第四章 电化学基础知识点总结
第四章 电化学基础 章末归纳与整理-高二化学(人教版选修4)
【例题6】(2021·浙江·效实中学高二期中)利用膜技术和电化学原理
制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5,装置如图,下列说法正确的是( B )
A.甲装置将电能转化为化学能 B.每转移2mol电子,生成2mol N2O5 和1mol H2SO4 C.乙中电极d上发生氧化反应 D.c电极反应式为: N2O4 – 2e- +H2O=N2O5+2H+
3.特别注意:书写电解池中电极反应式时,要以实际放电的离子
表示,但书写总电解反应方程式时,弱电解质要写成分子式。如用惰性
电极电解NaOH溶液,阳极发生氧化反应,电极反应式为4OH--4e-=
2H2O+O2↑,阴极发生还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑,总反
应式表示为2H2O
2H2↑+O2↑。
【对应训练】LiOH是生产航空航天润滑剂的原料。清华大学首创三室 膜电解法制备氢氧化锂,其模拟装置如图所示。下列有关说法正确的是( C )
A.膜1为阳离子交换膜,膜2为阴离子交换膜 B.a极为电源的负极,Y极上发生氧化反应 C.X极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑ D.每转移2 mol电子,理论上生成52 g LiOH
电池正极的电极反应式为O2+2H2O-4e-=4OH-
【对应训练】结合图示判断,下列叙述正确的是( A ) A.K与N连接时,X为硫酸,一段时间后溶液的pH增大 B.K与N连接时,X为氯化钠,石墨极电极反应式为2H++2e-=H2↑ C.K与M连接时,X为硫酸,一段时间后溶液的pH增大 D.K与M连接时,X为氯化钠,石墨极电极反应式为4OH--4e-= 2H2O+O2↑
Cd(OH)2+2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是
A.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O B.充电过程是化学能转化为电能的过程
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电与化学之间相互转化和相互作用的科学。
它是物理学和化学的交叉学科,在电池、电解和电沉积等领域有着广泛的应用。
以下是电化学的基础知识点总结:1. 电化学反应:- 氧化还原反应(简称氧化反应和还原反应),是电化学最基本的反应类型,涉及原子、离子或分子的电荷变化。
- 氧化是指某物质失去电子,还原是指某物质获得电子。
2. 电池原理:- 电池是将化学能转化为电能的装置,由两个电极(阳极和阴极)和电解质组成。
阳极是发生氧化反应的地方,阴极是发生还原反应的地方。
- 在电池中,化学反应产生的电荷通过外部电路流动,从而形成电流。
3. 电解:- 电解是用电流将化合物分解成离子或原子的过程。
在电解槽中,正极是阴离子的聚集地,负极是阳离子的聚集地,而正负极之间的电解液是导电介质。
- 在电解过程中,正负电极上的反应是有差别的,称之为阳极反应和阴极反应。
4. 电解质:- 电解质是能够在溶液中或熔融态中导电的物质。
电解质可以是离子化合物,如盐和酸,也可以是离子溶剂如水。
- 强电解质能够完全离解成离子,而弱电解质只有一小部分离解成离子。
5. 电动势:- 电动势是电池或电化学系统产生电流的驱动力,通常用电压表示。
- 在标准状态下,标准电动势是指正极与负极之间的电压差。
它与化学反应的自由能变化有关,可以通过标准电动势表进行查阅。
6. 极化现象:- 极化是指在电解过程中阻碍电流通过的现象。
- 有两种类型的极化:浓差极化和活化极化。
浓差极化发生在反应物浓度在电极上发生变化的时候,活化极化发生在电化学反应速率受到限制的时候。
7. 电信号:- 在电化学中,电伏是电势大小的基本单位。
它表示单位电荷通过电路所产生的能量的大小。
- 电流是电荷通过导体的速率,单位是安培。
- 除了电伏和电流之外,还有许多其他电信号,例如电阻、电导率和电容。
8. 电化学测量方法:- 常用的电化学测量方法有电压法、电位法、电流法和电导法。
原电池知识点
第四章电化学基础第一节原电池原电池及其工作原理1.概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
2.构成条件(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液中。
3.工作原理(以铜—锌原电池为例)负极正极续表易错警示原电池工作原理中四个常见失分点的规避(1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池,将化学能转化为电能。
(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(3)无论在原电池还是在电解池中,电子均不能通过电解质溶液,溶液中的离子不能通过盐桥。
(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
原电池正负极的判断方法说明:(1)活泼性强的金属不一定作负极,但在负极的电极上一定发生氧化反应。
(2)溶液中的离子不能通过盐桥。
(3)负极本身不一定参加反应,如燃料电池中,作为负极的材料不参加反应,只起到了导电的作用。
原电池原理的四大应用1.比较金属活泼性强弱两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
2.加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率加快。
例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
3.设计制作化学电源(1)必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。
(2)正、负极材料的选择:根据氧化还原关系找出正、负极材料,一般选择活泼性较强的金属作为负极;活泼性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为正极。
(3)电解质溶液的选择:电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。
但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子,这样可减少离子极化作用,便于电子和离子的移动,如在Cu-Zn构成的原电池中,负极Zn浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中,而正极Cu浸泡在含有Cu2+的电解质溶液中。
选修四 第四章电化学基础 知识点总结
电解质和水同时被电解型
A 、放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(如NaCl 、MgBr2)溶液的电解
B 、放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3)溶液的电解
相互关系:往往同时发生,电化腐蚀要比化
第三单元 金属的腐蚀与防护
1、金属防护的几种重要方法
①改变金属内部的组织结构,制成合金。
②在金属表面覆盖保护层。
如油漆、油脂等,电镀Zn,Cr 等易氧化形成致密的氧化物薄膜作
保护层。
原理:隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
③电化学保护法,即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。
2、牺牲阳极的阴极保护法:
原理 :形成原电池反应时,让被保护金属做正极,不反应,起到保护作用;而活泼金属反应受到腐蚀。
3、外加电源的阴极保护法:
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。
此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
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。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电荷转移与电化学反应的科学,是化学和物理学的交叉学科之一。
电化学研究了电流、电势和电解质溶液中物质转化的关系,以及在电化学反应中发生的化学变化。
本文将总结电化学的基础知识点,包括电解质、电动势、电解和电极反应等。
1. 电解质电解质是能够在溶液中或熔融态中形成离子的物质。
根据电离程度的不同,电解质可以分为强电解质和弱电解质。
强电解质在溶液中可以完全电离,生成溶液中的离子;而弱电解质只有部分电离。
电解质在电解过程中,正离子向阴极移动,负离子向阳极移动,完成电荷转移。
2. 电解电解是指通过电流而使电解质溶液中的正负离子移动,并发生化学变化的过程。
在电解中,电解质溶液中的阳离子在电解过程中被电子还原,而阴离子在电解过程中被电子氧化,形成新的物质。
电解可以通过直流电源或交流电源实现。
3. 电动势电动势是测量电池或电解池产生的电压的物理量。
电动势可以通过两种方式测量:开路电动势和闭路电动势。
在开路电动势的情况下,没有电流通过电池或电解池,只有电压存在。
而在闭路电动势的情况下,电流通过电池或电解池,同时也存在电压。
4. 极化极化是指电极表面被电解质溶液中的离子簇覆或吸附后,电极的电位发生变化的现象。
极化可以分为两种类型:浓度极化和电化学极化。
浓度极化是由于离子在电极和溶液之间的扩散速度不同而引起的,可以通过搅拌溶液或增大电解质浓度来减小。
电化学极化是由于电极表面发生电化学反应而引起的,可以通过增大电流密度或减小电极表面活性来减小。
5. 电极反应电极反应是在电化学反应中发生在电极上的化学反应。
在电解中,阳极是发生氧化反应的地方,而阴极是发生还原反应的地方。
电极反应的速率受到电解质浓度、电位差和电极表面活性的影响。
6. 法拉第定律法拉第定律描述了在电化学反应中电荷转移的关系。
法拉第第一定律表明,在电化学反应中,电荷的传输量与电离产生的物质的物质的量成正比。
法拉第第二定律则描述了电化学反应中电流与反应速率之间的关系。
第四章电化学基础知识点归纳
第四章电化学基础知识点归纳第四章电化学基础知识点归纳电化学是研究电和化学之间关系的分支学科,主要研究电能和化学变化之间的相互转化规律。
本章主要介绍了电化学基础知识点,包括电化学的基本概念、电池反应、电解反应以及其相关的电解池和电极。
一、电化学的基本概念1. 电化学:研究电和化学之间相互关系的学科。
2. 电解:用电能使电解质溶液或熔融物发生化学变化的过程。
3. 电解质:能在溶液中产生离子的化合物。
4. 电解池:由电解质、电极和电解物质组成的装置。
5. 电极:用来与溶液接触,传递电荷的导体。
二、电池反应1. 电池:将化学能转化为电能的装置。
由正极、负极、电解质和导电体组成。
2. 电池反应:电池工作时在正负极上发生的化学反应。
3. 氧化还原反应:电池反应中常见的反应类型,在正极发生氧化反应,负极发生还原反应。
4. 电池电势:电池正极和负极之间的电位差。
5. 电动势:电池正极和负极之间的最大电势差。
三、电解反应1. 电解:用电流使电解质发生化学变化的过程。
2. 导电质:在电解质中起导电作用的物质。
3. 离子:在溶液中能自由移动的带电粒子。
4. 阳离子:带正电荷的离子。
5. 阴离子:带负电荷的离子。
6. 电解池:由电解质溶液、电解质和电极组成的装置。
7. 电解程度:电解质中离子的溶解程度。
8. 法拉第定律:描述了电解过程中,电流量与电化学当量的关系。
四、电解池和电极1. 电解槽:承载电解液和电极的容器。
2. 阳极:电解池中的电流从电解液流入的电极,发生氧化反应。
3. 阴极:电解池中的电流从电解液流出的电极,发生还原反应。
4. 阳极反应:电解池中阳极上发生的氧化反应。
5. 阴极反应:电解池中阴极上发生的还原反应。
6. 电极反应速度:电极上反应的速度。
7. 电极反应中间体:反应过程中形成的中间物质。
电化学是现代科学和工程领域中的重要分支,广泛应用于电池、电解、蓄电池、电解涂层、电化学合成等领域。
了解电化学的基础知识,有助于我们更好地理解和应用电化学原理。
第四章 电化学基础(原电池)
第四章电化学基础第一节原电池(第一课时)教材分析本节教材大体上可以分为三部分。
第一部分是原电池的组成和化学原理,第二部分是化学电源,第三部分是金属的电化学腐蚀。
第一部分是围绕两个探究实验展开的。
这两个实验的原理是相同的,但在教学中的作用却不相同,[探究实验]安排在本节的开始,目的在于从有关金属知识的教学中,过渡到电化学知识的教学。
因此,该试验比较简明,仪器也比较简单,主要是为了启发思考,引起兴趣。
[探究实验]中只用两个烧杯、硫酸和几段金属丝。
为了增强直观性,该实验改为边讲边实验。
[探究实验]则不同,要通过这个实验,讲明原电池的原理,因此对仪器的要求较严格。
为使学生通过电流表指针的偏转,确实认识到有电流产生而保证实验能达到效果。
教材要求讨论组成原电池的条件,以帮助学生理解原电池原理。
教学过程中,充分利用实验,启发学生通过实验,观察、思考、探索原电池反应的化学原理。
对[探究实验],按教材教材介绍的步骤进行,在实验过程中,随时提出一些启发性的问题,引导学生思考。
(1)把锌片和铜片同事浸入稀硫酸中,让学生观察现象并分析原因。
(2)“把上端用导线相连的锌片和铜片同时浸入稀硫酸中,现象将有什么不同?”激发学生兴趣,然后演示。
(3)在导线中间接入一个电流表,电流表的指针发生偏转,让学生观察现象并分析原因。
(4)把电流表与干电池相连,并与原电池相比较,使学生明确原电池的外电路上的电流是从铜片经过导线流向锌片,即电子从锌片流向铜片。
把实验分成这样几个步骤进行,使学生看到有气泡产生和电流的流向,并通过观察、思考,从宏观现象引导到电子流向的微观分析,由表及里逐步分析推理,有利于探索原电池的化学原理。
实验后,提出几个思考题,让学生带着思考题阅读教材;在阅读后组织学生讨论,大家共同总结出组成原电池的条件。
(1)锌片的电子为什么会流向铜片?(2)铜片上为什么有气体产生?产生的气体是什么?(3)铜片上发生了什么反应?写出铜片上发生反应的电极反应式。
高中选修4电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结装置特点:化学能转化为电能。
①、两个活泼性不同的电极;形成条件:②、电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应);原③、形成闭合回路(或在溶液中接触)电负极:用还原性较强的物质作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化反应。
池基本概念:正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路得到电子,发生还原反应。
原电极反应方程式:电极反应、总反应。
理氧化反应负极铜锌原电池正极还原反应反应原理:Zn-2e-=Zn2+溶移2H++2e-=2H2↑电极反应:负极(锌筒)Zn-2e-=Zn2+正极(石墨)2NH4++2e-=2NH3+H2↑①、普通锌——锰干电池总反应:Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑干电池:电解质溶液:糊状的NH4Cl特点:电量小,放电过程易发生气涨和溶液②、碱性锌——锰干电池电极:负极由锌改锌粉(反应面积增大,放电电流增加);电解液:由中性变为碱性(离子导电性好)。
正极(PbO2) PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O负极(Pb) Pb+SO42--2e-=PbSO4铅蓄电池:总反应:PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液:cm 3~cm 3的H 2SO 4 溶液蓄电池 特点:电压稳定。
Ⅰ、镍——镉(Ni ——Cd )可充电电池;其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2OCd(OH)2+2Ni(OH)2Ⅱ、银锌蓄电池锂电池①、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输入,同时燃料 电极反应产物不断排出电池。
电池 ②、原料:除氢气和氧气外,也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
负极:2H 2+2OH --4e -=4H 2O ;正极:O 2+2H 2O+4e -=4OH -③、氢氧燃料电池: 总反应:O 2 +2H 2 =2H 2O化学电源放特点:转化率高,持续使用,无污染。
最新【人教版】高中化学选修4知识点总结:第四章电化学基础
第四章电化学基础一、原电池课标要求1、掌握原电池的工作原理2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式要点精讲1、原电池的工作原理(1)原电池概念:化学能转化为电能的装置,叫做原电池。
若化学反应的过程中有电子转移,我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动,即形成电流。
只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能;非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用,但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。
(2)原电池装置的构成①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两极相连形成闭合电路。
(3)原电池的工作原理原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。
负极发生氧化反应,正极发生还原反应,简易记法:负失氧,正得还。
2、原电池原理的应用(1)依据原电池原理比较金属活动性强弱①电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。
②在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应;不活泼金属作正极,发生还原反应。
③原电池的正极通常有气体生成,或质量增加;负极通常不断溶解,质量减少。
(2)原电池中离子移动的方向①构成原电池后,原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动,溶液中的阴离子向原电池的负极移动;②原电池的外电路电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
注:外电路:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极;内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
3、原电池正、负极的判断方法:(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)根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。
人教版高中化学选修4第四章电化学基础知识归纳
电化学基础知识归纳(含部分扩展内容)(珍藏版)特点:电池总反应一般为自发的氧化还原反应,且为放热反应(△H<0);原电池可将化学能转化为电能电极负极:一般相对活泼的金属溶解(还原剂失电子,发生氧化反应)正极:电极本身不参加反应,一般是电解质中的离子得电子(也可能是氧气等氧化剂),发生还原反应原电池原理电子流向:负极经导线到正极电流方向:外电路中,正极到负极;内电路中,负极到正极电解质中离子走向:阴离子移向负极,阳离子移向正极原电池原理的应用:制成化学电源(实用原电池);金属防腐(被保护金属作正极);提高化学反应速率;判断金属活性强弱一次电池负极:还原剂失电子生成氧化产物(失电子的氧化反应)正极:氧化剂得电子生成还原产物(得电子的还原反应)放电:与一次电池相同二次电池规则:正极接外接电源正极,作阳极;负极接外接电源负极,作阴极(正接正,负接负)充电阳极:原来的正极反应式反向书写(失电子的氧化反应)原电池阴极:原来的负极反应式反向书写(得电子的还原反应)化学电源电极本身不参与反应(一般用多孔电极吸附反应物),总反应相当于燃烧反应负极:可燃物(如氢气、甲烷、甲醇等)失电子被氧化(注意电解质的酸碱性)电极反应正极:O2得电子被还原,具体按电解质不同通常可分为4种燃料电池碱性介质:O2 + 4+ 2H2O 4酸性介质:O2 + 4+ 4 2H2O电解质不同时氧气参与的正极反应固体或熔融氧化物(传导氧离子):O2+ 4 2O2-质子交换膜(传导氢离子):O2 + 4+ 4 2H2O特殊原电池: 镁、铝、氢氧化钠,铝作负极 ;铜、铝、浓硝酸,铜作负极 ; 铜、铁、浓硝酸,铜作负极,等特点:电解总反应一般为不能自发的氧化还原反应;可将电能转化为化学能活性电极:阳极溶解(优先),金属生成金属阳离子阳极惰性电极一般为阴离子放电,失电子被氧化,发生氧化反应(接电源正极)(石墨、铂等)常用放电顺序是:>>高价态含氧酸根(还原性顺序),发生氧化反应,相应产生氯气、氧气电解原理电极反应阴极电极本身一般不参加反应,阳离子放电,得电子被还原,发生还原反应(接电源负极)常用放电顺序是:>2+>>活泼金属阳离子(氧化性顺序),相应产生银、铜、氢气电流方向:正极到阳极再到阴极最后到负极电子流向:负极到阴极,阳极到正极(电解质溶液中无电子流动,是阴阳离子在定向移动)离子流向:阴离子移向阳极(阴离子放电),阳离子移向阴极(阳离子放电)常见电极反应式阳极: 2- 22↑ , 4- 4 O2↑+ 2H2O或2H24 O2↑+4(来自水时适用)电解池阴极:+ , 2+ + 2 , 2 + 2 H2↑或2H222↑+2(来自水时适用)电解水型:强碱、含氧强酸、活泼金属的含氧酸盐,如:、、 H24、3、24溶液等电解溶质型:无氧酸、不活泼金属的含氧酸盐,如:、2溶液等常见电解类型电解溶质+水(放氢生碱型):活泼金属的无氧酸盐,如:、、2溶液等电解溶质+水(放氧生酸盐):不活泼金属的含氧酸盐,如:4、3溶液等氯碱工业的基础:电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠铜的电解精炼:粗铜作阳极,纯铜作阴极,硫酸铜溶液作电解质溶液电解原理的应用电镀(铜):纯铜作阳极,待镀件作阴极,硫酸铜溶液作电解质溶液(电镀液)冶炼金属,如钠(电解熔融氯化钠)、镁(电解熔融氯化镁)、铝(电解熔融氧化铝)金属的电化学防腐(外接电源的阴极保护法)金属的腐蚀:分为化学腐蚀和电化学腐蚀,其中,后者是主要方式,且速率更大(因为电化学腐蚀时形成了大量微小原电池),电化学腐蚀包括吸氧腐蚀(中性、碱性环境等)以及析氢腐蚀(酸性较强时),吸氧腐蚀是主要形式,钢铁可以最终均形成红棕色的铁锈(2O3·2O)。
高中化学选修电化学知识点总结
第四章电化学基础一、原电池:1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应:2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向:负极流入正极(3)从电流方向:正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向:阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象:①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极二、化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池(一)一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等(二)二次电池1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池放电:负极(铅):Pb-2e-=PbSO4↓正极(氧化铅):PbO2+4H++2e-=PbSO4↓+2H2O充电:阴极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+阳极:PbSO4+2e-=Pb两式可以写成一个可逆反应:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4↓+2H2O3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池(三)燃料电池1、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
(完整版)高中化学选修4电化学知识点总结
第四章电化学基础一、原电池:1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应: Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应: 2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式: Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向:负极流入正极(3)从电流方向:正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向:阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象:①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极二、化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池(一)一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等(二)二次电池1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池放电:负极(铅): Pb-2e- =PbSO4↓正极(氧化铅): PbO2+4H++2e- =PbSO4↓+2H2O充电:阴极: PbSO4+2H2O-2e- =PbO2+4H+阳极: PbSO4+2e- =Pb两式可以写成一个可逆反应: PbO2+Pb+2H2SO4 ⇋ 2PbSO4↓+2H2O3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池(三)燃料电池1、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
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电解液:由中性变为碱性(离子导电性好) 「一2- + -正极(PbO ) PbO 2+SO +4H+2e =PbSO2H0 负极(Pb ) Pb+SO4--2e -=PbSO铅蓄电池:总反应:PbO+Pb+2HS0l- 2PbSO4+2H 2O电解液:1.25g/cm 3~1.28g/cm 3 的 HSQ 溶液 特点:电压稳定。
I 、镍——镉(Ni ——Cd )可充电电池;其它蓄电池 Cd+2NiO (OH )+2H =放玺 Cd (OH ) 2+2Ni (OH ) 2 n 、银锌蓄电池 放电锂电池① 、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输 入,同时 电极反应产物不断排出电池。
② 、原料:除氢气和氧气外,也可以是CH 、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
负极:2H 2+2OH-4e -=4HO ;正极:Q+2H2O+4e=4OH③ 、氢氧燃料电池:il 总反应:Q +2H 2 =2H 2O电化学基础知识点总结装置特点:化学能转化为电能。
<①、两个活泼性不同的电极; 形成条件•:②、电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应) 原〔③、形成闭合回路(或在溶液中接触) 电 负极:用还原性较强的物质作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化 反应。
* 池 基本概念: 正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路得到电子,发生还原反 应。
电极反应方程式:电极反应、总反应。
失兀沿导线传递,有电流产生 反应原理:铜锌原电池移向2H '阳 离 电解质溶液子电极反应:负极(锌筒)正极①、普通锌一一锰干电池干电池I ”流增加);②、碱性锌一一锰干电池正极(石墨)2NH ++2e -=2NH+H f总反应:Zn+2NH=Z n +2NH+H4 电解质溶液:糊状的 NHCI特点:电量小,放电过程易发生气涨和溶液电极:负极由锌改锌粉(反应面积增大,放电电 化学电源简介蓄电池:燃料 电池I电解结果:在两极上有新物质生成。
第四章电化学基础知识点归纳[页3]
第四章电化学基础知识点归纳[页3]第四章电化学基础知识点归纳第四章电化学基础知识点归纳原电池与电解池比较四、金属的电化学腐蚀与防护课标要求①能够解释金属电化学腐蚀的原因②了解金属腐蚀的危害③掌握金属腐蚀的防护措施要点精讲1、金属的腐蚀(1)定义:金属的腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
(2)分类:由于金属接触的介质不同,发生腐蚀的情况也不同,一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
①化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。
化学腐蚀过程中发生的化学反应是普通的氧化还原反应,而不是原电池反应,无电流产生。
②电化学腐蚀:不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应。
比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
(3)电化学腐蚀电化学腐蚀,实际上是由大量的微小的电池构成微电池群自发放电的结果。
①析氢腐蚀钢铁在潮湿的空气中表面会形成一薄层水膜,在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成了原电池。
这无数个微小的原电池遍布钢铁表面,在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。
若电解质溶液酸性较强则发生析氢腐蚀。
②吸氧腐蚀金属表面酸性较弱或呈中性时,溶解在溶液中的氧气与水结合,生成oh-,消耗了氧气,从而使得溶液不断吸收空气中的氧气而发生吸氧腐蚀。
2、金属的防护金属防护的目的就是防止金属的腐蚀。
金属的防护要解决的主要问题就是使金属不被氧化。
(1)牺牲阳极的阴极保护法将被保护的金属与更活泼的金属连接,构成原电池,使活泼金属作阳极被氧化,被保护的金属作阴极。
(2)外加电源的阴极保护法利用外加直流电,负极接在被保护金属上成为阴极,正极接其他金属。
(3)非电化学防护法①非金属保护层②金属保护层③金属的钝化3、判断金属活动性强弱的规律(1)金属与水或酸的反应越剧烈,该金属越活泼。
(2)金属对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强,该金属越活泼。
原电池章节知识点总结
第四章 电化学根底 知识点整理1.原电池和电解池的比拟:2、原电池正负电极的判断 1〕根据电极材料:较活泼一极为负,较不活泼的一极为正〔与电解质反响得失电子〕2〕根据两极发生的反响:发生氧化反响的一极为负,复原反响的一极为正3〕根据电极增重还是减重:溶解或减轻的一极为负,增加或放出气泡的一极为正4〕根据电子或电流流动方向:电流方向:正→负 电子流向:负→正 5〕根据溶液中离子运动方向:阴离子移向的一极为负,阳离子移向的一极为正装置 原电池电解池实例原理使氧化复原反响中电子定向移动,从而形成电流。
这种把化学能变为电能的装置叫做原电池。
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化复原反响的过程叫做电解。
这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。
形成条件 ①电极:两种不同的导体相连;②电解质溶液:能与电极反响。
③能自发的发生氧化复原反响④形成闭合回路 ①电源; ②电极〔惰性或非惰性〕;③电解质〔水溶液或熔化态〕。
反响类型 自发的氧化复原反响 非自发的氧化复原反响电极名称由电极本身性质决定:正极:材料性质较不活泼的电极;负极:材料性质较活泼的电极。
由外电源决定:阳极:连电源的正极; 阴极:连电源的负极;电极反响 负极:Zn-2e -=Zn 2+〔氧化反响〕正极:2H ++2e -=H 2↑〔复原反响〕 阴极:Cu 2++2e -= Cu 得电子〔复原反响〕阳极:2Cl --2e -=Cl 2↑ 失电子〔氧化反响〕 电子流向 负极→正极 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 离子流向 阴离子流向负极 阳离子流向正极 阴离子流向阳极 阳离子流向阴极 能量转化 化学能→电能 电能→化学能应用①①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〕。
3.正确书写原电池电极反响式(1)列出正负电电极上的反响物质,在等式的两边分别写出反响物和生成物(2)在反响式左边写出得失电子数,使得失电子数目相等。
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第四章电化学基础第一节原电池原电池:1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应:2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向负极流入正极(3)从电流方向正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象①__溶解的一极为负极__②增重或有气泡一极为正极第二节化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池一、一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等二、二次电池1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池放电:负极(铅):Pb+SO2--2e=PbSO44正极(氧化铅):PbO2+4H++SO2-+2e=PbSO4+2H2O4充电:阴极:PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H++SO2-4阳极:PbSO4+2e=Pb+SO2-4放电两式可以写成一个可逆反应:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池三、燃料电池1、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。
以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。
当电解质溶液呈酸性时:负极:2H2-4e=4H+ 正极:O2+4 e4H+ =2H2O当电解质溶液呈碱性时:负极:2H2+4OH-4e=4H2O正极:O2+2H2O+4 e=4OH另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。
电极反应式为:负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;正极:4H2O+2O2+8e-=8OH。
电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O3、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低四、废弃电池的处理:回收利用第三节电解池一、电解原理1、电解池:把电能转化为化学能的装置也叫电解槽2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程4、电子流向:(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极5、电极名称及反应:阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应6、电解CuCl2溶液的电极反应:阳极:2Cl- -2e-=Cl2 (氧化) 阴极:Cu2++2e-=Cu(还原) 总反应式:CuCl2 =Cu+Cl2↑7、电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程☆规律总结:金属最怕做阳极,做了阳极就溶解,做了阴极被保护。
只要是水溶液电解反应离子方程式书写:放电顺序:阳离子放电顺序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阴离子的放电顺序是惰性电极时:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)只要是水溶液H,OH以后的离子均作废,永远不放电。
是活性电极时:电极本身溶解放电注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原分解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大 HClCuCl2--- CuC l2放H2生成碱型阴极:水放H2生碱阳极:电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大HCl(1)电解水型:含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐(2)电解电解质型:无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气(1)、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法(2)、电极、电解质溶液的选择:阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液M— ne — == M n+阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面M n+ + ne — == M电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+,阴极(镀件):Cu2++2e-=Cu,电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液(3)、电镀应用之一:铜的精炼阳极:粗铜;阴极:纯铜电解质溶液:硫酸铜3、电冶金(1)、电冶金:使矿石中的金属阳离子获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝(2)、电解氯化钠:通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl == Na + + Cl—通直流电后:阳极:2Na+ + 2e— == 2Na 阴极:2Cl—— 2e—== Cl2↑☆规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律(1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。
①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。
(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。
(3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。
若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。
☆原电池,电解池,电镀池的比较阳极失e- 正极得e- 负极失e- 阴极得e-第四节金属的电化学腐蚀和防护一、金属的电化学腐蚀析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出①条件:潮湿空气中形成的水膜,酸性较强(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体)②电极反应:负极: Fe – 2e- = Fe2+正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑总式:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气①条件:中性或弱酸性溶液②电极反应:负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-总式:2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2离子方程式:Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2生成的Fe(OH)2被空气中的O2氧化,生成Fe(OH)3,Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3 Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·x H2O(铁锈主要成分)规律总结:金属腐蚀快慢的规律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀防腐措施由好到坏的顺序如下:外接电源的阴极保护法>牺牲负极的正极保护法>有一般防腐条件的腐蚀>无防腐条件的腐蚀二、金属的电化学防护1、利用原电池原理进行金属的电化学防护(1)、牺牲阳极的阴极保护法原理:原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护(2)、外加电流的阴极保护法原理:通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。
通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。
2、改变金属结构:把金属制成防腐的合金3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等(3)金属腐蚀的分类:化学腐蚀—金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀电化学腐蚀—不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应。
比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
化学腐蚀与电化腐蚀的比较。