原电池和电解池的定义(精)

1．燃料电池：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，不能 放出光和热，而产生电流）
还原剂在负极反应，氧化剂在正极反应。
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，电极反应式是离子方程式且加 起来应与总反应式相同。
（2）充电反应 阴极： PbSO4 +2e—= Pb+ SO42阳极： PbSO4 -2e— + 2H2O
= PbO2 +4H+ + SO42Pb + PbO2 + 2H2SO4
⑶设备： 电解槽（阳极C、阴极Fe） △ 阳极区 4C+3O2 = 2CO+2CO2
工业上从铝土矿制铝的生产过程
B溶液
NaOH
消石灰 过滤
D溶液
E沉淀 滤液
CO2
过滤
铝 土 矿
高压 水蒸气
A
C沉淀
过滤
干燥
煅烧
冰晶石
电解
铝
残渣 :48%Fe2O3、15%Al2O3、
其它为SiO2和NaOH等
第二节 氯碱工业 1、电解饱和食盐水的反应原理 阳极： 2Cl- — 2e－== Cl2↑ 阴极： 2H+ + 2e－== H2↑ 总反应： 2NaCl+2H2O
电解原理及其应用
㈠、原电池和电解池的定义 原电池
化学能 幻灯片 15 电能
电解池
C C Cu
A
Zn Cu
A
Cu
Cu
Zn
溶液CuSO4
（A）
稀H2SO4
（B）
稀H2SO4
溶液CuSO4
（ C）
（ D）
㈡、原电池和电解池的比较
形 成 条 件 原电池 ⑴两种活动性不同的金属作电 极（连接） ⑵电解质溶液中（电极插入其 中，有自发的氧化还原反应） ⑶形成闭合回路 电解池 ⑴两电极接电流电源 ⑵电极插入电解质溶液中 ⑶形成闭合回路 阴极：还原反应 阳极：氧化反应 导线 导线 阴极 阳极
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）。
2．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 （2）电极反应 负极： Pb-2e—+ SO42- = PbSO4 正极： PbO2 +2e—+4H+ + SO42= PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
加入NaOH溶液
加入Na2CO3溶液 加入 盐酸 离子交换剂(NaR) 加热
加入BaCl2溶液
过滤
⑵主要生产过程
Cl2 Cl粗盐
稀食盐水
H2 H+
幻灯片 24
NaOH溶液
Na+
精制饱和 NaCl溶液
OH-
H2O(含少量 NaOH)
电解膜.swf
Fe
Ag
（D） AgNO3
Cu Ag Cu Cu
Pt Pt
① ②
Cu 精铜 Fe2+ Cu2+ Cu Cu
Ag Au
CuCl2溶液
⒉电解饱和NaCl溶液
实验： 向阴阳两极滴加几滴酚酞试液， 把湿润的淀粉碘化钾试纸分别放在 阴阳两极上方。
NaCl溶液
电极 附近存 电极反应方程式 现象： 离子放电顺序 在离子 名称 1 、两极均产生气体。 Na+ 2 、阴极区附近溶液出现红色，有碱生成。 ++2e - = H ↑ H+ ＞Na+ 阴极 2H + 2 H 3、阳极淀粉碘化钾试纸变蓝，气体有刺激性 Cl --2e - = Cl ↑ 气味。 2Cl 阳极 Cl ＞OH 2
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 阳极 Zn－2e - =Zn2+ 阴极 Zn2++2e - =Zn ⑵电镀液的浓度保持不变 ⑶在电镀控制的条件下，水电离出来的H+和OH一般不起反应。 ⑷电镀液中加氨水或 NaCN的原因：使[Zn2+]很 小，镀速慢，镀层致密、光亮。
Cu(FeAgAu) 粗铜
电 电 负极：氧化反应（较活泼金属） 极极 名 反 正极：还原反应 称应 电子 流向 负极 导线 正极
电源负极 电源正极
㈢原电池的应用——钢铁的腐蚀
水膜
H2O(O2、CO2)
O2
＋ 2H H － 2 4OH
Fe
有电流产生
- e-e- eee e - ee e e e e C 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
负极 2Fe－4e－==2Fe2+ 吸氧腐蚀 正极 O + 4e－ + 2H O == 4OH－ 2 2 负极 Fe－2e－==Fe2+ 析氢腐蚀 正极 2H+ + 2e－==H2↑
电解 电解 2Cl +2H2O H2+Cl2+2OH-
H2+Cl2+2NaOH
2、离子交换膜电解槽 ⑴组成：阳极—Ti、阴极—Fe ⑵阳离子交换膜的性质： 它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过！
3、离子交换膜法制烧碱的生产过程
⑴食盐水的精制
精盐（含泥沙、 Ca2+ 、 Mg2+ 、 Fe3+ 、 SO4 2- 等）
放电 充电
2PbSO4 + 2H2O
㈣电解原理的应用
⒈电镀铜、精炼铜
电镀铜
形成 条件 电极 反应 溶液 变化
精炼铜
镀层金属作阳极，镀件作 粗铜金属作阳极，精铜作 阴极，电镀液必须含有镀 阴极，CuSO4溶液作电解 层金属的离子 液 阳极 Cu －2e - = Cu 2+ 阴极 Cu 2++2e - = Cu 电镀液的浓度不变 阳极 Zn－2e - =Zn2 + Cu-2e - =Cu 2+等 阴极 Cu 2+ + 2e = Cu 溶液中溶质浓度减小
OH-
2、电解冶炼铝
⑴原料 A、冰晶石：Na3AlF6=3Na++AlF63-
B、氧化铝：
铝土矿
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NaOH
过滤
NaAlO2
CO2
过滤
Al(OH)3
△
Al2O3
⑵原理
阳极 2O2-- 4e - =O2↑ 阴极 Al3++3e - =Al
电解 电解
24Al3+ 2Al + 6O O ==4Al+3O 4Al+3O ↑↑ 2 3 == 22
（A）
AgNO3
（B）
CuSO4
（ C）
NaHSO4
注意：1、电解过程一般可按下列步骤进行分析 （以电解饱和食盐水为例）
⑴分析电解质溶液中存在的离子
⑵分析离子的放电顺序
⑶确定电极、写出电极反应式
⑷写出电解方程式
⑸分析电解产物
⑹判断溶液PH变化：先分析原溶液酸碱性， 再看电解产物！