電化學基礎(chǔ)知識總結(jié)

第四章電化學基礎(chǔ)知識總結(jié)

第一節(jié)原電池原電池：

1、概念：化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池_______2、組成條件：①兩個活潑性不同的電極②電解質(zhì)溶液③電極用導(dǎo)線相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路

3、電子流向：外電路：負極導(dǎo)線正極

內(nèi)電路：鹽橋中陰離子移向負極的電解質(zhì)溶液，鹽橋中陽離子移向正極的電解質(zhì)溶液。

4、電極反應(yīng)：以鋅銅原電池為例：

＋

負極：氧化反應(yīng)：Zn－2e＝Zn2（較活潑金屬）

＋

正極：還原反應(yīng)：2H＋2e＝H2↑（較不活潑金屬）總反應(yīng)式：Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、負極的判斷：

（1）從電極材料：一般較活潑金屬為負極；或金屬為負極，非金屬為正極。（2）從電子的流動方向負極流入正極（3）從電流方向正極流入負極

（4）根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動方向陽離子流向正極，陰離子流向負極（5）根據(jù)實驗現(xiàn)象①__溶解的一極為負極__②增重或有氣泡一極為正極第二節(jié)化學電池

1、電池的分類：化學電池、太陽能電池、原子能電池2、化學電池：借助于化學能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

3、化學電池的分類：一次電池、二次電池、燃料電池一、一次電池

1、常見一次電池：堿性鋅錳電池、鋅銀電池、鋰電池等二、二次電池

1、二次電池：放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生，可以多次重復(fù)使用，又叫充電電池或蓄電池。

2、電極反應(yīng)：鉛蓄電池

放電：負極（鉛）：Pb＋SO2-4－2e＝PbSO4↓

正極（氧化鉛）：PbO2＋4H+＋SO2-4＋2e＝PbSO4↓＋2H2O

充電：陰極：PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋SO2-4陽極：PbSO4＋2e＝Pb＋SO2-4

兩式可以寫成一個可逆反應(yīng)：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4↓＋2H2O

充電放電

3、目前已開發(fā)出新型蓄電池：銀鋅電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子電池

三、燃料電池

1、燃料電池：是使燃料與氧化劑反應(yīng)直接產(chǎn)生電流的一種原電池

2、電極反應(yīng)：一般燃料電池發(fā)生的電化學反應(yīng)的最終產(chǎn)物與燃燒產(chǎn)物相同，可根據(jù)燃燒反應(yīng)寫出總的電池反應(yīng)，但不注明反應(yīng)的條件。，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，

不過要注意一般電解質(zhì)溶液要參與電極反應(yīng)。以氫氧燃料電池為例，鉑為正、負極，介質(zhì)分為酸性、堿性和中性。當電解質(zhì)溶液呈酸性時：

負極：2H2－4e=4H+正極：Ｏ2＋4e4H+=2H2O當電解質(zhì)溶液呈堿性時：

負極：2H2＋4OH－4e＝4H2O正極：Ｏ2＋2H2O＋4e＝4OH

另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極，又在兩極上分別通甲烷燃料和氧氣氧化劑。電極反應(yīng)式為：

負極：CH4＋10OH－8e＝7H2O；正極：4H2O＋2O2＋8e＝8OH。

電池總反應(yīng)式為：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O

3、燃料電池的優(yōu)點：能量轉(zhuǎn)換率高、廢棄物少、運行噪音低四、廢棄電池的處理：回收利用第三節(jié)電解池一、電解原理

1、電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置也叫電解槽2、電解：電流(外加直流電)通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)(被動的不是自發(fā)的)的過程

3、放電：當離子到達電極時，失去或獲得電子，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程4、電子流向：

（電源）負極（電解池）陰極（離子定向運動）電解質(zhì)溶液（電解池）陽極（電源）正極

5、電極名稱及反應(yīng)：

陽極：與直流電源的正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)陰極：與直流電源的負極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)6、電解CuCl2溶液的電極反應(yīng)：陽極：2Cl--2e-=Cl2(氧化)陰極：Cu2++2e-=Cu(還原)總反應(yīng)式：CuCl2=Cu+Cl2↑

7、電解本質(zhì)：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程☆規(guī)律總結(jié)：電解反應(yīng)離子方程式書寫：放電順序：陽離子放電順序

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+陰離子的放電順序

是惰性電極時：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-是活性電極時：電極本身溶解放電

注意先要看電極材料，是惰性電極還是活性電極，若陽極材料為活性電極（Fe、Cu)等金屬，則陽極反應(yīng)為電極材料失去電子，變成離子進入溶液；若為惰性材料，則根據(jù)陰陽離子的放電順序，依據(jù)陽氧陰還的規(guī)律來書寫電極反應(yīng)式。

電解質(zhì)水溶液點解產(chǎn)物的規(guī)律

類型電極反應(yīng)特點實例電解對象電解質(zhì)電解質(zhì)濃度pH減小電解質(zhì)溶液復(fù)原CuCl2分解電解質(zhì)電解質(zhì)電離出的陰陽HCl型離子分別在兩極放電CuCl2放H2生成陰極：水放H2生堿堿型陽極：電解質(zhì)陰離子放電NaCl增大HCl---HCl電解質(zhì)和水生成新電解增大質(zhì)電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)減小氧化銅水增大增大減小水不變放氧生酸型陰極：電解質(zhì)陽離子放電CuSO4陽極：水放O2生酸電解水型陰極：4H++4e-==NaOH2H2↑H2SO4陽極：4OH--4e-=O2↑+2H2ONa2SO4

上述四種類型電解質(zhì)分類：

（1）電解水型：含氧酸，強堿，活潑金屬含氧酸鹽

（2）電解電解質(zhì)型：無氧酸，不活潑金屬的無氧酸鹽（氟化物除外）（3）放氫生堿型：活潑金屬的無氧酸鹽（4）放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽二、電解原理的應(yīng)用

1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣（1）、電鍍應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法（2）、電極、電解質(zhì)溶液的選擇：

陽極：鍍層金屬，失去電子，成為離子進入溶液Mne==Mn+陰極：待鍍金屬（鍍件）：溶液中的金屬離子得到電子，成為金屬原子，附著在金屬表面Mn++ne==M

電解質(zhì)溶液：含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液鍍銅反應(yīng)原理

陽極(純銅)：Cu-2e-=Cu2+，陰極(鍍件)：Cu2++2e-=Cu，電解液：可溶性銅鹽溶液，如CuSO4溶液（3）、電鍍應(yīng)用之一：銅的精煉

陽極：粗銅；陰極：純銅電解質(zhì)溶液：硫酸銅3、電冶金（1）、電冶金：使礦石中的金屬陽離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來用于冶煉活潑金屬，如鈉、鎂、鈣、鋁（2）、電解氯化鈉：

通電前，氯化鈉高溫下熔融：NaCl==Na++Cl通直流電后：陽極：2Na++2e==2Na陰極：2Cl2e==Cl2↑

☆規(guī)律總結(jié)：原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律

（1）若無外接電源，又具備組成原電池的三個條件。①有活潑性不同的兩個電極；②兩

極用導(dǎo)線互相連接成直接插入連通的電解質(zhì)溶液里；③較活潑金屬與電解質(zhì)溶液能發(fā)生氧化還原反應(yīng)（有時是與水電離產(chǎn)生的H+作用），只要同時具備這三個條件即為原電池。（2）若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池；當陰極為金屬，陽極亦為金屬且與電解質(zhì)溶液中的金屬離子屬同種元素時，則為電鍍池。

（3）若多個單池相互串聯(lián)，又有外接電源時，則與電源相連接的裝置為電解池成電鍍池。若無外接電源時，先選較活潑金屬電極為原電池的負極（電子輸出極），有關(guān)裝置為原電池，其余為電鍍池或電解池。

☆原電池，電解池，電鍍池的比較性質(zhì)類別原電池定義（裝置特點）反應(yīng)特征裝置特征形成條件將化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置自發(fā)反應(yīng)無電源，兩級材料不同活動性不同的兩極電解質(zhì)溶液形成閉合回路電解池將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置非自發(fā)反應(yīng)有電源，兩級材料可同可不同電鍍池應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一側(cè)層其他金屬非自發(fā)反應(yīng)有電源兩電極連接直流電源1鍍層金屬接電源正極，待兩電極插入電解質(zhì)溶液鍍金屬接負極；2電鍍液必形成閉合回路須含有鍍層金屬的離子電極名稱負極：較活潑金屬陽極：與電源正極相連名稱同電解，但有限制條件正極：較不活潑金陽極：必須是鍍層金屬屬（能導(dǎo)電非金屬）陰極：與電源負極相連陰極：鍍件負極：氧化反應(yīng)，金屬失去電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子的電子或者氧氣得電子（吸氧腐蝕）負極→正極陽離子向正極移動陰離子向負極移動陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失去電子，或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得到電子電源負極→陰極電源正極→陽極陽離子向陰極移動陰離子向陽極移動陽極：金屬電極失去電子陰極：電鍍液中陽離子得到電子同電解池同電解池電極反應(yīng)電子流向溶液中帶電粒子的移動聯(lián)系在兩極上都發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)☆☆原電池與電解池的極的得失電子情況：

陽極(失)e-正極（得）e-負極（失）e-陰極（得）第四節(jié)金屬的電化學腐蝕和防護一、金屬的電化學腐蝕（1）金屬腐蝕內(nèi)容：

（2）金屬腐蝕的本質(zhì)：都是金屬原子失去電子而被氧化的過程（3）金屬腐蝕的分類：

化學腐蝕金屬和接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學反應(yīng)而引起的腐蝕電化學腐蝕不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)。比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學腐蝕。

化學腐蝕與電化腐蝕的比較條件電化腐蝕不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸化學腐蝕金屬與非電解質(zhì)直接接觸

現(xiàn)象本質(zhì)關(guān)系有微弱的電流產(chǎn)生較活潑的金屬被氧化的過程無電流產(chǎn)生金屬被氧化的過程化學腐蝕與電化腐蝕往往同時發(fā)生，但電化腐蝕更加普遍，危害更嚴重（4）、電化學腐蝕的分類：

析氫腐蝕腐蝕過程中不斷有氫氣放出

①條件：潮濕空氣中形成的水膜,酸性較強（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等氣體）②電極反應(yīng)：負極:Fe2e-=Fe2+

正極:2H++2e-=H2↑

總式：Fe+2H+=Fe2++H2↑吸氧腐蝕反應(yīng)過程吸收氧氣①條件：中性或弱酸性溶液

②電極反應(yīng)：負極:2Fe4e-=2Fe2+

正極:O2+4e-+2H2O=4OH-

總式：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2離子方程式：Fe2++2OH-=Fe(OH)2

生成的Fe(OH)2被空氣中的O2氧化，生成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3Fe(OH)3脫去一部分水就生成Fe2O3xH2O（鐵銹主要成分）規(guī)律總結(jié)：

金屬腐蝕快慢的規(guī)律：在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：

電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防腐措施的腐蝕防腐措施由好到壞的順序如下：

外接電源的陰極保護法＞犧牲負極的正極保護法＞有一般防腐條件的腐蝕＞無防腐條件的腐蝕

二、金屬的電化學防護

1、利用原電池原理進行金屬的電化學防護（1）、犧牲陽極的陰極保護法

原理：原電池反應(yīng)中，負極被腐蝕，正極不變化

應(yīng)用：在被保護的鋼鐵設(shè)備上裝上若干鋅塊，腐蝕鋅塊保護鋼鐵設(shè)備負極：鋅塊被腐蝕；正極：鋼鐵設(shè)備被保護（2）、外加電流的陰極保護法

原理：通電，使鋼鐵設(shè)備上積累大量電子，使金屬原電池反應(yīng)產(chǎn)生的電流不能輸送，從而防止金屬被腐蝕

應(yīng)用：把被保護的鋼鐵設(shè)備作為陰極，惰性電極作為輔助陽極，均存在于電解質(zhì)溶液中，接上外加直流電源。通電后電子大量在鋼鐵設(shè)備上積累，抑制了鋼鐵失去電子的反應(yīng)。2、改變金屬結(jié)構(gòu)：把金屬制成防腐的合金

3、把金屬與腐蝕性試劑隔開：電鍍、油漆、涂油脂、表面鈍化等

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選修四電化學基礎(chǔ)知識點總結(jié)201*-11-20

1原電池及其應(yīng)用

1.1原電池原理

1.1.1原電池裝置構(gòu)成

①兩個活潑性不同的電極；②電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)

[說明]原電池的兩極分別稱為正極和負極。兩極中相對活潑（易失電子）的作為負極，相對不活潑的為正極。負極應(yīng)要能與電解質(zhì)溶液發(fā)生自發(fā)的氧化反應(yīng)。當兩電極材料均插入電解質(zhì)溶液中并將兩極相連構(gòu)成閉合電路，原電池裝置才能發(fā)生電化反應(yīng)產(chǎn)生電流。

1.1.2原電池發(fā)電原理及電極反應(yīng)

將銅片和鋅片平行地插入稀硫酸溶液中，則構(gòu)成了原電池。若將兩極用導(dǎo)線相連，則有電流產(chǎn)生�！鞍l(fā)電”的原理說明如下：由于鋅比銅活潑，易失電子，Zn為負極，Cu則為正極。兩極相連后，Zn自發(fā)失去

2++

電子，不斷“溶解”，形成Zn進入溶液。鋅片失去的電子沿外電路到達銅片，此時溶液中陽離子H在銅

2--+

片表面獲得電子，形成H2逸出。與此同時溶液中的陰離子（SO4，OH）移向負極，陽離子（H）移向正極（電池內(nèi)部離子的遷移是由化學勢所推動的，即非電場力做功完成）。由于電池工作時，電子能自發(fā)地從負極經(jīng)外電路流向正極，在電池內(nèi)部，溶液中離子能自發(fā)地遷移，這樣電池就向外提供電能，發(fā)電了。電極反應(yīng)式表示如下

-2+

負極（Zn）Zn2e=Zn(負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，流出電子)

+-正極（Cu）2H+2e=H2↑(正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，流進電子)+2+

總反應(yīng)式Zn+2H=Zn+H2↑

從上分析可知此例正極材料本身并無參與電極反應(yīng)，僅起作導(dǎo)體作用而已。因此，正極材料若換為活潑性比鋅差的導(dǎo)體為電極（如石墨），效果一樣。1.2原電池的應(yīng)用

主要有兩方面：其一，利用原電池自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，開發(fā)化學電源；其二，抑制原電池反應(yīng)發(fā)生，應(yīng)用于金屬腐蝕的防護。

1.2.1常見的化學電源①鋅-錳干電池

正極-石墨棒，負極-鋅筒,電解質(zhì)-淀粉湖-NH4Cl與碳粉、MnO2的混合物。

-2++-

負極反應(yīng)：Zn-2e=Zn，正極反應(yīng)：2NH4+2e=2NH3+H2，2MnO2+H2=Mn2O3+H2O；電池反應(yīng)：Zn+NH4Cl+MnO2=ZnCl2+2NH3+Mn2O3+H2O②鉛蓄電池

33

電解質(zhì)溶液為(電解液：1.25g/cm~1.28g/cm的H2SO4溶液

-2--+2-放電時，負極-Pb：Pb-2e+SO4=PbSO4↓；正極-Pb（PbO2）：PbO2+2e+4H+SO4=PbSO4↓+2H2O

-2--+2-

充電時，陰極：PbSO4+2e=Pb+SO4陽極：PbSO4↓-2e+2H2O=PbO2+4H+SO4；③燃燒電池

利用可燃物與O2的反應(yīng)開發(fā)的電源，燃料電池與普通電池的區(qū)別:不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是工作時不斷從外界輸入，同時電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。燃料電池的原料，除氫氣和氧氣外，也可以是CH4、煤氣、燃料、空氣、氯氣等氧化劑。常見有：氫氧燃燒電池、烴類（如CH4、C2H6）燃燒電池、醇類（如CH3OH、C2H5OH）燃燒電池、肼(H2N-NH2)--空氣燃料電池等。

1.2.2金屬的腐蝕及防護（1）金屬的腐蝕

金屬或合金跟周圍接觸到的物質(zhì)(氣體或液體)進行化學反應(yīng)而損耗的過程即為金屬的腐蝕。

若金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕稱為化學腐蝕，此類腐蝕無電流產(chǎn)生；若合

1

金或不純金屬，接觸到電解質(zhì)溶液而構(gòu)成了原電池，其中活潑的金屬作負極，失去電子而被氧化的腐蝕稱電化腐蝕,此類腐蝕拌隨有電流的產(chǎn)生。電化腐蝕又分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕，兩者的比較見下表

析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強水膜酸性很弱或非酸性

+---正極反應(yīng)2H+2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH

-2+負極反應(yīng)Fe2e=Fe

2+-其它----------------Fe+2OH=Fe(OH)2；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

（2）金屬的防護

根據(jù)金屬腐蝕的類型及其原理，可從以下幾方面采取防護措施：

①阻斷形成原電池的條件，避免電化腐蝕。如保持鐵件表面干燥或表面涂一層油漆等。②形成原電池，但把被保護的金屬作正極，避免腐蝕。如在鋼鐵船體埋鋅塊，在海水中可形成Zn-Fe原電池，因鋼鐵船體為正極得以保護。

③外接直流電源，將被保護金屬接到電源的負極，并形成閉合回路。

2電解池及其應(yīng)用

2.1電解的原理

2.1.1電解池裝置構(gòu)成

①陰陽兩個電極;②電解質(zhì)溶液（或熔化的電解質(zhì)）。

[說明]:①電解池兩極名稱分別叫陰極和陽極,由所連接在的外電源的那一極決定。與外接電源負極相連作為電解池的陰極，與外接電源正極相連的作為電解池的陽極。②當然若要發(fā)生電解，還要有外接直流電源設(shè)備，并構(gòu)成閉合回路。

2.1.2電解原理分析

以惰性電極電解硫酸銅溶液為例說明

2+2-+-通電前CuSO4=Cu+SO4,H2O=H+OH

2++2--溶液中存在由電離產(chǎn)生的兩種陽離子(Cu和H),兩種陰離子(SO4和OH)

2++2--通電后①離子定向移動陽離子(Cu和H)移向陰極,陰離子(SO4和OH)移向陽極

②電極反應(yīng)

2++2+-陰極:由于Cu比H易得電子，故2Cu+4e=2Cu(發(fā)生還原反應(yīng))-2--陽極:由于OH比SO4易失電子，故4OH-4e=2H2O+O2↑(發(fā)生氧化反應(yīng))

-+

（或2H2O4e=O2+4H）

③溶液pH變化

-+

在陽極區(qū)，由于水電離出的OH得到電子形成O2逸出，而H仍留在溶液中，造成溶液中

+-n(H)>n(OH),使溶液顯酸性。

總化學反應(yīng)方程式2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4

2.1.3放電順序

粒子在電極上得電子或失電子的過程又叫放電。

2------陰離子失電子從易到難順序：S>I>Br>Cl>OH>F(或最高價含氧酸根離子)

陽離子得電子從易到難順序（與金屬活動順序相反）：

+2+3+2+2++2+2+2+2++3+2++2++

Ag>Hg>Fe(變Fe)>Cu>酸中的H>Pb>Sn>Fe>Zn>H2O中H>Al>Mg>Na>Ca>K說明:①上述順序為各離子濃度相近時的放電順序

②電解池中電極材料分兩類，一類稱惰性電極，如石墨、鉑、金，它不參與電極反應(yīng)，僅起導(dǎo)電體作用；另一類稱活潑電極，即除鉑、金外的常見金屬材料的電極。當陽極為活潑電極時，在電解時它將優(yōu)先失電子而被氧化為金屬離子“溶”入溶液，而溶液中陰離子不會發(fā)生失電子的變化。

2

③利用離子放電順序可以判斷電解時電極的產(chǎn)物。2.1.4電解規(guī)律

(1)常見酸堿鹽溶液的電解規(guī)律(惰性陽極)

電解反應(yīng)類型電解質(zhì)類型含氧酸強堿溶液活潑金屬含氧酸鹽無氧酸不活潑金屬無氧酸鹽規(guī)律實質(zhì)電解水-->H2+O2實質(zhì)電解水-->H2+O2實質(zhì)電解水-->H2+O2酸--->H2+非金屬鹽---->金屬+非金屬鹽+水--->金屬+O2+酸例電解稀H2SO4電解NaOH溶液電解Na2SO4溶液2HCl==H2+Cl2CuCl2=Cu+Cl22CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4PH變化降低升高不變升高----降低升高溶液復(fù)原法加H2O加H2O加H2O加HCl加CuCl2加CuO（CuCO3）加HCl電解水電解質(zhì)分解放氧生酸放氫生堿不活潑金屬含氧酸鹽活潑金屬無氧酸鹽鹽+水--->H2+非金屬+堿2KCl+2H2O=H2+Cl2+2KOH

(2)溶液電解pH變化規(guī)律

-++

若水中OH在陽極放電生成O2,則陽極區(qū)溶液增生H，pH降低;若水中H在陰極放電生成H2,則陰極區(qū)溶

-液增生OH，pH升高;總反應(yīng)的結(jié)果，若溶液生成酸,則溶液pH降低；若生成堿，則pH升高。

2.2電解的應(yīng)用

2.2.1電鍍

電鍍裝置:以鍍層金屬作陽極,鍍件掛在陰極,含鍍層金屬離子的鹽為電鍍液。電鍍特點：電鍍過程中鍍層金屬離子濃度不變。

2.2.2氯堿工業(yè)

(1)立式隔膜電解槽的結(jié)構(gòu)①陽極：由金屬鈦網(wǎng)（涂有釕氧化物制成）；②陰極：由碳鋼網(wǎng)涂有Ni涂層）制成；③離子交換膜；電解槽框及導(dǎo)電銅。陽離子交換膜

--(2)陽離子交換膜的作用：阻止Cl、OH等陰離子及氣體分子通過。這樣可防止陰極產(chǎn)生的H2與陽極產(chǎn)生的Cl2混合而爆炸，也避免了Cl2與陰極產(chǎn)生的的NaOH作用生成NaClO而影響NaOH產(chǎn)品質(zhì)量。(3)反應(yīng)原理：--+-陽極：2Cl-2e=Cl2↑：陰極：2H+2e=H2↑

電解反應(yīng)化學方程式2NaCl+2H2O==H2+Cl2+2NaOH

--

離子方程式2Cl+2H2O==H2+Cl2+2OH

(4)產(chǎn)品：NaOH、H2、Cl2

2.2.3電解精煉(電解精煉銅為例)

（1）裝置：陽極--粗銅；陰極純銅；電解質(zhì)溶液--銅鹽溶液(如CuSO4)（2）電極反應(yīng)

-2+

陽極：粗銅失電子放電“溶解”，Cu-2e=Cu。粗銅中比銅活潑的金屬溶解變成陽離子進入溶

液，比銅活潑性差的金屬如Au、Ag等貴重金屬則落入陽極泥中。

2+2+-陰極：溶液中Cu得電子放電，Cu+2e=Cu生成的Cu沉積在陰極上而得到精銅。

3原電池與電解池的比較項目反應(yīng)性質(zhì)原電池氧化還原反應(yīng)自發(fā)進行的反應(yīng)多為非自發(fā)，但也可以是自發(fā)反應(yīng)

3

電解池

裝置性質(zhì)電極名稱電極反應(yīng)式離子遷移方向化學能轉(zhuǎn)為電能負極和正極負極：失電子氧化反應(yīng)正極：得電子還原反應(yīng)陽離子移向正極，陰離子移向負極電能轉(zhuǎn)為化學能陰極和陽極陰極：得電子還原反應(yīng)陽極：失電子氧化反應(yīng)陽離子移向陰極，陰離子移向陽極4電化學試題解法指導(dǎo)

4.1解題步驟方法

①判斷兩池(原電池還是電解池)②標注電極名稱③寫出電極反應(yīng)式(根據(jù)電極產(chǎn)物、溶液成分

變化)④描述或解釋現(xiàn)象或進行有關(guān)計算。

[練4-01]把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中（如圖所示平面圖），經(jīng)過一段時間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是（）A、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近

[解析]①判兩池：通常有外接電源的裝置是電解

池,故左圖為電

-2+

解池,根據(jù)右圖為兩個活性不同金屬浸在電解質(zhì)溶液中可判斷為原電池；②標電極名：左圖由外接電源極性可知I為陰極，II為陽極；右圖因Zn比Fe活潑，故III為負極，IV為正極。③寫電極反應(yīng)：左圖中,陽極II：金屬Fe優(yōu)先氧化Fe-2e=Fe；陰極I：水中氫放電：2H+2e=H2；④現(xiàn)象及解釋：因I區(qū)OH增生，堿性，使酚酞變紅。又右圖，正極（IV）上電極反應(yīng)：O2+4e+2H2O=4OH（吸氧腐蝕），該區(qū)域呈堿性使酚酞變紅，B入選。

--+--

[4-02]如圖甲乙兩池分別以碳棒、鉑條、鋁條、鎂條為電極，并用導(dǎo)線相連接，以NaCl、NaOH溶液為電解溶液，有關(guān)該裝置的描述正確的是(D)

-2+

A.乙池中,Mg極的電極反應(yīng)是Mg-2e=Mg

-B.甲池中,Pt極的電極反應(yīng)是2Cl2e=Cl2↑

C.隨著反應(yīng)的進行.乙池中n(NaOH)保持不變

D.反應(yīng)過程中,甲池中兩極附近溶液PH(C)

C．電解后,溶液中存在的陽離子只有Fe、ZnD．電解后,電解模底部陽極泥中中存在Cu、Pt

[解析]這是電解的過程，陽極發(fā)生的是氧化反應(yīng),A錯；陽極：Zn-2e=ZnFe-2e=FeNi-2e=Ni

2+2+2+2+2+

--2+

-2+

-2+

2+2+

，Pt

為惰性金屬，不會放電，而Cu要在金屬Ni全部氧化為Ni后才能放電，但此時Cu已沒有了支撐物了，結(jié)果和Pt一起落下，形成陽極泥，故D正確;陰極：因氧化性Ni>Fe>Zn,所以只有Ni+2e=Ni,可見，陽極質(zhì)量減少的是“溶解”下的Zn、Fe、Ni，而陰極質(zhì)量增加的只是析出的鎳，兩者質(zhì)量是不相等的，故B錯。;電解后,溶液中除留下Fe、Zn外，還有Ni，C也錯。

2+2+2+

[練4-05]鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負極格板是惰性材料，電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO2+4H+2SO

+

2-4

2PbSO4+2H2O

請回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還原）:(1)放電時：正極的電極反應(yīng)式是______________;電解液中H2SO4的濃度將變________;當外電路通過1mol電子時，理論上負極板的質(zhì)量增加________g。

(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時，若按題27圖連接，電解一段時間后，則在A電極上生成__________、B電極上生成________,此時鉛蓄電池的正負極的極性將________________________。

解析：鉛蓄電池的負極是鉛（Pb），正極是二氧化鉛（PbO2）。放電時電極反應(yīng)：正極[A-（PbO2）]PbO2+2e

--

+2H+SO4==PbSO4+H2O

+2-

+2-

（與常見電池不同，鉛蓄電池放電時正極材料（PbO2）本身參與了電極反應(yīng)負極[B-（Pb）]Pb-2e+2H+SO4==PbSO4+H2O

可見，當通過2mole時，負極1molPb變?yōu)?molPbSO4沉積在負極板上，既凈增加1molSO4，所以當外電路通過1mol電子時，理論上負極板的質(zhì)量增加49g。因放電時要消耗H2SO4，故;電解液中H2SO4的濃度將變小。完全放電后兩極材料都有變?yōu)榱蛩徙U（PbSO4），外接電源時，發(fā)生電解過程，電極反應(yīng)如下：陰極[A-（PbSO4）]PbSO4+2e+=Pb+SO4，A電極上生成Pb陽極[B-（PbSO4）]PbSO4-2e+2H2O=PbO2++4H+SO4，B電極上生成PbO2此時鉛蓄電池的正負極的極性將對換。

-+

2--2--

4.2電極名稱判斷法

根據(jù)兩極金屬相對活性判定原電池的電極名稱，根據(jù)X極所連接在的外接電源極性(“+”或“-”)判定電解池的電極名稱；根據(jù)電子（或電流）流向或測電極電勢高低等電學原理判斷電極名稱；此外根據(jù)X極發(fā)生氧化還是還原,移向X極的離子是陽離子還是陰離子,X極增重還是減重,X極區(qū)PH值是升高還是降低等判定X電極的名稱。但要注意X極指的是在原電池還是電解池。

說明：化學上規(guī)定，凡發(fā)生氧化變化的電極均為陽極，而發(fā)生還原的電極均為陰極。據(jù)此，從發(fā)生的化學變化角度看，原電池中的負極（-）又叫陽極，正極（+）又叫陰極。

4.3電極反應(yīng)式寫法

[電解池電極反應(yīng)式寫法要領(lǐng)]陽極，首先看為何材料，若為金屬（除Au、Pt外），則陽極金屬本身優(yōu)先被氧化，此時不必考慮溶液中陰離子放電；若陽極為惰性材料，則分析溶液中陰離子及放電順序，還原性強者優(yōu)先在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極，不必考慮電極為何材料，只要看溶液中有何離子及其放電順序，氧化性強者優(yōu)先得電子發(fā)生被還原反應(yīng)。

[原電池電極反應(yīng)式寫法要領(lǐng)]①負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，兩電極轉(zhuǎn)

-

移的電子數(shù)要相等；②負極和正極兩電極反應(yīng)式相加則得到原電池的總反應(yīng)式；③若溶液中OH有參與電

++

極反應(yīng)必發(fā)生在負極。若結(jié)果H有增加，酸性增強，PH降低，必在負極區(qū)；若溶液中H有參與電極反應(yīng)必

5

發(fā)生在正極;若結(jié)果OH有增加，堿性增強，PH升高，必在正極區(qū)。

[練4-07]以鉑為電極，在兩極上分別通入H2和O2，可組成氫氧燃燒電池。分別寫出以硫酸為電解質(zhì)和KOH為電解質(zhì)溶液中的有關(guān)電極反應(yīng)式。

[解析]由于H2具有強還原性，O2具有強氧化性，故H2為負極，O2為正極。若電解質(zhì)為H2SO4電極反應(yīng)式：負極(Pt-H2)2H24e=4H正極(Pt-O2)O2+4e+4H=2H2O

因溶液有高濃度H，正極O2的還原產(chǎn)物只能是H2O，不可能為OH。若電解質(zhì)為KOH電極反應(yīng)式：負極(Pt-H2)2H24e+4OH=4H2O正極(Pt-O2)O2+4e+2H2O=4OH

因溶液有高濃度OH，故H2氧化產(chǎn)物H將在負極上與OH結(jié)合為H2O，而正極上O2的還原產(chǎn)物O不能在溶液中存在，而是與H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為OH。

氫氧燃燒電池總反應(yīng)方程式：2H2+O2=2H2O

--+

-2--

---+--+-+-

[練4-08]將兩塊鉑片連接后插入KOH溶液中作電極，并在兩極片上分別通入甲烷和氧氣從而組成了堿性燃燒電池，試寫出有關(guān)電極反應(yīng)式，并說明溶液PH變動情況。

[解析]負極(Pt-CH4):CH48e+10OH=CO3+7H2O正極(Pt-O2):2O2+8e+4H2O=8OH

電池總反應(yīng):CH4+2O2+2OH=CO3+3H2O(將兩電極反應(yīng)式相加即得總反應(yīng)式)

聯(lián)想到甲烷的燃燒的氧化產(chǎn)物是CO2,而在KOH溶液中不可能存在CO2,CO2會與KOH作用生成K2CO3和H2O,因此有如上負極反應(yīng)式。可見，電極上放電反應(yīng)后的產(chǎn)物還�？赡芘c電解質(zhì)溶液發(fā)生離子反應(yīng)。

該電池工作時，負極區(qū)由于OH參與電極反應(yīng)而減少，故該區(qū)PH呈降低態(tài)勢；正極有OH生成,故該區(qū)PH呈升高態(tài)勢。但負極消耗的OH比正極生成的多，所以總的結(jié)果是溶液OH減少，PH值要降低。

-----

2---

--2-

[練4-09]熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混和物作電解質(zhì)，CO為負極燃氣，空氣與CO2的混和氣為正極助燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池。完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：

2-－

負極反應(yīng)式：2CO+2CO3－4e＝4CO2

－2-正極反應(yīng)式：O2+2CO2+4e=2CO3

總電池反應(yīng)式：2CO+O2=2CO

[解析]從通常原電池的電解質(zhì)溶液，一下過渡到熔融鹽，不少人無法適應(yīng)。其實，我們只要從最基本的一點－燃料電池分析，其總電池反應(yīng)式應(yīng)為：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考，正極反應(yīng)式=總反應(yīng)式減去負極反應(yīng)式，就可得出結(jié)果：O2+2CO2+4e=2CO3。通過電池總反應(yīng)式寫電極反應(yīng)式不失為一種簡便方法。

－2-

[練4-10]高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為

放

3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH

充

下列敘述不正確的是（C）．．．A．放電時負極反應(yīng)為：3Zn6e+6OH=3Zn(OH)2

2

B．充電時陽極反應(yīng)為：2Fe(OH)36e+10OH=2FeO4+8H2OC．放電時每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molK2FeO4被氧化D．放電時正極附近溶液的堿性增強

[解析]放電是原電池原理，正極反應(yīng)為2FeO4+6e+8H2O=2Fe(OH)3+10OH，放電時每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molK2FeO4被還原，同時正極附近溶液的堿性增強；負極反應(yīng)3Zn6e+6OH=3Zn(OH)2；充電是電解原理，陽極反應(yīng)為2Fe(OH)36e+10OH=2FeO4+8H2O陰極反應(yīng)為3Zn(OH)2+6e=3Zn+6OH

622

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