高中化学原电池和电解池基础知识
原电池和电解池知识点归纳

原电池和电解池知识点一.原电池和电解池的比较:二.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。
三.电极反应式的书写:*注意点:1.弱电解质、气体、难溶物不拆分,其余以离子符号表示;2.注意电解质溶液对正负极的影响;3.遵守电荷守恒、原子守恒,通过添加H+ 、OH- 、H2O 来配平1。
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-=M n+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—=PbSO4⑵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—=C032—+7H2O2.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,H2SO4电解质,如2H++2e=H2 CuSO4电解质: Cu2++2e= Cu⑵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参加反应,且产物必为OH—,如氢氧燃料电池(KOH电解质)O2+2H2O+4e=4OH—②当电解液为酸性时,H+参加反应,产物为H2O如氢氧燃料电池(KOH电解质) O2+4O2+4e=2H2O四.常见的原电池1.银锌电池:(负极-Zn、正极——Ag2O、电解液NaOH )负极:Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2(氧化反应)正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH-(还原反应)化学方程式Zn + Ag2O + H2O== Zn(OH)2 + 2Ag2。
原电池和电解池知识点归纳

原电池和电解池知识点一.原电池和电解池的比较:二.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;三.电极反应式的书写:注意点:1.弱电解质、气体、难溶物不拆分,其余以离子符号表示;2.注意电解质溶液对正负极的影响;3.遵守电荷守恒、原子守恒,通过添加H+ 、OH- 、H2O 来配平1.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-n e-=M n+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-=PbSO4⑵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-O2C作电极电解液为KOH:负极:CH4+10OH-8 e-=C032-+7H2O2.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,H2SO4电解质,如2H++2e=H2 CuSO4电解质: Cu2++2e= Cu⑵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参加反应,且产物必为OH-,如氢氧燃料电池KOH电解质O2+2H2O+4e=4OH-②当电解液为酸性时,H+参加反应,产物为H2O如氢氧燃料电池KOH电解质 O2+4O2+4e=2H2O四.常见的原电池1.银锌电池:负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH负极:Zn+2OH––2e-== ZnOH2氧化反应正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH-还原反应化学方程式Zn + Ag2O + H2O== ZnOH2 + 2Ag2.铝–空气–海水负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水负极:4Al-12e-==4Al3+ 氧化反应正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-还原反应总反应式为:4Al+3O2+6H2O===4AlOH3铂网增大与氧气的接触面——海洋灯标电池3.镁---铝电池负极--Al、正极--Mg 电解液KOH负极Al:2Al + 8 OH–- 6e- =2AlO2–+4H2O 氧化反应正极Mg:6H2O + 6e- =3H2↑+6OH–还原反应化学方程式: 2Al + 2OH – + 2H 2O = 2AlO 2–+ 3H 24.碱性锌锰干电池:负极—Zn 、正极—C 、 电解液KOH 、MnO 2的糊状物 负极: Zn + 2OH – 2e -== ZnOH 2 氧化反应正极:2MnO 2 + 2H 2O + 2e -==2MnOOH +2 OH -还原反应 化学方程式 Zn +2MnO 2 +2H 2O == ZnOH 2 + MnOOH 5.铅蓄电池:负极—Pb 正极—PbO 2 电解液— 浓硫酸放电时 负极: Pb -2e -+SO 42-=PbSO 4 氧化反应正极: PbO 2+2e -+4H ++SO 42-=PbSO 4+2H 2O 还原反应充电时 阴极: PbSO 4 + 2H + + 2e -== Pb+H 2SO 4 还原反应阳极: PbSO 4 + 2H 2O - 2e -== PbO 2 + H 2SO 4 + 2H + 氧化反应总化学方程式 Pb +PbO 2 + 2H 2SO 4充电放电2PbSO 4+2H 2O6.镍--镉电池负极--Cd 、正极—NiOOH 、电解质溶液为KOH 溶液放电时 负极: Cd -2e —+ 2 OH – == CdOH 2 氧化反应 正极: 2NiOOH + 2e — + 2H 2O == 2NiOH 2+ 2OH – 还原反应充电时 阴极: CdOH 2 + 2e —== Cd + 2 OH – 还原反应阳极:2 NiOH 2 -2e —+ 2 OH – == 2NiOOH + 2H 2O 氧化反应总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O 放电CdOH 2 + 2NiOH 27.氢氧燃料电池①电解质是KOH 溶液碱性或中性电解质负极:H 2 – 2e - + 2OH — === 2H 2O 氧化反应 正极:O 2 + H 2O + 4e - === 4OH —还原反应 总反应方程式 2H 2 + O 2 === 2H 2O②电解质是H 2SO 4溶液酸性电解质 负极:H 2 –2e - === 2H + 氧化反应正极:O 2 + 4H + + 4e - === 2H 2O 还原反应 总反应方程式 2H 2 + O 2 === 2H 2O 注意1.碱性溶液反应物、生成物中均无H +2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH -8.甲醇燃料电池铂为两极、电解液KOH 溶液正极:3O 2 + 12e - + 6H 20=== 12OH - 还原反应负极:2CH 3OH – 12e - + 16OH — === 2CO 32- +12H 2O 氧化反应总反应方程式 2CH 3OH + 3O 2 + 4KOH === 2K 2CO 3 + 6H 2O 燃料电池 铂为两极、Li 2CO 3和Na 2CO 3的熔融盐作电解质,CO 为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气正极: O 2 + 4e - + 2CO 2 = 2CO 32-- 还原反应 负极: 2CO +2CO 32- – 4e - ==4CO 2 氧化反应 总反应方程式均为: 2CO + O 2 = 2CO 2 10.肼燃料电池铂为两极、电解液KOH 溶液正极: O 2 + 2H 2O + 4e - == 4OH — 还原反应 负极: N 2H 4 + 4OH — -- 4e - == N 2 + 4H 2O 氧化反应 总反应方程式 N 2H 4 + O 2=== N 2 + 2H 2O 11.甲烷燃料电池铂为两极、电解液KOH 溶液正极: 2O 2 + 2H 2O + 8e - == 8 OH — 还原反应 负极: CH 4 + 10OH —-- 8e - == CO 32- + 7H 2O 氧化反应总反应方程式 CH 4 + 2KOH+ 2O 2 === K 2CO 3 + 3H 2O12.丙烷燃料电池铂为两极、正极通入O 2和CO 2、负极通入丙烷、电解液有三种 ①电解质是熔融碳酸盐K 2CO 3或Na 2CO 3正极 : 5O 2 + 20e - + 10CO 2 == 10CO 32- 还原反应负极 : C 3H 8 -- 20e -+ 10CO 32- == 3CO 2 + 4H 2O 氧化反应 总反应方程式 C 3H 8 + 5O 2 === 3CO 2 + 4H 2O ②碱性电解质铂为两极、电解液KOH 溶液 正极 : 5O 2 + 20e - + 10H 2O == 20OH — 还原反应负极 : C 3H 8 -- 20e -+ 26 OH — == 3CO 32- + 17H 2O 氧化反应 总反应方程式 C 3H 8 + 5O 2 +6KOH === 3 K 2CO 3 + 7H 2O 五.化学腐蚀和电化腐蚀的区别六.吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别NiOH 2+CdOH 2负极反应Fe -2e-==Fe2+Fe -2e-==Fe2+腐蚀作用是主要的腐蚀类型,具有广泛性发生在某些局部区域内金属腐蚀的快慢的判断在同一电解质溶液中,电解原理引起的腐蚀>原电池原理>化学腐蚀>有效防腐措施的腐蚀;七.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防腐措施:外接电源的阴极保护法>牺牲阳极的阴极保护法>一般防护>无防护八.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→电源负极九.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+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>F-⑵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:H+水 < Zn2+ < Fe2+ < H+酸< Cu2+ < Fe3+ < Ag+——电解方程式的实例用惰性电极电解: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CuCl22Cl--2e-=Cl2↑Cu2+ +2e-= Cu CuCl2= Cu +Cl2↑——HCl 2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2HCl=H2↑+Cl2↑酸性减弱Na2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑不变H2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑消耗水,酸性增强NaOH 4OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑消耗水,碱性增强NaCl 2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOHH+放电,碱性增强CuSO44OH--4e-=2H2O+O2↑Cu2+ +2e-= Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4OHˉ 放电,酸性增强十.以惰性电极电解电解质溶液的规律:⑴电解水型:电解含氧酸,强碱,活泼金属的含氧酸盐稀H2SO4、NaOH、Na2SO4阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:2H++2e-=H2↑总反应:2H2O错误! 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、不活泼金属的无氧酸盐,如CuCl2 、HCl阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:Cu2+ +2e-= Cu总反应:CuCl2错误! Cu +Cl2↑⑶放氢生成碱型:活泼金属的无氧酸盐如NaCl阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑总反应: 2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH公式:电解质+H2O→碱+ H2↑+非金属⑷放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐,如CuSO4阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:Cu2+ +2e-= Cu总反应:2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2↑+2H2SO4公式:电解质+H2O→酸+ O2↑+金属十一.电解原理的应用①电解饱和食盐水氯碱工业⑴反应原理阳极: 2Cl- - 2e-== Cl2↑阴极: 2H+ + 2e-== H2↑总反应:2NaCl+2H2O错误!H2↑+Cl2↑+2NaOH——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20-1①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NaR②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;②电解冶炼铝,以及活泼金属Na、Mg⑴原料:A、冰晶石:Na3AlF6=3Na++AlF63-B、氧化铝:铝土矿错误! NaAlO2错误! AlOH3错误! Al2O3⑵ 原理阳极 2O2-- 4e- =O2↑阴极 Al3++3e- =Al总反应:4Al3++6O2ˉ错误!4Al+3O2↑③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=Zn⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化;④电解精炼铜粗铜作阳极,精铜作阴极,电解液含有Cu2+;阳极:Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+等阴极:Cu2+ + 2e- = Cu——溶液中溶质浓度减小,铜前金属先反应但不析出,铜后金属不反应,形成“阳极泥”;十二.电解、电离和电镀的区别。
化学原电池和电解池知识点

化学原电池和电解池知识点原电池和电解池是化学中两个重要的概念,两者的区别在于其电化学反应的方向。
本文将介绍原电池和电解池的基本概念、工作原理、以及一些相关实验和应用。
一、原电池原电池是指能够产生电流的装置,由电池内部的氧化还原(redox)反应释放出电子,从而产生电势差,并推动电流在电路中流动。
在原电池中,产生电流的反应是不可逆的,电极上的材料一旦被消耗,电池就无法再产生电流。
原电池也叫做伏安电池或电化学电池。
1. 基本概念(1)电极原电池中的电极一般由金属或导电材料制成,分为阳极和阴极两种。
阳极是电池的正极,是一个能够氧化的电极,在化学变化中会释放出电子。
阴极是电池的负极,是一个容易被还原的电极,在化学变化中会吸收电子。
(2)电解质电解质是电池中起电离导电作用的化学物质,能够分解成离子,从而产生电荷泵效应。
常用的电解质包括酸、碱、盐等。
(3)电动势电动势是指电池产生电流的能力,是一个能够推动电流流动的力量。
单位为伏特(V),一般用符号E表示。
在原电池中,电动势是由电池两极之间的电势差产生的。
2. 工作原理锌铜电池是最简单的原电池之一,由一个锌(Zn)电极和一个铜(Cu)电极以及一个电解质(如盐酸)组成。
阳极为锌电极,阴极为铜电极,电解质中含有氯离子和氢离子。
当锌电极和铜电极连接起来时,锌原子向氯离子释放电子,形成锌离子和电子。
电子从锌电极流向铜电极,由于电子流向铜电极,就形成了电流。
在铜电极上,铜离子由于吸收了电子而被还原成为铜原子。
锌电极逐渐消耗,铜电极上的铜原子逐渐增多。
当锌电极完全消耗时,电池停止工作。
铅酸电池是一种常见的存储电池,由铅(Pb)的阴极、氧化铅(PbO2)的阳极和硫酸(H2SO4)的电解质组成。
在电池工作时,硫酸电解质会溶解掉氧化铅阳极上的物质,同时,铅阴极上的铅物质也会随着电池工作逐渐脱落。
铅酸电池是一种可逆反应,即可以通过外部电源来反向充电。
在充电状态下,电池的阴极和阳极会反转,电池会从外部电源吸收电能,并将电能存储在电池中。
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1.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2.原电池和电解池的比较表:原电池的本质:氧化还原反应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3.化学腐蚀和电化腐蚀的区别4.吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别5.电解、电离和电镀的区别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:发生原电池反应,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)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O(2)析氢腐蚀: CO2+H2O H2CO3H++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加快化学反应速率,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。
可以利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、电极上的反应现象、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利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,但主要是电化学腐蚀。
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。
高中化学原电池和电解池全部知识点

高中化学原电池和电解池全部知识点
1. 定义:原电池是将两种不同的金属通过电解质连接起来,利用金属内部化学反应来产生电能的装置。
2. 构成:原电池由阳极、阴极和电解质三部分组成。
3. 电子流动方向:电子从阳极流向阴极,离子从阴极流向阳极。
4. 电位、电动势和电化学势:原电池产生的电动势取决于电极材料、电解质及其浓度等因素。
电动势表示成“标准电动势”,单位是伏(V)。
电动势越大,产生的电化学反应越强,电池反应速度越快。
5. 活性序列:金属的活性大小可以通过活性序列进行比较。
活性序列越靠前的金属,越容易氧化,即容易成为阳极;而活性序列靠后的金属越容易被还原,成为阴极。
电解池:
1. 定义:电解池是将电能转化为化学能的装置,可以将电能作用于电解质溶液中的离子,促使化学反应发生。
2. 构成:电解池由阳极、阴极和电解质三部分组成。
3. 电子流动方向:电子从外部电源流向阴极,离子从电解质中向阳极移动。
4. 电解质:电解质是指能在水溶液中分解成离子的化合物。
5. 电解反应:电解池中发生的反应取决于电解质种类和电压。
电解质中的阳离子被还原在阴极上,而阴离子则被氧化在阳极上。
6. 法拉第电解定律:电解过程中的物质电量与通过电解质的电量成正比,电量称为电容量,单位是库仑(C)。
高中化学之原电池与电解池知识点

高中化学之原电池与电解池知识点一、原电池与电解池比较:二、电池符号图为Cu - Zn 电池。
左池:锌片插在1mol·dm-3的ZnSO4 溶液中。
右池:铜片插在 1 mol·dm-3的CuSO4 溶液中。
两池之间倒置的U 形管叫做盐桥(盐桥是由饱和KCl溶液和琼脂装入U形管中制成)。
检流计表明电子从锌片流向铜片。
左侧为负极,右侧为正极。
此Cu - Zn 电池可表示如下:(-)Zn | Zn2+(1mol·dm-3)‖Cu2+(1mol·dm-3)| Cu(+)负极:Zn-2e-== Zn2+正极:Cu2++2e-== Cu总反应:Zn+Cu2+ == Zn2+ + Cu☆写电池符号应注意事项:•正、负极:(-)左,(+)右•界面“|”:单质与“极棒”写在一起,写在“|”外面。
•注明离子浓度(c),气态时用分压(p),物质状态:固态(s), 液态(l)等•盐桥:“||”三、金属腐蚀与防护:1. 金属腐蚀: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。
(1)本质:金属原子失电子而被氧化M –ne- ====Mn+(2)分类:①化学腐蚀:金属与其他物质直接氧化反应,金属被氧化。
(不是电解质溶液)(无电流产生)②电化腐蚀:不纯金属或合金,发生原电池反应,活泼金属被氧化。
电解质溶液(有电流产生)(3)钢铁腐蚀:2.金属腐蚀的防护(1)金属腐蚀的原因:金属本身的组成和结构是锈蚀的根据;外界条件(如:温度、湿度、与金属接触的物质)是促使金属锈蚀的客观因素。
(2)防护:①改变金属内部组成结构,可以增强金属耐腐蚀的能力。
如:不锈钢。
②在金属表面覆盖一层保护层,以断绝金属与外界物质接触,达到耐腐蚀的效果。
(油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜)③电化学保护法:牺牲阳极阴极保护法、外加电流阴极保护法。
四、电解及其应用1.电解的原理:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。
原电池和电解池的所有知识点

原电池和电解池的所有知识点原电池和电解池是电化学中的两个基本概念,它们都涉及到化学能与电能之间的转换。
原电池是将化学能转化为电能的装置,而电解池则是将电能转化为化学能的装置。
1. 原电池的工作原理原电池通过氧化还原反应产生电流。
在原电池中,一个电极发生氧化反应,另一个电极发生还原反应。
氧化反应是物质失去电子的过程,而还原反应是物质获得电子的过程。
2. 原电池的组成原电池由两个电极(阳极和阴极)、电解质溶液以及连接电极的导线组成。
阳极是发生氧化反应的电极,阴极是发生还原反应的电极。
3. 原电池的类型原电池可以根据电极材料、电解质类型等不同因素分为多种类型,如丹尼尔电池、伏打电池等。
4. 原电池的电势原电池的电势由电极电势和电解质的浓度决定。
电极电势是电极在标准状态下的电势,而电解质的浓度会影响电势的大小。
5. 电解池的工作原理电解池是将电能转化为化学能的装置。
在电解池中,电流通过电解质溶液,使得溶液中的离子在电极上发生氧化还原反应。
6. 电解池的组成电解池由两个电极(阳极和阴极)、电解质溶液以及电源组成。
阳极是电流进入溶液的电极,阴极是电流离开溶液的电极。
7. 电解池的类型电解池可以根据电解过程的不同分为电镀池、电解精炼池、电解合成池等。
8. 电解池的效率电解池的效率受到多种因素的影响,包括电极材料、电解质类型、电流密度、温度等。
9. 原电池和电解池的应用原电池和电解池在工业和日常生活中有着广泛的应用,如电池、电镀、金属精炼、水的电解等。
10. 原电池和电解池的比较原电池和电解池虽然在能量转换方向上相反,但它们在原理上有许多相似之处,如都涉及氧化还原反应、都需要电解质等。
不过,电解池通常需要外加电源,而原电池则不需要。
以上总结了原电池和电解池的基本概念、工作原理、组成、类型、电势、效率以及应用等方面的知识点。
高中化学原电池和电解池基础知识

高中化学原电池和电解池一原电池;原电池的形成条件原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应,实现化学能向电能的转化。
从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
原电池的构成条件有三个:(1)电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。
(2)两电极必须浸泡在电解质溶液中。
(3)两电极之间有导线连接,形成闭合回路。
只要具备以上三个条件就可构成原电池。
而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应。
也就是说,化学电源必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池。
形成前提:总反应为自发的氧化还原反应电极的构成:a.活泼性不同的金属—锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;b.金属和非金属(非金属必须能导电)—锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;c.金属与化合物—铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;d.惰性电极—氢氧燃料电池,电极均为铂。
电解液的选择:电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。
原电池正负极判断:负极发生氧化反应,失去电子;正极发生还原反应,得到电子。
电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。
溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极电极反应方程式的书写负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。
如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,则进行进一步的反应。
例:甲烷燃料电池中,电解液为K OH,负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O,但CO2不能与OH-共存,要进一步反应生成碳酸根。
正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子。
例:锌铜原电池中,电解液为HCl,正极H+得电子生成H2。
②当负极材料不能与电解液反应时,溶解在电解液中的O2得电子。
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高中化学原电池和电解池一原电池;原电池的形成条件原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应,实现化学能向电能的转化。
从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
原电池的构成条件有三个:(1)电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。
(2)两电极必须浸泡在电解质溶液中。
(3)两电极之间有导线连接,形成闭合回路。
只要具备以上三个条件就可构成原电池。
而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应。
也就是说,化学电源必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池。
形成前提:总反应为自发的氧化还原反应GAGGAGAGGAFFFFAFAF电极的构成:a.活泼性不同的金属—锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;b.金属和非金属(非金属必须能导电)—锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;c.金属与化合物—铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;d.惰性电极—氢氧燃料电池,电极均为铂。
电解液的选择:电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。
原电池正负极判断:负极发生氧化反应,失去电子;正极发生还原反应,得到电子。
电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。
溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极电极反应方程式的书写负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。
如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,则进行进一步的反应。
例:甲烷燃料电池中,电解液为KOH,负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O,但CO2不能与OH-共存,要进一步反应生成碳酸根。
正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子。
例:锌铜原电池中,电解液为HCl,正GAGGAGAGGAFFFFAFAF极H+得电子生成H2。
②当负极材料不能与电解液反应时,溶解在电解液中的O2得电子。
如果电解液呈酸性,O2+4 e-+4H+==2H2O;如果电解液呈中性或碱性,O2+4e-+2H2O ==4OH-。
GAGGAGAGGAFFFFAFAF特殊情况:Mg-Al-NaOH,Al作负极。
负极:Al-3e-+4 OH-==AlO2-+2H2O;正极:2H2O+2e-==H2↑+2OH- Cu-Al-HNO3,Cu作负极。
注意:Fe作负极时,氧化产物是Fe2+而不可能是Fe 3+;肼(N2H4)和NH3的电池反应产物是H2O和N2 无论是总反应,还是电极反应,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。
pH变化规律电极周围:消耗OH-(H+),则电极周围溶液的pH减小(增大);反应生成OH-(H+),则电极周围溶液的pH增大(减小)。
溶液:若总反应的结果是消耗OH-(H+),则溶液的p H减小(增大);若总反应的结果是生成OH-(H+),则溶液的pH增大(减小);若总反应消耗和生成OH-(H+)的物质的量相等,则溶液的pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变。
二两类原电池吸氧腐蚀GAGGAGAGGAFFFFAFAF吸氧腐蚀金属在酸性很弱或中性溶液里,空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀,叫吸氧腐蚀.例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀,其电极反应如下:负极(Fe):2Fe - 4e = 2Fe2+正极(C):2H2O + O2 + 4e = 4OH-析氢腐蚀在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气,这种腐蚀叫做析氢腐蚀。
在钢铁制品中一般都含有碳。
在潮湿空气中,钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。
水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液,使水里的H +增多。
是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。
这些原电池里发生的氧化还原反应是:负极(铁):铁被氧化Fe-2e=Fe2+;正极(碳):溶液中的H+被还原2H++2e=H2↑常用原电池方程式1.Cu─H2SO4─Zn原电池正极: 2H+ + 2e- → H2↑负极: Zn - 2e- → Zn2+GAGGAGAGGAFFFFAFAF总反应式:Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑GAGGAGAGGAFFFFAFAF2.Cu─FeCl3─C原电池正极: 2Fe3+ + 2e- → 2Fe2+负极: Cu - 2e- → Cu2+总反应式: 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-负极:2Fe - 4e- → 2Fe2+总反应式:2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe(OH)2 4.氢氧燃料电池(中性介质)正极:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-负极:2H2 - 4e- → 4H+总反应式:2H2 + O2 == 2H2O5.氢氧燃料电池(酸性介质)正极:O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O负极:2H2 - 4e-→ 4H+总反应式:2H2 + O2 == 2H2O6.氢氧燃料电池(碱性介质)正极:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-负极:2H2 - 4e- + 4OH- → 4H2O总反应式:2H2 + O2 == 2H2O7.铅蓄电池(放电)GAGGAGAGGAFFFFAFAF正极 (PbO2) :PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ → PbSO4 + 2H2O负极 (Pb) :Pb- 2e-+ (SO4)2-→ PbSO4总反应式:Pb+PbO2+4H++ 2(SO4)2- == 2PbSO4 + 2H2O8.Al─NaOH─Mg原电池正极:6H2O + 6e- → 3H2↑ + 6OH-负极:2Al - 6e- + 8OH- → 2AlO2- + 4H2O总反应式:2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2↑9.CH4燃料电池(碱性介质)正极:2O2 + 4H2O + 8e- → 8OH-负极:CH4 -8e- + 10OH- → (CO3)2- + 7H2O总反应式:CH4 + 2O2 + 2OH- == (CO3)2- + 3H2O11.银锌纽扣电池(碱性介质) 10.熔融碳酸盐燃料电池(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料):正极:O2 + 2CO2 + 4e- → 2(CO3)2- (持续补充C O2气体)GAGGAGAGGAFFFFAFAF负极:2CO + 2(CO3)2- - 4e- → 4CO2总反应式:2CO + O2 == 2CO2正极 (Ag2O) :Ag2O + H2O + 2e- → 2Ag + 2OH- 负极 (Zn) :Zn + 2OH- -2e- → ZnO + H2O总反应式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag常见的原电池常用原电池有锌-锰干电池、锌-汞电池、锌-银扣式电池及锂电池等。
1 锌-锰干电池:锌-锰电池具有原材料来源丰富、工艺简单,价格便宜、使用方便等优点,成为人们使用最多、最广泛的电池品种。
锌-锰电池以锌为负极,以二氧化锰为正极。
按照基本结构,锌-锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形,扁形电池不能单个使用,可组合叠层电池(组)。
按照所用电解液的差别将锌-锰电池分为三个类型:(1)铵型锌-锰电池:电解质以氯化铵为主,含少量氯化锌。
电池符号:(-) Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2 (+)总电池反应: Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO (OH)GAGGAGAGGAFFFFAFAF(3) 碱性锌-锰电池:这是锌-锰电池的第三代产品,具有大功率放电性能好、能量密度高和低温性能好等优点。
电池符号:(-) Zn│KOH│MnO2 (+)总电池反应: Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2锌-锰电池额定开路电压为1.5V,实际开路电压1. 5-1.8V ,其工作电压与放电负荷有关,负荷越重或放电电阻越小,闭路电压越低。
用于手电筒照明时,典型终止电压为0.9V,某些收音机允许电压降至0.75V。
2.锂原电池:又称锂电池,是以金属锂为负极的电池总称。
锂的电极电势最负相对分子质量最小,导电性良好,可制成一系列贮存寿命长,工作温度范围宽的高能电池。
根据电解液和正极物质的物理状态,锂电池有三种不同的类型,即:固体正极—有机电解质电池、液体正极—液。
二电解池电解原理1、电解和电解池:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。
把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
GAGGAGAGGAFFFFAFAFCuCl2Cu+Cl2↑2、电解池的组成:①有两个电极插入电解质溶液(或熔融状态的电解质)中。
②两极连外接直流电源。
3、离子的放电顺序:阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
电解电解质溶液时,在阴阳两极上首先发生放电反应的离子分别是溶液里最容易放电的阳离子和最容易放电的阴离子。
(1)阳极:(还原性强的先放电)惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时:GAGGAGAGGAFFFFAFAFS2->I->Br->Cl->OH-(水)>NO3->SO42->F-活性电极时:电极本身溶解放电。
(2)阴极:(氧化性强的先放电)无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。
阳离子在阴极上的放电顺序是:Ag+>Hg2+>Cu2+>H+(水)>Pb2+>Fe2+>… >Na+>Ca 2+ > K+4、电解规律:(惰性电极)(1)电解电解质:阳离子和阴离子放电能力均强于水电离出H+和OH -。
如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐。
①HCl(aq)阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑阴极(H+) 2H++2e-=H2↑总方程式2HCl电解H2↑+Cl2↑②CuCl2(aq)阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑阴极(Cu2+>H+)Cu2++2e-=Cu总方程式CuCl2电解Cu+Cl2↑(2)电解水:阳离子和阴离子放电能力均弱于水电离出H+和OH -。
如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。
①H2SO4(aq)阳极(SO42-<OH-= 4OH――4e-=2H2O+O2↑阴极(H+)2H++2e-=H2↑GAGGAGAGGAFFFFAFAF总方程式2H2O电解2H2↑+O2↑②NaOH(aq)阳极(OH-)4OH――4e-=2H2O+O2↑阴极:(Na+<H+=2H++2e-=H2↑总方程式2H2O电解2H2↑+O2↑③Na2SO4(aq)阳极(SO42-<OH-=4OH――4e-=2H2O+O2↑阴极:(Na+<H+=2H++2e-=H2↑总方程式2H2O电解2H2↑+O2↑(3)电解水和电解质:阳离子放电能力强于水电离出H+,阴离子放电能力弱于水电离出OH-,如活泼金属的无氧酸盐;阳离子放电能力弱于水电离出H+,阴离子放电能力强于水电离出OH -,如不活泼金属的含氧酸盐。