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原电池和电解池PPT课件


电子
负极→正极(经导线)
电源负极→阴 极(经导线)
同电解池
二、构成原电池的两个注意事项 1.原电池构成前提:某一电极(负极)必须能与电解质溶液中的某 种成分反应(负极被氧化),即能发生自发的氧化还原反应。 2.很活泼的金属单质不可做原电池的负极,如K、Na、Ca等。
三、原电池的正负极的判断方法 原电池有两个电极,一个是负极,一个是正极,判断负极和 正极的方法有: 1 .由组成原电池的两极材料判断:一般是活泼的金属为负 极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 2 .根据原电池外电路的电流方向或电子流方向判断:电流 是由正极流向负极;电子流动方向是由负极流向正极。
条件
续表
原电池 负极:较活泼的金属 (电子流出) 电极 正极:较不活泼的金 属 ( 或 能导 电的非 金 属)(电子流入)
电解池
电镀池
阳极:与电源 正极相连的电 阳极:必须是镀层金 极 属 阴极:与电源 阴极:镀件 负极相连的电 极
阳极:金属电极失电 负极:失电子发生氧 阳 极 : 失 电 子 子(溶解) 电极 化反应 发生氧化反应 阴 极 : 电 镀 液 中 阳 离 反应 正极:得电子发生还 阴 极 : 得 电 子 子得电子 ( 在电镀条件 原反应 发生还原反应 下,水电离产生的 H + 或OH-一般不放电)
3.根据原电池内电解质溶液离子的定向流动方向判断:在原电 池的电解质溶液内,阳离子移向的电极是正极,阴离子移向的电极为负 极。 4 .根据原电池两极发生的变化判断:原电池的负极总是失电子 发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。
四、原电池的电极反应式和总反应式的书写 例如:铜、锌和稀H2SO4组成的原电池: 负极(Zn片):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应); 正极(Cu片):2H++2e-=H2↑(还原反应); 总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑ 例如:燃料电池,如氢氧燃料电池 负极:H2+2OH--2e-=2H2O 正极:2H2O+O2+4e-=4OH- 总反应:2H2+O2=2H2O
3.惰性电极阴阳离子的放电顺序 ①阴极上,阳离子的放电顺序为: K + <Ca2 + <Na + <Mg2 + <Al3 + <Mn2 + <Zn2 + <Fe2 + <Sn2 + <Pb2 + <H + <Cu2 + <Fe3+<Hg2+<Ag+ ②阳极上,阴离子的放电顺序为: F -<含氧酸根<OH -<Cl -<Br-<I- <S2-
(4)总的反应式是否满足质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒; (5) 电极反应式常用“=”,不用“→”。电极反应式中若有气 体生成,需加“↑”。原电池的总反应式:一般把正极和负极的电极 反应式相加而得。若电解质为弱电解质,在相加时应把离子改为相应 的弱电解质。
五、原电池的应用 1.制作多种电池。如:干电池、充电电池和新型燃料电池。 2.加快化学反应速率。如:用粗锌代替纯锌制取氢气,反应 速率加快。 3.防护金属。如:使被保护的金属当原电池的正极,则其受 到保护。
一、原电池、电解池与电镀池的比较
原电池
电解池
电镀池
定义
应用电解原理在金 将化学能转化为 将 电 能 转 化 为 属表面镀上一层其 电能的装置 化学能的装置 他金属的装置 ①相互连接、活 泼性不同的金属 (其中一种可以 是能导电的非金 属)作电极材料 ②电解质溶液 ③两电极与电解 质溶液接触构成 ①两电极材料 (活性可以相同 ) 连接直流电源 ②电解质溶液 ③两电极与电 解质溶液接触 构成通路 ①镀层金属接电源 正极,待镀金属接 电源负极 ②电镀液必须含有 镀层金属离子(电 镀过程浓度不变)
七、金属的防护 防止或减缓金属腐蚀,主要是防止电化学腐蚀,主要方法有: 1.涂保护层(如涂油漆、涂油等)。 2.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜。 3.保持干燥。 4.改变金属的内部结构,使其稳定(如不锈钢)。 5.牺牲负极保护正极法。
6.金属的电化学防护: (1)牺牲阳极的阴极保护法。
利用锌比铁活泼,在被保护的钢铁设备上装上锌块,锌为负极,铁 为正极,铁被保护。
析氢腐蚀 条件 金属在酸性较强的溶液中
吸氧腐蚀 金属在中性或酸性很弱的溶液 中
负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+ 负极(Fe):2Fe-4e-=2Fe2+ 电 极 反 正 极 (C) : 2H + + 2e - 正 极 (C) : O2 + 2H2O + 4e - 应 =4OH- =H2↑ 发 生 情 相对较少,腐蚀速率一般 非常普遍,腐蚀速率一般较慢 况 较快 联系 两种腐蚀常相继发生,吸氧腐蚀为主
书写规律: (1)明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应产物及 化合价的变化; (2)确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子,还是其他物质 (如溶有或通入的氧气); (3) 判断是否存在特定的条件 ( 如介质中的粒子 H + 、 OH - 、非放电 物质参加反应),进而推断电解质溶液的酸碱性的变化;
六、金属的腐蚀——析氢腐蚀和吸氧腐蚀
金属腐蚀 实质 金属原子失去电子被氧化而消耗的过程

种类
化学腐蚀
电化腐蚀
不纯金属或合金在电解质溶 金属和非电解质或其他物质 液中发生原电池反应,使较 原理 接触而直接发生氧化还原反 活泼的金属失去电子被氧化 而消耗。 ( 可分为析氢腐蚀和 应而引起的腐蚀 吸氧腐蚀) 金属直接与其他物质发生化 不纯金属在电解质溶液中发 学反应而消耗 生原电池反应 区别 腐蚀过程无电流产生 金属被腐蚀 有电流产生 较活泼金属被腐蚀
(2)外加电流的阴极保护法。
阳极:惰性电极 阴极:被保护的钢铁设备 通电后电子被强制流向被保护的钢铁设备,起抑制钢铁失去电子 的作用。
八、电解池电极放电规律 1 .阳离子在电极上得到电子和阴离子在电极上失去电子的过程 叫放电。离子的放电能力取决于离子的本性,也与离子的浓度大小和电 极材料有关。 2 .电解时所用的电极分为两大类:一类为惰性电极,只起导体 作用,并不参与反应(如不活泼金属Pt和非金属石墨)。另一类为活性电 极,电解时电极能参与反应。
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