原电池和电解池知识点总结

⑷A.氢氧燃料电池
①
结构：石墨、石墨、KOH 溶液。
②电极反应 负极： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O
正极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-总式：2H2+O2=2H2O （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
⑶放氢生成碱型：活泼金属的无氧酸盐（F 化物除外）如 NaCl
阳极：2Cl--2e-=Cl2↑
阴极：2H++2e-=H2↑
公式：电解质+H2O→碱+ H2↑+非金属
总反应：2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH
⑷放氧省酸型：不活泼金属的含氧酸盐，如 CuSO4
阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑
液必须含有镀层金属的离子
作电解液
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
12．电解方程式的实例（用惰性电极电解）：
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 BaCl2 溶液→加 入 Na2CO3 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，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。
H2SO4 电解质，如 2H++2e=H2 CuSO4 电解质： Cu2++2e= Cu ⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时，正极则是电解质中的 O2反正还原反应
① 当电解液为中性或者碱性时，H2O比参加反应，且产物必为 OH-, 如氢氧燃料电池（KOH 电解质）O2+2H2O+4e=4OH②当电解液为酸性时，H+比参加反应，产物为 H2O O2+4O2+4e=2H2O 4．化学腐蚀和电化腐蚀的区别
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-+ SO42=- PbSO4 2-
+ SO4 = PbSO4 + 2H2O B.充电反应 阴极：PbSO4 +2e-= Pb+ SO4 2-
阳极：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO4 2-
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 3O2+6H2O+12e-==12OH-
非自发的氧化还原反应 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 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 电源正极→阳极；阴极→电源负极 电能→化学能 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）。
负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 负极→正极 正极→负极 化学能→电能
①①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化 还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变为化 学能的装置叫做电解池。
①电源； ②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。
负极：⑴负极材料本身被氧化：
①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应，则为最简单的：M-ne-=Mn+如：Zn-2 e-=Zn2+ ②如果阳离子与电解液成分反应，则参与反应的部分要写入电极反应式中： 如铅蓄电池，Pb+SO42-- 2e =- PbSO4 ⑵负极材料本身不反应：要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式， 如燃料电池 CH4-O2(C 作电极)电解液为 KOH：负极：CH4+10OH-8 e-=C03 2-+7H2O 正极：⑴当负极材料能自发的与电解液反应时，正极则是电解质溶液中的微粒的反应，
O2 + 4e- + 2H2O == 4OHFe －2e-==Fe2+
2H+ + 2e-==H2↑ Fe －2e-==Fe2+
腐蚀作用
考点解说
是主要的腐蚀类型，具有广泛性
发生在某些局部区域内
6．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
CuCl2= Cu +Cl2↑ 2HCl=H2↑+Cl2↑ 2H2O=2H2↑+O2↑ 2H2O=2H2↑+O2↑ 2H2O=2H2↑+O2↑
—— 酸性减弱
不变 消耗水，酸性增强 消耗水，碱性增强
NaCl
2Cl--2e-=Cl2↑
2H++2e-=H2↑
2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+ H+放电，碱性增强 2NaOH
8. 电解池的阴阳极判断：
⑴由外电源决定：阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； ⑵根据电极反应: 氧化反应→阳极 ；还原反应→阴极 ⑶根据阴阳离子移动方向：阴离子移向→阳极；阳离子移向→阴极， ⑷根据电子几点流方向：电子流向: 电源负极→阴极；阳极→电源正极
电流方向: 电源正极→阳极；阴极→电源负极 9.电解时电极产物判断： ⑴阳极：如果电极为活泼电极，Ag 以前的，则电极失电子，被氧化被溶解，Zn-2e-=Zn2+
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
7。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 MnO2 的石墨、溶有 NH4Cl 的糊状物。酸性电解质：
⑴反应原理 阳极： 2Cl- - 2e-== Cl2↑ 阴极： 2H+ + 2e-== H2↑总反应：2NaCl+2H2O
电解
= = = = H2↑+Cl2↑+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。
图 20-1
阴极：Cu2+ +2e-= Cu
总反应：2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2↑+2H2SO4
公式：电解质+H2O→酸+ O2↑+金属
电解
解 NaCl 溶液：2NaCl+2H2O = = = = H2↑+Cl2↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH 增大
8．电解原理的应用 A、电解饱和食盐水（氯碱工业）
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Hale Waihona Puke Baidu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
5．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
水膜酸性较强
正极反应 负极反应
电解
总反应：2H2O = = = = 2H2↑ + O2↑，
溶质不变，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）。
⑵电解电解质：无氧酸（HF 除外）、不活泼金属的无氧酸盐，如 CuCl2
阳极：2Cl--2e-=Cl2↑
阴极：Cu2+ +2e-= Cu 总反应：CuCl2= Cu +Cl2↑
原电池正极： PbO2 +2e-+4H+ 电解池
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。 ②A 电极反应 负极： 2Li-2e- = 2Li+
K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< (H+) < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ 10．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 实质 两极发生氧化还原反应 明显的化学变化
2 原电池正负极的判断：
⑴根据电极材料判断：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的或者非金属为正极。 ⑵根据电子或者电流的流动方向：电子流向：负极→正极。电流方向：正极→负极。 ⑶根据电极变化判断：氧化反应→负极； 还原反应→正极。 ⑷根据现象判断：电极溶解→负极； 电极重量增加或者有气泡生成→正极。 ⑸根据电解液内离子移动的方向判断：阴离子→移向负极；氧离子→移向正极。 3 电极反应式的书写：
1．原电池和电解池的比较：
装置
原电池
原电池和电解池
实例
电解池
原理
形成条件
反应类型 电极名称
电极反应 电子流向 电流方向 能量转化
应用
使氧化还原反应中电子作定向移动，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。
①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ③能自发的发生氧化还原反应 ④形成闭合回路 自发的氧化还原反应 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。
电解质溶液
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
2Cl--2e-=Cl2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 4OH--4e-=2H2O+O2↑
Cu2+ +2e-= Cu 2H++2e-=H2↑ 2H++2e-=H2↑ 2H++2e-=H2↑ 2H++2e-=H2↑
正极： I2 +2e- = 2I总式：2Li + I2 = 2LiI
B MnO2 做正极时： 负极： 2Li-2e- = 2Li+ 正极：MnO2+e- = MnO2 总 Li +MnO2= Li MnO2
锂电池优点：体积小，无电解液渗漏，电压随放电时间缓慢下降，应用:心脏起搏器，手机电池，电脑电 池。
CuSO4
4OH--4e-=2H2O+O2↑ Cu2+ +2e-= Cu
13，以惰性电极电解电解质溶液的规律：
2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2↑+2H2SO4
OHˉ 放电,酸性增强
⑴电解水型：电解含氧酸，强碱，活泼金属的含氧酸盐，如稀 H2SO4、NaOH 溶液、Na2SO4 溶液：
阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑ 阴极：2H++2e-=H2↑
如果电极为惰性电极，C、Pt、Au、Ti 等，则溶液中阴离子失电子，4OH-- 4e-= 2H2O+ O2 阴离子放电顺序 S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F⑵阴极：（.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护）根据电解质中阳离子活动顺序判断，阳离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的反表金属活泼性越强，则对应阳离子的放电能力越弱，既得电子能力越弱。
用电解的方法在金属表面镀上一层金 属或合金
实例 关系
CuCl2 Cu＋Cl2
电解
=== =
CuCl2==Cu2++2Clˉ
阳极 Cu －2e- = Cu2+ 阴极 Cu2++2e- = Cu
先电离后电解，电镀是电解的应用
11．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
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)4 2＋
碱性电解质：（KOH 电解质）
电极反应 负极：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 正极：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+ Zn(OH)2 Zn+ MnO2+2H2O-=2MnOOH+ Zn(OH)2