人教高中化学选修四第四章-原电池和电解池全面总结超全版

2↑ 2↑ 2↑ 2↑
溶液酸碱性变化 —— 酸性减弱 不变 消耗水，酸性增强 消耗水，碱性增强 H+放电，碱性增强
4OH--4e-=2H2O+O2↑ 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ 4OH--4e-=2H2O+O2↑
2H++2e-=H2↑ Cu2+ +2e-= Cu
3．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别
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Cu＋Cl2 关系 5．电镀铜、精炼铜比较 电镀铜 形成条件 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 Cu －2e- = Cu2+ 阴极 Cu2++2e- = Cu 电镀液的浓度不变 精炼铜 粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO4 溶液 作电解液 阳极：Zn - 2e- = Zn2+ 阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 溶液中溶质浓度减小 总反应方程式 （条件：电解） CuCl2= Cu +Cl2↑ 2HCl=H2↑+Cl2↑ 2H2O=2H2↑+O2↑ 2H2O=2H2↑+O2↑ 2H2O=2H2↑+O2↑ 2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑ +2NaOH Cu - 2e- = Cu2+ 等 先电离后电解，电镀是电解的应用
电化腐蚀＞化学腐蚀 使金属腐蚀 吸氧腐蚀 水膜酸性很弱或呈中性 O2 + 4e+ 2H2O == 4OHFe －2e-==Fe2+ 是主要的腐蚀类型，具有广泛性 电离 受热或水分子作用 阴阳离子自由移动，无 明显的化学变化 CuCl2==Cu2++2Clˉ
1
使较活泼的金属腐蚀 析氢腐蚀 水膜酸性较强 2H+ + 2e-==H2↑ Fe －2e-==Fe2+ 发生在某些局部区域内 电镀 受直流电作用 用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金 阳极 Cu －2e- = Cu2+ 阴极 Cu2++2e- = Cu
2
NH3 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 + 2H2O B.充电反应 阴极：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42阳极：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42总式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 充电2PbSO4 + 2H2O 注意：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，电极反应式的 书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。 ⑶锂电池 ① 结构：锂、石墨、固态碘作电解质。 ②电极反应 负极： 2Li-2e- = 2Li+ 正极： I2 +2e- = 2I- 总式：2Li + I2 = 2LiI ⑷A.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，不是放出光和热，而是产生电流）注意：还原剂在负极上反应，氧化剂在正极上反 应。书写电极反应式时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） 。 B．铝、空气燃料电池 以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海 水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出 耀眼的闪光，其能量比干电池高 20～50 倍。 电极反应：铝是负极 4Al-12e-== 4Al3+； 石墨是正极 3O2+6H2O+12e-==12OH4．电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极 A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。 B.阳离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的反表： K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< (H+) < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ ⑵阳极 A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti 等)时： 阴离子失电子：S2- ＞ I- ＞ Br- ＞ Cl- ＞ OH- ＞ NO3- 等含氧酸根离子 ＞FB.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。 5．电解反应方程式的书写步骤：①分析电解质溶液中存在的离子；②分析离子的放电顺序；③确定电极、写出 电极反应式；④写出电解方程式。如： 解 NaCl 溶液：2NaCl+2H2O =
2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2↑ OHˉ 放电,酸性增强 +2H2SO4
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)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O （2）析氢腐蚀： CO2+H2O H2CO3 H++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．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 3。常见实用电池的种类和特点 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+H2
原电池和电解池
1．原电池和电解池的比较： 装置 实例称
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。 ①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 自发的氧化还原反应 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。 负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 负极→正极 正极→负极 化学能→电能 ①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。 化学腐蚀
电极反应 电子流向 电流方向 能量转化 应用
2．化学腐蚀和电化腐蚀的区别 一般条件 反应过程 有无电流 反应速率 结果 电化腐蚀类型 条件 正极反应 负极反应 腐蚀作用 4．电解、电离和电镀的区别 电解 条件 实质 实例 受直流电作用 阴阳离子定向移动，在 两极发生氧化还原反应 CuCl2
电解
金属直接和强氧化剂接触 氧化还原反应，不形成原电池。 无电流产生
电极反应 溶液变化
6．电解方程式的实例（用惰性电极电解）： 电解质溶液 CuCl2 HCl Na2SO4 H2SO4 NaOH NaCl CuSO4 阳极反应式 2Cl--2e-=Cl2↑ 2Cl--2e-=Cl
2↑
阴极反应式 Cu2+ +2e-= Cu 2H++2e-=H 2H++2e-=H 2H++2e-=H 2H++2e-=H
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。 ①电源； ②电极（惰性或非惰性） ； ③电解质（水溶液或熔化态） 。 非自发的氧化还原反应 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应） 电源负极→阴极；阳极→电源正极 电源正极→阳极；阴极→电源负极 电能→化学能 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） 。 电化腐蚀 不纯金属，表面潮湿 因原电池反应而腐蚀 有电流产生