原電池和電解池知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

原電池和電解池知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1.原電池和電解池的比較:

裝置原電池電解池

,：5nCCttQj

H

實(shí)例

CuC12溶液

J_=_=_J

使氧化還原反應(yīng)中電子作定向移動(dòng)，從而使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起

形成電流。這種把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b氧化還原反應(yīng)的過程叫做電解。這種把電能

原理

置叫做原電池。轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池。

①電極：兩種不同的導(dǎo)體相連；

形成條②電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。①電源；②電極（惰性或非惰性）；

件③能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)③電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）。

④形成閉合回路

反應(yīng)類

自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)

型

由電極本身性質(zhì)決定：由外電源決定：

電極名

正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極；陽(yáng)極：連電源的正極；

稱

負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。陰極：連電源的負(fù)極；

電極反負(fù)極：Zn-2e=Zn2+（氧化反應(yīng)）陰極:Cu"+2e=Cu（還原反應(yīng)）

應(yīng)正極：2H'+2e「=H2t（還原反應(yīng)）陽(yáng)極：2cl-2e=Cbt（氧化反應(yīng)）

電子流

負(fù)極一正極電源負(fù)極一陰極；陽(yáng)極一電源正極

向

電流方

正極一負(fù)極電源正極-＞陽(yáng)極；陰極一電源負(fù)極

向

能量轉(zhuǎn)

化學(xué)能一電能電能一化學(xué)能

化

①①抗金屬的電化腐蝕；①電解食鹽水（氯堿工業(yè)）；②電鍍（鍍銅）；

應(yīng)用

②實(shí)用電池。③電冶（冶煉Na、Mg、Al）；④精煉（精銅）。

2原電池正負(fù)極的判斷：

⑴根據(jù)電極材料判斷：活潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的或者非金屬為正

極。

⑵根據(jù)電子或者電流的流動(dòng)方向：電子流向：負(fù)極一正極。電流方向：正極一負(fù)

極。

⑶根據(jù)電極變化判斷：氧化反應(yīng)一負(fù)極；還原反應(yīng)一正極。

⑷根據(jù)現(xiàn)象判斷：電極溶解一負(fù)極；電極重量增加或者有氣泡生成f正極。

⑸根據(jù)電解液內(nèi)離子移動(dòng)的方向判斷：陰離子一移向負(fù)極；氧離子一移向正極。

3電極反應(yīng)式的書寫：

負(fù)極：⑴負(fù)極材料本身被氧化：

①如果負(fù)極金屬生成的陽(yáng)離子與電解液成分不反應(yīng)，則為最簡(jiǎn)單的：M-ne=Mn

如：Zn-2e'=Zn'"

②如果陽(yáng)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+SO,2-2e=PbSO,

⑵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，

2

如燃料電池CH「（）2（C作電極）電解液為KOH：負(fù)極：CH.+100H-8e=C03-+7H20

正極：⑴當(dāng)負(fù)極材料能自發(fā)的與電解液反應(yīng)時(shí)，正極則是電解質(zhì)溶液中的微粒的

反應(yīng)，

H2s04電解質(zhì)，如2H*+2e=H?CuSO」電解質(zhì)：Cu2+2e=Cu

⑵當(dāng)負(fù)極材料不與電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)時(shí)，正極則是電解質(zhì)中的0?反正還

原反應(yīng)

①當(dāng)電解液為中性或者堿性時(shí)，比0比參加反應(yīng)，且產(chǎn)物必為0H,

如氫氧燃料電池（KOH電解質(zhì)）02+2H20+4e=40H^

②當(dāng)電解液為酸性時(shí)，印比參加反應(yīng)，產(chǎn)物為H202+402+4e=2H20

4.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，表面潮濕

反應(yīng)過程氧化還原反應(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

5.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)02+4e+2H20==40H2H++2e==H21

負(fù)極反應(yīng)Fe-2e==Fe21Fe—2e==Fe"

腐蝕作用是主要的腐蝕類型，具有廣發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi)

泛性

考點(diǎn)解說

6.金屬的防護(hù)

⑴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。⑵在金屬表面覆蓋保護(hù)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(hù)作用的另一種金屬。⑶電化學(xué)保護(hù)法

①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。②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

70常見實(shí)用電池的種類和特點(diǎn)

⑴干電池（屬于一次電池）

①結(jié)構(gòu)：鋅筒、填滿MnO?的石墨、溶有NHC1的糊狀物。酸性電解質(zhì)：

②電極反?負(fù)極：Zn-2e三Zn，

正極:2NH；+2e-=2NH3+H2

2+2+

NH:i和H2被Zn>MnO2吸收：Mn02+H2=Mn0+H20,Zn+4NH:!=Zn（NH；i）產(chǎn)

堿性電解質(zhì)：（KOH電解質(zhì)）

電極反耳負(fù)極：Zn+2OH-2e=Zn（OH）2

正極：2MnO?+2HQ+2e.=2Mn00H+Zn（0H）2

Zn+MnO2+2H2O=2Mn00H+Zn（0H）2

⑵鉛蓄電池（屬于二次電池、可充電電池）

①結(jié)構(gòu)：鉛板、填滿PbO?的鉛板、稀H2s0”。

2

②A.放電反弓負(fù)極：Pb-2e+S04-=PbSO.,原電池正極：

PbO,+2e+4H'+SO產(chǎn)=PbSO4+2H20

B.充電反個(gè)陰極：Pb｛Q,+2e=Pb+SO/電解池

2

陽(yáng)極:PbSO4-2e+2H20=Pb02+4H++SO.,

總式：Pb+PbO2+2H2soi餐窗2PbS04+2H20

注意：放電和充電是完全相反的過程，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)式的書寫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。

⑶鋰電池

①結(jié)構(gòu)：鋰、石墨、固態(tài)碘作電解質(zhì)。

②A電極反可負(fù)極：2Li-2e=2Li+

正極：I2+2e=21

總式：2Li+I2=2LiI

BMnOz做正極時(shí)：

｛負(fù)極：2Li-2e=2Li+

-

正極:Mn02+e=MnO2

總Li+MnO2=LiMnO2

鋰電池優(yōu)點(diǎn)：體積小，無(wú)電解液滲漏，電壓隨放電時(shí)間緩慢下降，應(yīng)用：心臟起搏器，手機(jī)

電池，電腦電池。

⑷A.氫氧燃料電池

①結(jié)構(gòu)：石墨、石墨、KOH溶液。

②電極反應(yīng)｛負(fù)極：H2-2e+20H-=2HQ

正極：+4e+2H2O=40H總式：2H2+02=2H20

（反應(yīng)過程中沒有火焰，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)。書寫電極反應(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，其能量比干電池高20?50倍。

電極反應(yīng)：鋁是負(fù)極4Al-12e==4A1”；

石墨是正極3O2+6HzO+12e==120H

8.電解池的陰陽(yáng)極判斷：

⑴由外電源決定：陽(yáng)極：連電源的正極；陰極：連電源的負(fù)極；

⑵根據(jù)電極反應(yīng)：氧化反應(yīng)陽(yáng)極；還原反應(yīng)一陰極

⑶根據(jù)陰陽(yáng)離子移動(dòng)方向：陰離子移向一陽(yáng)極；陽(yáng)離子移向一陰極，

⑷根據(jù)電子幾點(diǎn)流方向：電子流向：電源負(fù)極一陰極；陽(yáng)極~電源正極

電流方向：電源正極一陽(yáng)極；陰極一電源負(fù)極

9.電解時(shí)電極產(chǎn)物判斷：

⑴陽(yáng)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=Zrr

如果電極為惰性電極，C、Pt、Au、Ti等，則溶液中陰離子失電子，40H-4e=

2H2O+02

陰離子放電順序S2>I>Br>C1>OH>含氧酸根汗

⑵陰極：（.陰極材料（金屬或石墨）總是受到保護(hù)）根據(jù)電解質(zhì)中陽(yáng)離子活動(dòng)順序判斷，陽(yáng)離

子得電子順序一金屬活動(dòng)順序表的反表金屬活潑性越強(qiáng)，則對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子的放電能力越弱，

既得電子能力越弱。

K+<Ca24<Na+<Mg2+<A13X（H+）<Zn2+<Fe2+<Sn24<Pb2+<Cu2+<Hg2+<Ag'

10.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

陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，陰陽(yáng)離子自由移動(dòng)，無(wú)用電解的方法在金屬表面鍍上一

實(shí)質(zhì)在兩極發(fā)生氧化還明顯的化學(xué)變化層金屬或合金

原反應(yīng)

陽(yáng)極Cu-2e-=Cu2+

CuCL更解Cu+Cl2+

實(shí)例2CUC12==CU+2C1~

陰極Cu2++2e-=Cu

關(guān)系先電離后電解，電鍍是電解的應(yīng)用

11.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，粗銅金屬作陽(yáng)極，精銅作陰極，CuS04

電鍍液必須含有鍍層金屬的離子溶液作電解液

陽(yáng)極：Zn-2e=Zn2+Cu-2e=

陽(yáng)極Cu-2e=Cu"

電極反應(yīng)Cu2+等

陰極Cu2++2e=Cu

陰極：Cu21+2e=Cu

溶液變化電鍍液的濃度不變?nèi)芤褐腥苜|(zhì)濃度減小

12.電解方程式的實(shí)例（用惰性電極電解）:

總反應(yīng)方程式溶液酸堿性變

電解質(zhì)溶液陽(yáng)極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式

（條件：電解）化

Cu2++2e=Cu—

CuCl22Cl-2e=Cl2fCuCl2=Cu+C12f

+

HCl2Cl-2e=C12t2H+2e=H2t2HC1=H，t+C12t酸性減弱

+

Na2SO440H-4e^2H20+02t2H+2e=H212H,0=2H2f+02t不變

40H-4e=2H0+0t2H++2e=H12HO=2Hf+01

H2SO4222222消耗水，酸性增

強(qiáng)

NaOH40H-4e=2H20+0,t2H'+2e=H,t2H20=2H21+021消耗水，堿性增

強(qiáng)

2NaCl+2H20=H21+C12用放電，堿性增

+

NaCl2Cl-2e=Cl2t2H+2e=H2t

t+2NaOH強(qiáng)

2CUSO4+2H2O=2CU+OHi放電，酸性

Cu2++2e=Cu

CuSO440H-4e=2H20+02t

021+2H2soi增強(qiáng)

13,以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律：

⑴電解水型：電解含氧酸，強(qiáng)堿，活潑金屬的含氧酸鹽，如稀FLSOi、NaOH溶液、N&SO,溶

液：

陽(yáng)極：40H-4e=2H20+021陰極：2H*+2e=H2f總反應(yīng):2H2。里解2H2t+021,

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）。

⑵電解電解質(zhì)：無(wú)氧酸（HF除外）、不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽，如CuCk

陽(yáng)極:2Cr-2e-=Cl21陰極:Cu"+2e=Cu總反應(yīng)：CuCl2=Cu+C121

⑶放氫生成堿型：活潑金屬的無(wú)氧酸鹽（F化物除外）如NaCl

陽(yáng)極：2cl-2e=C12t陰極：2H'+2e=H2t總反應(yīng)：

2NaCl+2H20=H21+C12f+2NaOH

公式：電解質(zhì)+H20f堿+H2t+非金屬

⑷放氧省酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽，如CuSO」

2+

陽(yáng)極：40H-4e=2H20+02t陰極：Cu+2e=Cu總反應(yīng)：2CuS01+2HzO=2Cu+

02t+2H2S0,

公式：電解質(zhì)+H20f酸+02t+金屬

解NaCl溶液：2NaCl+2H0更解H2t+C1t+2NaOH,

22溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，PH

增大

8.電解原理的應(yīng)用

A、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）

t

⑴反應(yīng)原理

粗鹽稀食鹽水

.陽(yáng)極:2Cr-2e==Cl,t—?NaOH溶液

陰極：2H++2e==H21總反應(yīng):

精制飽和_<—電。（含少量

NaCl溶液OH-

2N