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1、原电池与电解池一、原电池1. 构成原电池的条件：A. 活泼性不同的两个电极活动性不同的金属或一种金属和一种非金属导体石墨，活泼金属为负极。两惰性电极石墨或Pt 等燃料电池电极。；B. 电解质溶液； C形成闭合电路； D自发氧化复原反响。2. 原电池的反响原理电子从负极流出，沿导线流回正极活动性不同的金属或一种金属和一种非金属导体石墨 负极：较活泼金属，失电子，化合价上升，发生氧化反响溶液中的阴离子向负极移动，电极质量减小。正极：不活泼金属或石墨等，得电子，化合价降低，发生复原反响。当负极材料能与电解液直接反响时，溶液中的阳离子得电子。例：溶液中假设有阳离子，应由金属阳离子先得电子，变成金属单质
2、，锌铜原电池中，电解液为HCl，正极H+得电子生成H 。2当负极材料不能与电解液反响时，溶解在电解液中的O 得电子。假设电解液呈酸性，O +4e-+4H+=2H O；假设222电解液呈中性或碱性，O +4e-+2H O=4OH-22推断正负极的依据：金属活动挨次表两惰性电极石墨或 Pt 等燃料电池电极 负极：可燃烧的气体正极：氧气3. 各种电池 碱性干电池Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH 铅蓄电池Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O, 请写出电极反响式。留意:PbSO4 是难溶物。 燃料电池8二、电解池1. 电解：使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化
3、复原反响的过程，叫做电解。2. 电解池的组成条件：直流电源两个电极电解质溶液或熔融电解质形成闭合回路 推断电解池两极的常用依据看电源与电池正极相连的是阳极，与负极相连的是阴极看电子方向、两极产物阳离子移向阴极，发生复原反响阴离子移向阳极，发生氧化反响3. 电解反响方程式：阴极：溶液中的阳离子向阴极移动，得电子，发生复原反响。阴极受保护。电镀原理 阳离子的放电挨次：金属活动挨次表的逆序Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag+留意： Ag+ Fe3+ Cu2+； Fe2+ H O Al3+2电镀时：H+浓度较小：H+ Zn2+ Fe2+ Pb2+ Cu2+阳极：溶液
4、中的阴离子向阴极移动，失电子，发生氧化反响。放电挨次： 活性电极(Ag 以前)，电极失电子A - ne-=A n+ 惰性电极(Pt、Au、石墨)，阴离子放电 S2IBrCl 电解硫酸铜溶液的电极反响式和总反响式阴极：2Cu 2+ + 4e- = 2CuOH阳极：4OH- - 4e- = 2H O + O 22 =H+222Cu+ + 2HO通电2Cu + + + O 写出以碳棒作电极电解饱和氯化钠溶液的电极反响式阳极 (C)： 2Cl 2eCl2阴极 (C)：2H+ +2e H2 写出以铜棒作电极电解氯化铜溶液的电极反响式阳极 (Cu)： Cu 2eCu2+阴极 (Cu)： Cu2+ +2e
5、Cu4. 电解原理的应用a. 铜的电解精炼粗铜含的杂质: Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等粗铜的精炼粗铜做阳极，纯铜做阴极，CuSO4溶液做电解液(3) 电极反响式(4) 阳极上比铜不活泼的金属，沉积于阳极底部，成为阳极泥，可以提炼金、银等贵重金属b. 电镀概念：应用电解原理在某些金属外表镀上一层其它金属或合金的过程。电镀池形成条件镀件作阴极镀层金属作阳极含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液电镀的特点电镀液的组成及酸碱性根本保持不变原电池和电解池1. 原电池和电解池的比较：装置原电池电解池实例原理 形成条件使氧化复原反响中电子作定向移动，从而形成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。电极：
6、两种不同的导体相连；电解质溶液：能与电极反响。使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化复原反响的过程叫做电解。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。电源； 电极惰性或非惰性；电解质水溶液或熔化态。反响类型 自发的氧化复原反响由电极本身性质打算：电极名称 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。非自发的氧化复原反响由外电源打算：阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极；电极反响负极：Zn-2e-=Zn2+氧化反响正极：2H+2e-=H 复原反响阴极：Cu2+ +2e- = Cu复原反响阳极：2Cl-2e-=Cl 氧化反响2电子流向 负极正极电流方向 正极负极能量转化 化学
7、能电能抗金属的电化腐蚀；应用有用电池。2电源负极阴极；阳极电源正极电源正极阳极；阴极电源负极电能化学能电解食盐水氯碱工业；电镀镀铜；电冶冶炼 Na、Mg、Al；精炼精铜。2. 化学腐蚀和电化腐蚀的区分化学腐蚀电化腐蚀一般条件反响过程有无电流反响速率结果金属直接和强氧化剂接触氧化复原反响，不形成原电池。无电流产生使金属腐蚀不纯金属，外表潮湿因原电池反响而腐蚀有电流产生电化腐蚀化学腐蚀使较活泼的金属腐蚀3. 吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区分电化腐蚀类型条件 正极反响负极反响腐蚀作用吸氧腐蚀水膜酸性很弱或呈中性析氢腐蚀水膜酸性较强O + 4e- + 2H O = 4OH-22Fe 2e-=Fe2+2H+ +
8、 2e-=H 是主要的腐蚀类型，具有广泛性2Fe 2e-=Fe2+发生在某些局部区域内4. 电解、电离和电镀的区分电解条件受直流电作用阴阳离子定向移动，在实质两极发生氧化复原反响电离受热或水分子作用阴阳离子自由移动，无明显的化学变化电镀受直流电作用用电解的方法在金属外表镀上一层金属或合金实例CuCl电解2 =CuClCuCl =Cu+2Cl2+22阳极 Cu 2e- = Cu2+阴极 Cu2+2e- = Cu关系先电离后电解，电镀是电解的应用5. 电镀铜、精炼铜比较电镀铜精炼铜形成条件电极反响溶液变化镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必需含有镀层金属的离子阳极 Cu 2e- = Cu2+ 阴极
9、 Cu2+2e- = Cu 电镀液的浓度不变粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO4 溶液作电解液阳极：Zn - 2e- = Zn2+Cu - 2e- = Cu2+ 等阴极：Cu2+ + 2e- = Cu溶液中溶质浓度减小电解质溶液阳极反响式阴极反响式总反响方程式条件：电解溶液酸碱性变化222222222222NaCl2Cl-2e-=Cl 2H+2e-=H 2NaCl+2H O=H +Cl 22222+2NaOHH+放电，碱性增加CuSO4OH-4e-=2H O+O Cu2+ +2e-= Cu2CuSO +2H O=2Cu+ O 422422+2H SOOH 放电,酸性增加246. 电解方程式的
10、实例用惰性电极电解：CuCl22Cl-2e-=Cl 2Cu2+ +2e-= CuCuCl = Cu +Cl 22HCl2Cl-2e-=Cl 22H+2e-=H 22HCl=H +Cl 22酸性减弱Na SO24H SO244OH-4e-=2H O+O 224OH-4e-=2H O+O 222H+2e-=H 22H+2e-=H 22H O=2H +O 2H O=2H +O 不变消耗水，酸性增加NaOH4OH-4e-=2H O+O 2H+2e-=H 2H O=2H +O 消耗水，碱性增加考点讲解1. 电化腐蚀：发生原电池反响，有电流产生（1） 吸氧腐蚀负极：Fe2e-=Fe2+正极：O +4e-+
11、2H O=4OH-22总式：2Fe+O +2H O=2Fe(OH)2224Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH)2Fe(OH) =Fe O +3H O22233232（2） 析氢腐蚀： CO +H OH COH+HCO -22233负极：Fe 2e-=Fe2+正极：2H+ + 2e-=H 2总式：Fe + 2CO + 2H O = Fe(HCO ) + H 223 22Fe(HCO ) 水解、空气氧化、风吹日晒得 Fe O 。3 2232. 金属的防护转变金属的内部组织构造。合金钢中含有合金元素，使组织构造发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。在金属外表 掩盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或
12、掩盖搪瓷、塑料等；使外表生成致密氧化膜；在外表镀一层有自我保护 作用的另一种金属。电化学保护法外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。牺牲阳极的阴极保护法：外加 负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极3。常见有用电池的种类和特点干电池属于一次电池构造：锌筒、填满 MnO 的石墨、溶有 NH Cl 的糊状物。24电极反响 负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2NH +2e-=2NH +H432NH 和H 被 Zn2、MnO吸取： MnO +H =MnO+H O,Zn24NH=Zn(NH ) 232222233 4铅蓄电池属于二次电池、可充电电池 构造：铅板、填满 P
13、bO 的铅板、稀H SO 。224A.放电反响 负极： Pb-2e-+ SO 2- = PbSO44正极： PbO +2e-+4H+ + SO 2- = PbSO + 2H O2442B.充电反响 阴极：PbSO +2e-= Pb+ SO 2-44阳极：PbSO -2e- + 2H O = PbO +4H+ + SO 2-4224放电充电总式：Pb + PbO+ 2H SO=2PbSO + 2H O22442留意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。电极名称看电子得失，电极反响式的书写要 求与离子方程式一样，且加起来应与总反响式一样。锂电池 构造：锂、石墨、固态碘作电解质。
14、 极反响负极： 2Li-2e-= 2Li+正极： I +2e- = 2I-总式：2Li + I = 2LiI22A.氢氧燃料电池 构造：石墨、石墨、KOH 溶液。电极反响负极： H- 2e-+ 2OH- = 2H O22正极： O + 4e- + 2H O = 4OH-总式：2H +O =2H O22222反响过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流留意：复原剂在负极上反响，氧化剂在正极上反响。书写电极反响式时必需考虑介质参与反响先常规后深入。假设相互反响的物质是溶液，则需要盐桥内装 KCl 的琼脂， 形成闭合回路。B铝、空气燃料电池 以铝空气海水电池为能源的型海水标志灯已研制成功。这种灯
15、以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出刺眼的 闪光，其能量比干电池高 2050 倍。电极反响：铝是负极4Al-12e-= 4Al3+；石墨是正极 3O +6H O+12e-=12OH-224. 电解反响中反响物的推断放电挨次阴极 A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。B.阳离子得电子挨次 金属活动挨次表的反表：K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ Cu2+ Hg2+ Ag+阳极 A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti 等)时：阴离子失电子：S2- I- Br
16、- Cl- OH- NO - 等含氧酸根离子 F-3B.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。5. 电解反响方程式的书写步骤：分析电解质溶液中存在的离子；分析离子的放电挨次；确定电极、写出电极反响式；写出电解方程式。如：电解解 NaCl 溶液：2NaCl+2HO =H+Cl+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反响，PH 增大222电解 CuSO溶液：2CuSO+ 2H电解O=2Cu + O+ 2H SO溶质、溶剂均发生电解反响， PH 减小。442224电解 CuCl溶液：CuCl电解= CuCl222电解电解盐酸： 2HCl = HCl 溶剂不变，实际上是电解溶质，PH 增大。
17、22电解稀HSO 、NaOH 溶液、Na SO溶液：2H电解O= 2H + O，溶质不变，实际上是电解水，PH 分别减小、2424222增大、不变。酸、碱、盐的参与增加了溶液导电性,从而加快电解速率不是起催化作用。电解电解熔融 NaOH: 4NaOH =4Na + O + H O22用铜电极电解 Na SO溶液:Cu +2H电解O= Cu(OH)+ H 留意：不是电解水。242226. 电解液的 PH 变化:依据电解产物推断。口诀：“有氢生成碱，有氧生成酸；都有浓度大,都无浓度小”。“浓度大”、 “浓度小”是指溶质的浓度7. 使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物气体或沉淀恰好完全反响，
18、再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如：NaCl 溶液：通 HCl气体不能加盐酸；AgNO 溶液：加Ag O 固体不能加AgOH；CuCl 溶液：加CuCl 固体；KNO溶液： 加32223H O；CuSO 溶液：CuO不能加 Cu O、Cu(OH) 、Cu (OH) CO 等。24222238. 电解原理的应用A、电解饱和食盐水氯碱工业反响原理阳极： 2Cl- - 2e-=Cl 2阴极： 2H+ + 2e-= H 2电解总反响：2NaCl+2HO=H+Cl+2NaOH222设备 阳离子交换膜电解槽组成：阳极Ti、阴极Fe阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子通过而阻挡阴离子和气体通过。制烧碱生产
19、过程 离子交换膜法图 20-1食盐水的精制：粗盐含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42- 等参与NaOH 溶液参与 BaCl 溶液参与 Na CO溶液过滤参与盐酸参与离子交换剂(NaR)223电解生产主要过程见图20-1：NaCl 从阳极区参与，H O 从阴极区参与。阴极 H+ 放电，破坏了水的电离2平衡，使 OH-浓度增大，OH-和 Na+形成 NaOH 溶液。B、电解冶炼铝原料：A、冰晶石：Na AlF =3Na+AlF 3-366NaOH 过滤CO2 过滤B、氧化铝： 铝土矿 NaAlOAl(OH)Al O 原理阳极2O22 4e- =O 2323阴极Al3+3e- =Al电解总
20、反响：4Al3+6O2=4Al+3O 2 设备：电解槽阳极C、阴极 Fe 由于阳极材料不断地与生成的氧气反响：C+O2C、电镀：用电解的方法在金属外表镀上一层金属或合金的过程。镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必需含有镀层金属的离子。电镀锌原理： 阳极 Zn2e = Zn2+阴极 Zn2+2e=Zn- CO+CO ，故需定时补充。2电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。在电镀把握的条件下，水电离出来的H+和 OH一般不起反响。电镀液中加氨水或 NaCN 的缘由：使 Zn2+离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、光亮。D、电解冶炼活泼金属 Na、Mg、Al 等。E、电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液含有 Cu2+。铜前金属先反响但不析出，铜后金属不反响，形成 “阳极泥”。