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高中化学:“原电池”与“电解池”知识点总结

2020-03-05  以心侍心

高中化学:“原电池”与“电解池”知识点总结

一、原电池与电解池比较:

高中化学:“原电池”与“电解池”知识点总结

二、电池符号

高中化学:“原电池”与“电解池”知识点总结

图为 Cu - Zn 电池。

左池:锌片插在 1mol·dm-3的 ZnSO4 溶液中。 右池:铜片插在 1 mol·dm-3的 CuSO4 溶液中。 两池之间倒置的 U 形管叫做盐桥(盐桥是由饱和KCl溶液和琼脂装入U形管中制成)。检流计表明电子从锌片流向铜片。左侧为负极,右侧为正极。

此Cu - Zn 电池可表示如下:

(-)Zn | Zn2+(1mol·dm-3)‖Cu2+(1mol·dm-3) | Cu(+)

负极: Zn-2e-== Zn2+

正极: Cu2++2e-== Cu

总反应: Zn+Cu2+ == Zn2+ + Cu

☆ 写电池符号应注意事项:

· 正、负极:(-) 左, (+) 右

· 界面“|”: 单质与“极棒”写在一起,写在“|”外面。

· 注明离子浓度(c),气态时用分压(p),物质状态:固态(s), 液态(l) 等

· 盐桥: “||”

三、金属腐蚀与防护:

1. 金属腐蚀:金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。

⑴ 本质:金属原子失电子而被氧化

M – ne- ====Mn+

(2) 分类:

化学腐蚀

金属与其他物质 直接氧化反应 金属被氧化

(不是电解质溶液)(无电流产生)

电化腐蚀

不纯金属或合金 发生原电池反应 活泼金属被氧化

电解质溶液 (有电流产生)

⑶钢铁腐蚀:

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2.金属腐蚀的防护

⑴ 金属腐蚀的原因:金属本身的组成和结构是锈蚀的根据;外界条件(如:温度、湿度、与金属接触的物质)是促使金属锈蚀的客观因素。

⑵ 防护:

①改变金属内部组成结构,可以增强金属耐腐蚀的能力。如:不锈钢。

② 在金属表面覆盖一层保护层,以断绝金属与外界物质接触,达到耐腐蚀的效果。(油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜)

③电化学保护法:牺牲阳极阴极保护法、外加电流阴极保护法。

四、电解及其应用

1.电解的原理:

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。

电解质在溶解或熔化状态下电离出自由离子,通电时,自由移动的离子定向移动,阳离子移向阴极,在阴极获得电子发生还原反应;阴离子移向阳极,在阳极失去电子发生氧化反应。电解质导电过程就是电解过程。

2.电解反应离子放电顺序(不考虑浓度等其他因素)

放电:阳离子得电子而阴离子失电的过程。

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上述顺序基本上与金属活动顺序一致,即越活泼的金属,其阳离子越难结合电子,但Fe3+氧化性较强,排在Cu2+之前。

⑵阴离子放电顺序

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(注明:若阳极材料是金属(除Pt、Au外),电极首先发生氧化反应而进入溶液。)

3.电镀:利用电解原理在某些金属表面镀上一层金属或合金的过程,金属叫镀件,薄层镀层。

阴极:镀件→待镀金属

阳极:镀层金属

电镀液:含有镀层金属离子的溶液。

五、几种常见新型原电池

1.铅蓄电池

(-)Pb|PbSO4(s)|H2SO4(aq)| PbSO4(s)|PbO2(+)

Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O

2.燃料电池

新型电池中,电极的导电材料一般多孔的金属板,负极是通入还原剂的一方,正极是通入氧化剂的一方.

如:氢氧燃料电池,电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液:

正极: O2+ 4e- + 2H2O === 4OH-

负极: 2H2 –4e- + 4OH-=== 4H2O

又如:甲烷燃料电池;电解质溶液为氢氧化钾溶液:

正极:2O2 + 8e-+ 4H2O ==8OH-

负极: CH4 + 10OH- -8e- ==CO2- 3 + 7H2O

总反应:CH4 + 2O2 + 2OH- == CO2- 3 + 3H2O

铅蓄电池(充电)

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

阴极:PbSO4 + 2e- == Pb + SO42-

总反应式:2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42-

铅蓄电池(放电)

正极 (PbO2) :PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ == PbSO4↓ + 2H2O

负极 (Pb) :Pb - 2e- + SO42- == PbSO4↓

总反应式:Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- == 2PbSO4↓ + 2H2O

银锌纽扣电池(碱性介质)

正极 (Ag2O) :Ag2O + H2O + 2e- == 2Ag + 2OH-

负极 (Zn) :Zn + 2OH- -2e- == ZnO + H2O

总反应式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag

Al─NaOH─Mg原电池

正极:6H2O + 6e- == 3H2↑ + 6OH-

负极:2Al - 6e- + 8OH- == 2AlO2- + 4H2O

总反应式:2Al + 2OH- + 2H2O == 2AlO2- + 3H2↑

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