原电池和电解池知识点归纳.doc

原电池和电解池知识点归纳.doc

《原电池和电解池知识点归纳.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《原电池和电解池知识点归纳.doc（4页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

原电池和电解池知识点

一．原电池和电解池的比较：

装置

原电池

电解池

实例

原理

使氧化还原反应中电子作定向移动，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。

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。

这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。

形成条件

①电极：

两种不同的导体相连；

②电解质溶液：

能与电极反应。

③能自发的发生氧化还原反应

④形成闭合回路

①电源；②电极（惰性或非惰性）；

③电解质（水溶液或熔化态）。

反应类型

自发的氧化还原反应

非自发的氧化还原反应

电极名称

由电极本身性质决定：

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。

由外电源决定：

阳极：

连电源的正极；

阴极：

连电源的负极；

电极反应

负极：

Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）

正极：

2H++2e-=H2↑（还原反应）

阴极：

Cu2++2e-=Cu（还原反应）

阳极：

2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应）

电子流向

负极→正极

电源负极→阴极；阳极→电源正极

电流方向

正极→负极

电源正极→阳极；阴极→电源负极

能量转化

化学能→电能

电能→化学能

应用

①抗金属的电化腐蚀—牺牲阳极的阴极保护法；

②实用电池。

①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。

二．原电池正负极的判断：

⑴根据电极材料判断：

活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的或者非金属为正极。

⑵根据电子或者电流的流动方向：

电子流向：

负极→正极。

电流方向：

正极→负极。

⑶根据电极变化判断：

氧化反应→负极；还原反应→正极。

⑷根据现象判断：

电极溶解→负极；电极重量增加或者有气泡生成→正极。

⑸根据电解液内离子移动的方向判断：

阴离子→移向负极；氧离子→移向正极。

三．电极反应式的书写：

*注意点：

1.弱电解质、气体、难溶物不拆分，其余以离子符号表示；

2.注意电解质溶液对正负极的影响；

3.遵守电荷守恒、原子守恒，通过添加H+、OH-、H2O来配平

1.负极：

⑴负极材料本身被氧化：

①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应，则为最简单的：

M-ne-=Mn+如：

Zn-2e-=Zn2+

②如果阳离子与电解液成分反应，则参与反应的部分要写入电极反应式中：

如铅蓄电池，Pb+SO42--2e-=PbSO4

⑵负极材料本身不反应：

要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式，

如燃料电池CH4-O2（C作电极）电解液为KOH：

负极：

CH4+10OH-8e-=C032-+7H2O

2.正极：

⑴当负极材料能自发的与电解液反应时，正极则是电解质溶液中的微粒的反应，

H2SO4电解质，如2H++2e=H2CuSO4电解质：

Cu2++2e=Cu

⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时，正极则是电解质中的O2反正还原反应

①①当电解液为中性或者碱性时，H2O参加反应，且产物必为OH-,

如氢氧燃料电池（KOH电解质）O2+2H2O+4e=4OH-

②当电解液为酸性时，H+参加反应，产物为H2O

如氢氧燃料电池（KOH电解质）O2+4O2+4e=2H2O

四．常见的原电池

1.银锌电池：

（负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH）

负极：

Zn+2OH––2e-==Zn（OH）2（氧化反应）

正极：

Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH－（还原反应）

化学方程式Zn+Ag2O+H2O==Zn（OH）2+2Ag

2.铝–空气–海水（负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水）

负极：

4Al－12e－==4Al3+（氧化反应）

正极：

3O2+6H2O+12e－==12OH－（还原反应）

总反应式为：

4Al+3O2+6H2O===4Al（OH）3（铂网增大与氧气的接触面）

——海洋灯标电池

3.镁---铝电池（负极--Al、正极--Mg电解液KOH）

负极（Al）：

2Al+8OH–-6e-＝2AlO2–+4H2O（氧化反应）

正极（Mg）：

6H2O+6e-＝3H2↑+6OH–（还原反应）

化学方程式：

2Al+2OH–+2H2O＝2AlO2–+3H2

4.碱性锌锰干电池：

（负极—Zn、正极—C、电解液KOH、MnO2的糊状物）

负极：

Zn+2OH–2e-==Zn（OH）2（氧化反应）

正极：

2MnO2+2H2O+2e-==2MnOOH+2OH－（还原反应）

化学方程式Zn+2MnO2+2H2O==Zn（OH）2+MnOOH

5.铅蓄电池：

（负极—Pb正极—PbO2电解液—浓硫酸）

放电时负极：

Pb－2e－＋SO42－=PbSO4 （氧化反应）

正极：

PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－=PbSO4＋2H2O（还原反应）

充电时阴极：

PbSO4+2H+＋2e-==Pb+H2SO4 （还原反应）

阳极：

PbSO4+2H2O－2e-==PbO2+H2SO4+2H+（氧化反应）

总化学方程式Pb＋PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O

6.镍--镉电池（负极--Cd、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液）

放电时负极：

Cd－2e—+2OH–==Cd（OH）2（氧化反应）

Ni（OH）2+Cd（OH）2

正极：

2NiOOH+2e—+2H2O==2Ni（OH）2+2OH–（还原反应）

充电时阴极：

Cd（OH）2+2e—==Cd+2OH–（还原反应）

阳极：

2Ni（OH）2－2e—+2OH–==2NiOOH+2H2O（氧化反应）

总化学方程式Cd+2NiOOH+2H2OCd（OH）2+2Ni（OH）2

7.氢氧燃料电池

①电解质是KOH溶液（碱性或中性电解质）

负极：

H2–2e-+2OH—===2H2O（氧化反应）

正极：

O2+H2O+4e-===4OH—（还原反应）

总反应方程式 2H2+O2===2H2O

②电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）

负极：

H2–2e-===2H+（氧化反应）

正极：

O2+4H++4e-===2H2O（还原反应）

总反应方程式 2H2+O2===2H2O

注意1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+

2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH-

8.甲醇燃料电池 （铂为两极、电解液KOH溶液）

 正极：

3O2+12e-+6H20===12OH-（还原反应）

 负极：

2CH3OH–12e-+16OH— ===2CO32-+12H2O（氧化反应）

总反应方程式2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O

9.CO燃料电池（铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质，CO为负极燃气，

空气与CO2的混合气为正极助燃气）

正极：

O2＋4e-＋2CO2＝2CO32--（还原反应）

负极：

2CO＋2CO32-–4e-==4CO2（氧化反应）

总反应方程式均为：

2CO＋O2＝2CO2

10.肼燃料电池（铂为两极、电解液KOH溶液）

正极：

O2+2H2O+4e-==4OH— （还原反应）

负极：

N2H4+4OH—--4e-==N2+4H2O（氧化反应）

总反应方程式N2H4+O2===N2+2H2O

11.甲烷燃料电池（铂为两极、电解液KOH溶液）

正极：

2O2+2H2O+8e-==8OH— （还原反应）

负极：

CH4+10OH—--8e-==CO32-+7H2O（氧化反应）

总反应方程式CH4+2KOH+2O2===K2CO3+3H2O

12.丙烷燃料电池（铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种）

①电解质是熔融碳酸盐（K2CO3或Na2CO3）

正极：

5O2+20e-+10CO2==10CO32-（还原反应）

负极：

C3H8--20e-+10CO32-==3CO2+4H2O（氧化反应）

总反应方程式C3H8+5O2===3CO2+4H2O

②碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）

正极：

5O2+20e-+10H2O==20OH—  （还原反应）

负极：

C3H8--20e-+26OH—  ==3CO32-+17H2O（氧化反应）

总反应方程式C3H8+5O2+6KOH===3K2CO3+7H2O

五．化学腐蚀和电化腐蚀的区别

化学腐蚀

电化腐蚀

一般条件

金属直接和强氧化剂接触

不纯金属，表面潮湿

反应过程

氧化还原反应，不形成原电池。

因原电池反应而腐蚀

有无电流

无电流产生

有电流产生

反应速率

电化腐蚀＞化学腐蚀

结果

使金属腐蚀

使较活泼的金属腐蚀

六．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别

电化腐蚀类型

吸氧腐蚀

析氢腐蚀

条件

水膜酸性很弱或呈中性

水膜酸性较强

正极反应

O2+4e-+2H2O==4OH-

2H++2e-==H2↑

负极反应

Fe－2e-==Fe2+

Fe－2e-==Fe2+

腐蚀作用

是主要的腐蚀类型，具有广泛性

发生在某些局部区域内

*金属腐蚀的快慢的判断

在同一电解质溶液中，电解原理引起的腐蚀＞原电池原理＞化学腐蚀＞有效防腐措施的腐蚀；

七．金属的防护

⑴改变金属的内部组织结构。

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

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

*防腐措施：

外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞一般防护＞无防护

八．电解池的阴阳极判断：

⑴由外电源决定：

阳极：

连电源的正极；阴极：

连电源的负极；

⑵根据电极反应:

氧化反应→阳极；还原反应→阴极

⑶根据阴阳离子移动方向：

阴离子移向→阳极；阳离子移向→阴极，

⑷根据电子几点流方向：

电子流向:

电源负极→阴极；阳极→电源正极

电流方向:

电源正极→阳极；阴极→电源负极

九.电解时电极产物判断：

⑴阳极：

如果电极为活泼电极，Ag以前的，则电极失电子，被氧化被溶