1、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 电极：两种不同的导体相连；电解质溶液：能与电极反应。 电源； 电极（惰性或非惰性） ；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-
2、=Zn2+ （氧化反应）正极：2H +2e-=H2（还原反应）阴极：Cu 2+ +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 抗金属的电化腐蚀；实用电池。 电解食盐水（氯碱工业） ；电镀（镀铜） ；电冶（冶炼 Na、Mg、Al） ；精炼（精铜） 。2化学腐蚀和电化腐蚀的区别化学腐蚀 电化腐蚀一般条件 金属直接和强氧化剂接触 不纯金属，表面潮湿反应过程 氧化还原反应，不形成原电池。 因原电池反应而腐蚀有无电流 无电流产生 有电流产生反应速
3、率 电化腐蚀化学腐蚀结果 使金属腐蚀 使较活泼的金属腐蚀3吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别电化腐蚀类型 吸氧腐蚀 析氢腐蚀条件 水膜酸性很弱或呈中性 水膜酸性较强正极反应 O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 2H+ + 2e-=H2负极反应 Fe 2e -=Fe2+ Fe 2e -=Fe2+腐蚀作用 是主要的腐蚀类型，具有广泛性 发生在某些局部区域内4电解、电离和电镀的区别电解 电离 电镀条件 受直流电作用 受热或水分子作用 受直流电作用实质 阴阳离子定向移动，在两极发生氧化还原反应 阴阳离子自由移动，无明显的化学变化 用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金实例 CuCl2 电 解 = =
4、 = =CuCl 2CuCl2=Cu2+2Cl 阳极 Cu 2e- = Cu2+阴极 Cu2+2e- = Cu关系 先电离后电解，电镀是电解的应用5电镀铜、精炼铜比较电镀铜 精炼铜形成条件 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粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO4 溶液作电解液电极反应 阳极 Cu 2e- = Cu2+阴极 Cu2+2e- = Cu阳极：Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等阴极：Cu 2+ + 2e- = Cu溶液变化 电镀液的浓度不变 溶液中溶质浓度减小6电解方程式的实例（用惰性电极电解）：电解质溶液 阳极反应式 阴极反应式
5、总反应方程式（条件：电解） 溶液酸碱性变化CuCl2 2Cl-2e-=Cl2 Cu2+ +2e-= Cu CuCl2= Cu +Cl2 HCl 2Cl-2e-=Cl2 2H+2e-=H2 2HCl=H2+Cl 2 酸性减弱Na2SO4 4OH-4e-=2H2O+O2 2H+2e-=H2 2H2O=2H2+O 2 不变H2SO4 4OH-4e-=2H2O+O2 2H+2e-=H2 2H2O=2H2+O 2 消耗水，酸性增强NaOH 4OH-4e-=2H2O+O2 2H+2e-=H2 2H2O=2H2+O 2 消耗水，碱性增强NaCl 2Cl-2e-=Cl2 2H+2e-=H2 2NaCl+2H2
6、O=H2+Cl 2+2NaOH H+放电，碱性增强CuSO4 4OH-4e-=2H2O+O2 Cu2+ +2e-= Cu 2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H 2SO4OH 放电 ,酸性增强考点解说1电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生（1 ）吸氧腐蚀负极：Fe2e -=Fe2+正极：O 2+4e-+2H2O=4OH-总式：2Fe+O 2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(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：F
7、e + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2Fe(HCO3)2 水解、空气氧化、风吹日晒得 Fe2O3。2金属的防护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。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。电化学保护法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。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干电池（属于一次电池）结构：锌筒、填满 MnO2 的石墨、溶有 NH4Cl
8、 的糊状物。电极反应 负极：Zn-2e -=Zn2+正极：2NH 4+2e-=2NH3+H2 NH3 和 H2 被 Zn2 、MnO 2 吸收： MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2 4NH 3=Zn(NH3)42铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池） 结构：铅板、填满 PbO2 的铅板、稀 H2SO4。A.放电反应 负极： Pb-2e-+ SO42- = PbSO4 正极： PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充电反应 阴极：PbSO 4 +2e-= Pb+ SO42- 阳极：PbSO 4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-
9、 总式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 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。锂电池 结构：锂、石墨、固态碘作电解质。 电极反应 负极： 2Li-2e- = 2Li+正极： I2 +2e- = 2I- 总式：2Li + I2 = 2LiIA.氢氧燃料电池 结构：石墨、石墨、KOH 溶液。电极反应 负极： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O正极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-总式：2H 2+O2=2H2O（反应过程中没有火焰，不是放出
10、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 2050 倍。电极反应：铝是负极 4Al-12e-= 4Al3+；石墨是正极 3O2+6H2O+12e-=12OH-4电解反应中反应物的判断放电顺序阴极 A.阴极材料( 金属或石墨)
11、 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+ 阳极 A.阳极材料是惰性电极(C、Pt 、Au、Ti 等)时：阴离子失电子：S 2- I- Br- Cl- OH- NO3- 等含氧酸根离子 F -B.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：分析电解质溶液中存在的离子； 分析离子的放电顺序；确定电极、写出电极反应式；写出电解方程式。如：解 NaCl 溶液：2NaCl+2H 2O H2+Cl2+2NaOH，溶质、溶剂均发生电
12、解反应，PH 增大电 解 = = = =电解 CuSO4 溶液：2CuSO 4 + 2H2O 2Cu + O2+ 2H2SO4 溶质、溶剂均发生电解反应， PH 减小。电 解 = = = =电解 CuCl2 溶液：CuCl 2 CuCl 2 电 解 = = = =电解盐酸： 2HCl H2Cl 2溶剂不变，实际上是电解溶质，PH 增大。电 解 = = = =电解稀 H2SO4、NaOH 溶液、 Na2SO4 溶液：2H 2O 2H2 + O2，溶质不变，实际上是电解水，电 解 = = = =PH 分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用） 。电解
13、熔融 NaOH: 4NaOH 4Na + O2 + H2O电 解 = = = =用铜电极电解 Na2SO4 溶液: Cu +2H2O Cu(OH)2 + H2 （注意：不是电解水。 ）电 解 = = = =6电解液的 PH 变化:根据电解产物判断。口诀：“有氢生成碱，有氧生成酸；都有浓度大,都无浓度小” 。 （“浓度大” 、 “浓度小”是指溶质的浓度）7使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物（气体或沉淀）恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如：NaCl 溶液：通 HCl 气体（不能加盐酸） ；AgNO 3 溶液：加 Ag2O 固体（不能加 AgOH） ；CuCl 2 溶液：
14、加 CuCl2 固体；KNO 3溶液： 加 H2O；CuSO 4 溶液： CuO（不能加 Cu2O、Cu(OH) 2、Cu 2(OH)2CO3）等。8电解原理的应用A、电解饱和食盐水（氯碱工业）反应原理阳极： 2Cl- - 2e-= Cl2阴极： 2H+ + 2e-= H2总反应：2NaCl+2H 2O H2+Cl2+2NaOH 电 解 = = = =设备 （阳离子交换膜电解槽）组成：阳极Ti、阴极 Fe阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。制烧碱生产过程 （离子交换膜法）食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca 2+、Mg 2+、Fe 3+、SO4 2- 等）加入 NaOH
15、溶液加入 BaCl2 溶液加入Na2CO3 溶液 过滤加入盐酸 加入离子交换剂(NaR)电解生产主要过程（见图 20-1）：NaCl 从阳极区加入，H 2O 从阴极区加入。阴极 H+ 放电，破坏了水的电离平衡，使 OH-浓度增大，OH -和 Na+形成 NaOH 溶液。B、电解冶炼铝原料：（A） 、冰晶石：Na 3AlF6=3Na+AlF63-（B） 、氧化铝： 铝土矿 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 原理 阳极 2O2 4e- =O2阴极 Al3 +3e- =Al总反应：4Al 3+6O2 4Al+3O2电 解 = = = = 设备：电解槽（阳极 C、阴极 Fe） 因为阳极材料不断
16、地与生成的氧气反应：C+O 2 CO+CO2，故需定时补充。C、电镀：用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。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。电镀锌原理：阳极 Zn2e = Zn2+阴极 Zn2+2e=Zn电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。在电镀控制的条件下，水电离出来的 H+和 OH一般不起反应。电镀液中加氨水或 NaCN 的原因：使 Zn2+离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、光亮。D、电解冶炼活泼金属 Na、Mg、Al 等。E、电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液含有 Cu2+。铜前金属先反应但不析出，铜后金属不反应，形成 “阳极泥 ”。 图 20-1
