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【干货】电化学疑难对对碰

 遇见自己119 2017-02-02

电化学是很多童鞋眼中的难题,试试对对碰的联系学习,这样就化难为易啦。(马上点标题下蓝字'高中化学'关注可获取更多学习方法、干货!)


概念比较好记忆


1.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

2.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

3.电解、电离和电镀的区别


电解

电离

电镀

条件

受直流电作用

受热或水分子作用

受直流电作用

实质

阴阳离子定向移动,在两极发生氧化还原反应

阴阳离子自由移动,无明显的化学变化

用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金

实例

CuCl2 电解==== Cu+Cl2

CuCl2==Cu2++2Clˉ

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

4.电镀铜、精炼铜比较


电镀铜

精炼铜

形成条件

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

粗铜金属作阳极,精铜作阴极,CuSO4溶液作电解液

电极反应

阳极 Cu -2e- = Cu2+


阴极 Cu2++2e- = Cu

阳极:Zn - 2e- = Zn2+   

Cu - 2e- = Cu2+ 等


阴极:Cu2+ + 2e- = Cu

溶液变化

电镀液的浓度不变

溶液中溶质浓度减小

5.电解方程式的实例(用惰性电极电解):

电解质溶液

阳极反应式

阴极反应式

总反应方程式

(条件:电解)

溶液酸碱性变化

CuCl2

2Cl--2e-=Cl2

Cu2+ +2e-= Cu

CuCl2= Cu +Cl2

——

HCl

2Cl--2e-=Cl2

2H++2e-=H2

2HCl=H2+Cl2

酸性减弱

Na2SO4

4OH--4e=2H2O+O2

2H++2e-=H2

2H2O=2H2+O2

不变

H2SO4

4OH--4e=2H2O+O2

2H++2e-=H2

2H2O=2H2+O2

消耗水,酸性增强

NaOH

4OH--4e=2H2O+O2

2H++2e-=H2

2H2O=2H2+O2

消耗水,碱性增强

NaCl

2Cl--2e-=Cl2

2H++2e-=H2

2NaCl+2H2O=

H2↑+Cl2↑+

2NaOH

H+放电,碱性增强

CuSO4

4OH--4e=2H2O+O2

Cu2+ +2e-= Cu

2CuSO4+2H2O=

2Cu+O2↑+

2H2SO4

OHˉ 放电,酸性增强



原电池与电解池


一、原电池与电解池的判断


二者的区别其实也很简单,主要看有无外接电源


二、两极的判断


对于原电池:


只有正负极的概念,抓住一点,一定是还原剂在原电池的负极反应,所有的题目都是围绕这一点进行判断的。


1、  题目给出一个原电池的电池反应时,分析其化合价的变化,还原剂在原电池的负极反应,氧化剂在原电池的正极反应。例如:CH3OH+2O2==2CO2+H2O, 分析此反应,明显的是甲醇作还原剂,则甲醇一定在原电池的负极反应,氧气在原电池的正极反应。


2、  根据某些现象判断,比如某一个金属电极溶解,由此判断该电极一定是负极,因为金属参与反应,只能失电子,也就是金属只能作为还原剂,故此电极一定为负极;再例如:以氯化钠为电解质的溶液中,钠离子向A极移动,因为钠离子只有氧化性,化合价只能降低,而原电池的正极反应是氧化剂在反应,由此判断A极一定是原电池的正极。又例如:Zn—CuSO4溶液—石墨构成的原电池中,若石墨电极上析出紫红色物质,石墨的电极质量增加,则此电极一定是铜离子得电子生成单质铜,所以石墨电极为原电池的正极。


对于电解池:


只有阴阳极的概念,并且一定是还原剂在电解池的阳极反应,可以借助铜的精炼,粗铜在电极反应,此电极附近能形成阳极泥,故粗铜是在电解池的阳极反应,由此同时可以得出,电解池的阳极是还原剂在反应。围绕还原剂在阳极反应,可对电解池的两极作出判断。


1、  对于电解池,先看外接电源,与电源正极相连接的为电解池的阳极,与电源负极连接的为电解池的阴极。


2、  题目给出一个电解池的电池反应时,分析其化合价的变化,还原剂在电解池的阳极反应,氧化剂在原电池的阴极反应。

由某些现象判断,例如以石墨作为电极电解NaCl溶液,电解质溶液中滴入几滴酚酞,电解一段时间后,在某电极区溶液变为红色,分析此电极属于电解池的阳极或者阴极。该极区显红色的原因是因为在该极区发生反应: 2 H++2e=H2↑,由于原来H2O电离的H和OH-是相等的,但由于H+参与反应,使OH-的浓度增加,大于H+的浓度,所以该极区显碱性,溶液变红。也就是说该电极发生的反应是氧化剂在反应,故该电极为电解池的阴极。


3、  看电子的流向:由于还原剂是在电解池的阳极反应,该电极是在失电子。而电子只能在导体中传递,不能进入溶液,所以电子流出的电极为电解池的阳极。


4、  电解质溶液中离子的移动方向:如果是负离子,比如硫酸根离子向某电极移动,负离子具有还原性,则该电极为电解池的阳极。


三、电极反应式的书写


注意:

1、  对于原电池要考虑后续反应,即要考虑氧化剂还原剂得失电子后的产物能否与电解质溶液中的离子或者物质发生化学反应


2、  对于电解池的电极反应是反应离子的得失电子后情况,所以电极反应式一定要写离子的是电子情况(但某些电解池的阳极如果是金属,其还原性一定大于溶液中的离子,则是电极材料参与反应,就不一定是阴离子在失电子).例如以石墨电极电解NaCl溶液,其阴极反应式是2 H++2e=H2↑,而不是写H2O失电子,虽然H+来源于H2O。


离子放电顺序总结

阳极(阴离子在阳极上放电):

①用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时:溶液中阴离子的放电顺序(由难到易)是:

阴离子的还原性:

S2->I->Br->Cl->(中心原子非最高价SO32-、MnO42-)>OH->NO3-、SO42-(等含氧酸根离子)>F-

活性材料作电极时:电极本身溶解放电。

阴极(阳离子在阴极上放电):

阳离子的氧化性:

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+(标注紫色只有熔融态放电)


3、如果同时让书写两极的电极反应式,注意保持两个电极的得失电子相等

例如:   阳极反应:2Cu2++4e-=2Cu

阴极反应:4OH--4e=O2↑+2H2O


4、甲烷燃料电池,电解质溶液:强碱(KOH)溶液首先写出O2所在电极——正极的反应式:2O2+8e+4H2O=8OH;然后写出总方程式:CH4+2O2+2OH=CO32+3H2O(由于溶液中存在大量OH,因此不能生成CO2

最后得到负极的反应式:

CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O


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