原电池和电解池研究性学习报告docWord文档格式.docx

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合金钢中含有合金元素,使组织结构发生变化,耐腐蚀。

如:

不锈钢。

⑵在金属表面覆盖保护层。

常见方式有:

涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等;

使表面生成致密氧化膜;

在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。

⑶电化学保护法

  ①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。

②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。

常见实用电池的种类和特点

  ⑴干电池(属于一次电池)

  ①结构:

锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。

②电极反应负极:

Zn-2e-=Zn2+

2NH4++2e-=2NH3+H2+++

  NH3和H2被Zn2、MnO2吸收:

MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2+4NH3=Zn(NH3)42⑵铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)①结构:

铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。

  ②A.放电反应负极:

Pb-2e+SO42-=PbSO4

PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

  B.充电反应阴极:

PbSO4+2e-=Pb+SO42-

  阳极:

PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-总式:

Pb+PbO2+2H2SO4

  ===

  放电充电

  -

  2PbSO4+2H2O

  注意:

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,电极反应式的书写要求与离子方程式一样,且加起来应与总反应式相同。

  ⑶锂电池

  ①结构:

锂、石墨、固态碘作电解质。

2Li-2e-=2Li+

I2+2e-=2I-总式:

2Li+I2=2LiI

  ⑷A.氢氧燃料电池

石墨、石墨、KOH溶液。

  ②电极反应H2-2e-+2OH-=2H2O

O2+4e-+2H2O=4OH-总式:

2H2+O2=2H2O

  (反应过程中没有火焰,不是放出光和热,而是产生电流)注意:

还原剂在负极上反应,氧化剂在正极上反应。

书写电极反应式时必须考虑介质参加反应(先常规后深入)。

若相互反应的物质是溶液,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—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。

这种灯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,数分钟后就会发出耀眼的闪光,其能量比干电池高20~50倍。

电极反应:

铝是负极4Al-12e-==4Al3+;

  石墨是正极3O2+6H2O+12e-==12OH-

  4.电解反应中反应物的判断——放电顺序

  ⑴阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。

B.阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表:

  K+  阴离子失电子:

S2->I->Br->Cl->OH->NO3-等含氧酸根离子>F-B.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.电解反应方程式的书写步骤:

①分析电解质溶液中存在的离子;

②分析离子的放电顺序;

③确定电极、写出电极反应式;

④写出电解方程式。

  解NaCl溶液:

2NaCl+2H2O====H2↑+Cl2↑+2NaOH,溶质、溶剂均发生电解反应,PH增大

  ⑵电解CuSO4溶液:

2CuSO4+2H2O====2Cu+O2↑+2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应,PH减小。

⑶电解CuCl2溶液:

CuCl2====Cu+Cl2↑

  电解盐酸:

2HCl====H2↑+Cl2↑溶剂不变,实际上是电解溶质,PH增大。

  ⑷电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液:

2H2O====2H2↑+O2↑,溶质不变,实际上是电解水,PH分别减小、增大、不变。

酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率(不是起催化作用)。

  ⑸电解熔融NaOH:

4NaOH====4Na+O2↑+H2O↑

  电解

  电解

  ⑹用铜电极电解Na2SO4溶液:

Cu+2H2O====Cu(OH)2+H2↑(注意:

不是电解水。

  6.电解液的PH变化:

根据电解产物判断。

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)恰好完全反应,再将其化合物投入电解后的溶液中即可。

①NaCl溶液:

通HCl气体(不能加盐酸);

②AgNO3溶液:

加Ag2O固体(不能加AgOH);

③CuCl2溶液:

加CuCl2固体;

④KNO3溶液:

加H2O;

⑤CuSO4溶液:

CuO(不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3)等。

8.电解原理的应用

  A、电解饱和食盐水(氯碱工业)⑴反应原理

2Cl--2e-==Cl2↑阴极:

  2H++2e

  -==H2↑总反应:

2NaCl+2H2O====H2↑+Cl2↑+2NaOH

  ⑵设备(阳离子交换膜电解槽)

  ①组成:

阳极—Ti、阴极—Fe

  ②阳离子交换膜的作用:

它只允许阳离子通过而阻止阴离子

  和气体通过。

  ⑶制烧碱生产过程(离子交换膜法)①食盐水的精制:

粗盐(含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等)→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→过滤→加入盐酸→加入离子交换剂(NaR)②电解生产主要过程(见图20-1):

NaCl从阳极区加入,H2O从阴极区加入。

阴极H+放电,破坏了水的电离平衡,使OH-浓度增大,OH-和Na+形成NaOH溶液。

  B、电解冶炼铝⑴原料:

(A)、冰晶石:

Na3AlF6=3Na++AlF63-

  (B)、氧化铝:

铝土矿——→NaAlO2——→Al(OH)3—→Al2O3

  过滤

  NaOH

  CO2

  △

  ⑵原理阳极2O2-4e-=O2↑

  +

  阴极Al3+3e-=Al

  -

  总反应:

4Al3++6O2ˉ====4Al+3O2↑

  ⑶设备:

电解槽(阳极C、阴极Fe)因为阳极材料不断地与生成的氧气反应:

C+O2→CO+CO2,故需定时补充。

  C、电镀:

用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。

  ⑴镀层金属作阳极,镀件作阴极,电镀液必须含有镀层金属的离子。

电镀锌原理:

阳极Zn-2eˉ=Zn2+阴极Zn2++2eˉ=Zn

  ⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。

⑶在电镀控制的条件下,水电离出来的H+和OHˉ一般不起反应。

⑷电镀液中加氨水或NaCN的原因:

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+。

铜前金属先反应但不析出,铜后金属不反应,形成“阳极泥”。

篇二:

原电池和电解池全面总结(热点)

  2.化学腐蚀和电化腐蚀的区别5

  6

  4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O

(2)析氢腐蚀:

3。

②A.放电反应负极:

Pb-2e-+SO42-=PbSO4

PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-

4.电解反应中反应物的判断——放电顺序

电解盐酸:

  例1在理论上可用于设计成原电池的化学反应是()。

  A、2Al(s)+2NaOH(aq)+2H2O

(1)===2NaAlO2(aq)+3H2(g);

△H  B、Ba(OH)2·

8H2O(s)+2NH4Cl(s)===BaCl2(aq)+2NH3·

H2O

(1)+8H2O

(1);

△H>

0C、CaC2(s)+2H2O

(1)→Ca(OH)2(s)+C2H2(g);

△H0

  简析:

可用于设计成原电池的化学反应,必须是自发(通常表现为放热反应)的氧化还原反应,B、D为吸热反应,B、C为非氧化还原反应,故答案选A

  例3某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含Li+导电固体为电解质。

放电时的电池反应为:

Li+LiMn2O4==Li2Mn2O4。

下列说法正确的是()。

A.放电时,LiMn2O4发生氧化反应

  B.放电时,正极反应为:

Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4C.充电时,LiMn2O4发生氧化反应D.充电时,阳极反应为:

Li++e-==Li

放电时,原电池的负极(嵌入锂的碳材料)发生氧化反应,A错;

正极LiMn2O4发生还原反应,电极反应式为Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4,B对;

充电时,应当是Li2Mn2O4既发生氧化反应,又发生还原反应,C错;

充电时,Li++e-==Li反应为阴极的反应,D错

  【3】燃料电池是燃料(如CO,H2,CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置,电解质溶液是强碱溶液,下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是

  A.负极反应式:

O2+2H2O+4e==4OHB.负极反应式:

CH4+8OH-8e==CO2+6H2OC.随着放电的进行,溶液的pH值不变D.放电时溶液中的阴离子向负极移动

  --

  【答案】D

  【5】在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是()A.正极附近的SO4离子浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出

  【解析】,原电池工作时,电子由负极(锌)经外电路(导线)流向正极(铜)。

负极锌片:

Zn-2e══Zn;

正(原文来自:

小草范文网:

原电池和电解池研究性学习报告)极铜片:

2H+2e══H2↑,总反应为:

Zn+2H══Zn+H2↑,原电池中没有产生O2。

没有参与反应的SO4离子浓度不会逐渐增大。

【答案】D

  【6】如图所示各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是()

  +

  2+

  2--

  2-

  A.④>②>①>③B.②>①>③>④C.④>②>③>①D.③>②>④>①

  【解析】。

当铁与比它不活泼的金属连在一起构成原电池时,铁为负极,被腐蚀的速度增大,②>①;

当铁与比它活泼的金属连接,构成原电池时,铁是正极,铁被保护,被腐蚀的速度减小,③<①;

在电解装置中,铁接电源的正极,铁被腐蚀的速度加快,因此,腐蚀速度④>②>①>③。

【答案】A

  【9】金属镍有广泛的用途。

粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是()(已知:

氧化性Fe<Ni<Cu)

  A.阳极发生还原反应,其电极反应式:

Ni+2e=NiB.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe和ZnD.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和

  Pt

  2+

  【18】下列装置中能组成原电池的是()

  【答案】B

篇三:

原电池和电解池全面总结

(1)

  原电池和电解池

(1)

2NH4++2e-=2NH3+H2

  NH3和H2被Zn、MnO2吸收:

MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2+4NH3=Zn(NH3)42⑵铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)①结构:

  2++

Pb+PbO2+2H2SO4===

用电解的方法在

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