高中化學(xué)原電池和電解池全面總結(jié)超全版

1、高 中 化琴解池全面總結(jié)超全版公司內(nèi)部編號(hào)：(good-tmmt-mMut-uUpty-uuyy-dtti-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)?電能的裝置叫做原電池。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?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)。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

2、； 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； 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-二H"（還原反應(yīng)）陰極：Cu-' +2e- = Cu （還原反應(yīng)）陽(yáng)極：2Cr-2e=Cl2 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f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

3、和強(qiáng)氧化劑接觸不純金屬，表面潮濕反應(yīng)過(guò)程氧化還原反應(yīng)，不形成原電 池。因原電池反應(yīng)而腐蝕有無(wú)電流無(wú)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3.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(qiáng)正極反應(yīng)0： + 4e- + 2H2。= 40H-2H+ + 2e-=H2 t負(fù)極反應(yīng)Fe - 2e'=Fe"*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)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)離子定向移 動(dòng)，在兩

4、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CuCL 奧維 Cu+ CLCuC12=Cu2+2C1 -陽(yáng)極 Cu 2e- = Cu-'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， CuS04溶液作電解液電極反應(yīng)陽(yáng)極 Cu 2e = Cu-' 陰極 Cu:+2e- = Cu陽(yáng)極：Zn - 2e = Zn-' Cu _ 2e'=Cu2'等陰極：Cu2&

5、#39; + 2e = Cu溶液變化電鍍液的濃度不變?nèi)芤褐腥苜|(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CuCl：2Cr-2e=Cl2 tCu2' +2e"= CuCuCl：= Cu +C1： tHC12Cr-2e=Cl= t2H+2e=H2 t2HC1 二壓 t +C12 t酸性減弱NazSO.401-4,=2H2+0= t2H'+2e=H2 t2H20=24 t +0： t不變H2SO440H-4e=2H20+02 t2H'+2e=H2 t2H20=2H: t +0： t消耗水

6、，酸性 增強(qiáng)NaOH40H-4e=2H:0+0212H-+2e=H212H二0=2H2 t +0: t消耗水，堿性 增強(qiáng)NaCl2Cr-2e=Cl: t2H'+2e=H2 t2NaCl+2H20=H21 +C1：H 放電，堿性增t +2NaOH強(qiáng)CuSOi40H-4e=2H20+02 tCu2* +2e = Cu2CuSO,5+2H2O=2Cu+ 02 t +2H2sOiOH-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：Fe2e"=Fe-'正極：0什4屋+2H二0=40出總式：2Fe+0什2H2=2Fe(OH)：4Fe (O

7、H) z+0 二+2H2=4Fe (OH) 3 2Fe (OH) 3=FeQ+3H 2(2)析氫腐蝕：co2+h2oh:co3h+hco3',負(fù)極：Fe 2e'=Fe2'正極：2H. + 2e=H： t總式：Fe + 2cO2+ 2壓0 = Fe(HC03)2 + H： tFe(HCO)2水解、空氣氧化、風(fēng)吹日曬得FeG。2 .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

8、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)用電池的種類和特點(diǎn)干電池（屬于一次電池）結(jié)構(gòu)：鋅筒、填滿MrA的石墨、溶有NHC1的糊狀物。電極反串 負(fù)極：Zn-2e-二Zn"正極：2NHr+2e=2NH3+H2NH3 和壓被 Zn2+> MnO：吸收：MnO"壓二MnO+H。Zn2+ + 4NH3=Zn （NH3） ?+鉛蓄電池（屬于二次電池、可充電電池）立 負(fù)極：Pb-2e-+ SO J = PbSO,正極：PbO： +2e+4H' + SO：-二 PbS01

9、 + 2H2結(jié)構(gòu)：鉛板、填滿PIA的鉛板、稀H2s0,。A.放電反叔 負(fù)極：Pb-2e> SO.,2' = PbSO,陽(yáng)極:PbSO. -2e- + 2H2。= PbO： +4H+ + SOf總式：Pb + PbO2 + 2H2sCh 力春 2Pbs0； + 2H2O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) 負(fù)極：2Li-2e- = 2Li+正極：I2 +2e' = 2總式：2Li + I2 = 2LiIA.氫氧燃料電

10、池H2- 2e'+ 20H- = 2H2負(fù)極：正極:結(jié)構(gòu)：石墨、石墨、KOH溶液。02 + 4e + 2H2 = 40H-總式:2H2+02=2H20（反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有火焰，不是放出光和熱，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KC1的瓊脂， 形成閉合回路）。B.鋁、空氣燃料電池以鋁一空氣一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

11、比干電池高2050倍。電極反應(yīng)：鋁是負(fù)極 4Al-12e-= 4A13'；石墨是正極 3O2+6H2O+12 e-=l 2OH-4.電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷一一放電順序陰極A.陰極材料（金屬或石墨）總是受到保護(hù)。B.陽(yáng)離子得電子順序一金屬活動(dòng)順序表的反表：K+ <C< Na+ < Mg2- < A13X （H+） < Zn2+ < Fe* < Sr? < Pb2+ < CiT< Hg- < Ag'陽(yáng)極A.陽(yáng)極材料是惰性電極（C、Pt、Au、Ti等）時(shí)：陰離子失電子：s”> r> Br-> cr&g

12、t; 0H-> NO：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：解NaCl 溶液：2NaCl+2H2里維H"+C1"+2NaOH,溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，PH增大電解CuSO,溶液:2CuSO.t + 2H二0里鯉2Cu + 02 t + 2H2s0,溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生 電解反應(yīng)，PH減小。電解CuCL溶液：CuCl二里維Cu+Ch t電解鹽酸：2HC1里維H2 t +C12 t溶劑不變，實(shí)際上是電解溶

13、質(zhì)，PH增大。電解稀H2so八NaOH溶液、Na2s0溶液:2H2型維2H2 f + 0",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）。（5）電解熔融 NaOH: 4NaOH 里維4Na + 021 + H20 t用銅電極電解NeSO,溶液：Cu +2H2史維Cu（OH）2 + H2 t（注意：不是電解水。）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

14、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HC1氣體（不能加鹽酸）；AgNOs溶液:力口 Ag,O 固體（不能加AgOH）；CuCL溶液:加CuCL固體；KNOs溶液:加壓0； CuSOi溶液：CuO （不能力口 CuQ、Cu（OH）2> Cu2（OH）:CO3）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：2C1- - 2e= Cl2t陰極：2H+ + 2e= H2 t粗鹽稀食ifc水希覿的和一NaCl溶液NaOH溶液OH-心。（含少量NaOH）圖 20-1總反應(yīng)：2NaCl+2H2型鯉H" +C12 t +2NaO

15、H設(shè)備（陽(yáng)離子交換膜電解槽）組成：陽(yáng)極一行、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、C/、M廣、Fe"、S042-等）一加入NaOH溶液一 加入BaCL溶液一加入NaO）3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20T ） ： NaCl從陽(yáng)極區(qū)加入，壓0從陰極區(qū)加入。陰 極H+放電，破壞了水的電離平衡，使01濃度增大，0丁和Na.形成NaOH溶液。B、電解冶煉鋁原料：（A）、冰晶石：Na3AlFs=3Na+AlF63'（B）、氧化鋁：鋁土礦 卷翳NaAlO： 端前 A1（OH）3 - Al：03 （2）原" 陽(yáng)極 20" - 4e- =02 t 陰極 Al3+3e- =A1總反應(yīng)：4A13+6O2 一比鯉 4A1+30" 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+0： - CO+CO：,故需定時(shí)補(bǔ)充。C、電鍍：用電解的方法在金