电化学知识
电化学基础知识讲解及总结
电化学基础知识讲解及总结电化学是研究电与化学之间相互作用的学科，主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
以下是电化学的基础知识讲解及总结：1. 电化学基本概念：电化学研究的主要对象是电解质溶液中的化学反应，其中电解质溶液中的离子起到重要的作用。
电池是电化学的主要应用之一，它是将化学能转化为电能的装置。
2. 电化学反应：电化学反应可以分为两类，即氧化还原反应和非氧化还原反应。
氧化还原反应是指物质失去电子的过程称为氧化，物质获得电子的过程称为还原。
非氧化还原反应是指不涉及电子转移的反应，如酸碱中的中和反应。
3. 电解和电解质：电解是指在电场作用下，电解质溶液中的离子被电解的过程。
电解质是指能在溶液中形成离子的化合物，如盐、酸、碱等。
4. 电解质溶液的导电性：电解质溶液的导电性与其中的离子浓度有关，离子浓度越高，导电性越强。
电解质溶液的导电性也受温度和溶质的物质性质影响。
5. 电极和电位：在电化学反应中，电极是电子转移的场所。
电极可以分为阳极和阴极，阳极是氧化反应发生的地方，阴极是还原反应发生的地方。
电位是指电极上的电势差，它与电化学反应的进行有关。
6. 电池和电动势：电池是将化学能转化为电能的装置，它由两个或多个电解质溶液和电极组成。
电动势是指电池中电势差的大小，它与电化学反应的进行有关。
7. 法拉第定律：法拉第定律是描述电化学反应速率的定律，它表明电流的大小与反应物的浓度和电化学当量之间存在关系。
8. 电解质溶液的pH值：pH值是衡量溶液酸碱性的指标，它与溶液中的氢离子浓度有关。
pH值越低，溶液越酸性；pH值越高，溶液越碱性。
总结：电化学是研究电与化学之间相互作用的学科，主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
其中包括电化学反应、电解和电解质、电极和电位、电池和电动势等基本概念。
掌握电化学的基础知识对于理解电化学反应和电池的工作原理具有重要意义。
电化学知识点总结
电化学知识点总结一、电化学基础1. 电化学的基本概念电化学是研究电化学反应的科学，它涉及到电流和电势的关系，以及在电化学反应中的能量转换和催化作用。
电化学反应通常发生在电极上，电化学反应的方向与电流的流动方向相反。
2. 电化学的基本原理电化学的基本原理包括电极反应、电解、电荷传递和能量转换等。
在电池中，通过氧化还原反应产生的电能被转化为化学能，进而转化为电能，从而产生电流。
3. 电化学的基本参数电化学的基本参数包括电压、电流、电解、电极电势、电导率、离子迁移速率等。
这些参数是电化学研究的基础，也是电化学应用的基本原理。
二、电化学反应1. 电化学反应的基本类型电化学反应包括氧化还原反应、电解反应、电化学合成反应等。
氧化还原反应是电化学反应中最常见的一种，它涉及到电子的转移，产生电压和电流。
电解反应是电化学反应中电流通过电解质溶液时发生的反应，通常涉及到离子的迁移和溶液中的化学反应。
电化学合成反应是指利用电能进行化学合成反应，通常包括电极合成和电解合成两种方式。
2. 电化学反应的热力学和动力学电化学反应的热力学和动力学是电化学研究的重要内容。
热力学研究电化学反应的热能转化和热能产生的条件，动力学研究电化学反应的速率和电化学动力学理论。
三、电化学动力学1. 电化学反应速率电化学反应速率是指单位时间内电化学反应所产生的物质的变化量。
电化学反应速率与电流和电压密切相关，它是电化学反应动力学研究的关键之一。
2. 催化作用催化作用是指通过催化剂来提高电化学反应速率的现象。
催化剂可以降低反应的活化能，提高反应速率，通常在电化学反应中有着重要的应用。
3. 双电层理论双电层是电极表面和电解质溶液之间的一个电荷层，它对电化学反应速率有着重要的影响。
双电层理论是电化学研究的重要理论之一，它涉及到电极和电解质溶液中的电位差和电荷分布。
4. 交换电流交换电流是指在电化学反应中与电流方向相反的电流，它是电化学反应速率的一个重要参数，也是电化学动力学研究的重要内容。
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]电化学知识点总结电化学是研究化学变化与电能之间的关系的一个学科，它是化学和物理学的交叉学科。
电化学的研究对象是电解过程和电池，并且在化学分析、电镀、腐蚀、电解制氧等领域应用广泛。
下面是一些电化学的基本知识点总结。
1. 电化学基础概念- 电池：由阳极和阴极以及连接二者的电解质构成，能够将化学能转化为电能的装置。
- 电解：在电解质中施加外加电势，使其发生化学反应，将化学能转化为电能。
- 氧化还原反应：电化学过程中的基本反应类型，包括氧化（电子流从物质中流出）和还原（电子流进入物质）两个反应。
2. 电解过程中的电解质和电极- 电解质：电解质是指携带电荷的溶液或熔融物质，可以将其称为离子液体，它在电解过程中离子扮演着重要的角色。
- 电极：电解过程中用于传输电子的导体，包括阳极（电流从电池中流出的极）和阴极（电流流入电池的极）。
3. 电势和电位- 电势：电势是指电池两个电极之间的电势差，用于描述电化学反应的驱动力。
单位是伏特（V）。
- 电位：电位是电池中某个电极的电势，用于描述物质的氧化还原能力，单位也是伏特（V）。
4. 电极电势和标准电极电势- 电极电势：电极电势是单个电极与某种参考电极之间的电势差，用于表示电极的氧化还原能力。
- 标准电极电势：标准电极电势是指在特定条件下，使用标准氢电极作为参照电极时，其他电极与标准氢电极之间的电势差。
标准氢电极的电极电势被定义为0V。
5. 动力学和热力学电极反应- 动力学电极反应：描述电极反应速率的反应动力学方程，例如质子还原动力学反应可以用Tafel方程或Butler-Volmer方程表示。
- 热力学电极反应：描述电极反应发生与否以及方向的反应热力学条件。
通过比较标准电极电势可以得知电极反应的方向。
6. 电化学电池- 电化学电池分类：电化学电池分为两大类，即原电池和电解池。
原电池直接将化学能转化为电能，如干电池；电解池则是利用外部电势来促进电解反应。
- 实例：常见的电化学电池有锌-铜电池、铅蓄电池、锂离子电池等。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电与化学之间相互转化和相互作用的科学。
它是物理学和化学的交叉学科，在电池、电解和电沉积等领域有着广泛的应用。
以下是电化学的基础知识点总结：1. 电化学反应：- 氧化还原反应（简称氧化反应和还原反应），是电化学最基本的反应类型，涉及原子、离子或分子的电荷变化。
- 氧化是指某物质失去电子，还原是指某物质获得电子。
2. 电池原理：- 电池是将化学能转化为电能的装置，由两个电极（阳极和阴极）和电解质组成。
阳极是发生氧化反应的地方，阴极是发生还原反应的地方。
- 在电池中，化学反应产生的电荷通过外部电路流动，从而形成电流。
3. 电解：- 电解是用电流将化合物分解成离子或原子的过程。
在电解槽中，正极是阴离子的聚集地，负极是阳离子的聚集地，而正负极之间的电解液是导电介质。
- 在电解过程中，正负电极上的反应是有差别的，称之为阳极反应和阴极反应。
4. 电解质：- 电解质是能够在溶液中或熔融态中导电的物质。
电解质可以是离子化合物，如盐和酸，也可以是离子溶剂如水。
- 强电解质能够完全离解成离子，而弱电解质只有一小部分离解成离子。
5. 电动势：- 电动势是电池或电化学系统产生电流的驱动力，通常用电压表示。
- 在标准状态下，标准电动势是指正极与负极之间的电压差。
它与化学反应的自由能变化有关，可以通过标准电动势表进行查阅。
6. 极化现象：- 极化是指在电解过程中阻碍电流通过的现象。
- 有两种类型的极化：浓差极化和活化极化。
浓差极化发生在反应物浓度在电极上发生变化的时候，活化极化发生在电化学反应速率受到限制的时候。
7. 电信号：- 在电化学中，电伏是电势大小的基本单位。
它表示单位电荷通过电路所产生的能量的大小。
- 电流是电荷通过导体的速率，单位是安培。
- 除了电伏和电流之外，还有许多其他电信号，例如电阻、电导率和电容。
8. 电化学测量方法：- 常用的电化学测量方法有电压法、电位法、电流法和电导法。
大一电化学知识点总结
大一电化学知识点总结电化学是物理化学的重要分支之一，研究的是电与化学之间的相互关系以及涉及电化学反应的性质和机理。
在大一学习电化学的过程中，我们接触了一些基本的概念和知识点。
本文将对这些知识点进行总结和归纳，以便于我们更好地掌握电化学的基本原理和应用。
一、电化学基础知识1. 电解和电解质：电解是指通过外加电势使电解液中的阳离子和阴离子发生氧化还原反应的过程，而电解质是能够导电并在电解过程中溶解、产生离子的物质。
2. 电导率和电解度：电导率是介质导电能力的衡量指标，是指单位长度和横截面积下的电导容。
而电解度则表示电解质溶液中离子化的程度。
3. 平衡电位和反应电位：平衡电位是指在电解质解离或电极上发生氧化还原反应时的电位，而反应电位则是指实际电解质解离或电极反应过程中的电位。
4. 电池和电解槽：电池是将化学能转化为电能的装置，由正极、负极和电解质组成。
而电解槽是用来进行电解反应的容器。
二、电化学反应1. 氧化还原反应：电化学反应中最常见的就是氧化还原反应。
氧化是指物质失去电子，而还原是指物质获得电子。
2. 电极反应：电化学反应发生在电极上，电极上的反应被称为电极反应。
电极反应可以分为氧化反应和还原反应两个部分。
3. 稳定性和活性：电极上反应的稳定性和活性取决于物质的性质和周围环境的条件。
三、电化学电池1. 电池的构成和工作原理：电池由正极、负极和电解质组成，正极接受电子，负极释放电子。
电池中的化学能通过正极和负极之间的电子传导转化为电能。
2. 原电池和可逆电池：原电池是指不能实现反向电流的电池，而可逆电池则可以实现反向电流。
3. 电动势和电池电势：电动势是指单位正电荷从电池外部一点移动到另一点所做的功，而电池电势则是指电池正负极之间的电位差。
4. 电池的分类：电池按照不同的工作原理和化学反应可以分为原电池、干电池和燃料电池等多种类型。
四、电解过程1. 电解的基本规律：电解过程中电荷守恒、质量守恒以及反应物摩尔之间的比例关系。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电子与离子在电解质溶液中的相互转移和相互作用的科学。
它涉及电荷的移动和化学反应的同时发生。
在电化学中，我们主要关注两个方面的过程：电化学反应和电化学细胞。
1. 电化学反应电化学反应是指在外加电势的作用下，电子和离子之间发生的氧化还原反应。
电化学反应包括两个基本过程：氧化和还原。
氧化是指物质失去电子或氢离子，而还原则是指物质获得电子或氢离子。
在电化学反应中，常常涉及到电极反应和电解质的离子浓度变化。
2. 电化学细胞电化学细胞是一种将化学能转化为电能的装置。
它包括两个半电池：一个作为阳极，用于氧化反应；另一个作为阴极，用于还原反应。
两个半电池通过电解质溶液或电解质桥相连，并且在外部连接一个电路，使电子能够在阳极和阴极之间流动。
这个电路就是外部电路，而电解质溶液或电解质桥则是内部电路。
电化学细胞产生的电势差可以用来驱动电子在电路中进行功的转化。
3. 电化学基础概念在电化学中，有一些基本概念需要了解。
（1）电极：电极是电化学反应发生的场所。
它包括两种类型：阳极和阴极。
阳极是发生氧化反应的地方，电子从阳极流出；而阴极是发生还原反应的地方，电子流入阴极。
（2）电位：电位是指在标准状态下，电解质溶液中某个电极的电势相对于标准氢电极的差异。
标准氢电极的电势被定义为0V，其他电极相对于标准氢电极具有正负的电势。
（3）电解质：电解质是能够在溶液中分解出离子的物质。
电解质可以分为强电解质和弱电解质，具体取决于它们在溶液中的离解程度。
（4）电导率：电导率是指电解质溶液中离子传导电流的能力。
电导率高的溶液具有更好的导电性能。
4. 电化学技术和应用电化学不仅是一门基础科学，还在许多领域中有广泛的应用。
（1）电解：电解是指利用电流将化合物分解为离子的过程。
电解在电解制备金属、电镀、电解解析等方面有着重要的应用。
（3）蓄电池：蓄电池是一种将化学能转化为电能的设备。
它具有可充电性，常用于储存和提供电能。
电化学基础知识总结
电化学基础知识总结电化学是研究电与化学之间相互转化关系的学科，它涉及电解反应、电池原理、电化学传感器等多个领域。
本文将对电化学的基础知识进行总结，旨在帮助读者全面了解电化学的基本概念和原理。
一、电解反应电解反应是指通过外加电源将电能转化为化学能的过程。
在电解池中，阳极是发生氧化反应的电极，而阴极则是发生还原反应的电极。
电解质溶液中的阴离子会向阳极流动，在那里接受电子并发生氧化反应；而阳离子则会向阴极流动，在那里失去电子并发生还原反应。
这种电解质溶液的流动以及电极上发生的反应构成了电解过程。
二、电池原理电池是将化学能转化为电能的装置。
常见的电池种类有干电池和蓄电池。
干电池内部由正极、负极和电解质组成。
正极含有氧化剂，负极则含有还原剂。
正、负极之间通过电解质传递离子，从而维持反应的进行。
当外电路连接到电池时，正极发生氧化反应，负极发生还原反应，释放出电子供外电路使用，形成电流。
电池的电动势由正极的氧化半反应和负极的还原半反应决定。
三、电化学传感器电化学传感器是一种利用电化学原理进行测量的传感器。
它将待测物与电极反应，通过测量电流、电势或电荷等电化学信号的变化，来间接或直接地测定待测物的浓度、活性、存在形式等。
电化学传感器在环境监测、生物医学、食品安全等领域得到广泛应用。
常见的电化学传感器有pH传感器、氧气传感器和电导率传感器等。
四、氧化还原反应氧化还原反应是电化学中最基本的反应类型之一。
它涉及到电子的转移，即氧化剂获得电子变为还原剂，而还原剂失去电子变为氧化剂。
在氧化还原反应中，还原剂的氧化数减少，而氧化剂的氧化数增加。
这种电子的转移通常伴随着原子、离子或者分子之间的转移，形成新的化学物质。
五、电解质和溶液电解质是指能在溶液中形成离子的化合物。
在电解质溶液中，正离子与负离子相互吸引，形成动态平衡。
溶液中的电离程度可以通过离子强度来表征。
电解质溶液中的离子可以在电场的作用下进行运动，从而形成电流。
常见的电解质有酸、碱和盐等。
电化学知识点总结
第四章电化学基础一、原电池：1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向：外电路：负极——导线——正极内电路：盐桥中阴离子移向负极，阳离子移向正极。
4、电极反应：以锌铜原电池为例：负极：氧化反应： Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属）正极：还原反应： 2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属）总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑5、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、化学电池1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池（一）一次电池1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等（二）二次电池1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应：铅蓄电池放电：负极（铅）： Pb－2e- ＝PbSO4↓正极（氧化铅）： PbO2＋4H+＋2e- ＝PbSO4↓＋2H2O充电：阴极： PbSO4＋2H2O－2e- ＝PbO2＋4H+阳极： PbSO4＋2e- ＝Pb两式可以写成一个可逆反应： PbO2＋Pb＋2H2SO4 ⇋ 2PbSO4↓＋2H2O3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池（三）燃料电池1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电荷转移与电化学反应的科学，是化学和物理学的交叉学科之一。
电化学研究了电流、电势和电解质溶液中物质转化的关系，以及在电化学反应中发生的化学变化。
本文将总结电化学的基础知识点，包括电解质、电动势、电解和电极反应等。
1. 电解质电解质是能够在溶液中或熔融态中形成离子的物质。
根据电离程度的不同，电解质可以分为强电解质和弱电解质。
强电解质在溶液中可以完全电离，生成溶液中的离子；而弱电解质只有部分电离。
电解质在电解过程中，正离子向阴极移动，负离子向阳极移动，完成电荷转移。
2. 电解电解是指通过电流而使电解质溶液中的正负离子移动，并发生化学变化的过程。
在电解中，电解质溶液中的阳离子在电解过程中被电子还原，而阴离子在电解过程中被电子氧化，形成新的物质。
电解可以通过直流电源或交流电源实现。
3. 电动势电动势是测量电池或电解池产生的电压的物理量。
电动势可以通过两种方式测量：开路电动势和闭路电动势。
在开路电动势的情况下，没有电流通过电池或电解池，只有电压存在。
而在闭路电动势的情况下，电流通过电池或电解池，同时也存在电压。
4. 极化极化是指电极表面被电解质溶液中的离子簇覆或吸附后，电极的电位发生变化的现象。
极化可以分为两种类型：浓度极化和电化学极化。
浓度极化是由于离子在电极和溶液之间的扩散速度不同而引起的，可以通过搅拌溶液或增大电解质浓度来减小。
电化学极化是由于电极表面发生电化学反应而引起的，可以通过增大电流密度或减小电极表面活性来减小。
5. 电极反应电极反应是在电化学反应中发生在电极上的化学反应。
在电解中，阳极是发生氧化反应的地方，而阴极是发生还原反应的地方。
电极反应的速率受到电解质浓度、电位差和电极表面活性的影响。
6. 法拉第定律法拉第定律描述了在电化学反应中电荷转移的关系。
法拉第第一定律表明，在电化学反应中，电荷的传输量与电离产生的物质的物质的量成正比。
法拉第第二定律则描述了电化学反应中电流与反应速率之间的关系。
电化学知识点总结
电化学知识点总结电化学是化学与电学的交叉学科，研究电学与化学之间的相互关系。
它不仅是一门实用的科学，还是很多领域的基础知识，如电池、电解、电镀等。
在下面的文章中，我们将对电化学的一些重要知识点进行总结和讨论。
1. 电化学基础知识在电化学中，有两个重要的概念：氧化和还原。
氧化是指物质失去电子，而还原是指物质获得电子。
这两个过程是相互关联的，被称为氧化还原反应。
电化学中的反应可以通过电极的电位差来推动。
2. 电解和电解质电解是电流通过导电溶液或熔融的电解质时，导致物质发生化学变化的过程。
电解是电化学中的重要实验手段，可以用来提取金属、制备化学品等。
电解质是可以导电的物质，它可以分为强电解质和弱电解质。
强电解质在水中能完全电离，而弱电解质只有一小部分能电离。
3. 氧化还原反应和电位在氧化还原反应中，发生氧化的物质叫做氧化剂，而发生还原的物质叫做还原剂。
在电化学中，常用电极电位来表示反应的进行方向。
电极电位的正负与电子从电极表面进入或者离开的方向有关。
4. 电池和电动势电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个半电池组成，包括一个正极和一个负极，它们通过电解质和离子交换而相互联系。
电动势是电池的特性之一，它是电池正极和负极之间电位差的度量。
电动势越大，电池的输出能力越强。
5. 腐蚀和电解质溶液中的金属析出腐蚀是金属与环境中的化学物质发生不可逆性反应的过程，导致金属损坏。
腐蚀可以通过选用适当的金属和防腐措施来预防。
在电解质溶液中，当一个金属的离子以金属形式析出在电极上时，称为电析。
6. 电化学反应速率和化学电池电化学反应速率受电流的影响。
电池则是由一个或多个电化学反应组成的系统。
它们在化学反应进行时，产生电流，而这个电流又可以推动其他化学反应进行。
7. 电与生物体电与生物体之间也有紧密的联系。
生物体中存在着许多电解质，如离子和分子，它们对细胞的正常功能起着重要作用。
此外，生物电也是生物体进行神经传递和肌肉运动等活动的基础。
电化学基础知识
电化学基础知识整理1.原电池原电池是将化学能转化为电能的装置原电池原理①、原电池：将化学能转变成电能的装置②、形成条件：①活动性不同的两电极连接；②电解质溶液插入其中并与电极自发反应；③电极形成闭合电路④能自发的发生氧化还原反应③、电极名称：负极：较活泼的金属电子流出的一极正极：较不活泼的金属或能导电的非金属电子流入的一极④、电极反应：负极：氧化反应,金属失电子正极：还原反应,溶液中的阴离子得电子或氧气得电子吸氧腐蚀⑤、电子流向：由负极沿导线流向正极锌-铜电池,负极-Zn,正极-Cu;负极：Zn-2e=Zn2+,电解质溶液——稀硫酸;正极：2H++2e=H2↑总反应：2H++Zn=H2↑+Zn2+注意：如果在铜锌的导线中加一个电流计,电流计指针会发生偏转;随时间的延续,电流计指针的偏转角度逐渐减小;盐桥的作用：盐桥起到了使整个装置构成通路的作用例如:铜锌原电池中用到了盐桥现象:⑴、检流计指针偏转,说明有电流通过;从检流计指针偏转的方向可以知道电流的方向是Cu极→Zn极;根据电流是从正极流向负极,因此,Zn极为负极,Cu极为正极;而电子流动的方向却相反,从Zn极→Cu极;电子流出的一极为负极,发生氧化反应；电子流入的一极为正极,发生还原反应;一般说来,由两种金属所构成的原电池中,较活泼的金属是负极,较不活泼的金属是正极;其原理正是置换反应,负极金属逐渐溶解为离子进入溶液;反应一段时间后,称重表明,Zn棒减轻,Cu棒增重;⑵、取出盐桥,检流计指针归零,重新放入盐桥,指针又发生偏转,说明盐桥起到了使整个装置构成通路的作用;盐桥是装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管,溶液不致流出来,但离子则可以在其中自由移动;盐桥是怎样构成原电池中的电池通路呢Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中,使ZnSO4溶液中Zn2+过多,带正电荷;Cu2+获得电子沉积为Cu,溶液中Cu2+过少,SO42-过多,溶液带负电荷;当溶液不能保持电中性,将阻止放电作用的继续进行;盐桥的存在,其中Cl-向ZnSO4 溶液迁移,K+向CuSO4溶液迁移,分别中和过剩的电荷,使溶在两个烧杯中分别放入锌片和锌盐溶液、铜片和铜盐溶液,将两个烧杯中的溶液用一个装满电解质溶液的盐桥如充满KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻连接起来,再用导线将锌片和铜片联接,并在导线中串联一个电流表,就可以观察到下面的现象：1电流表指针发生偏转,根据指针偏转方向,可以判断出锌片为负极、铜片为正极.2铜片上有铜析出,锌片则被溶解.3取出盐桥,指针回到零点,说明盐桥起了沟通电路的作用.2.化学电源化学电源又称电池,是一种能将化学能直接转变成电能的装置,它通过化学反应,消耗某种化学物质,输出电能;它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类;判断一种电池的优劣或是否符合某种需要,主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少比能量,单位是W·h/kg, W·h/L,或者输出功率的大小比功率,W/kg,W/L以及电池的可储存时间的长短;除特殊情况外,质量轻、体积小而输出点能多、功率大、可储存时间长的电池,更适合使用者的需要;一一次电池一次电池的活性物质发生氧化还原反应的物质消耗到一定程度,就不能使用了;一次电池中电解质溶液制成胶状,不流动,也叫干电池;常用的有普通的锌锰干电池、碱性锌锰电池、锌汞电池、镁锰干电池等;例如；碱性锌锰干电池负极：Zn ＋2OH——2e—＝ZnOH2正极：2MnO2＋2H2O ＋2e—＝2MnOOH ＋2OH—总反应：Zn ＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH ＋ZnOH2补充：银一锌电池电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的,它们所用的电池体积很小,有“纽扣”电池之称;它们的电极材料是Ag2O和Zn,所以叫银一锌电池;电极反应和电池反应是：负极：Zn＋2OH－—2e—＝ZnOH2正极：Ag2O＋H2O＋2e—＝2Ag＋2OH－总反应：Zn＋Ag2O＋H2O＝ZnOH2＋2Ag利用上述化学反应也可以制作大电流的电池,它具有质量轻、体积小等优点;这类电池已用于宇航、火箭、潜艇等方面;锂－二氧化锰非水电解质电池以锂为负极的非水电解质电池有几十种,其中性能最好、最有发展前途的是锂一二氧化锰非水电解质电池,这种电池以片状金属及为负极,电解活性MnO2作正极,高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液,以聚丙烯为隔膜,电极反应为：负极反应：Li＝Li＋＋e正极反应：MnO2＋Li＋＋e＝LiMnO2总反应：Li＋MnO2＝LiMnO2该种电池的电动势为,重量轻、体积小、电压高、比能量大,充电1000次后仍能维持其能力的90％,贮存性能好,已广泛用于电子计算机、手机、无线电设备等;二二次电池二次电池又称充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物质获得再生;这类电池可以多次重复使用;铅蓄电池是最常见的二次电池,它由两组栅状极板交替排列而成,正极板上覆盖有PbO2,负极板上覆盖有Pb,电介质是H2SO4.铅蓄电池放电的电极反应如下：负极：Pbs＋SO42－aq－2e－＝PbSO4s氧化反应正极：PbO2s＋SO42－aq十4H＋aq＋2e－＝PbSO4s＋2H2O l还原反应总反应：Pbs＋PbO2s＋2H2SO4aq＝2PbSO4s十2H2O l铅蓄电池充电的反应是上述反应的逆过程：阴极：PbSO4s＋2e－＝Pbs＋SO42－aq还原反应阳极：PbSO4s＋2H2O l －2e－＝PbO2s＋SO42－aq十4H＋aq氧化反应总反应：2PbSO4s十2H2O l ＝Pbs＋PbO2s＋2H2SO4aq可以把上述反应写成一个可逆反应方程式：Pbs＋PbO2s＋2H2SO4aq 2PbSO4s十2H2O l三燃料电池燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池;燃料电池的电极本身不包含活性物质,只是一个催化转化元件;它工作时,燃料和氧化剂连续的由外部供给,在电极上不断的进行反应,生成物不断地被排除,于是电池就连续不断的提供电能;⑴氢氧燃料电池以氢气为燃料,氧气为氧化剂,铂做电极,使用酸性电解质;它的的工作原理：负极：2H2 －4e－＝4H＋正极：O2十4H＋aq＋4e－＝2H2O总反应：2H2十O2＝2H2O⑵以碱性氢氧燃料电池为例,它的燃料极常用多孔性金属镍,用它来吸附氢气;空气极常用多孔性金属银,用它吸附空气;电解质则由浸有KOH溶液的多孔性塑料制成,其电极反应为：负极反应：2H2＋4OH－＝4H2O＋4e －正极反应：O2＋2H2O＋4e －＝4OH－总反应：2H2＋O2＝2H2O除氢气以外,烃、肼、甲醇、氨等液体或气体,均可作燃料电池的燃料；除纯氧外,空气中的氧气也可以做氧化剂;3甲烷燃料电池KOH做电解质用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂;电极反应式为：负极：CH4＋10OH－－8e＝CO32-＋7H2O；正极：4H2O＋2O2＋8e＝8OH;电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O知识拓展：海洋电池1991年,我国首创以铝－空气－海水为能源的新型电池,称之为海洋电池;它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源;海洋电池彻底改变了以往海上航标灯两种供电方式：一是一次性电池,如锌锰电池、锌银电池、锌空气电池等;这些电池体积大,电能低,价格高;二是先充电后给电的二次性电源,如铅蓄电池,镍镉电池等;这种电池要定期充电,工作量大,费用高;海洋电池,是以铝合金为电池负极,金属Pt、Fe网为正极,用取之不尽的海水为电解质溶液,它靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能的;我们知道,海水中只含有%的溶解氧,为获得这部分氧,科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构,以增大表面积,吸收海水中的微量溶解氧;这些氧在海水电解液作用下与铝反应,源源不断地产生电能;两极反应为：负极：Al：4Al－12e－＝4Al3＋正极：Pt或Fe等：3O2＋6H2O十12e－＝12OH－总反应式：4Al＋3O2十6H2O＝4AlOH3↓海洋电池本身不含电解质溶液和正极活性物质,不放入海洋时,铝电极就不会在空气中被氧化,可以长期储存;用时,把电池放入海水中,便可供电,其能量比干电池高20～50倍;电池设计使用周期可长达一年以上,避免经常交换电池的麻烦;即使更换,也只是换一块铝板,铝板的大小,可根据实际需要而定;海洋电池没有怕压部件,在海洋下任何深度都可以正常了作;海洋电池,以海水为电解质溶液,不存在污染,是海洋用电设施的能源新秀;3. 电解池一电解原理⑴．电解质溶液的导电我们知道,金属导电时,是金属内部的自由电子发生的定向移动,而电解质溶液的导电与金属导电不同;通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动；通电后在电场的作用下,这些自由移动的离子改作定向移动,带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动,带正电荷的阳离子则向阴极移动;电极名称：电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极,与直流电源正极相连的电极叫阳极;物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的,对金属就是自由电子,而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子;⑵．电解①概念：使电流流过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解;②电子流动的方向：电子从外接直流电源的负极流出,经导线到达电解池的阴极,电解池溶液中的阳离子移向阴极,并在阴极获得电子而被还原,发生还原反应；与此同时,电解池溶液中的阴离子移向阳极,并在阳极上失去电子也可能是阳极很活泼而本身失去电子而被氧化,发生氧化反应;这样,电子又从电解池的阳极流出,沿导线而流回外接直流电源的正极;③电极反应的类型：阳极反应为氧化反应,阴极反应为还原反应,故而阴极处于被保护的状态,而阳极则有可能被腐蚀;⑶．电解池与原电池的联系与区别能量转变化学能转变为电解电能转变为化学能反应自发能自发进行的氧化还原反应反应一般不能够自发进行,需电解条件性举例Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4CuClCu+Cl2↑2装置特点无外接直流电源有外接直流电源相似之处均能发生氧化还原反应,且同一装置中两个电极在反应过程中转移电子总数相等;重点出击：原电池与电解池的判断⑴判断下图是原电池、电解池还是电镀池,为什么2延伸有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏的能源;它依靠人体内含有一定浓度的溶解氧进行工作,下列各种叙述中错误的是A: Pt是正极B: 负极反应：C: 正极反应：D 正极反应：小结与反思：原电池、电解池、电镀池判定规律：若无外接电源,可能是原电池,然后依据原电池的形成条件分析判定；若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池,其余情况为电解池;4．实验分析：电解CuCl2溶液1电极材料阴极可用惰性电极,甚至较活泼的金属,但阳极需使用惰性电极,否则会发生氧化反应而溶解;2惰性电极一般指金、铂、石墨电极,银、铜等均是活性电极;3实验现象：通电后,电流表指针发生偏转,阴极石墨棒上析出一层红色固体,阳极表面有气泡放出,可闻到刺激性气味;4淀粉碘化钾试纸的作用：检验阳极产物是否为Cl2;使用时应先润湿并缠于玻棒端或用镊子夹持,作用时间不宜太久,否则变蓝后会被Cl2漂白;二、电解的应用I．电解饱和食盐水反应原理1．实验分析：电解饱和食盐水在U型管里装入饱和食盐水,滴入几滴酚酞试液,用碳棒作阳极、铁棒作阴极,将湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近,接通电源,观察管内发生的现象及试纸颜色的变化;注意：铁棒不可作阳极,否则发生Fe－2e－=Fe2+；碘化钾淀粉试纸需事先用水润湿;现象：阴、阳两极均有气体放出,阳极气体有刺激性气味,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝；阴极区域溶液变红;说明阴极区域生成物为碱性物质与H2,阳极产物是Cl2;2．电解饱和食盐水反应原理饱和食盐水成分：溶液存在Na+、Cl－、H+、OH－四种离子;电极反应式：阴极：2H+＋2e－=H2↑还原反应；阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑氧化反应;实验现象解释：1阴极区域变红原因：由于H+被消耗,使得阴极区域OH－离子浓度增大实际上是破坏了附近水的电离平衡,由于K W为定值,cH+因电极反应而降低,导致cOH－增大,使酚酞试液变红;2湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝原因：氯气可以置换出碘化钾中的碘,Cl2+2KI=2KCl+I2,I2使淀粉变蓝;注意：如果试纸被熏蒸的太久,蓝色会因为湿氯气的漂白作用而褪去;电解饱和食盐水的总反应式：该电解反应属于放氢生碱型,电解质与水均参与电解反应,类似的还有K2S、MgBr2等;II、铜的电解精炼1．原理：电解时,用粗铜板作阳极,与直流电源的正极相连；用纯铜板作阴极,与电源的负极相连,用CuSO4溶液加入一定量的硫酸作电解液;CuSO4溶液中主要有Cu2+、、H+、OH－,通电后H+和Cu2+移向阴极,并在阴极发生Cu2++2e－=Cu,OH－和移向阳极,但阳极因为是活性电极故而阴离子并不放电,主要为阳极活泼及较活泼金属发生氧化反应而溶解,阳极反应：Cu－2e－=Cu2+;电解过程中,比铜活泼的Zn、Fe、Ni等金属杂质,在铜溶解的同时也会失电子形成金属阳离子而溶解,此时阴极仍发生Cu2++2e－=Cu,这会导致电解液浓度不发生变化；Ag、Au不如Cu易失电子,Cu溶解时它们以阳极泥沉积下来可供提炼Au、Ag等贵金属;该过程实现了提纯铜的目的;离子在电极上得失电子的能力与离子的性质、溶液的浓度、电流的大小、电极的材料等都有关系;中学阶段我们一般只讨论电极材料的性质、离子的氧化性强弱和还原性强弱对它们得失电子能力的影响2．电极反应中得失电子的规律1阳极上失电子的规律应首先看电极材料是惰性电极,还是活性电极,如是惰性电极,则由溶液中的阴离子失去电子,阴离子的还原性越强越易失电子,阴离子的放电顺序为：S2->I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子；如是活性电极,则这些金属首先失去电子进入溶液,此时溶液中其他离子不再失电子;2阴极上得电子的规律阴极上只能由溶液中阳离子获得电子,阳离子氧化性越强越易得电子,阳离子放电顺序一般为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Fe2+>Zn2+>H+盐溶液3变价的金属Fe在作阳极发生氧化反应时电极反应为：Fe－2e－=Fe2+III、电解冶炼铝工业上,用纯净的氧化铝为原料,采用电解的方法制取铝;纯净的氧化铝熔点很高2045℃,很难熔化,现在都用熔化的冰晶石Na3AlF6作熔剂,使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰晶石里,成为冰晶石和氧化铝的熔融体,然后进行电解;电极反应式：阴极：4Al3+＋12e-＝4Al阳极：6O2－＋12e-＝3O2↑总反应式：2Al2O34Al＋3O2↑只能电解Al2O3,不能是AlCl3在冶炼铝时,阳极产生氧气,石墨阳极在如此高温条件下,将不断被氧气氧化而消耗,因而需不断补充石墨阳极;三、电镀铜1．原理：电镀时,一般都是用含镀层金属离子的电解质溶液为电镀液；把待镀金属制成品浸入电镀液中与直流电源的负极相连,作为阴极,而用镀层金属为阳极,阳极金属溶解在溶液中成为阳离子,移向阴极,并在阴极上被还原成金属析出;电镀铜规律可概括为“阳极溶解,阴极沉积,电解液不变”;工业上电镀常使用有毒电镀液,因此电镀废水应回收有用物质、降低有害物质含量后,达标排放,以防污染环境;2．实验分析：电镀铜实验1待镀件需酸洗去除表面的锈;2电镀液CuSO4中加氨水制成铜氨溶液以降低Cu2+浓度使镀层光亮;四、电解质溶液电解时均为惰性电极,pH变化情况,电解液复原所需加入物质及电解类型;1、1分解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐如NaOH、H2SO4、K2SO4等的电解;阴极：4H++4e－=2H2↑阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O总反应：2H2O 2H2↑+O2↑阴极产物：H2；阳极产物：O2;电解质溶液复原加入物质：H2O;pH变化情况：原来酸性的溶液pH变小,原来碱性的溶液pH变大,强酸含氧酸强碱的正盐溶液pH 不变;2分解电解型：无氧酸除HF外、不活泼金属的无氧酸盐氟化物除外的电解,如HCl、CuCl2等;阴极：Cu2++2e－=Cu阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑总反应：CuCl2 Cu+Cl2↑阴极产物：酸为H2,盐为金属；阳极产物：卤素等非金属单质;电解液复原加入物质为原溶质,如电解CuCl2溶液,需加CuCl2;pH变化情况：如电解无氧酸溶液pH变大但不会超过7；如为盐溶液的电解则视无氧酸根的情况而定;3放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐氟化物除外溶液的电解,如NaCl、MgBr2等;阴极：2H++2e－=H2↑阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑阴极产物：碱和H2；阳极产物：卤素等非金属单质;电解饱和食盐水的产物分别为NaOH和H2以及Cl2;电解液复原加入物质为卤化氢;电解饱和食盐水,要使电解质溶液复原需加入HCl;pH变化情况：电解液pH显着变大4放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解,如CuSO4、AgNO3等;阴极：2Cu2++4e－=Cu阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O总反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4阴极产物：析出不活泼金属单质；阳极产物是该盐对应的含氧酸和氧气,本例中分别是Cu以及H2SO4、O2.电解液复原加入物质为不活泼金属的氧化物金属价态与原盐中相同;如电解CuSO4溶液,复原需加入CuO;pH变化情况：溶液pH显着变小;规律变化液复原法解反应类型电解质类型解水氧酸质电解水-- > H2 + O2解稀H2SO4低H2O碱溶液质电解水-- > H2 + O2解NaOH溶液高H2O泼金属含氧酸盐质电解水-- > H2 + O2解Na2SO4溶液变H2O练习：电解液中含有K+、Cl —、SO42—、OH —少量、Cu2+、H+少量,用两个石墨棒作电极,电解时,阳极上析出_______,电极反应式是______________；阴极析出_______,电极反应式是______________;改用两个铜棒作电极,则阳极变化是______________________,电极反应式是______________；阴极上析出_______,电极反应式是______________;小结与反思：关键是放电顺序：阳极：活性电极>S2- >I- >Br- >Cl->OH - >含氧酸根>F-阴极：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+> Fe2+> Zn2+ > Al3+> Mg2+> Na+> Ca2+> K+4、金属的电化学腐蚀与防护一、金属腐蚀的类型：1、化学腐蚀：金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀;例如铁丝在氧气中燃烧、铜在氯气中燃烧等;2、电化学腐蚀：不纯金属与电解质溶液接触时比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀;二、金属的电化学腐蚀：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程;不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀;钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子;金属腐蚀的本质：2金属腐蚀的本质：M—ne—=Mn+三、钢铁的电化学腐蚀1析氢腐蚀钢铁表面吸附水膜酸性较强时阳极Fe：Fe-2e-=Fe2+Fe2+＋2H2O=FeOH2＋2H+阴极杂质：2H+＋2e-=H2电池反应：Fe＋2H2O=FeOH2＋H2↑由于有氢气放出,所以称之为析氢腐蚀;2吸氧腐蚀钢铁表面吸附水膜酸性较弱时阳极Fe：Fe—2e-=Fe2+阴极：O2＋2H2O＋4e-=4OH-总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2FeOH2由于吸收氧气,所以也叫吸氧腐蚀;析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的FeOH2被氧所氧化,生成FeOH3脱水生成Fe2O3 铁锈;钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀;Fe＋2H2O=FeOH2＋H2↑ O2＋2H2O＋4e-→4OH-2Fe＋O2＋2H2O=2FeOH2 2H+＋2e-→H2析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中,而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中;化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系：相互联系化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生四、金属的防护1、牺牲阳极的阴极保护法正极：要保护的金属负极：比要保护金属活泼的金属2、外加电流的阴极保护法比组成原电池防护更好阴极：被保护的金属阳极：惰性电极两者均存在于电解质溶液中接上外接直流电源;3、覆盖保护膜及其他保护方法覆盖保护膜涂油漆,电镀,钝化等改变金属的内部结构钢→不锈钢,在钢中加入镍和铬习题指导1 解题步骤方法①判断两池原电池还是电解池—②标注电极名称—③写出电极反应式—根据电极产物、溶液成分变化—④描述或解释现象或进行有关计算;练1-01 把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中如图所示平面图,经过一段时间后,首先观察到溶液变红的区域是 BA、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近解析①判两池：通常有外接电源的装置是电解池,故左图为电解池,根据右图为两个活性不同金属浸在电解质溶液中可判断为原电池；②标电极名：左图由外接电源极性可知I为阴极,II为阳极；右图因Zn比Fe活泼,故III为负极,IV为正极;③写电极反应：左图中,阳极II：金属Fe优先氧化Fe-2e-=Fe2+；阴极I：水中氢放电：2H++2e-=H2；④现象及解释：因I区OH-增生,碱性,使酚酞变红;又右图,正极IV上电极反应：O2+4e-+2H2O = 4OH- 吸氧腐蚀,该区域呈碱性使酚酞变红,B入选;1-02 如图甲乙两池分别以碳棒、铂条、铝条、镁条为电极,并用导线相连接,以NaCl、NaOH溶液为电解溶液,有关该装置的描述正确的是 DA.乙池中,Mg极的电极反应是 Mg-2e-=Mg2+B.甲池中,Pt极的电极反应是 2Cl—2e-=Cl2↑C.随着反应的进行.乙池中 nNaOH保持不变D.反应过程中,甲池中两极附近溶液 PH C <PHPt解析先判两池,乙为原电池,甲为电解池;乙池中,因为在NaOH溶液中Al比Mg易失电子,故Al为原电池的负极,其电极反应式为：Al-3e-+4OH-= =AlO2-+2H2O ；Mg为正极,其电极反应式为：3H2O+3e-=↑+3OH- ;甲池中,Pt电极为阴极: 2H+ +2e- =H2↑, 碳棒C电极为阳极2Cl- -2e- =Cl2↑,电解后溶液为NaOH 溶液;练1-03如图A、B为两个串联的电解池,已知B池中c为铁,d为石墨,电解质溶液为NaCl溶液;试回答：1若A池为用电解原理精练铜装置,则a电极名称为阴极,电极材料是精铜,电极反应式为Cu2++2e-=Cu ,电解质溶液可以是 CuSO4溶液;2B池中c极Fe电极反应式为 2H++2e-=H2↑ 2H2O+2e-=H2 +2OH- ,若在B池中加入少量酚酞试液,开始电解一段时间,铁极附近呈红色;3若A池a极增重12.8g,则B池d极石墨上放出气体在标况下的体积为 4.48L ;电解后,若B池余下的溶液为 400ml,则溶液的PH值是 14 ;练4-04 金属镍有广泛的的用途;粗镍中含有少量的 Fe、Zn、Cu、Pt等金属杂质,可电解法制备高纯度原镍已知：氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+, 下列叙述正确的是 DA．阳极发生还原反应,其电极反应式是Ni2+ + 2e- = Nix y a b乙溶液B ．电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C ．电解后,溶液中存在的阳离子只有 Fe 2+ 、Zn 2+D ．电解后,电解模底部阳极泥中中存在 Cu 、Pt解析 这是电解的过程,阳极发生的是氧化反应,A 错；阳极：Zn-2e - = Zn 2+ Fe-2e - = Fe 2+ Ni-2e -=Ni 2+ ,Pt 为惰性金属,不会放电,而Cu 要在金属Ni 全部氧化为Ni 2+后才能放电,但此时Cu 已没有了支撑物了,结果和Pt 一起落下,形成阳极泥,故 D 正确; 阴极：因氧化性Ni 2+>Fe 2+>Zn 2+ ,所以只有 Ni 2++2e -=Ni ,可见,阳极质量减少的是“溶解”下的Zn 、Fe 、Ni,而阴极质量增加的只是析出的镍,两者质量是不相等的,故 B 错;;电解后,溶液中除留下 Fe 2+、Zn 2+ 外,还有 Ni 2+ ,C 也错; 练1-05 铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极格板是惰性 材料,电池总反应式为： Pb+PbO 2+4H ++2SO2-42PbSO 4+2H 2O请回答下列问题不考虑氢、氧的氧化还原: 1 放电时：正极的电极反应式是______________;电解液中H 2SO 4的浓度将变________;当外电路通过1 mol 电子时,理论上负极板的质量增加________g;2 在完全放电耗尽PbO 2和Pb 时,若按题27图连接,电解一段时间后,则在A 电极上生成__________、B 电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将________________________;解析：铅蓄电池的负极是铅Pb,正极是二氧化铅PbO 2;放电时电极反应： 正极 A-PbO 2 PbO 2 + 2e - + 2H ++ SO 42- == PbSO 4+ H 2O 与常见电池不同,铅蓄电池放电时正极材料PbO 2本身参与了电极反应 负极 B-Pb Pb - 2e - + 2H ++ SO 42- == PbSO 4+ H 2O可见,当通过2mole -时,负极1molPb 变为1mol PbSO 4沉积在负极板上,既净增加1molSO 4,所以当外电路通过1 mol 电子时,理论上负极板的质量增加 49g;因放电时要消耗H 2SO 4,故;电解液中H 2SO 4的浓度将变小; 完全放电后两极材料都有变为硫酸铅PbSO 4,外接电源时,发生电解过程,电极反应如下： 阴极A-PbSO 4 PbSO 4 + 2e -+ = Pb + SO 42- ,A 电极上生成 Pb 阳极B-PbSO 4 PbSO 4 - 2e -+ 2H 2O = PbO 2 + + 4H ++ SO 42-,B 电极上生成 PbO 2 此时铅蓄电池的正负极的极性将 对换; 2、电极名称判断法根据两极金属相对活性判定原电池的电极名称,根据X 极所连接在的外接电源极性“+”或“-”判定电解池的电极名称；根据电子或电流流向或测电极电势高低等电学原理判断电极名称；此外根据X 极发生氧化还是还原,移向X 极的离子是阳离子还是阴离子,X 极增重还是减重,X 极区PH 值是升高还是降低等判定X 电极的名称;但要注意X 极指的是在原电池还是电解池;说明：化学上规定,凡发生氧化变化的电极均为阳极,而发生还原的电极均为阴极;据此,从发生的化学变化角度看,原电池中的负极-又叫阳极,正极+又叫阴极;练1-06 x,y 分别为直流电源的两极,通电后,发现a 极质量加,b 极处有无色无味气体放出,符合此情况的是： A备选项a 电极 B 电极 x 电极 溶液 A 锌Zn 石墨C 负 CuSO 4 B石墨C石墨C负NaOH。
电化学知识点高三
电化学知识点高三电化学是研究电荷在化学反应中转移的科学，是化学与物理交叉学科的重要分支。
在高三学习电化学知识，可以帮助学生深入理解化学的基本原理，并为今后的学习和科研打下坚实的基础。
本文将介绍高三电化学的一些重要知识点。
一、电化学基础知识1. 电解池和电池电解池是电化学实验中通过外加电压使化学反应发生的容器，它由阴极和阳极组成，通过电解质连接。
而电池则是能够将化学能转化为电能的装置，由反应物质与电极组成。
2. 电解质和非电解质电解质是能够在溶液中分解成离子的物质，具有良好的导电性。
非电解质则不能产生离子，无法导电。
3. 电离程度和电离度电离程度是指在溶液中离子浓度与初始摩尔浓度的比值。
而电离度则是指一个溶液中离子浓度与理论完全电离时的最大离子浓度之比。
二、电化学反应1. 化学电池化学电池是指通过化学反应产生电能的装置，根据反应方向可分为电解池和电池。
电解池中通过外加电压使化学反应发生，产生电能；而电池通过化学反应将化学能转化为电能。
2. 电化学方程式电化学反应可以用电化学方程式表示，分为氧化还原反应和非氧化还原反应两类。
其中，氧化反应是指物质失去电子，还原反应是指物质获得电子。
3. 标准电极电势标准电极电势是指在标准状态下，电极与标准氢电极之间电势差的测量结果。
标准氢电极在标准状态下的电极电势被定义为零。
三、电解、电镀和电解质浓度变化1. 电解电解是利用外加电压使电解质发生化学变化的过程。
在电解过程中，正极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
2. 电镀电镀是利用电解现象在物体表面镀上一层金属的过程，常用于制作防锈和装饰物品。
在电镀中，被镀金属的物体作为阴极，金属溶液的金属作为阳极。
3. 电解质浓度变化在电解过程中，电解质溶液中的阳离子和阴离子会发生移动，导致电解质浓度的变化。
通常情况下，电镀过程中阳离子浓度减少，阴离子浓度增加。
四、电池原理与应用1. 电池原理电池的原理是通过化学反应将化学能转化为电能。
电化学原理知识点
电化学原理第一章绪论两类导体：第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体,即载流子为自由电子或空穴的导体,叫做电子导体,也称第一类导体;第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体,也称第二类导体; 三个电化学体系：原电池：由外电源提供电能,使电流通过电极,在电极上发生电极反应的装置;电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池;腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池;阳极：发生氧化反应的电极原电池-电解池+阴极：发生还原反应的电极原电池+电解池-电解质分类：定义：溶于溶剂或熔化时形成离子,从而具有导电能力的物质;分类：1.弱电解质与强电解质—根据电离程度2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型水化数：水化膜中包含的水分子数;水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质,受这种相互作用的水分子层称为水化膜;可分为原水化膜与二级水化膜;活度与活度系数：活度：即“有效浓度”;活度系数：活度与浓度的比值,反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差;规定：活度等于1的状态为标准态;对于固态、液态物质和溶剂,这一标准态就是它们的纯物质状态,即规定纯物质的活度等于1;离子强度I ： 离子强度定律：在稀溶液范围内,电解质活度与离子强度之间的关系为：注：上式当溶液浓度小于·dm-3 时才有效;电导：量度导体导电能力大小的物理量,其值为电阻的倒数; 符号为G,单位为S 1S =1／Ω;ii i xαγ=∑=221i i z m I IA ⋅-=±γlog LA G κ=影响溶液电导的主要因素：1离子数量；2离子运动速度;当量电导率：在两个相距为单位长度的平行板电极之间,放置含有 1 克当量电解质的溶液时,溶液所具有的电导称为当量电导,单位为Ω-1 ·cm2·eq-1;与 K 的关系：与 的关系：当λ趋于一个极限值时,称为无限稀释溶液当量电导或极限当量电导;离子独立移动定律：当溶液无限稀释时,可以完全忽略离子间的相互作用,此时离子的运动是独立的,这时电解质溶液的当量电导等于电解质全部电离后所产生的离子当量电导之和：同一离子在任何无限稀溶液中极限当量电导值不变离子淌度：单位场强V/cm 下的离子迁移速度,又称离子绝对运动速度;离子迁移数：某种离子迁移的电量在溶液中各种离子迁移的总电量中所占的百分数;或第二章 电化学热力学相间：两相界面上不同于基体性质的过度层;相间电位：两相接触时,在两相界面层中存在的电位差;产生电位差的原因：荷电粒子含偶极子的非均匀分布 ;KV=λN c Nc k1000=λ-++=000λλλ形成相间电位的可能情形：1.剩余电荷层：带电粒子在两相间的转移或利用外电源向界面两侧充电 ；2.吸附双电层：阴、阳离子在界面层中吸附量不同,使界面与相本体中出现等值反号电荷 ；3.偶极子层：极性分子在界面溶液一侧定向排列 ；4.金属表面电位：金属表面因各种 短程力作用而形成的表面电位差;相间电位的类型：外电位差伏打电位差：内电位差伽尔伐尼电位差：电化学位差：电化学位：AB ψψ-A B φφ-AB---μμ()χψμφμμ++=+=-nF nF绝对电位：金属电子导电相与溶液离子导电相之间的内电位差;例：若电极材料不变, 不变；若令 不变,则：相对电极电位：研究电极与参比电极组成的原电池电动势称为该电极的相对电极电位 ,用 ψ 表示;符号规定：研究电极在原电池中发生还原反应 ：研究电极在原电池中发生氧化反应：氢标电位：标准氢电极作参比电极时测得的电极相对电位;如：Pt|H2,H+||Ag2+|Ag液体接界电位：相互接触的两个组成不同或浓度不同的电解质溶液之间存在的相间电位;产生的原因：各种离子具有不同的迁移速率而引起;盐桥：饱和KCl 溶液中加入3%琼脂;ZnCu Cu S S Zn E φφφ∆+∆+∆=R M φ∆RS φ∆()S M E φ∆∆=∆0>ϕ0<ϕV 799.0=ϕ作用：由于K+、Cl-的扩散速度接近,液体接界电位可以保持恒定;电池进行可逆变化必须具备两个条件：1.电池中的化学变化是可逆的,即物质的变化是可逆的；2.电池中能量的转化是可逆的,即电能或化学能不转变为热能而散失;原电池电动势：原电池短路时的端电压即两电极相对电位差; 注意：只有可逆电池有E,电池不可逆时只能测到V; 基本关系式： 注：只适用于可逆电池, 表示可以做的最大有用功电功;Nernst方程： 标准状态下的电动势对反应： 的含义：标准状态下的平衡电位电极的分类：1.可逆电池阳离子第一类可逆： 金属在含有该金属离子的可溶性盐溶液中所组成的电极;阴离子第二类可逆：金属插入其难溶盐和与该难溶盐具有相同阴离子的可溶性盐溶液中; 或-+-=ϕϕE nFEG -=∆G∆-∏∏+=生反ννααln 0nF RT E E K nF RT E ln 0=R ne O ⇔+0ϕ++=n MnFRT αϕϕln 0()-A MAn M ，固氧化还原可逆电极：铂或其它惰性金属插入同一元素的两种不同价态离子溶液中,如：气体电极：气体吸附在铂或其它惰性金属表面与溶液中相应的离子进行氧化还原反应并达到平衡,如：2.不可逆电极第一类不可逆电极：金属在不含该金属离子的溶液中形成的电极;如：第二类不可逆电极：标准单位较正的金属在能生成该金属难溶盐或氧化物的溶液中形成的电极;如：第三类不可逆电极：金属浸入含有某种氧化剂的溶液中形成的电极;如： 不可逆气体电极：一些具有较低氢过电位的金属在水溶液中,尤其在酸中,形成的电极;如：影响电极电位的因素：1.电极的本性2.金属表面的状态3.金属的机械变形和内应力4.溶液的PH 值5.溶液中氧化剂的存在6.溶液中络合剂存在7.溶剂的影响第三章 电极/溶液界面的结构与性质理想极化电极：在一定电位范围内,有电量通过时不发生电化学反应的电极体系称为理想极化电极;比较：理想极化电极是在一定条件下电极上不发生电极反应的电极,通电时电极反应速度跟不上电子运动速度,不存在去极化作用,流入电极的电荷全部在电极表面不断积累,只起到nn M M Pt ,1-()()++H H H P H Pt α22,22ln2H H P F RT ++=αϕϕ溶液的无能溶解+n M M M NaOH Cu 3HNOFe改变电极电位,即改变双电层结构的作用,如滴汞电极;反之,如果电极反应速度很大,以至于去极化作用于极化作用接近于平衡,有电流通过时电极电位几乎不变化,即电极不出现极化现象,就是理想不极化电极,如电流密度很小时的饱和甘汞电极;零电荷电位 ：电极表面剩余电荷为零时的电极电位 ;与 不同原因：剩余电荷的存在不是形成相间电位的唯一原因;零标电位：相对于零电荷电位的相对电极电位,以零电荷电位作为零点的电位标度;吸附：某物质的分子、原子或离子在界面富集正吸附或贫乏负吸附的现象;分类：静电吸附；非特性吸附；特性吸附物理吸附+化学吸附;电毛细现象：界面张力б随电极电位变化的现象;电毛细曲线：界面张力与电极电位的关系曲线 ;微分电容：引起电位微小变化时所需引入电极表面的电量,也表征了界面在电极电位发生微小变化时所具备的贮存电荷的能力;电毛细曲线及微分电容曲线研究界面性质和结构的优缺点比较：仅供参考1电毛细曲线法的主要应用：判断电极表面带电状况符号；求电极表面剩余电荷密度q ；求离子表面剩余量 ;ϕ0ϕ0=∆ϕi Γ2微分电容曲线的主要应用：利用 判断q 正负；研究界面吸附 ；求q 、 ：3用微分电容法求q 值比电毛细曲线法更为精确和灵敏,电毛细曲线的直接测量只能在液态金属汞、镓等电极上进行,微分电容还可以在固体电极上直接进行;应用微分电容发往往需要应用电毛细曲线法确定零电荷电位;斯特恩模型：电极/溶液界面的双电层由紧密层和分散层两部分组成;电位分布特点：紧密层——线性分布分散层——曲线分布电位：离子电荷能接近电极表面的最小距离处的平均电位; 紧密层结构对Stern 模型的两点重要修正：水偶极子定向及对结构的影响“电极水化”短程作用引起的吸附特性吸附;无离子特性吸附 ：OHP ：距离电极表面为d 的液层,即最接近电极表面的水化阳离子电荷中心所在液层称为外紧密层或外Helmholtz 平面;ϕi C 1ψ()11ψψϕϕϕϕ+-=a a ＝＋分紧有离子特性吸附 ：IHP ：阴离子电荷中心所在的液层称为内紧密层平面或内Helmholtz 平面;“电极/溶液”界面模型概要总结：由于界面两侧存在剩余电荷电子及离子电荷所引起的界面双电层包括紧密层和分散层两部分；分散层是由于离子电荷的热运动引起的,其结构厚度、 电势分布等只与温度、电解质浓度包括价型及分散层中的剩余电荷密度有关,而与离子的个别特性无关；紧密层的性质决定于界面层的结构,特别是两相中剩余电荷能相互接近的程度；能在电极表面“特性吸附”的阴离子往往在电极表面上“超载吸附”;此时界面结构及其中电势分布具有“三电层”形式;特性吸附：无机阴离子的特性吸附对 的影响：使界面张力下降；使 负移;有机分子的特性吸附对 的影响：使 下降；出现电容峰;第四章 电极过程概述极化：有电流通过时,电极电位偏离平衡电位的现象过电位：在一定电流密度下,电极电位与平衡电位的差值ϕσ~()0max ϕσϕ~d C dC极化值：有电流通过时的电极电位极化电位与静止电位的差值极化曲线：过电位或电极电位随电流密度变化的关系曲线;极化度：极化曲线上某一点的斜率;极化图：把表征电极过程特征的阴极极化曲线和阳极极化曲线画在同一个坐标系中,这样组成的曲线图叫极化图;电极过程的基本历程：1.液相传质步骤2.前置的表面转化步骤简称前置转化3.电子转移步骤或称电化学反应步骤4.随后的表面转化步骤简称随后转化5.新相生成步骤或反应后的液相传质步骤速度控制步骤：串连的各反应步骤中反应速度最慢的步骤;浓差极化：液相传质步骤成为控制步骤时引起的电极极化;电化学极化：由于电化学反应迟缓而控制电极过程所引起的电极极化;准平衡态：当电极反应以一定速度的进行时,非控制步骤的平衡态几乎未破坏的状态;第五章 液相传质步骤动力学液相传质的三种方式：电迁移：电解质溶液中的带电粒子在电场作用下沿着一定的方向移动;对流：一部分溶液与另一部分溶液之间的相对流动;扩散：溶液中某一组分自发地从高浓度区域向低浓度区域移动;对流扩散理论的前提条件： 对流是平行于电极表面的层流；忽略电迁移作用;注：稳态扩散的必要条件：一定强度的对流的存在;边界层：按流体力学定义 的液层;扩散层：根据扩散传质理论,紧靠电极表面附近有一薄层存在反应粒子的浓度梯度;浓差极化特征及判别：在一定的电极电位范围内出现一个不受电极电位变化影响的极限扩散电流密度 ；提高搅拌强度可以使极限扩散电流密度增大；u u di提高主体浓度可提高电流密度 ；与电极真实表面积无关,与 有关 ；i 受温度影响不大动力学公式及极化曲线稳态和暂态的区别：扩散层中的反应粒子浓度是否与时间有关,即稳态： 暂态：第六章 电子转移步骤动力学位能图：表示金属离子处在金属/溶液界面不同位置时,位能高低的一种示意图;活化能：活化态与离子平均能量之差电极过程的传递系数α、β：表示电极电位对还原反应和氧化反应活化能影响的程度;注：单电子转移步骤中 , 所以又称为对称系数;电化学极化规律与浓差极化规律的比较扩i 表S ()x f c i =()t x f c i ,=5.0≈≈βα交换电流密度：物理意义：平衡电位下氧化反应和还原反应的绝对速度;影响 大小的因素1.与反应速度常数有关2.与电极材料有关3.与反应物质浓度有关4.与温度有关电极反应过程的可逆性：电极过程恢复平衡态的能力或去极化作用的能力为电极反应过程的可逆性;析氢过电位：在某一电流密度下,氢实际析出的电位与氢的平衡电位的差值 ;影响析氢过电位的主要因素：电极材料性质 ；电极表面状态 ；溶液组成；温度;金属电沉积的基本历程：液相传质 前置转化 电荷传递 电结晶金属电沉积过程的特点：阴极过电位是电沉积过程进行的动力；双电层的结构,特别是粒子在紧密层中的吸附对电沉积过程有明显影响；沉积层的结构、性能与电结晶过程中新晶粒的生长方式和过程密切相关,同时与电极表面基体金属表面的结晶状态密切相关;i iϕϕη－平=盐溶液中结晶过程：过饱和度越大,结晶出来的晶粒越小；过饱和度越小,结晶出来的晶粒越大；在一定过饱和度的溶液中,能继续长大的晶核必须具有一定大小的尺寸;电结晶形核过程规律：电结晶时形成晶核要消耗电能,所以平衡电位下不能形成晶核,只有达到一定的阴极极化值时析出电位才能形核；过电位的大小决定电结晶层的粗细程度;。
电化学基础知识
电化学基础知识电化学是一门研究电子在化学变化中作用的科学。
它主要研究电化学反应的机理、热力学和动力学等。
电化学可以用来研究电解质溶液的性质、金属腐蚀的原理、电池的工作原理、电镀的原理以及电化学分析等。
一、电化学反应一个化学反应发生，需要有电子的转移。
电化学反应也是如此，它需要电子的转移。
一个完整的电化学反应分两个半反应式，分别称为氧化半反应和还原半反应。
氧化半反应式： A → A+ + e-还原半反应式： B+ + e- → B这两个半反应式通过电子转移而产生化学反应。
氧化半反应式是电子被剥离的一方，称为还原剂，还原半反应式是电子参与化学反应的一方，称为氧化剂。
还原剂和氧化剂组成氧化还原对。
电子是一种基本的负电荷物质，具有负电荷。
二、电化学反应热力学电化学反应的热力学包括了内能、熵、焓、自由能等概念。
自由能是化学反应是否能够自发进行的重要标准，它可以通过以下公式求出：∆G=∆H-T∆S式中：∆G是自由能变化；∆H是焓变化；∆S是熵变化；T是温度。
当∆G＜0时，化学反应可以自发进行；当∆G＝0时，反应处于平衡状态；当∆G＞0时，反应不能自发进行。
三、电化学反应动力学电化学反应动力学主要研究电化学过程中的反应速率和化学动力学规律。
在电化学反应中，主要的影响因素有电极表面的物理化学状态、电化学反应的温度、电化学反应的电位等。
电极表面的物理化学状态是影响电化学反应速率的主要因素。
它可以通过电极的面积、形状、表面不纯物质的存在与否等因素来影响电化学反应速率。
温度对电化学反应速率也有较大的影响。
当温度升高时，电化学反应速率会增加；当温度降低时，反应速率会减慢。
因此，电化学反应的温度是要进行控制的。
电化学反应的电位对电化学反应速率也有较大的影响。
电位是电化学反应中实际电位和标准电位之间的差值。
当实际电位高于标准电位时，电化学反应速率会加快；当实际电位低于标准电位时，反应速率则会减慢。
四、电化学分析电化学分析是依靠电化学原理进行的分析和检测。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电流在电解液中的运动规律以及电化学反应的学科。
以下是电化学的基础知识点总结：1.电池：电池是电化学能转化为电能的装置。
常见的电池包括原电池和干电池。
原电池是由两种不同金属和电解质构成的，可以产生电流。
干电池是一种闭合系统，可以将化学能转化为电能，并提供给外部电路使用。
2.电解质：电解质是指在溶液中能够形成离子的化合物。
电解质可以是无机物如盐和酸，也可以是有机物如醇和酸。
电解质的溶解度和电导率与温度有关，通常在较高温度下更容易溶解和导电。
3.电极：电极是电化学反应发生的地方，分为阳极和阴极。
阳极是电子流从电池内部进入电解质的地方，阴极则是电流离开电解质进入电池的地方。
电极的选择取决于具体电化学反应的需求。
4.电势：电势是电极与标准氢电极之间的电压差，用来表示电化学系统的电力水平。
标准氢电极被定义为电势为0。
电势的单位是伏特（V）。
5.动力学：动力学研究电化学过程的速率和机理。
一个重要的概念是过电势，它是电极电位与平衡电位之间的差异。
过电势与反应速率成正比。
6.法拉第定律：法拉第定律描述了电解过程中的电荷传递与物质转化之间的关系。
根据法拉第定律，电流的大小与产生的产物的数量之间存在一定的关系。
7.电解：电解是指通过外加电压将离子溶解在电解液中进行电荷转移的过程。
阳极上的离子发生氧化反应，阴极上的离子发生还原反应。
8.电容：电容是指储存电荷的能力。
它是一个由两个导体之间的电介质隔开的装置。
电容的单位是法拉（F）。
9.电化学平衡：当电化学反应的正向和反向反应速率相等时，电化学平衡就达到了。
在电化学平衡时，没有电流通过电解池。
10.腐蚀：腐蚀是一种电化学过程，金属在与环境中的反应中失去电子。
腐蚀可以通过涂层和阴极保护等方法进行控制。
11.电解池：电解池是研究电化学过程的实验装置。
它由两个电极和一个电解液组成，电流在其中流动。
12.远离平衡条件：当电解电池的电流大于理论上的最大电流时，系统就远离了平衡条件。
电化学基础 知识总结
电化学基础知识总结电化学是研究化学变化伴随着电流流动的科学，是化学和物理学相结合的交叉学科。
在电化学中主要研究电解质溶液中的化学反应如何与电流相关联的互相制约和互相作用。
本文将对电化学基础知识进行总结。
1. 电致化学反应电化学反应是指在电解质溶液中，电子在电极之间移动导致的物质转化过程。
在电化学反应中，电解质溶液中的离子在电极上发生氧化还原反应，并且伴随着电流的流动。
电化学反应可分为两种基本类型：电解和电池。
- 电解：电解是指在外加电压下，化学反应势超过标准电压时发生的非自发反应。
通过外加电压，电解质溶液中的正离子被迅速氧化到阳极，负离子被迅速还原到阴极，形成新的化合物。
- 电池：电池是指两种或多种电解质在不同的电极上发生氧化还原反应，通过电子转移产生电流流经外部电路。
电池可分为原电池和电解池两种形式。
2. 电解质和非电解质电解质是指能够溶解在水或其他溶剂中，形成带电离子的物质。
根据电解质的溶解程度，可将其分为强电解质和弱电解质两种类型。
- 强电解质：完全离解的电解质，溶解后产生的离子数量多，如盐酸（HCl）溶液和硫酸（H2SO4）溶液。
- 弱电解质：未完全离解的电解质，溶解后产生的离子数量少，比如乙酸（CH3COOH）溶液和水合氨（NH4OH）溶液。
非电解质是指不能在溶液中形成离子的物质，例如葡萄糖和乙醇。
3. 电极与电解槽电极是指被导通电流的物体或物质，在电化学反应中起到提供或接收电子的作用。
电解槽是电化学实验中用来装置电极和电解质溶液的容器。
常用的电极材料包括铂、金、银和铜。
- 阳极：在电解质溶液中，电流从阳极进入。
通常，氧化反应发生在阳极，阳极是电子的来源。
- 阴极：在电解质溶液中，电流从阴极流出。
还原反应通常发生在阴极，阴极是电子的接收者。
4. 电解液与电动势电解液是指溶解了电解质的溶液。
电解液的电动势（E）是指通过电解液导通电流时，在电解槽中产生的电势差。
电动势是电化学反应能产生的电能。
电化学知识点完整版
电化学知识点完整版电化学作为化学学科的一个重要分支，研究了电化学反应和与电子传递有关的化学过程。
本文将全面介绍电化学的基本概念、原理和应用。
一、电化学的基本概念电化学是研究电子和离子在电解质溶液中的相互作用和转化的学科。
它涉及两种基本类型的反应：即氧化还原反应（简称氧化反应和还原反应）和电解反应。
1. 氧化还原反应氧化还原反应是电化学中最基本的反应类型。
氧化反应是指物质失去电子，还原反应是指物质获得电子。
在氧化还原反应中，电子的转移伴随着离子的迁移和化学键的断裂和形成。
2. 电解反应电解反应是指在电解质溶液中，由于外加电压而引起的非自发反应。
在电解反应中，电子从外部电源进入电解质溶液，物质离子在电解质溶液中发生迁移和转化。
二、电化学的基本原理电化学涉及两个基本的物理现象：电解和电池。
1. 电解电解是指用电流促使电解质溶液中离子发生迁移和转化的过程。
根据电解溶液中离子的迁移方式，电解可以分为两种类型：阳极电解和阴极电解。
在阳极电解过程中，阳离子移向负极，负离子移向阳极；反之，在阴极电解过程中，负离子移向阳极，阳离子移向负极。
2. 电池电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由两个电极（即正极和负极）和介于两者之间的电解质组成。
电池可以分为两类：非可逆电池和可逆电池。
非可逆电池是指只能进行一次反应，反应过程不可逆；可逆电池是指可以进行可逆反应，外加电压可以使电池反应方向发生逆转。
三、电化学的应用电化学在许多领域有着广泛的应用，以下列举其中几个重要的应用领域。
1. 电解和电镀电解和电镀是电化学应用的典型例子。
通过外加电流促使金属离子在电解质溶液中还原为纯净金属，并在电极上形成一层均匀的金属沉积。
2. 燃料电池燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置。
它通过氧化还原反应将燃料和氧气直接转化为电能，并产生水和二氧化碳等物质。
3. 腐蚀与防腐电化学在材料科学和工程领域中的应用非常重要。
通过研究金属在电解质溶液中的电化学反应，可以预测和防止金属的腐蚀现象，从而在工程中采取有效的防腐措施。
电化学知识梳理
电化学基础知识整理1.原电池原电池是将化学能转化为电能的装置1.1 原电池原理①、原电池：将化学能转变成电能的装置②、形成条件：①活动性不同的两电极（连接）；②电解质溶液（插入其中并与电极自发反应）；③电极形成闭合电路④能自发的发生氧化还原反应③、电极名称：负极：较活泼的金属（电子流出的一极）正极：较不活泼的金属或能导电的非金属（电子流入的一极）④、电极反应：负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中的阴离子得电子或氧气得电子（吸氧腐蚀）⑤、电子流向：由负极沿导线流向正极锌-铜电池，负极-Zn，正极-Cu。
负极：Zn-2e=Zn2+，电解质溶液——稀硫酸。
正极：2H++2e=H2↑总反应：2H++Zn=H2↑+Zn2+注意：如果在铜锌的导线中加一个电流计，电流计指针会发生偏转。
随时间的延续，电流计指针的偏转角度逐渐减小。
盐桥的作用：盐桥起到了使整个装置构成通路的作用例如:铜锌原电池中用到了盐桥现象:⑴、检流计指针偏转，说明有电流通过。
从检流计指针偏转的方向可以知道电流的方向是Cu极→Zn极。
根据电流是从正极流向负极，因此，Zn极为负极，Cu极为正极。
而电子流动的方向却相反，从Zn极→Cu极。
电子流出的一极为负极，发生氧化反应；电子流入的一极为正极，发生还原反应。
一般说来，由两种金属所构成的原电池中，较活泼的金属是负极，较不活泼的金属是正极。
其原理正是置换反应，负极金属逐渐溶解为离子进入溶液。
反应一段时间后，称重表明，Zn棒减轻，Cu棒增重。
⑵、取出盐桥，检流计指针归零，重新放入盐桥，指针又发生偏转，说明盐桥起到了使整个装置构成通路的作用。
盐桥是装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管，溶液不致流出来，但离子则可以在其中自由移动。
盐桥是怎样构成原电池中的电池通路呢？Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+过多，带正电荷。
Cu2+获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2+过少，SO42-过多，溶液带负电荷。
电化学知识点总结
电化学知识点总结电化学是研究电能和化学能相互转化规律的科学，它在化学、材料科学、能源科学等领域都有着广泛的应用。
下面我们来对电化学的相关知识点进行一个全面的总结。
一、原电池1、定义原电池是将化学能转化为电能的装置。
2、构成条件（1）两个活泼性不同的电极，其中一个相对较活泼，另一个相对较不活泼。
（2）电解质溶液。
（3）形成闭合回路。
（4）能自发地发生氧化还原反应。
3、工作原理以铜锌原电池为例，在稀硫酸溶液中，锌片失去电子被氧化，电子通过导线流向铜片，溶液中的氢离子在铜片上得到电子被还原生成氢气。
锌片为负极，发生氧化反应：Zn 2e⁻＝ Zn²⁺；铜片为正极，发生还原反应：2H⁺＋ 2e⁻＝ H₂↑。
4、电极判断（1）较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
（2）电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极。
（3）发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。
5、原电池的应用（1）加快化学反应速率，例如在锌与稀硫酸反应时，加入少量硫酸铜溶液，形成原电池，反应速率加快。
（2）用于金属的防护，例如将被保护的金属与更活泼的金属连接，使更活泼的金属被腐蚀，从而保护被保护的金属。
二、电解池1、定义电解池是将电能转化为化学能的装置。
2、构成条件（1）直流电源。
（2）两个电极（与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极）。
（3）电解质溶液或熔融电解质。
（4）形成闭合回路。
3、工作原理以电解氯化铜溶液为例，通电后，氯离子向阳极移动，在阳极失去电子被氧化：2Cl⁻ 2e⁻＝ Cl₂↑；铜离子向阴极移动，在阴极得到电子被还原：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu。
4、电极反应阳极：与电源正极相连，发生氧化反应。
如果是活性电极（除金、铂以外的金属），则电极本身失去电子发生氧化反应；如果是惰性电极（如石墨、铂等），则溶液中的阴离子失去电子发生氧化反应。
阴极：与电源负极相连，发生还原反应，溶液中的阳离子得到电子发生还原反应。
电化学知识点
电化学知识点电化学是研究电与化学之间相互作用的科学领域。
它既涉及物理学中的电学，又包括化学学科中的电化学反应。
电化学的研究对于理解和应用电池、电解、腐蚀等过程具有重要意义。
本文将介绍电化学中的一些基本概念和实践应用。
1. 电化学基础电化学中的两个重要概念是电位和电流。
电位是指物体上的电势差，它描述了正电荷和负电荷之间的相对能量差异。
电路中，当电流通过导体时，就像水流动一样，在形成的闭合回路中，电荷会从一个电极流向另一个电极。
这种电流是电化学反应的结果。
2. 电池和蓄电池电池是将化学能转化为电能的装置，它由两个或多个半电池组成。
半电池是一个化学反应产生电流的半截。
蓄电池则是能够重复充放电的电池，它可以在外部电源未连接时储存能量。
蓄电池的工作原理是将化学反应的产物吸附到电极上，然后再通过反向反应释放能量。
3. 电解和电沉积电解是电化学过程中将化学物质分解为离子的过程。
通过将电流通过液体或熔融的盐，可将阴阳离子分离出来。
而电沉积是指通过电流将离子沉积到一个电极上的过程。
这种过程常用于电镀，可以制备出金属薄膜或改变物体的表面性质。
4. 电化学传感器电化学传感器是利用电化学原理来测量、检测化学物质浓度或气体浓度的传感器。
例如，氧气传感器可通过电反应测量氧气浓度，用于监测空气中的氧含量。
另外，pH传感器可以测量溶液中的酸碱度，用于环境监测和实验室分析。
5. 电化学腐蚀电化学腐蚀是金属或合金遭受化学或电化学反应而受到损害的过程。
当金属与电解质接触时，会发生氧化还原反应，导致金属表面的物质流失。
腐蚀不仅使金属失去外观，还可能降低其机械性能和耐用性。
电化学腐蚀的研究有助于开发新的材料和防腐蚀措施。
6. 超级电容器超级电容器是一种能够高效储存电能的装置。
它与传统电池不同，不通过化学反应来储存能量，而是通过电荷在电极表面的吸附和释放来实现。
超级电容器具有高功率密度、长循环寿命和快速充放电等优点，因此被广泛应用于电子设备、电动车等领域。
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第7讲化学反应与电能班级姓名学号【考点透视】1.理解原电池和电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
3.金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。
【知识网络】一、原电池【例1】下列装置能够组成原电池，能产生电流的装置是（）【例2】铜锌原电池工作时，下列叙述正确的是( )A．正极反应为：Zn－2e－===Zn2＋ B．电池反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．在外电路中，电子从负极流向正极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液【小结】1、原电池的定义：转变为的装置。
2、构成原电池的条件①②③3、正、负极的判断负极：正极：4、离子移动方向在原电池的电解质溶液中，阳离子移向极，阴离子移向极。
二、化学电源1、分类: 一次电池，二次电池，燃料电池①一次电池又称不可充电电池普通锌锰电池负极(锌筒): 正极(石墨):12 总反应: 2NH 4+ + Zn +2MnO 2= Zn 2++H 2O+2NH 3↑+M n 2O3 碱性锌-锰干电池负极(锌筒): 正极(MnO 2) 总反应: Zn+2MnO 2+2H 2O=2MnOOH+Zn(OH)2 ②二次电池又称充电电池——蓄电池 铅蓄电池(电解质溶液为稀硫酸)负极(Pb): 正极(PbO 2): 总反应: PbO 2+ Pb +2H 2SO 4= 2PbSO 4+2 H 2O 锂电池(非水有机溶剂电解液)负极: 2Li –2e - = 2Li + 正极: I 2 +2e - = 2I - 总反应:锂电池优点：使用寿命长，高能、质轻、电压高、工作效率高,储存寿命长. 【例3】右图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为： PbO 2＋Pb ＋4H ＋＋2SO 42—=2PbSO 4＋2H 2O 。
下列有关说法正确的是A ．K 与N 相接时，能量由电能转化为化学能B ．K 与N 相接时，H ＋向负极区迁移 C ．K 与M 连接时，所用电源的a 极为负极 D ．K 与M 相接时，阳极附近的pH 逐渐增大 ③燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。
酸性 碱性 负极反应式 正极反应式总反应式【例4】 书写下列原电池（或电解池）的电极反应式（1）用甲醇作为燃料电池的原料，在碱性介质中电池负极反应式 。
（2）下图是一碳酸盐燃料电池（MCFC ），以水煤气（CO 、H 2）为燃料，一定比例Li 2CO 3和Na 2CO 3低熔混合物为电解质。
写出B 极发生的电极反应式 。
【例5】（2010江苏高考）右图是一种航天器能量储存系统原PbPbO 2KM N电源a b3 理示意图。
下列说法正确的是A. 该系统中只存在3种形式的能量转化B. 装置Y 中负极的电极反应式为：O 2+2H 2O+4e -=4OH -C. 装置X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D. 装置X 、Y 形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化三、电解原理1、电解池：把 转变成 的装置叫做电解池或电解槽。
2、电解电极产物的判断（1）在阳极上 （2）在阴极上【例6】电解NaCl 溶液的装置如图所示，下列说法不正确．．．的是 A ．铁电极上的电极反应式为Fe ―2e ―＝Fe 2＋ B ．溶液中Na ＋由石墨电极向铁电极移动C ．通电一段时间后，可看到铁电极附近溶液变红D ．通电一段时间后，可看到试管中溶液变蓝 3、 电解原理的应用 （1）电镀（以镀铜为例）电镀是电解池的特例。
电镀池的构成条件是：①镀层金属（Cu ）做 极 ②镀件做 极③电解质溶液中含 离子电极反应式为：阳极： 阴极： 电镀后，理论上电解液的浓度 。
（2）电解精炼（以电解精炼铜为例）①含杂质的物质（粗铜）做 ②纯物质（精铜）做 ③电解质溶液中含该物质的 离子的盐溶液电极反应式为：阳极： 阴极： 电解精炼后，电解液（CuSO 4）的浓度 ， 沉淀在电解槽的底部。
【例7】金属镍有广泛的用途。
粗镍中含有少量Fe 、Zn 、Cu 、Pt 等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe 2+＜Ni 2+＜Cu 2+） A ．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni 2+ + 2e －＝ Ni B ．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C ．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe 2+ 和Zn 2+D ．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu 和Pt （3）氯碱工业氯碱工业：用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH 、Cl 2和H 2，并以它们为原料生产化工产品的工业。
（滴有酚酞）碘化钾淀粉溶液4 原理：阳极（C ） （ 反应） 阴极（Fe ） ( 反应) 总反应：装置：由阳极（钛网）、阴极（碳钢网）、离子交换膜、电解槽柜等组成。
离子交换膜的作用： （4）电冶金：利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na 、Ca 、Mg 、Al 等。
2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al ＋3O 2↑电极反应： 阳极： _________________________，阴极： ___________ ____。
【例8】氯碱工业是一种高耗能产业，一种将燃料电池与电解池组合的新工艺可节能30%以上，下图是该工艺图示（电极未标出）。
下列说法正确的是A. X 为H 2，Y 为Cl 2B. A 池为电解池，且m ＜nC. B 池为燃料电池，且a ＜bD. 该工艺优点是燃料电池提供电能且能提高烧碱产品的浓度 四、金属的腐蚀与防护：金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程， 其本质是 过程。
3. 金属腐蚀的快慢规律： （1）在同一电解质溶液中，引起的腐蚀> 引起的腐蚀> 腐蚀>有防护措施的腐蚀。
（2）活动性不同的两金属，活泼性差别越大， 极金属腐蚀越快。
4、金属防护的几种重要方法①改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。
②在金属表面覆盖保护保护层，使金属和周围物质隔离开来。
③电化学保护法：牺牲 的阴极保护法，外加 的阴极保护法班级姓名学号【例9】将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。
导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。
下列说法正确的是A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－4OH－C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－Cu2＋五．应对电化学定量计算的三种方法1．根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
2．根据总反应式计算：凡是总反应式中反映出的物质的量关系都可以列比例式计算。
3．根据关系计算由得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式，如物质：H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H＋～OH－～e－n(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4【例10】(1)用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________ mol。
(2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________ mol。
(3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)，电解过程中转移的电子为________ mol。
56 1.可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。
下列说法正确的是A ．以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为：O 2＋2H 2O ＋4e －＝4OH －B ．以NaOH 溶液为电解液时，负极反应为：Al ＋3OH －－3e ＝Al(OH)3↓ C ．以NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH 保持不变 D ．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极2.有如图装置，装置A 的烧杯中盛有1L1mol/L 的硫酸溶液， 装置B 的烧杯中盛有1L1mol/L 硫酸铜溶液。
下列有关说法正确的是 A ．当锌棒质量减少6.5g 时，和碳棒相连的Pt 电极质量增加6.4g B ．同温同压下，当电路中转移1mol 电子时碳棒以及和碳棒相连 的Pt 电极上产生的气体体积相等C ．假设两装置中溶液的体积保持不变，则当电路中转移1mol 电子时， 装置A 中pH 增大，装置B 中pH 为1D ．当电路中转移1mol 电子时，装置A 中的溶液质量增加31.5g ，装置B 中的溶液质量减少40g3、（2011南通一模）铅酸蓄电池是目前应用普遍的化学电池，新型液流式铅酸蓄电池以可溶的甲基磺酸铅为电解质，电池总反应：Pb ＋PbO 2＋4H ＋2Pb 2＋＋2H 2O 。
下列有关新型液流式铅酸蓄电池的说法正确的是A ．充放电时，溶液中Pb 2＋浓度保持不变 B ．充放电时，溶液的导电能力变化不大 C ．放电时的负极反应式为：Pb －2e －＝Pb 2＋D ．充电时的阳极反应式为：Pb 2＋＋4OH －＋2e －＝PbO 2＋2H 2O4、（2012扬州一模）某充电电池的原理如右图所示，溶液中c (H +)=2.0 mol ·L -1，阴离子为SO 42-，a 、b 均为惰性电极，充电时右槽溶液颜色由 绿色变为紫色。
下列对此电池叙述正确的是 A ．放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色B ．充电过程中，a 极的反应式为：VO 2++2H ++e —= VO 2+ +H 2O C ．充电时，b 极接直流电源正极，a 极接直流电源负极D ．放电时，当转移1.0 mol 电子时共有2.0 mol H +从右槽迁移进左槽5、 500mL KNO 3和Cu(NO 3)2的混合溶液中c(NO 3-)＝6.0 mol/L ，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L 气体（标准状况）。
下列说法正确的是A ．原混合溶液中c(K ＋)为2 mol/L B ．上述电解过程中共转移4 mol 电子 C ．电解得到的Cu 的物质的量为0.5 mol D ．电解后溶液中c(H ＋)为4mol/L导线PtPt Zn C 装置A装置B7 1、下列操作正确的是（ ）A 、构成原电池B 、制硫酸和氢氧化钠，C 、铁制品表面镀锌D 、电解精炼铝b 为阴离子交换膜、c 为阳离子交换膜2、（2011苏南一模）如下图所示，其中甲池的总反应式为：2CH 3OH ＋3O 2＋4KOH ＝2K 2CO 3＋6H 2O下列说法正确的是A ．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置B ．甲池通入CH 3OH 的电极反应为CH 3OH －6e －＋2H 2O ＝CO 32－＋8H +C ．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体，能使CuSO 4溶液恢复到原浓度D ．甲池中消耗280 mL （标准状况下）O 2，此时丙池中理论上最多产生1.45g 固体3、图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH 4/H 2O 2燃料电池，则下列说法正确的是A ．图2电池放电过程中，Na ＋从正极区向负极区迁移B ．图2电池负极区的电极反应为BH 4－― 8e －+ 8OH －＝BO 2－+ 6H 2O C ．若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a 、b 直接相连， 则铅笔芯C 点处出现红色D ．若用KI 淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a 、b 与A 、B 电极相连， 铅笔芯C 点处出现蓝色，则b 接的是A 电极8 4、（2011南通二模）右图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。