原電池形成三條件.doc

一原電池與電解池的比較分類原電池電解池定義化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置形成條件活潑性不同的兩個電極電解質(zhì)溶液形成閉合回路外加直流電源，形成回路電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)） 有電極電極名稱負極 正極陽極 陰極反應(yīng)類型氧化 還原氧化還原外電路電子流向負極流出、正極流入 陽極流出、陰極流入離子移動方向陽離子流向正極，陰離子流向負極陽離子流向陰極，陰離子流向陽極電流流向內(nèi)部負極流向正極陽極流向陰極外部正極流向負極負極流向正極二原電池的原理（1） 相對活潑金屬作負極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng).（2） 相對不活潑金屬（或碳）作正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)（3） 導(dǎo)線中（接觸）有電流通過，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苋姵?，電解池的判?1)先分析有無外接電源，有外接電源的為電解池，無外接電源的可能為原電池；然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷，主要是“四看”：看電極兩極為導(dǎo)體且存在活潑性差異(燃料電池的電極一般為惰性電極)，看溶液兩極插入溶液中，看回路形成閉合回路或兩極直接接觸，看本質(zhì)有無氧化還原反應(yīng)發(fā)生。(2)多池相連，但無外接電源時，兩極活潑性差異最大的一池為原電池，其他各池可看做電解池。四原電池正、負極的確定(1)由兩極的相對活潑性確定：相對活潑性較強的金屬為負極，相對活潑性較差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘贋檎龢O。一般，負極材料與電解質(zhì)溶液要能發(fā)生反應(yīng)，如：MgAlHCl溶液構(gòu)成的原電池中，負極為Mg；但MgAlNaOH溶液構(gòu)成的原電池中，負極為Al。(2)根據(jù)在兩電極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的化合價的升降情況來判斷。如：甲醇燃燒電池，顧名思義，甲醇燃燒一般生成二氧化碳，則碳的價態(tài)升高，失電子。所以通入甲醇的電極為負極(3)由電極變化情況確定：某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，則此電極為負極；若某一電極上有氣體產(chǎn)生，電極的質(zhì)量不斷增加或不變，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，則此電極為正極，燃料電池除外。如：ZnCCuSO4溶液構(gòu)成的原電池中，C電極上會析出紫紅色固體物質(zhì)，則C為此原電池的正極。(4)根據(jù)某些顯色現(xiàn)象確定：一般可以根據(jù)電極附近顯色指示劑(石蕊、酚酞、濕潤的淀粉、高錳酸鉀溶液等)的變化情況來分析推斷該電極發(fā)生的反應(yīng)、化合價升降情況、是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)、是H+還是OH-或I-等放電，從而確定正、負極。(5)根據(jù)外電路中自由電子的運動方向規(guī)定：在外電路中電子流出的電極叫負極，電子流入的電極叫正極。(6)根據(jù)內(nèi)電路中自由離子的運動方向規(guī)定：在內(nèi)電路中陽離子移向的電極叫負極，陰離子移向的電極叫正極。五電極反應(yīng)式的書寫：加減法書寫電池反應(yīng)式歸納：電池總反應(yīng)：還原劑+氧化劑+介質(zhì)氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物+其他負極：還原劑ne-+介質(zhì)氧化產(chǎn)物(還原劑失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng))正極：氧化劑ne-介質(zhì)還原產(chǎn)物(氧化劑得到電子，發(fā)生還原反應(yīng))注意：兩個電極反應(yīng)式相加即得電池總反應(yīng)離子方程式，用電池總反應(yīng)離子方程式減去較簡單電極的反應(yīng)式即為較復(fù)雜電極的反應(yīng)式。原電池反應(yīng)式一般都可以用加、減法書寫。書寫時，無論是總反應(yīng)式還是電極反應(yīng)式都既要滿足電子轉(zhuǎn)移守恒、電荷守恒，又要滿足質(zhì)量守恒。六電解池1.電極的判斷及反應(yīng)的類型(1)看電源正、負極。若與電源負極相連，則為陰極。(2)看電極周圍元素價態(tài)的升降。若價態(tài)升高，則為陽極。注意：元素價態(tài)的升降的判斷很多時候是從各種實驗現(xiàn)象(如通過對氣體成分的描述來判斷)來推測反應(yīng)產(chǎn)物而得出的。(3)看電子的流向。若是電子流出的電極，剛為陰極。注意：一定不能根據(jù)兩極活潑性的相對大小判斷。(4)陽極：若為活性電極，則電極本身失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極：電極本身不反應(yīng)(不論是惰性電極還是活性電極)。溶液中陽離子在陰極獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。2電解時電極產(chǎn)物的判斷(1)陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極(金屬活動順序表Ag以前)作陽極則電極材料失電子，電極溶解。如果是惰性電極(Pt、Au、石墨)，則只看溶液中的離子的失電子能力，陰離子放電順序為：S2-I-Br-Cl-OH-(水)。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序(如下)進行判斷：Ag+Hg2+Fe3+(Fe2+)Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+)(水)記住幾句話：原電池：失高氧負（失電子，化合價升高，被氧化，是負極） 得低還正（得電子，化合價降低，被還原，是正極） 電子從負極通過外電路到正極電解池：氧陽還陰（失電子，被氧化，做陽極；得電子，被還原，做陰極）由于外加電場的作用，電解池中陽離子做定向移動，由陽極移動到陰極產(chǎn)生電流七分析電解應(yīng)用的主要方法和思路1、電解質(zhì)在通電前、通電后的關(guān)鍵點是：通電前：電解質(zhì)溶液的電離（它包括了電解質(zhì)的電離也包括了水的電離）。通電后：離子才有定向的移動（陰離子移向陽極，陽離子移向陰極）。2、在電解時離子的放電規(guī)律是：陽極：金屬陽極S2-I-Cl-OH-含氧酸根F-陰極：Ag+Fe3+Cu2+H+（濃）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+八金屬腐蝕：金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體（或液體）反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。金屬腐蝕的兩種類型：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕1.化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的干燥氣體（O2，CL2，SO2）或非電解質(zhì)液直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。影響因素：和接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)。2.電化學(xué)腐蝕：不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸，發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化。3.金屬的常見防護方法(1).在金屬表面覆蓋保護層a.涂礦物質(zhì)油脂、油漆或覆蓋搪瓷塑料.b.鍍抗蝕金屬電鍍、熱鍍、噴鍍法c.用化學(xué)方法使其表面形成一層致密氧化膜，如烤藍.(2).改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)而增強抗腐蝕能力，如制成不銹鋼.(3)電化學(xué)防護a.犧牲陽極保護法：形成原電池反應(yīng)時，讓被保護金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕.b.外加電流法：將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。 小結(jié)防腐蝕措施由好到差的順序為：外接電源的陰極保護法腐蝕犧牲陽極的陰極保護法防腐有一般防護條件的防腐無防護條件的防腐4.電化學(xué)腐蝕（析氫腐蝕，吸氧腐蝕的比較）分類析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強（弱酸）水膜酸性較弱或呈中性負極反應(yīng)Fe 2e = Fe2+2Fe 4e = 2 Fe2+正極反應(yīng)2H+ + 2e = H22H2O + O2 + 4e = 4OH-總反應(yīng)Fe + 2H+ = Fe2+ H22Fe+2H2O+O2= 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+ O2 = 4Fe(OH)32Fe(OH)3=(加熱)Fe2O3+3H2O5.化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較分類化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與非電解質(zhì)等直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化的過程較活潑金屬被氧化的過程相互關(guān)系化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害嚴重6. 電離與電解的比較分類電離電解條件電解質(zhì)溶于水或熔融狀態(tài)電解質(zhì)電離后再通直流電過程電解質(zhì)電離成自由移動的離子陰陽離子定向移動在兩極上放電特點只產(chǎn)生自由移動離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成新物質(zhì)例子CuCl2=Cu2+Cl-CuCl2=(電解)Cu+Cl2聯(lián)系電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上9 說明：強堿，含氧酸，活潑金屬的含氧酸鹽，用惰性電極電解時，實際上是電解H2O，溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)增大，濃度增大。電解產(chǎn)物的判斷要遵循陰陽離子的放電順序。電解后要恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的濃度，需要適量的某物質(zhì)，該物質(zhì)可以是陰極與陽極產(chǎn)物的化合物。十惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律類型電極反應(yīng)特點 實例電解物質(zhì)電解質(zhì)溶液濃度PH電解質(zhì)溶液復(fù)原 電解水型陰極：4H+ + 4e = 2H2陽極：4OH-4e= 2H2O+O2NaOH水增大增大水H2SO4水增大減小水Na2SO4水增大