2023年电化学知识点原电池和电解池

电化学知识点——---原电池和电解池
一. 原电池和电解池的相关知识点
原电池和电解池装置比较:
将化学能转化为电能的装置叫做原电池 把电能转化为化学能的装置叫电解池
e -e -e -
I
还原反应
（失电子）
氧化反应
（得电子）
原电池e e
I
I
氧化反应
（得电子）
还原反应
（失电子）
阴极
阳极
电解池
2. 原电池和电解池的比较表:
装置 原电池
电解池
实例
原理
使氧化还原反映中电子作定向移动, 从而形成电流。

这种把化学能转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、阳两极引起氧化还原反映的过程叫做电解。

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: 能与电极反映。

②电解质溶液：能与电极反映。

①电源； ②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。

反映类型 自发的氧化还原反映 非自发的氧化还原反映 电极名称
由电极自身性质决定:
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。

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； 阴极：连电源的负极；
电极反映 负极: Zn-2e-=Zn2+ （氧化反映） 正极: 2H++2e-=H2↑（还原反映） 正极：2H ++2e -=H 2↑（还原反映） 阴极: Cu2+ +2e- = Cu （还原反映） 阳极: 2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反映） 阳极：2Cl --2e -=Cl 2↑ （氧化反映） 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
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）。

原电池的本质: 氧化还原反映中电子作定向的移动过程
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
6. 电镀铜、精炼铜比较
说明、原电池正、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. 高频考点
1. 电化腐蚀: 发生原电池反映, 有电流产生
（1）吸氧腐蚀
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.原电池的应用:
①加快化学反映速率, 如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。

②比较金属活动性强弱。

可以运用原电池比较金属的活动性顺序（负极活泼）。

将两种不同金属在电解质溶液里构成原电池后, 根据电极的活泼性、电极上的反映现象、电流方向、电子流向、离子移动方向等进行判断。

③设计原电池。

④运用原电池原理可以分析金属的腐蚀和防护问题
金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种, 但重要是电化学腐蚀。

根据电解质溶液的酸碱性, 可把电化学腐蚀分为: 吸氧腐蚀和析氢腐蚀两种。

以钢铁腐蚀为例, 吸氧腐蚀发生的条件是钢铁表面吸附的水膜中溶有O2, 并呈极弱酸性或中性, 反映中O2得电子被还原；其电极反映式分别为：负极(Fe)：2Fe—4e-==2Fe2+, 正极(C)：O2+2H2O+4e-==4OH-。

析氢腐蚀发生的条件是钢铁表面吸附的水膜酸性较强, 反映时有H2析出；其电极反映式分别为：负极(Fe)：Fe—2e-== Fe2+, 正极(C)：2H++2e-==H2↑。

金属防腐方法: ①改变金属内部结构；②表面覆盖保护层（如钢铁表面涂矿物油、油漆、加电镀层、形成稳定的氧化膜等；③电化学保护法（接上一块活泼金属使被保护金属成为正极受保护、将被保护金属接到电源负极）。

通常金属的腐蚀德快慢类型: 电解池的阳极＞原电池的负极＞自然的腐蚀＞原电池的正极（保护）＞电解池的负极（保护）。

3。

实用电池的种类和特点
⑴干电池（属于一次电池）
①结构: 锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。

②电极反映负极: Zn-2e-=Zn2+
正极: 2NH4++2e-=2NH3+H2
NH3和H2被Zn2＋、MnO2吸取: 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）
①结构: 铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。

②A.放电反映负极: Pb-2e-+ SO42- = PbSO4
正极: PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O
B.充电反映阴极: PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-
阳极: PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-
总式: Pb + PbO2 + 2H2SO4 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, 电极反映式的书写规定与离子方程式同样, 且加起来应与总反映式相同。

⑶锂电池
①结构: 锂、石墨、固态碘作电解质。

②电极反映负极: 2Li-2e- = 2Li+
正极: I2 +2e- = 2I- 总式: 2Li + I2 = 2LiI
⑷A.氢氧燃料电池
①结构: 石墨、石墨、KOH溶液。

②电极反映负极: H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O
正极: O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-总式: 2H2+O2=2H2O
（反映过程中没有火焰, 不是放出光和热, 而是产生电流）注意: 还原剂在负极上反映, 氧化剂在正极上反映。

书写电极反映式时必须考虑介质参与反映（先常规后进一步）。

若互相反映的物质是溶液, 则需要盐桥（内装KCl的琼脂, 形成闭合回路）。

B．铝、空气燃料电池以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。

这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液, 靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。

只要把灯放入海水中, 数分钟后就会发出耀眼的闪光, 其能量比干电池高20～50倍。

电极反映: 铝是负极 4Al-12e-== 4Al3+；
石墨是正极 3O2+6H2O+12e-==12OH-
4. 电解反映方程式的书写环节:
分析电解质溶液中存在的离子；
分析离子的放电顺序；
拟定电极、写出电极反映式；
写出电解方程式。

如:
解NaCl溶液: 2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH, 溶质、溶剂均发生电解反映, PH增大
⑵电解CuSO4溶液: 2CuSO4 + 2H2O 2Cu + O2↑+ 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反映, PH减小。

⑶电解CuCl2溶液: CuCl2 Cu＋Cl2 ↑
电解盐酸: 2HCl H2↑＋Cl2↑溶剂不变, 事实上是电解溶质, PH增大。

⑷电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：2H2O 2H2↑ + O2↑, 溶质不变, 事实上是电解水, PH分别减小、增大、不变。

酸、碱、盐的加入增长了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用）。

⑸电解熔融NaOH: 4NaOH
电解
====4Na + O2↑ + H2O↑
⑹用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O电解
==== Cu(OH)2 + H2↑（注意: 不是电解水。

）
5．电解液的PH变化:根据电解产物判断。

口诀：“有氢生成碱, 有氧生成酸；都有浓度大,都无浓度小”。

（“浓度大”、“浓度小”是指溶质的浓度）
6. 使电解后的溶液恢复原状的方法:
先让析出的产物（气体或沉淀）恰好完全反映, 再将其化合物投入电解后的溶液中即可。

如: ①NaCl溶液: 通HCl气体（不能加盐酸）；②AgNO3溶液: 加Ag2O固体（不能加AgOH）；③CuCl2溶液: 加CuCl2固体；④KNO3溶液: 加H2O；⑤CuSO4溶液: CuO（不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3）等。

7. 电解原理的应用
A.电解饱和食盐水（氯碱工业）
⑴反映原理
阳极: 2Cl- - 2e-== Cl2↑
阴极: 2H+ + 2e-== H2↑
总反映: 2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH
⑵设备（阳离子互换膜电解槽）
①组成: 阳极—Ti、阴极—Fe
②阳离子互换膜的作用: 它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。

⑶制烧碱生产过程（离子互换膜法）
①食盐水的精制: 粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42- 等）→加入NaOH溶液
→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→过滤→加入盐酸→加入离子互换剂(NaR)
②电解生产重要过程（见图20-1）: NaCl 从阳极区加入, H2O 从阴极区加入。

阴极H+ 放电, 破坏了水的电离平衡, 使OH-浓度增大, OH-和Na+形成NaOH 溶液。

B.电解冶炼铝
⑴原料: （A ）、冰晶石: Na3AlF6=3Na++AlF63-
（B ）、氧化铝: 铝土矿 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 ⑵原理
阳极 2O 2－
－ 4e - =O 2↑
阴极 Al 3＋+3e - =Al
总反映: 4Al3++6O2ˉ 4Al+3O2↑
⑶ 设备: 电解槽（阳极C.阴极Fe ） 由于阳极材料不断地与生成的氧气反映: C+O2 → CO+CO2, 故需定期补充。

C.电镀: 用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。

⑴镀层金属作阳极, 镀件作阴极, 电镀液必须具有镀层金属的离子。

电镀锌原理： 阳极 Zn －2e ˉ = Zn 2+ 阴极 Zn 2++2e ˉ=Zn
⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。

⑶在电镀控制的条件下, 水电离出来的H+和OH ˉ一般不起反映。

⑷电镀液中加氨水或 NaCN 的因素: 使Zn2+离子浓度很小, 镀速慢, 镀层才干致密、光亮。

D.电解冶炼活泼金属Na 、Mg 、Al 等。

E 、电解精炼铜: 粗铜作阳极, 精铜作阴极, 电解液具有Cu2+。

铜前金属先反映但不析出, 铜后金属不反映, 形成 “阳极泥”。