)電解質(zhì)中陽離子活動順序判斷， 陽 離子得電子順序 金屬活動順序表的反表 金屬活潑性越強，

16、則對應(yīng)陽離子的放電能力越 弱，既得電子能力越弱 :2+ 2+ 2+ 3+ +H+ （水） < Zn 2+ < Fe 2+ < H+ （酸） < Cu2+ < Fe 3+ < Ag+電解方程式的實例 （用惰性電極電解）電解質(zhì)溶 液陽極反應(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CuCl22Cl-2e -=Cl 22+ -Cu2+ +2e-= CuCuCl2= Cu +Cl 2HCl2Cl-2e -=Cl 2+-2H+2e-=H22HCl=H2+Cl 2酸性減弱Na2SO44OH- -4e -=2H2O+O2+-2H+2e-=H22H2O=2H2

17、+O2不變H2SO44OH- -4e -=2H2O+O2+-2H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水， 酸性增強NaOH4OH- -4e -=2H2O+O2+-2H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水， 堿性增強NaCl2Cl-2e -=Cl 2+-2H+2e-=H22NaCl+2H2O=H2+Cl 2 +2NaOHH+放電，堿性增強CuSO44OH- -4e -=2H2O+O2Cu2+ +2e-= Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4OH 放 電 , 酸性增 強十以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律：電解水型： 電解含氧酸，強堿，活潑金屬的含氧酸鹽（稀H2SO4、 N

18、aOH、 Na2SO4）陽極： 4OH- -4e - =2H2O+O2 陰極： 2H+2e- =H2總反應(yīng)： 2H2O= 2H2 + O 2，溶質(zhì)不變， 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） 。電解電解質(zhì) ：無氧酸、不活潑金屬的無氧酸鹽，如CuCl2 、 HCl- - 2+ - 陽極： 2Cl-2e-=Cl2陰極： Cu2+ +2e-= Cu電解總反應(yīng)： CuCl2=電=解= Cu +Cl 2放氫生成堿型 ：活潑金屬的無氧酸鹽 如 NaCl陽極： 2Cl-2e- =Cl2陰極： 2H+2e-=H2總反應(yīng)： 2NaCl+2H 2O=H2

19、+Cl 2+2NaOH 公式：電解質(zhì) +H2 O堿 + H2 +非金屬 放氧生酸型 ：不活潑金屬的含氧酸鹽，如CuSO4陽極： 4OH-4e -=2H2O+O2 2+ -陰極： Cu2+ +2e-= Cu總反應(yīng)： 2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2 +2H2SO4 公式：電解質(zhì) +H2 O酸 + O2 +金屬十一電解原理的應(yīng)用電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)） 反應(yīng)原理陽極： 2Cl - - 2e - = Cl 2陰極： 2H+ + 2e -= H2電解總反應(yīng)： 2NaCl+2H2O=H2+Cl 2+2NaOH 陽離子交換膜的作用：它只允許陽離子通過 而阻止陰離子和氣體通過。（2）制燒堿生產(chǎn)過程

20、（離子交換膜法）食鹽水的精制： 粗鹽（含泥沙、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42- 等）加入 NaOH溶液加入 BaCl2 溶液加入 Na2CO3溶液過濾加入鹽酸加入離圖 20-1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質(zhì)陰陽離子定向移 動，在兩極發(fā)生 氧化還原反應(yīng)陰陽離子自由移動，無明顯的化學(xué)變化用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金實例電解CuCl2 = CuCl22+CuCl2=Cu2+2Cl- 2+ 陽極 Cu 2e = Cu 陰極 Cu 2+2e- = Cu關(guān)系先電離后電解，電鍍是電解的應(yīng)用十二電解、電離和電鍍的區(qū)別子交換劑 （NaR）電解生產(chǎn)主要過程（見圖 20-1 ）：NaCl從陽極區(qū)加入， H2O從陰極區(qū)加入。陰極 H+ 放