高中化学原电池和电解池全面总结超全版

高中化学原电池和电解池全面总结超全版
公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
原电池和电解池1．原电池和电解池的比较：
2．化学腐蚀和电化腐蚀的区别
3．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别
4．电解、电离和电镀的区别
5．电镀铜、精炼铜比较
6．电解方程式的实例（用惰性电极电解）：
↑+2NaOH强
CuSO
44OH--4e-=2H
2
O+O
2
↑Cu2+ +2e-= Cu
2CuSO
4
+2H
2
O=2Cu+ O
2
↑+2H
2
SO
4
OHˉ放电,酸性
增强
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
负极：Fe－2e-==Fe2+
正极：O
2+4e-+2H
2
O==4OH-
总式：2Fe+O
2+2H
2
O==2Fe(OH)
2
4Fe(OH)
2+O
2
+2H
2
O==4Fe(OH)
3
2Fe(OH)
3
==Fe
2
O
3
+3H
2
O
（2）析氢腐蚀： CO
2+H
2
O H
2
CO
3
H++HCO
3
-
负极：Fe －2e-==Fe2+
正极：2H+ + 2e-==H
2
↑
总式：Fe + 2CO
2 + 2H
2
O = Fe(HCO
3
)
2
+ H
2
↑
Fe(HCO
3)
2
水解、空气氧化、风吹日晒得Fe
2
O
3。

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）
①结构：锌筒、填满MnO
2的石墨、溶有NH
4
Cl的糊状物。

②电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+
正极：2NH
4++2e-=2NH
3
+H
2
NH
3和H
2
被Zn2＋、MnO
2
吸收： MnO
2
+H
2
=MnO+H
2
O,Zn2＋＋4NH
3
=Zn(NH
3
)
4
2＋
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.放电反应负极： Pb-2e-+ SO
42- = PbSO
4
正极： PbO
2 +2e-+4H+ + SO
4
2- = PbSO
4
+ 2H
2
O
B.充电反应阴极：PbSO
4 +2e-= Pb+ SO
4
2-
阳极：PbSO
4 -2e- + 2H
2
O = PbO
2
+4H+ + SO
4
2-
总式：Pb + PbO
2 + 2H
2
SO
4
放电
===
充电
2PbSO
4
+ 2H
2
O
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，电极反应式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。

⑶锂电池
①结构：锂、石墨、固态碘作电解质。

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

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

书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入）。

若相互反应的物质是溶液，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。

电极反应：铝是负极 4Al-12e-== 4Al3+；
石墨是正极 3O
2+6H
2
O+12e-==12OH-
4．电解反应中反应物的判断——放电顺序
⑴阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。

B.阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表：
K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< (H+) < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < Cu2+ < Hg2+ < Ag+
⑵阳极A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时：
阴离子失电子：S2- ＞ I- ＞ Br- ＞ Cl- ＞ OH- ＞ NO
3
- 等含氧酸根离子＞F-
B.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。

5．电解反应方程式的书写步骤：①分析电解质溶液中存在的离子；②分析离子的放电顺序；③确定电极、写出电极反应式；④写出电解方程式。

如：解NaCl
溶液：2NaCl+2H
2O
电解
====H
2
↑+Cl
2
↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大
⑵电解CuSO
4溶液：2CuSO
4
+ 2H
2
O
电解
====2Cu + O
2
↑+ 2H
2
SO
4
溶质、溶剂均发生
电解反应， PH减小。

⑶电解CuCl
2溶液：CuCl
2
电解
==== Cu＋Cl
2
↑
电解盐酸： 2HCl 电解
==== H
2
↑＋Cl
2
↑溶剂不变，实际上是电解溶质，PH增大。

⑷电解稀H
2SO
4
、NaOH溶液、Na
2
SO
4
溶液：2H
2
O
电解
==== 2H
2
↑ + O
2
↑，溶质不变，
实际上是电解水，PH分别减小、增大、不变。

酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,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 + O
2
↑ + H
2
O↑
⑹用铜电极电解Na
2SO
4
溶液: Cu +2H
2
O
电解
==== Cu(OH)
2
+ H
2
↑（注意：不是电
解水。

）
6．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）
7．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）恰好完全反应，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）；②AgNO
3溶液：加Ag
2
O
固体（不能加AgOH）；③CuCl
2溶液：加CuCl
2
固体；④KNO
3
溶液：加H
2
O；⑤
CuSO
4溶液：CuO（不能加Cu
2
O、Cu(OH)
2
、Cu
2
(OH)
2
CO
3
）等。

8．电解原理的应用
A、电解饱和食盐水（氯碱工业）
⑴反应原理
阳极： 2Cl- - 2e-== Cl
2
↑
阴极： 2H+ + 2e-== H
2
↑
图20-1
总反应：2NaCl+2H
2O
电解
====H
2
↑+Cl
2
↑+2NaOH
⑵设备（阳离子交换膜电解槽）
①组成：阳极—Ti、阴极—Fe
②阳离子交换膜的作用：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（离子交换膜法）
①食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等）→加入NaOH溶液→
加入BaCl
2溶液→加入Na
2
CO
3
溶液→过滤→加入盐酸→加入离子交换剂(NaR)
②电解生产主要过程（见图20-1）：NaCl从阳极区加入，H
2
O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：Na
3AlF
6
=3Na++AlF
6
3-
（B）、氧化铝：铝土矿
NaOH
——→
过滤
NaAlO
2
CO
2
——→
过滤
Al(OH)
3
△
—→ Al
2
O
3
⑵原理阳极 2O2－－ 4e- =O
2
↑
阴极 Al3＋+3e- =Al
总反应：4Al3++6O2ˉ电解
====4Al+3O
2
↑
⑶设备：电解槽（阳极C、阴极Fe）因为阳极材料不断地与生成的氧气反
应：C+O
2→ CO+CO
2
，故需定时补充。

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，电镀液必须含有镀层金属的离子。

电镀锌原理：
阳极 Zn－2eˉ = Zn2+
阴极 Zn2++2eˉ=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OHˉ一般不起反应。

⑷电镀液中加氨水或 NaCN的原因：使Zn2+离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、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，电解液含有Cu2+。

铜前金属先反应但不析出，铜后金属不反应，形成“阳极泥”。