高三化学一轮复习——原电池和电解池
高考化学一轮复习(第四辑)考点五十五 电解池及电解原理(含解析)
考点五十五电解池及电解原理聚焦与凝萃1.理解电解原理,会推断电解池、电极产物、电极四周溶液pH值及整个溶液pH值的变化;2.正确书写电极反应式。
解读与打通常规考点一、电解池:把电能转变成化学能的装置叫做电解池。
二、电解原理以电解氯化铜溶液为例,装置如下图。
原理分析: CuCl2是强电解质且易溶于水,在水溶液中电离生成Cu2+和Cl-:CuCl2=Cu2++2Cl-。
通电前后溶液里离子移动示意图通电前,Cu2+和Cl-在水里自由地移动着(如图Ⅰ所示);通电后,这些自由移动着的离子,在电场的作用下,改做定向移动。
依据异性相吸的原理,带负电的氯离子向阳极移动,带正电的铜离子向阴极移动(如图Ⅱ所示)。
在阳极,氯离子失去电子而被氧化成氯原子,并两两结合成氯分子,从阳极放出。
在阴极,铜离子获得电子而还原成铜原子,就掩盖在阴极上。
他们的反应可分别表示如下:阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反应)阴极:Cu2++2e-=Cu (还原反应)电解CuCl2溶液的化学反应方程式为:CuCl 2电解Cu+Cl2↑三、电解池构成:1.电极且分别与电源的正、负极相连:(1)阴极:与电源的负极相连,在阴极上发生还原反应;(2)阳极:与电源的正极相连,在阳极上发生氧化反应。
2.电解质溶液或熔融电解质3.闭合回路4.直流电源隐性考点1.放电挨次(1)阴极放电挨次(即氧化性挨次)Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+(2)阳极放电挨次(即还原性挨次)金属单质(除Pt、Au外)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制作的电极又叫做惰性电极,理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。
化学第一轮复习电解池
阳极:氧化反应、溶液中 的阴离子失电子,或电极 金属失电子
阴极:还原反应,溶液中 的阳离子得电子
阳极:金属电极失电子
阴极:电镀液中的阳离子 得电子
(08全国Ⅰ卷)电解100mLc(H+)=0.30mol/L的下列溶液,
当电路中通过0.04mol电子时,理论上析出金属质量最大的是( )
A.0.10mol/LAg+
B.H+>X3+>Cu2+
C.X3+>H+>Cu2+
D.Cu2+>H+>X3+
练习
1、(08全国Ⅱ卷)右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装 置,通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液,下列实验 现象正确的是(D )
A.逸出气体的体积:a电极的小于b电 极的 B.一电极逸出无味气体,另一电极逸 出刺激性气味气体
C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色 D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色
将电能转化成化学能 的装置
应用电解原理在某些金属表 面镀上一层其它金属的装置
①两电极接直流电源
②两电极插入电解质溶液 中 ③形成闭合回路
①镀层金属接电源正极, 待镀金属接电源负极 ②电镀液必须含有镀层 金属的离子
阳极:与电源正极相连 阴极:与电源负极相连
名称同电解,但有限制条件。 阳极:必须是镀层金属 阴极:镀件
电解质 增大 氯化铜
电解质 和水
增大
氯化氢
放O2 生酸型
阴极:电解质阳离子放电 阳极:H2O放O2生酸
CuSO4
电解质 减小 CuO或
和水
CuCO3
②当阳极为活性电极(银以前金属)时,阳极金属失电子
原电池与电解池知识点总结复习整理
1.复习重点1.原电池的电极名称及电极反应式,2.对几种化学电源的电极反应式的认识和书写,3.原电池原理的应用。
4.其中原电池原理及有关计算是高考的命题热点。
一、原电池原理1、定义:原电池装置是将化学能转变为电能的装置2、构成要素(-)较活泼的金属(a)电极(+)较不活泼的金属或非金属(b)电解质溶液(c)闭合回路3、原电池原理:电子负极正极活泼的一极(导线)不活泼的一极流出电子流入电子发生氧化反应发生还原反应(1)电极反应Zn-2e=Zn2+2H++2e=H2↑(2)电池总反应Zn+2H+=H2↑+ Zn2+(3)、微粒流向:外电路:电子:负极导线正极内电路:离子:阳离子向正极移动小结:原电池是一种负极流出电子,发生氧化反应,正极流入电子,发生还原反应,从而实现化学能转换为电能的装置。
1.复习重点1.电解原理及其应用,放电顺序,电极反应式的书写及有关计算;2.氯碱工业。
2.难点聚焦二、掌握电解反应产物及电解时溶液pH值的变化规律及有关电化学的计算1、要判断电解产物是什么,必须理解溶液中离子放电顺序阴极放电的总是溶液中的阳离子,与电极材料无关。
放电顺序是 K +、Ca 2+、Na +、Mg 2+、Al 3+、Zn 2+、Fe 2+(H +)、Cu 2+、Hg 2+、Ag +、Au 3+放电由难到易阳极:若是惰性电极作阳极,溶液中的阴离子放电,放电顺序是S 2-、I -、Br -、Cl -、OH -、含氧酸根离子(NO 3-、SO 42-、CO 32-)、F -失电子由易到难若是非惰性电极作阳极,则是电极本身失电子。
要明确溶液中阴阳离子的放电顺序,有时还需兼顾到溶液的离子浓度。
如果离子浓度相差十分悬殊的情况下,离子浓度大的有可能先放电。
如理论上H +的放电能力大于Fe 2+、Zn 2+,但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时,由于溶液[Fe 2+]或[Zn 2+]>>[H +],则先在阴极上放电的是Fe 2+或Zn 2+,因此,阴极上的主要产物则为Fe 和Zn 。
高中化学知识点总结:原电池和电解池
高中化学知识点总结:原电池和电解池一、理解掌握原电池和电解池的构成条件和工作原理二、掌握电解反应产物及电解时溶液pH值的变化规律及有关电化学的计算1、要判断电解产物是什么必须理解溶液中离子放电顺序,阴极放电的总是溶液中的阳离子,与电极材料无关。
放电顺序是若是非惰性电极作阳极,则是电极本身失电子。
要明确溶液中阴阳离子的放电顺序,有时还需兼顾到溶液的离子浓度。
如果离子浓度相差十分悬殊的情况下,离子浓度大的有可能先放电。
如理论上H+的放电能力大于Fe2+、Zn2+,但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时,由于溶液[Fe2+]或[Zn2+]>>[H+],则先在阴极上放电的是Fe2+或Zn2+,因此,阴极上的主要产物则为Fe和Zn。
但在水溶液中,Al3+、Mg2+、Na+等是不会在阴极上放电的。
2、电解时溶液pH值的变化规律电解质溶液在电解过程中,有时溶液pH值会发生变化。
判断电解质溶液的pH值变化,有时可以从电解产物上去看。
①若电解时阴极上产生H2,阳极上无O2产生,电解后溶液pH值增大;②若阴极上无H2,阳极上产生O2,则电解后溶液pH值减小;③若阴极上有H2,阳极上有O2,且,则有三种情况:a如果原溶液为中性溶液,则电解后pH值不变;b如果原溶液是酸溶液,则pH值变小;c如果原溶液为碱溶液,则pH值变大;④若阴极上无H2,阳极上无O2产生,电解后溶液的pH可能也会发生变化。
如电解CuCl2溶液(CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性),一旦CuCl2全部电解完,pH值会变大,成中性溶液。
3、进行有关电化学计算,如计算电极析出产物的质量或质量比,溶液pH值或推断金属原子量等时,一定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律。
三、理解金属腐蚀的本质及不同情况,了解用电化学原理在实际生活生产中的应用1、金属的腐蚀和防护(1)金属腐蚀的实质是铁等金属原子失去电子而被氧化成金属阳离子的过程,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
高考化学一轮复习 考点12 原电池、电解池、金属的电化
第23课时电解池金属的电化学腐蚀与防护A组基础题组1.(2016北京石景山重点中学期中)下列关于电解的叙述中不正确的是( )A.电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应B.电解饱和食盐水时,阳极得到氢氧化钠溶液和氢气C.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极D.在镀件上电镀锌时,用锌作阳极2.(2015黑龙江哈尔滨三中月考,4)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )A.在酸性环境下,钢铁只能发生析氢腐蚀B.金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原的过程C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D.铜铁接触处,在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e- Fe3+,继而形成铁锈3.(2015天津理综,4,6分)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。
下列有关叙述正确的是( )A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(S)减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡4.(2016黑龙江哈尔滨月考)下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。
下列说法不正确的是( )A.该过程是电能转化为化学能的过程B.一段时间后,①中n(KHCO3)不变C.一段时间后,②中溶液的pH 一定下降D.铜电极的电极反应式为CO2+8H++8e- CH4+2H2O5.(2015河北石家庄一模)某小组用下图装置进行实验,下列说法正确的是( )A.盐桥中的电解质可以用KClB.闭合K,外电路电流方向为Fe电极→石墨电极C.闭合K,石墨电极上只生成铜D.导线中通过0.15 mol e-时,加入5.55 g Cu2(OH)2CO3,CuSO4溶液可恢复原组成6.(2015四川理综,4,6分)用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。
高中化学知识点——原电池和电解池
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,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反应不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化。
该原电池的符号为:
(-)Pt∣I2(s)∣I- (C)‖Cl- (C)∣C2(PCL2)∣Pt(+)
二两类原电池
吸氧腐蚀
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+
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 == 2H2O
5.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 == 2H2O
①电源;②电极(惰性或非惰性);
③电解质(水溶液或熔化态)。
反应类型
自发的氧化还原反应
非自发的氧化还原反应
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。
高中化学原电池和电解池化学方程式
高中化学原电池和电解池化学方程式高中化学中的原电池(又称为天然电池)是一种由天然物质构成的电池。
它可以通过化学反应产生电流。
常见的原电池有石墨电极/铜电极和铜电极/铜硫电极。
石墨电极/铜电极原电池的化学方程式为:Cu(s) + 2Ag+(aq) -> Cu2+(aq) + 2Ag(s)这里,Cu(s)表示铜的固态,Ag+(aq)表示银的正离子溶液,Cu2+(aq)表示铜的正离子溶液,Ag(s)表示银的固态。
铜电极/铜硫电池的化学方程式为:Cu(s) + S(s) + 2H+(aq) -> Cu2+(aq) + H2S(g)这里,Cu(s)表示铜的固态,S(s)表示硫的固态,H+(aq)表示氢的正离子溶液,Cu2+(aq)表示铜的正离子溶液,H2S(g)表示硫化氢的气态。
电解池(又称为人造电池)是一种由人造物质构成的电池。
它可以通过化学反应产生电流。
常见的电解池有铜硫电池、铅酸电池和镍氢电池。
铜硫电池的化学方程式为:Cu2+(aq) + S(s) -> Cu(s) + S2-(aq)这里,Cu2+(aq)表示铜的正离子溶液,S(s)表示硫的固态,Cu(s)表示铜的固态,S2-(aq)表示硫的负离子溶液。
铅酸电池的化学方程式为:PbO2(s) + 2H+(aq) + SO4 2-(aq) -> PbSO4(s) + 2H2O(l)这里,PbO2(s)表示铅的氧化物的固态,H+(aq)表示氢的正离子溶液,SO4 2-(aq)表示硫酸的负离子溶液,PbSO4(s)表示铅硫酸盐的固态,H2O(l)表示水的液态。
镍氢电池的化学方程式为:Ni(OH)2(s) + 2H+(aq) -> Ni2+(aq) + 2H2O(l)这里,Ni(OH)2(s)表示镍的氢氧化物的固态,H+(aq)表示氢的正离子溶液,Ni2+(aq)表示镍的正离子溶液,H2O(l)表示水的液态。
原电池与电解池电化学知识点全复习
原电池与电解池一、原电池1. 构成原电池的条件:A.活泼性不同的两个电极①活动性不同的金属或一种金属和一种非金属导体石墨,活泼金属为负极;②两惰性电极——石墨或Pt等燃料电池电极;;B.电解质溶液;C.形成闭合电路;D.自发氧化还原反应;2. 原电池的反应原理电子从负极流出,沿导线流回正极①活动性不同的金属或一种金属和一种非金属导体石墨负极:较活泼金属,失电子,化合价升高,发生氧化反应溶液中的阴离子向负极移动,电极质量减小;正极:不活泼金属或石墨等,得电子,化合价降低,发生还原反应;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:溶液中如果有阳离子,应由金属阳离子先得电子,变成金属单质,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;如果电解液呈酸性,O2+4e-+4H+==2H2O;如果电解液呈中性或碱性,O2+4e-+2H2O==4OH-判断正负极的依据:金属活动顺序表②两惰性电极——石墨或Pt等燃料电池电极负极:可燃烧的气体正极:氧气3. 各种电池①碱性干电池Zn+2MnO2+2H2O=ZnOH2+2MnOOH②铅蓄电池Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O, 请写出电极反应式;注意:PbSO4是难溶物;③燃料电池二、电解池1. 电解: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;2. 电解池的组成条件:①直流电源 ②两个电极 ③电解质溶液或熔融电解质 ④形成闭合回路♦ 判断电解池两极的常用依据①看电源与电池正极相连的是阳极,与负极相连的是阴极 ②看电子方向、两极产物阳离子移向阴极,发生还原反应阴离子移向阳极,发生氧化反应3. 电解反应方程式:阴极:溶液中的阳离子向阴极移动,得电子,发生还原反应;阴极受保护;电镀原理 阳离子的放电顺序:金属活动顺序表的逆序Zn 2+< Fe 2+ < Pb 2+ < H + < Cu 2+ < Fe 3+ < Hg 2+ < Ag +注意: Ag + > Fe 3+ > Cu 2+ ; Fe 2+ > H 2O > Al 3+电镀时:H +浓度较小:H +< Zn 2+< Fe 2+< Pb 2+ < Cu 2+阳极:溶液中的阴离子向阴极移动,失电子,发生氧化反应;放电顺序:① 活性电极Ag 以前,电极失电子 A - ne-==A n+② 惰性电极Pt 、Au 、石墨,阴离子放电 S 2->I ->Br ->Cl - >OH - ♦ 电解硫酸铜溶液的电极反应式和总反应式阴极:2Cu 2+ + 4e- = 2Cu阳极:4OH - - 4e- = 2H 2O + O 2↑4H2O==4H ++4OH-♦ 写出以碳棒作电极电解饱和氯化钠溶液的电极反应式阳极 C : 2Cl -- 2e -=Cl2↑ 阴极 C :2H+ +2e -= H2 ↑ ♦ 写出以铜棒作电极电解氯化铜溶液的电极反应式阳极 Cu : Cu - 2e -=Cu2+ 阴极 Cu : Cu2+ +2e -= Cu4. 电解原理的应用a. 铜的电解精炼⑴粗铜含的杂质: Zn 、Fe 、Ni 、Ag 、Au 等⑵粗铜的精炼粗铜做阳极,纯铜做阴极,CuSO 4溶液做电解液3电极反应式4 阳极上比铜不活泼的金属,沉积于阳极底部,成为阳极泥,可以提炼金、银等贵重金属通电2Cu 2+ + 2H 2O 2Cu + 4H+ + O 2↑b. 电镀⑴概念:应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程;⑵电镀池形成条件①镀件作阴极②镀层金属作阳极③含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液⑶电镀的特点电镀液的组成及酸碱性基本保持不变。
高三化学一轮复习电解池习题有答案
课时知能训练一、选择题1.下列叙述正确的是( )A .在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应B .用惰性电极电解24溶液,阴、阳两极产物的物质的量之比为1∶2C .用惰性电极电解饱和溶液,若有1 电子转移,则生成1D .酸、碱、盐溶液电解后都增大【解析】 原电池的负极与电解池的阳极均发生氧化反应,A 错;电解24溶液,实际是电解水,阴极生成H 2,阳极生成O 2,二者物质的量之比为2∶1,B 错;电解饱和溶液:2+2H 22+H 2↑+2↑,每转移1 电子,则生成1 ,C 对;H 24、、24溶液电解后会分别减小、增大、不变。
【答案】 C2.(2012·山东省试验中学第三次测试)能够使反应+2H 2()2+H 2↑发生的是( )A .铜片作负极,碳棒作正极,氯化钠作电解质溶液B .铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀C .用铜片作阴、阳电极,电解硫酸铜溶液D .用铜片作阴、阳电极,电解硫酸钠溶液【解析】 和H 2O 不反应,该反应必需通过电解才能实现。
【答案】 D3.(2010·海南高考稍改动)利用电解法可将含有、、、等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是( )A .电解时以精铜作阳极B .电解时阴极发生氧化反应C .粗铜连接电源负极,其电极反应是-2e -2+D .电解后,电解槽底部会形成含少量、等金属的阳极泥 【答案】 D4.用惰性电极进行下列电解,有关说法正确的是( ) ①电解稀硫酸 ②电解4溶液 ③电解溶液 ④电解溶液 A .电解进行一段时间后四份溶液的均增大B .反应②中电解一段时间后,向溶液中加入适量的固体可使溶液复原电解前的状况C .反应③中阳极消耗-,故溶液浓度变小D .反应④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为2∶1【解析】 依据惰性电极电解规律,可知①为电解水,减小;②为放O 2生酸型,减小,加入可复原电解前状况;③为电解水,增大,溶液浓度增大;④为放H 2生碱型。
原电池和电解池比较
高中化学原电池和电解池原电池和电解池1.原电池和电解池的比较:装置原电池电解池实例原理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。
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。
形成条件①电极:两种不同的导体相连;②电解质溶液:能与电极反应。
①电源;②电极(惰性或非惰性);③电解质(水溶液或熔化态)。
反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应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;电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)正极:2H++2e-=H2↑(还原反应)阴极:Cu2+ +2e- = Cu (还原反应)阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)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)。
一原电池;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。
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。
高中化学:“原电池”和“电解池”知识点总结
高中化学:“原电池”与“电解池”知识点总结一、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ZnSO溶液中。
右池:铜片插在 14溶液中。
两池之间倒置的U 形管叫做盐桥mol·dm-3的CuSO4(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。
⑴本质:金属原子失电子而被氧化M –ne-====M n+(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)⑶钢铁腐蚀:2.金属腐蚀的防护⑴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。
⑵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。
高中化学原电池和电解池全面总结超全版
原电池和电解池1.原电池和电解池的比较:装置原电池电解池实例原理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.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。
形成条件①电极:两种不同的导体相连;②电解质溶液:能与电极反应。
①电源;②电极(惰性或非惰性);③电解质(水溶液或熔化态)。
反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应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;电极反应负极:Zn—2e—=Zn2+ (氧化反应)正极:2H++2e-=H2↑(还原反应)阴极:Cu2+ +2e- = Cu (还原反应)阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)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).2.化学腐蚀和电化腐蚀的区别化学腐蚀电化腐蚀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):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: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+H2OH2CO3H++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。
(完整版)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-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.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===4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面)——海洋灯标电池装置原电池电解池实例原理使氧化还原反应中电子作定向移动,从而形成电流。
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第20讲原电池和电解池原理
【考纲要求】
1.了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
2.电解的应用及有关简单计算。
【课前预习区】
原电池、电解池的工作原理
分析图1和图2,回答以下问题
一、1.图1表示的是池,是将能转换成能的装置。
它的基本构成条件是①;②;③。
图1装置中锌做极,电子,发生反应;铜做极,在铜上电子而发生反应。
请在图1上标注出电子的移动方向和溶液中离子的移动方向
2.写出两极反应式和电池反应式
若将稀硫酸溶液换成硫酸铜溶液写出两极反应式和电池反应式
若将稀硫酸溶液换成氯化钠溶液写出两极反应式和电池反应式
二、1、图2表示的是池,是将能转换成能的装置。
与电源正极相连的是,与电源负极相连的是极。
溶液中移向阳极,电子,发生反应;溶液中移向阴极,电子,发生反应。
请在图2上标注出电子的移动方向和溶液中离子的移动方向
3.写出两极反应式和电池反应式
若将食盐溶液换成氢氧化钠溶液写出两极反应式和电池反应式
若将石墨电极改为铜电极,电解质溶液改为硫酸铜溶液,写出两极反应式
第20讲原电池和电解池原理
【课堂互动区】-----重难点突破
考点一、原电池、电解池电极的判定及工作原理分析
【典例1】.分析以下装置,回答问题
(1)图中表示原电池的是,表示电解池的是,你的判断依据是。
(2)(工作原理分析)在图1和图2中表示出外电路电子及溶液中离子的移动方向
(3)在图1—图4中标注出原电池的正、负极,并思考判断依据
(提示:图1的两极是如何判断的?图3的呢?你还可以根据什么来判断电极?
(4)在图中标注出电解池的阴、阳极,并思考判断依据
规律总结1 原电池、电解池工作原理小结:
(提示:原电池和电解池中电子和离子如何移动并形成闭合回路?请用文字和箭头表示。
)
原电池①
②
电解池①
②
考点二、电极反应式和电池反应式的书写
【典例2】.写出电池反应式和电极反应式
(1)两极反应式:
(2)如果将电解质变成硫酸,电极反应式:
如果将电解质变成硫酸钠,电极反应式:
如果将电解质变成可以传输O2-的电解质,电极反应式:
【规律总结3】电极反应式的书写
书写电极反应式和电池反应式时,要注意什么问题?当反应中出现-2价氧元素时,环境不同,产物有何不同?
1.原电池电极反应式的书写:
1.列物质、标得失:判断正负极,化合价升高、发生氧化反应的做负极,化合价降低、发生还原反应的做负极。
2.看环境、配守恒:电极产物在电解质溶液的环境中,应该能够稳定存在,如碱性介质中生成的H+应该让其结合OH-生成水。
电极反应式要根据电荷守恒、电子守恒等加以配平
3.两式相加验总式。
2.注意事项
(1)电极反应属离子反应,物质表达要准确,而且要遵循电荷守恒和质量守恒。
(2)电极反应式的书写必须考虑介质环境,酸性环境中只能存在H+,碱性环境中只能存在OH-。
【变式1】我国首先研制的以铝-空气-海水电池为能源的新型航标灯已研制成功。
这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液,靠空气中的氧使铝不断氧化而源源不断地产生电流,其能量比干电池高20~50倍。
试推测此种新型电池可能的基本结构:__________是负极,__________是正极。
电极反应式为;
考点三电解原理及其应用
【典例3】根据右图装置,
1.写出两极反应式:
电解池的反应式:
2.若将电源正负极反接,电极反应有何变化?
两极反应式:
电解池的反应式:
3.如果把石墨电极换成铜电极,写出两极反应式:
4、.电镀池应如何设计?电镀过程的特点:①牺牲阳极;②电镀液的浓度(严格说是镀层金属离子的浓度)保持不变;③在电镀的条件下,水电离产生的H+、OH—一般不放电。
【规律总结4】
1、比较以上电极反应式,思考总结电解反应式,应如何书写?
1.阳极,首先要关注阳极的电极材料(若活泼电极作阳极会先放电);
2.再看离子放电顺序;
3.此外还与离子浓度有关系。
比如,在镀锌时,Zn2+优先于H+放电
4.阴极要看放电顺序。
阳离子放电顺序:
阴离子放电顺序:
【变式2】用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,电解一段时间后,再加入W能使溶液恢复到电解前的状态,符合题意的一组是()
【变式3】
惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液,最初一段时间阴极和阳极上分别
析出的物质分别是()A.H2和Cl2B.Cu和Cl2C.H2和O2D.Cu和O2
【例题4】(2012·山东)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是。
a.电能全部转化为化学能b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
【问题组】
1.粗铜中含有的金属杂质有铁、镍、锌、银、金,这些杂质与铜的放电顺序如何?2.阳极泥含有哪些贵重金属?如何处理?
3.电解液中硫酸铜的浓度如何变化?
【变式4】[2012·新课程理综化学卷]
粗铜的电解精炼如右图所示。
在粗铜的电解过程中,粗铜板是图中电极(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应为;若粗铜中还含有Au、
Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为
【变式练习5】【2011山东】以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是( ) A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
【典例5】以惰性电极电解CuSO4溶液,若阳极上产生的气体的物质的量为0.0100 mol,则阳极上析出Cu的质量为( ) A.0.64 g B.1.28 g C.2.56 g D.5.12g
【规律总结5】电解的有关计算:
(1)正确书写电极反应方程式、电解总反应方程式。
(2)把握电解总反应方程式中电子转移的方向和数目,转移电子数和电解产物之间的物质的量的关系。
(3)根据电子转移个数判断电极反应,求电极产物的物质的量。
(4)依据得失电子个数相等列关系式计算。
【变式6】【2012日照】用铅蓄电池电解甲、乙电解池中的溶液。
己知铅蓄电池的总反应
为: Pb+PbO2+2H2SO4- 2PbSO4十2H2O
电解一段时间后向c极和d极附近分别滴加酚酞试剂,c极附近溶液变红,下列说法正确的是( )
A.d极为阴极
B.放电时铅蓄电池负极的电极反应式为:
PbO2+4H+十SO42-+4e-=PbSO4+2H2O
C.若利用甲池精炼铜,b极应为粗铜
D.若四个电极材料均为石墨,当析出6.4gCu时,两池中共产生标准状况下的气体3.36L 【课后巩固区】
1、(2012大纲∙)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,①②相连时,
外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少。
据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④
2、(2012上海)右图所示装置中发生反应的离子方程式为:Zn + 2H+Zn2++ H2↑,
下列说法错误的是()A.a,b不可能是同种材料的电极
B.该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸
C.该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸
D.该装置可看作是铜一锌原电池,电解质溶液是稀硫酸
3、(2012福建)将右图所示实验装置的K 闭合,下列判断正确的是 ( )
A .Cu 电极上发生还原反应
B .电子沿Zn →a →b →Cu 路径流动
C .片刻后甲池中c (SO 42−)增大
D .片刻后可观察到滤纸b 点变红色
4、(2012安徽)某兴趣小组设计如下微型实验装置。
实验时,
现断开K 2,闭合K 1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K 1,闭合K 2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是 ( )
A .断开K 2,闭合K 1时,总反应的离子方程式为:2H ++2Cl −
Cl 2↑+H 2↑
B .断开K 2,闭合K 1时,石墨电极附近溶液变红
C .断开K 1,闭合K 2时,铜电极上的电极反应为:Cl 2+2e —
=2Cl −
D .断开K 1,闭合K 2时,石墨电极作正极
5、(09山东)Zn-MnO 2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl 2-NH 4Cl 混合溶液。
(1)该电池的负极材料是 。
电池工作时,电子流向 (填“正极”或“负极”)。
(2)MnO 2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO 4溶液。
阴极的电极反应式是 。
6、(2012山东)利用反应2Cu+O 2+2H 2SO4==2CuSO 4+2H 2O 可制备CuSO 4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为 。
含酚酞的饱和食盐
K 1 K 2
石墨
直流电源
A
铜。