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(完整版)高中化学原电池和电解池全面总结超全版(最新整理)

+2NaOH
—— 酸性减弱
不变 消耗水,酸性增强 消耗水,碱性增强
H+放电,碱性增强
CuSO4
4OH--4e-=2H2O+O2↑ Cu2+ +2e-= Cu
2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2↑ OHˉ 放电,酸性增强 +2H2SO4
考点解说
1.电化腐蚀:发生原电池反应,有电流产生 (1)吸氧腐蚀
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+
正极:2NH4++2e-=2NH3+H2 NH3 和 H2 被 Zn2+、MnO2 吸收: MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2++4NH3=Zn(NH3)42+ ⑵铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)
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)
负极:Fe-2e-==Fe2+ 正极:O2+4e-+2H2O==4OH总式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O (2)析氢腐蚀: CO2+H2O H2CO3 H++HCO3负极:Fe -2e-==Fe2+ 正极:2H+ + 2e-==H2↑ 总式:Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2↑ Fe(HCO3)2 水解、空气氧化、风吹日晒得 Fe2O3。 2.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
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
由电极本身性质决定:
由外电源决定:
电极名称 正极:材料性质较不活泼的电极;
阳极:连电源的正极;
负极:材料性质较活泼的电极。
阴极:连电源的负极;
电极反应 电子流向
负极:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极:2H++2e-=H2↑(还原反应) 负极→正极
总式:Pb + PbO2 + 2H2SO4 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
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 HCl Na2SO4 H2SO4 NaOH
NaCl
2Cl--2e-=Cl2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 4OH--4e-=2H2O+O2↑
2Cl--2e-=Cl2↑
液必须含有镀层金属的离子
电解液
电极反应
阳极 Cu -2e- = Cu2+ 阴极 Cu2++2e- = Cu
阳极:Zn - 2e- = Zn2+ 阴极:Cu2+ + 2e- = Cu
Cu - 2e- = Cu2+ 等
溶液变化 电镀液的浓度不变
溶液中溶质浓度减小
6.电解方程式的实例(用惰性电极电解):
电解质溶液
阴极:Cu2+ +2e- = Cu (还原反应) 阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反应) 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; 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)。
Cu2+ +2e-= Cu 2H++2e-=H2↑ 2H++2e-=H2↑ 2H++2e-=H2↑ 2H++2e-=H2↑
2H++2e-=H2↑
CuCl2= Cu +Cl2↑ 2HCl=H2↑+Cl2↑ 2H2O=2H2↑+O2↑ 2H2O=2H2↑+O2↑ 2H2O=2H2↑+O2↑ 2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑
2.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
3.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
① 结构:铅板、填满 PbO2 的铅板、稀 H2SO4。 ②A.放电反应 负极: Pb-2e-+ SO42- = PbSO4
正极: 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-
两极发生氧化还原反应 显的化学变化
实例 CuCl2 Cu+Cl2
电解
====
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
5.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 粗铜金属作阳极,精铜作阴极,CuSO4 溶液作
水膜酸性较强
正极反应 负极反应
O2 + 4e- + 2H2O == 4OHFe -2e-==Fe2+
2H+ + 2e-==H2↑ 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
4.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
阴阳离子定向移动,在 阴阳离子自由移动,无明 用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金 实质
1.原电池和电解池的比较:
装置ห้องสมุดไป่ตู้
原电池
实例
原电池和电解池
电解池
原理
使氧化还原反应中电子作定向移动,从而形成 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化
电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原 还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变为化
电池。
学能的装置叫做电解池。
①电极:两种不同的导体相连; 形成条件
②电解质溶液:能与电极反应。
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