重点高中选修4电化学基础知识点总结
(完整版)电化学基础知识点总结
(完整版)电化学基础知识点总结电化学是研究化学变化与电能之间的相互转化关系的科学,是现代化学的一个重要分支。
以下是关于电化学基础知识点的一篇完整版总结,字数超过900字。
一、电化学基本概念1. 电化学反应:指在电池或其他电解质系统中,化学反应与电能之间的相互转化过程。
2. 电化学电池:将化学能转化为电能的装置。
电池分为原电池和电解池两大类。
3. 电池的电动势(EMF):电池两极间的电势差,表示电池提供电能的能力。
4. 电解质:在水溶液中能够导电的物质,分为强电解质和弱电解质。
5. 电解质溶液:含有电解质的溶液,具有导电性。
6. 电极:电池中的导电部分,分为阳极和阴极。
二、电化学基本原理1. 法拉第电解定律:电解过程中,电极上物质的得失电子数量与通过电解质的电量成正比。
2. 欧姆定律:电解质溶液中的电流与电阻成反比,与电势差成正比。
3. 电池的电动势与电极电势:电池的电动势等于正极电极电势与负极电极电势之差。
4. 电极反应:电极上发生的氧化还原反应。
5. 电极电势:电极在标准状态下的电势,分为标准电极电势和非标准电极电势。
6. 活度系数:溶液中离子浓度的实际值与理论值之比。
三、电极过程与电极材料1. 电极过程:电极上发生的化学反应,包括氧化还原反应、电化学反应和电极/电解质界面反应。
2. 电极材料:用于制备电极的物质,分为活性物质和导电物质。
3. 活性物质:在电极过程中发生氧化还原反应的物质。
4. 导电物质:提供电子传递通道的物质。
5. 电极结构:电极的形状、尺寸和组成。
四、电池分类与应用1. 原电池:不能重复充电的电池,如干电池、铅酸电池等。
2. 电解池:可重复充电的电池,如镍氢电池、锂电池等。
3. 电池应用:电池在通信、交通、能源、医疗等领域的应用。
五、电化学分析方法1. 电位分析法:通过测量电极电势来确定溶液中离子的浓度。
2. 伏安分析法:通过测量电流与电压的关系来确定溶液中离子的浓度。
3. 循环伏安分析法:通过测量电流与电压的关系来研究电极过程。
电化学知识点总结 选修4 人教版
电化学知识点总结选修4 人教版电化学是研究电动力学和化学反应之间的关系的科学,它既包含了电学,又包含了化学。
电化学的基本概念和原理是理解电池、电解和电沉积过程的基础,对于了解蓄电池、金属电沉积、电解制氢和电解制氧等实际应用也具有重要意义。
下面将对电化学的几个重要知识点进行总结。
1. 电化学电池:电化学电池是将化学能转化为电能或将电能转化为化学能的装置。
它由两个电极(即正极和负极)和电解质组成。
正极是电子的流出处,负极是电子的流入处。
电化学电池可以分为原电池和电解池。
原电池可继续工作,能将化学能转化为电能,如干电池;电解池则将电能转化为化学能,是通过电解反应进行的。
2. 电势:电势是描述电池正极与负极之间电压差的物理量,单位为伏特(V)。
在电化学反应中,正极具有较高的电势,而负极具有较低的电势。
电势差可以通过测量两个电极之间的电压差来确定。
3. 氧化还原反应:氧化还原反应是指电子从一种物质转移到另一种物质的化学反应。
氧化是指物质失去电子,而还原是指物质获得电子。
在电化学反应中,氧化与还原同时进行,被氧化的物质是还原剂,而被还原的物质是氧化剂。
4. 电解质溶液:电解质溶液是指在溶液中存在可导电的离子种类。
电解质溶液可以分为强电解质溶液和弱电解质溶液。
强电解质溶液中,离子完全离解,能够导电;而弱电解质溶液中,离子只有一部分离解,导电能力较弱。
5. 离子迁移:在电化学反应中,离子在电场力的作用下沿着电场方向移动,这就是离子迁移。
离子在迁移中的速度与电场强度和离子浓度有关,通常用电导率来衡量离子迁移的能力。
6. 电沉积:电沉积是指通过电解反应将金属离子还原成纯金属的过程。
电沉积具有选择性,可以控制金属的沉积位置、形状和厚度。
电镀是电沉积的一种实际应用,通过电解反应在物体表面沉积一层金属覆盖层,起到防腐和装饰的作用。
7. 电解质溶液的电导性:电解质溶液的电导性是指电流通过该溶液时的导电能力。
电解质溶液的电导性和电解质的浓度、温度、离子迁移速率等因素有关。
选修四 第四章电化学基础 知识点总结
电解质和水同时被电解型
A 、放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(如NaCl 、MgBr2)溶液的电解
B 、放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3)溶液的电解
相互关系:往往同时发生,电化腐蚀要比化
第三单元 金属的腐蚀与防护
1、金属防护的几种重要方法
①改变金属内部的组织结构,制成合金。
②在金属表面覆盖保护层。
如油漆、油脂等,电镀Zn,Cr 等易氧化形成致密的氧化物薄膜作
保护层。
原理:隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
③电化学保护法,即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。
2、牺牲阳极的阴极保护法:
原理 :形成原电池反应时,让被保护金属做正极,不反应,起到保护作用;而活泼金属反应受到腐蚀。
3、外加电源的阴极保护法:
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。
此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
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。
人教版选修四第四章、电化学基础 期末基础知识复习及训练(含答案)
人教版高二化学必修四第四章、电化学基础期末基础知识复习及训练(含答案)基础知识点整理一、原电池基本概念理解。
1、原电池的概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
2、化学电池的分类:常见的原电池可以分为三类:(1)一次电池:常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等;(2)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;(3)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。
3、原电池的电极反应: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↑4、常见原电池的电极反应总结。
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。
②电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2NH4++2e-=2NH3+H2NH3和H2被Zn2+、MnO2吸收:MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2++4NH3=Zn(NH3)42+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正极: PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充电反应:阴极:PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-阳极:PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-===总反应式:Pb + PbO 2 + 2H2SO4放电充电2PbSO4 + 2H2O5、典型例题分析。
例题1、原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
下列说法中正确的是( )A.(1)(2)中Mg作负极,(3)(4)中Fe作负极B.(2)中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑C.(3)中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+D.(4)中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑答案:B解析:(1)中Mg作负极;(2)中Al作负极;(3)中铜作负极;(4)是铁的吸氧腐蚀,Fe作负极。
【人教版】高中化学选修4知识点总结:第四章电化学基础
第四章电化学根底一、原电池课标要求1、把握原电池的工作原理2、娴熟书写电极反响式和电池反响方程式要点精讲1、原电池的工作原理(1)原电池概念:化学能转化为电能的装置,叫做原电池。
假设化学反响的过程中有电子转移,我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动,即形成电流。
只有氧化复原反响中的能量变化才能被转化成电能;非氧化复原反响的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用,但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。
(2)原电池装置的构成①有两种活动性不同的金属〔或一种是非金属导体〕作电极。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两极相连形成闭合电路。
(3)原电池的工作原理原电池是将一个能自发进展的氧化复原反响的氧化反响和复原反响分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。
负极发生氧化反响,正极发生复原反响,简易记法:负失氧,正得还。
2、原电池原理的应用〔1〕依据原电池原理比较金属活动性强弱①电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。
②在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反响;不活泼金属作正极,发生复原反响。
③原电池的正极通常有气体生成,或质量增加;负极通常不断溶解,质量削减。
〔2〕原电池中离子移动的方向①构成原电池后,原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动,溶液中的阴离子向原电池的负极移动;②原电池的外电路电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
注:外电路:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极;内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
H 3、原电池正、 负极的推断方法:(1) 由组成原电池的两极材料推断一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2) 依据电流方向或电子流淌方向推断。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3) 依据原电池里电解质溶液内离子的流淌方向推断在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
人教版选修4第四章《电化学基础》核心知识与全章分节分层练习 +答案+全解全析
第四章《电化学基础》全章核心知识与分节分层练习本章重要而易错核心知识点1.双液电池中,若电解质溶液为AgNO3溶液,则盐桥不能含KCl,因为会生成AgCl沉淀。
2.粒子流向:电子流向——原电池中:从负极开始→导线→正极截止(电子不能通过电解质溶液)电解池中:直流电源负极→导线→阴极截止,然后活性阳极或溶液中的阴离子失电子→阳极→直流电源正极(电子不能通过电解质溶液)离子移动方向:原电池中:“阴负阳正”即阴离子移向负极,阳离子移向正极。
电解池中:“阴阳阳阴”即阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。
3.原电池正极和负极的5种判定方法:只有2种特殊:Al(—)—NaOH溶液—Mg(+);Cu(—)—浓HNO3—Fe(+)4.二次电池充、放电的电极判断如下图所示:如铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)结构:Pb板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。
.放电反应(原电池):负极:Pb-2e-+ SO42- = PbSO4正极:PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O充电反应(电解池):阴极:PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-阳极:PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-总反应式:Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O简单理解:充电要恢复放电前的样子。
即:放电时原电池负极失电子后,充电时要补回来,故原负极电极要接电源负极成阴极;放电时原电池正极得电子后,充电时要把电子失去,故原正极电极要接电源正极成阳极。
5.书写原电池中的电极反应式时,(1)一定要首先找出题目给出的溶液的酸、碱性,经确认无误后再用H+(酸溶液)或OH-(碱溶液)来平衡电荷。
(2)有些题目中未直接告诉酸碱性,则看电池总反应式,若总反应式中出现碱,则为碱性溶液,则必须用OH-(碱溶液)来平衡电荷。
(3)不在水溶液中进行的原电池反应,一般不能用H+或OH-平衡电荷。
选修四 电化学基础知识点总结202-11-20
选修四电化学基础知识点总结202-11-20 选修四电化学基础知识点总结202*-11-20选修四电化学基础知识点总结202*-11-201原电池及其应用1.1原电池原理1.1.1原电池装置构成①两个活泼性不同的电极;②电解质溶液或熔融的电解质[说明]原电池的两极分别称为正极和负极。
两极中相对活泼(易失电子)的作为负极,相对不活泼的为正极。
负极应要能与电解质溶液发生自发的氧化反应。
当两电极材料均插入电解质溶液中并将两极相连构成闭合电路,原电池装置才能发生电化反应产生电流。
1.1.2原电池发电原理及电极反应将铜片和锌片平行地插入稀硫酸溶液中,则构成了原电池。
若将两极用导线相连,则有电流产生。
“发电”的原理说明如下:由于锌比铜活泼,易失电子,Zn为负极,Cu则为正极。
两极相连后,Zn自发失去2++电子,不断“溶解”,形成Zn进入溶液。
锌片失去的电子沿外电路到达铜片,此时溶液中阳离子H在铜2--+片表面获得电子,形成H2逸出。
与此同时溶液中的阴离子(SO4,OH)移向负极,阳离子(H)移向正极(电池内部离子的迁移是由化学势所推动的,即非电场力做功完成)。
由于电池工作时,电子能自发地从负极经外电路流向正极,在电池内部,溶液中离子能自发地迁移,这样电池就向外提供电能,发电了。
电极反应式表示如下-2+负极(Zn)Zn2e=Zn(负极发生失电子的氧化反应,流出电子)+-正极(Cu)2H+2e=H2↑(正极发生得电子的还原反应,流进电子)+2+ 总反应式Zn+2H=Zn+H2↑从上分析可知此例正极材料本身并无参与电极反应,仅起作导体作用而已。
因此,正极材料若换为活泼性比锌差的导体为电极(如石墨),效果一样。
1.2原电池的应用主要有两方面:其一,利用原电池自发进行的氧化还原反应,开发化学电源;其二,抑制原电池反应发生,应用于金属腐蚀的防护。
1.2.1常见的化学电源①锌-锰干电池正极-石墨棒,负极-锌筒,电解质-淀粉湖-NH4Cl与碳粉、MnO2的混合物。
高中选修4 电化学基础知识点总结
高中选修4 电化学基础知识点总结电化学基础知识点总结:电化学装置的特点是将化学能转化为电能。
它由两个活泼性不同的电极组成,需要在电解质溶液中形成闭合回路才能发挥作用。
电负极用还原性较强的物质,向外电路提供电子,发生氧化反应;正极用氧化性较强的物质,从外电路得到电子,发生还原反应。
电极反应会形成总反应,同时失去的电子沿导线传递,产生电流。
例如,负极为锌筒,正极为石墨的铜锌原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,总反应为Zn + 2H^+ =Zn^2+ + H_2.普通锌——锰干电池的总反应为Zn + 2NH_4Cl + 2MnO_2 = ZnCl_2 + 2NH_3 + 2H_2O + 2Mn(OH)_2.这种干电池电量小,放电过程易发生气涨和溶液断解离。
碱性锌——锰干电池的负极由锌改为锌粉,反应面积增大,放电电流增加;电解液由中性变为碱性,离子导电性好。
放电铅蓄电池的总反应为PbO_2 + Pb + 2H_2SO_4 =2PbSO_4 + 2H_2O。
蓄电池的特点是电压稳定。
镍——镉(Ni——Cd)可充电电池的放电反应为Cd +2NiO(OH) + 2H_2O = Cd(OH)_2 + 2Ni(OH)_2.银锌蓄电池和锂电池也是常见的可充电电池。
与普通电池不同,燃料电池不是将还原剂和氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输入,同时产物也不断排出电池。
燃料电池的原料除了氢气和氧气外,还可以是CH_4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
例如,氢氧燃料电池的总反应为O_2 + 2H_2 = 2H_2O,具有转化率高、持续使用、无污染等特点。
废旧电池中含有重金属和酸碱等有害物质,回收金属可以防止污染。
腐蚀是指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。
腐蚀会带来很多危害,其本质是金属与氧化反应。
腐蚀可以分为化学腐蚀和电化腐蚀两种形式。
电化腐蚀是因发生原电池反应,而使金属腐蚀的形式。
(完整word版)高中化学选修4电化学知识点总结
第四章电化学基础一、原电池:1、观点:化学能转变为电能的装置叫做原电池。
2、构成条件:①两个开朗性不一样的电极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的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反响:以锌铜原电池为例:负极:氧化反响:Zn- 2e= Zn2+(较开朗金属)正极:复原反响:2H ++ 2e= H2↑(较不开朗金属)总反响式:Zn+2H +=Zn 2++H 2↑5、正、负极的判断:(1)从电极资料:一般较开朗金属为负极;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)依据电解质溶液内离子的挪动方向:阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)依据实验现象: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、常有一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等(二)二次电池1、二次电池:放电后能够再充电使活性物质获取重生,能够多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反响:铅蓄电池放电:负极(铅): Pb- 2e- = PbSO4↓正极(氧化铅): PbO2+ 4H ++ 2e- = PbSO4↓+ 2H 2O充电:阴极:PbSO4+ 2H2O- 2e- = PbO2+4H +阳极:PbSO4+ 2e- = Pb两式能够写成一个可逆反响:PbO2+Pb+ 2H2SO4 ?2PbSO4↓+ 2H2O3、当前已开发出新式蓄电池: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响直接产生电流的一种原电池2、电极反响:一般燃料电池发生的电化学反响的最后产物与焚烧产物同样,可依据焚烧反应写出总的电池反响,但不注明反响的条件。
选修四 电化学基础知识点总结2021-11-20
选修四电化学基础知识点总结201*-11-20选修四电化学基础知识点总结201*-11-201原电池及其应用1.1原电池原理1.1.1原电池装置构成①两个活泼性不同的电极;②电解质溶液或熔融的电解质[说明]原电池的两极分别称为正极和负极。
两极中相对活泼(易失电子)的作为负极,相对不活泼的为正极。
负极应要能与电解质溶液发生自发的氧化反应。
当两电极材料均插入电解质溶液中并将两极相连构成闭合电路,原电池装置才能发生电化反应产生电流。
112原电池发电原理及电极反应将铜片和锌片平行地插入稀硫酸溶液中,则构成了原电池。
若将两极用导线相连,则有电流产生。
“发电”的原理说明如下:由于锌比铜活泼,易失电子,Zn为负极,Cu则为正极。
两极相连后,Zn自发失去2电子,不断“溶解”,形成Zn进入溶液。
锌片失去的电子沿外电路到达铜片,此时溶液中阳离子H在铜2--片表面获得电子,形成H2逸出。
与此同时溶液中的阴离子(SO4,OH)移向负极,阳离子(H)移向正极(电池内部离子的迁移是由化学势所推动的,即非电场力做功完成)。
由于电池工作时,电子能自发地从负极经外电路流向正极,在电池内部,溶液中离子能自发地迁移,这样电池就向外提供电能,发电了。
电极反应式表示如下-2负极(Zn)Zn2e=Zn负极发生失电子的氧化反应,流出电子-正极(Cu)2H2e=H2↑正极发生得电子的还原反应,流进电子2总反应式Zn2H=ZnH2↑从上分析可知此例正极材料本身并无参与电极反应,仅起作导体作用而已。
因此,正极材料若换为活泼性比锌差的导体为电极(如石墨),效果一样。
12原电池的应用主要有两方面:其一,利用原电池自发进行的氧化还原反应,开发化学电源;其二,抑制原电池反应发生,应用于金属腐蚀的防护。
121常见的化学电源①锌-锰干电池正极-石墨棒,负极-锌筒,电解质-淀粉湖-NH4C与碳粉、MnO2的混合物。
-2-负极反应:Zn-2e=Zn,正极反应:2NH42e=2NH3H2,2MnO2H2=Mn2O3H2O;电池反应:ZnNH4CMnO2=ZnC22NH3Mn2O3H2O②铅蓄电池33电解质溶液为电解液:~4溶液2--2-放电时,负极-o电子时,理论上负极板的质量增加________g。
选修4电化学基础复习总结 ppt课件
ppt课件
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巩固练习
2.如图为一种钮扣微型电池,其电极分别为Ag2O和Zn电解质 溶液是KOH溶液,俗称银锌电池,该电池的电极反应式为:Zn +Ag2O== ZnO+2Ag根据以上提供的资料,判断下列说法正确的 是 AB A、锌为负极,Ag2O为 正极; B、放电时正极附近溶液的PH值升高; C、放电时负极附近溶液的PH值升高; D、溶液中阴离子向正极方向移动,阳离子向负极方向移动。
发生氧化还原反应,从而形成电流
电流方向
电极反应 能量转化 应用
正极:2H+ + 2e- =H2↑(还原原应) 化学能→ 电能 设计电池、金属防腐 ppt课件
4、判断溶液的pH变化: 先分析原溶液的酸碱性,再看电极产物。 (1)如果只产生氢气而没有氧气,只pH变大; (2)如果只产生氧气而没有氢气,只pH变小; (3)如果既产生氢气又产生氧气 ①若原溶液呈酸性则pH减小; ②若原溶液呈碱性pH增大;
Fe2+ + H2 ↑
联 系
通常两种腐蚀同时存在,但以后者更普遍。
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拓展练习
3.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢 顺序 D E F A C B .
Fe
Fe
C
Fe
Zn
A(海水)
B(海水)
Fe Sn
C(海水)
Fe Sn
Zn
Fe
D(海水)
E(海水)
ppt课件
F(天然水)
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练 习
充电
放电
Ag2O + Zn + H2O
此电池放电时,负极发生反应的物质为
高中化学选修4电化学知识点总结
高中化学选修4电化学知识点总结1、原电池原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由两个活泼性不同的电极、电解质溶液和导线组成闭合回路。
在外电路中,电子从负极流向正极;在内电路中,盐桥中的阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中的阳离子移向正极的电解质溶液。
以锌铜原电池为例,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,总反应式为Zn+2H+=Zn2++H2.二、化学电池化学电池是利用化学能直接转变为电能的装置。
它包括一次电池、二次电池和燃料电池。
一次电池是指不能重复使用的电池,如碱性锌锰电池、锌银电池和锂电池等。
二次电池可以放电后再充电,使活性物质获得再生,例如铅蓄电池。
铅蓄电池在放电时,负极(铅)发生氧化反应,正极(氧化铅)发生还原反应;在充电时,阴极(PbSO4)发生还原反应,阳极(PbSO4)发生氧化反应。
除了铅蓄电池外,还有银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池和聚合物锂离子电池等新型蓄电池。
燃料电池是一种原电池,它通过使燃料与氧化剂反应直接产生电流。
燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,但不注明反应的条件。
负极发生氧化反应,正极发生还原反应,一般电解质溶液要参与电极反应。
以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。
在酸性电解质溶液中,负极为2H2-4e-=4H+,正极为O2+4e-+4H+=2H2.当电解质溶液呈碱性时,负极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
另一种燃料电池使用金属铂片作电极,通入甲烷和氧气作为燃料和氧化剂。
负极反应式为CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,正极反应式为4H2O+2O2+8e-=8OH-。
总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O。
燃料电池的优点是能量转换率高,废弃物少,运行噪音低。
废弃电池应该进行回收利用。
电解池是把电能转化为化学能的装置,也称为电解槽。
电解是指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。
最新【人教版】高中化学选修4知识点总结:第四章电化学基础
第四章电化学基础一、原电池课标要求1、掌握原电池的工作原理2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式要点精讲1、原电池的工作原理(1)原电池概念:化学能转化为电能的装置,叫做原电池。
若化学反应的过程中有电子转移,我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动,即形成电流。
只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能;非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用,但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。
(2)原电池装置的构成①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两极相连形成闭合电路。
(3)原电池的工作原理原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。
负极发生氧化反应,正极发生还原反应,简易记法:负失氧,正得还。
2、原电池原理的应用(1)依据原电池原理比较金属活动性强弱①电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。
②在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应;不活泼金属作正极,发生还原反应。
③原电池的正极通常有气体生成,或质量增加;负极通常不断溶解,质量减少。
(2)原电池中离子移动的方向①构成原电池后,原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动,溶液中的阴离子向原电池的负极移动;②原电池的外电路电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
注:外电路:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极;内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
3、原电池正、负极的判断方法:(1)由组成原电池的两极材料判断一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。
化学选修4第四章-电化学基础复习
比铜不活泼的杂质(Au、Ag)不会溶解而从阳极上脱落下来而形成阳极泥。
Cu2+ +2e-= Cu
(浓度会逐渐降低)
电镀铜
阳极:
铜片
阴极:
待镀铁制品
Cu-2e-= Cu2+
Cu2+ +2e-= Cu
CuSO4溶液的浓度?
实验结果:
在铁制品上镀上了一层铜
利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程叫电镀。
阴极:Cu2+ + 2e- Cu
阳极:2Cl- - 2e- Cl2
总反应式: CuCl2 Cu + Cl2
浓度?PH值?如何复原?
(3)放氢生碱型
NaCl溶液的电解
阴极:4H+ + 4e- 2H2
C
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+PbO2+4H++2SO2-4 2PbSO4+2H2O 请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原): 放电时:正极的电极反应式是______________;电解液中H2SO4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。 在完全放电耗尽PbO2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________________________。 (1)PbO2 + 2e- + 4H+ +2SO42- = PbSO4 + 2H2O ;小;48 (2)Pb; PbO2 ;对换。
有关电解的计算 原则: 电化学的反应是氧化还原反应,各电极上转移电子的物质的量相等,无论是单一电池还是串联电解池,均可抓住电子守恒计算. 关键: 电极名称要区分清楚. 电极产物要判断准确. 各产物间量的关系遵循电子得失守恒.
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电化学基础知识点总结
装置特点:化学能转化为电能。
①、两个活泼性不同的电极;
形成条件:②、电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应);
电解液:1.25g/cm3~1.28g/cm3 的 H2SO4 溶液
蓄电池
化 学
池;电源
简 介
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
特点:电压稳定。
Ⅰ、镍——镉(Ni——Cd)可充电电
放电
其它蓄电池
Cd放+电2N` iO(OH)+2H2O
Ⅱ、银锌蓄电池
锂电池
①、燃料电池与普通电池的区别
不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工
阳离子交换膜:只允许阳离子通过,阻止阴离子和空 气通过;
②、装置:
离子交换膜 法制烧碱:
原电池,化学电池,电解池 氧化还原反应与原电池的异同点? 原电池是将化学能转化为电能的装置。 电解池是将电能转化为化学能的装置。 原电池与电解池的异同点:
电
③、原理:阳极 Cu-2e-=Cu2+ ;Cu2++2e-=Cu
解 的
④、装置:
应 用
⑤、电镀工业:镀件预处理→电镀液添加剂→
装置:(如图)
现象 ①、阴极上有气泡;②、阳极有刺激
性气体产,能使湿润的淀粉 KI 变蓝;
电解食盐水
③、阴极区附近溶液变红,有碱生成
原理:
通电前: NaCl =Na++Cl- H2O
原
③、形成闭合回路(或在溶液中接触)
电
负极:用还原性较强的物质作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化
反应。
池 基本概念: 正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路得到电子,发生还原反
应。
原
电极反应方程式:电极反应、总反应。
理
失 e-,沿导线传递,有电流产生
原反应 反应原理:Zn-2e-=Zn2+
不溶 断解
析氢腐蚀: 正极(C):2H++2e-=H2↑ 总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑
影响腐蚀的因素:金属本性、介质。
金属的防护:
①、改变金属的内部组织结构;
保护方法:②、在金属表面覆盖保护层;
③、电化学保护法(牺牲阳极的阴极保护法)
定义: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。
装置特点:电能转化为化学能。
废旧电池的危害:旧电池中含有重金属(Hg2+)酸碱等物质;回收金属,防止污染。
腐蚀概念: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。
概述: 腐蚀危害:
腐蚀的本质:M-ne-→Mn+(氧化反应)
分类: 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)、
电化腐蚀
定义:因发生原电池反应,而使金属腐蚀的形式。
金
负极(Fe):
F属的e-2e-=Fe2+;正极(C):O2+2H2O+4e-=4OH-
腐 蚀
电化
吸氧腐蚀: 总反应:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2
与
腐蚀
防
护
钢铁的腐蚀:
后继反应:△4Fe(OH)2 +O2 +2H2O =4Fe(OH)3
2Fe(OH)3
Fe2O3
+3H2O
负极(Fe):
Fe-2e-=Fe2+;
阴极:阳离子氧化性
Ag+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+
电子流向
e-
e-
还原反应
氧化反应
阳极
阴极
反应原理:4OH--4e-=2H2O +O2
阴移 离向 子
阳移 离 子向
电解质溶液
电解结果:在两极上电有解 新物质生成。
Cu2++2极由锌改锌粉(反应面积
增大,放电电流增加);
电解液:由中性变为碱性(离子导电性好)。
正极(PbO2)
PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O
负极(Pb) Pb+SO42--2e-=PbSO4
铅蓄电池:总反应:放 充电 电PbO2+Pb+2H2SO4
2PbSO4+2H2O
①、与电源本连的两个电极;
形成条件 ②、电解质溶液(或熔化的电解质)
③、形成闭合回路。
电极 阳极:与直流电源正极相连的叫阳极。
电 概念
解 池 原 理
阴极:与直流电源负极相连的叫阴极。 电极反应:
原理:谁还原性或氧化性强谁先放电(发生
氧化还原反应)
离子放电顺序: 阳极:阴离子还原性 S2->I->Br->Cl->OH->SO42-(含氧酸根)>F-
总反应:2CuSO4+2H2O
2Cu+2H2SO4+O2↑
粗铜板作阳极,与直流电源正极相连;
①、装置 纯铜作阴极,与直流电源负极相连;
用 CuSO4 (加一定量 H2SO4)作电解液。 阴极:Cu2++2e-=Cu
电解精炼铜
阳极:Cu-2e-=Cu2+、Zn-2e-=Zn2+
②、原理:
Ni-2e-=Ni2+
H++OH-
原理
阴极(Fe):Na+,H+移向阴
极;2H++2e-=H2↑(还原反应) 移向阳极;2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)
通电后:阳极(C):Cl-、OH-
电解
总反应:2NaCl +2H2O
2NaOH +Cl2↑+H2↑
交换膜氯、碱 电解槽、导电铜棒等
工业
阳极、阴极、离子
①、组成:阳极:金属钛网(涂有钌氧化 物);阴极:碳钢网(涂有 Ni 涂层)
阳极泥:含 Ag、Au 等贵重金属;
电解液:溶液中 CuSO4 浓度基本不变
③、电解铜的特点:纯度高、导电性好。
①、概念:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合
金的过程。
将待镀金属与电源负极相连作阴极;
②、方法:镀层金属与电源正极相连作阳极;
电镀:
用含镀层金属离子的电解质溶液配成电镀液。
作时不断从外界输入,同时
燃料
电极反应产物不断排出电池。
电池 ②、原料:除氢气和氧气外,也可以是 CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧
化剂。
负极:
2H2+2OH--4e-=4H2O ;正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
③、氢氧燃料电池: 总反应:O2 +2H2 =2H2O
特点:转化率高,持续使用,无污染。
质溶液
氧化反应
负极
铜锌原电池 正极 还
阳移 离 子向
2H++2e-=2H2↑ 电解
电极
反应: 负极(锌筒)Zn-2e-=Zn2+
正极(石墨)2NH4++2e-=2NH3+H2↑ ①、普通锌——锰干电池 总反应:Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2
↑
干电池:
电解质溶液:糊状的 NH4Cl
特点:电量小,放电过程易发生气涨和溶液