第四章《电化学基础》(自制 )第四章《电化学基础》(自制 ).docVIP

第四章《电化学基础》 【知识精要】 一、原电池原理及应用 原电池是一种由能转变成能的装置。其本质是通过自发进行的反应，使反应中电子转移而产生。 1．原电池的判定 先分析有无，有者为电解池再依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”：一看电极，两极为体且性不同；二看溶液，两极插入溶液中；三看回路：形成或两极接触。 2．原电池正极和负极的确定 （1）由两极的相对活泼性确定：在原电池中，的金属为原电池的负极。 （2）由电极现象确定：通常情况下，在原电池中某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生反应，此为原电池的极；若原电池中某一电极上有生成电极的质量不断或，该电极发生反应，此为原电池的极。 3．原电池原理的应用 （1）利用原电池原理可以制造出各种实用电池，即化学电源。 （2）原电池原理可用于解决一些实际问题，如某些化学反应时的速率（稀硫酸与锌反应时，常滴入几滴溶液）；分析金属电化学腐蚀的快慢和防护方法等。 （3）常见电极反应式 （a）氢、氧燃烧电池（）： 负极: 正极: （b）甲烷燃烧电池（电池负极甲烷燃烧失去电子，在碱性条件下生成的CO2与OH-反应生成CO32-和H2O, 而正极是 O2得到电子而成为OH-。） 负极: 正极: （c）爱迪生蓄电池：Ｆｅ＋ＮｉＯ２＋２Ｈ２ＯＦｅ（ＯＨ）２＋Ｎｉ（ＯＨ）２ 负极: 正极: （d）纽扣电池：Ａｇ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ＋Ｚｎ＝Ｚ（ＯＨ）２＋２Ａｇ 负极: 正极: （e）铅蓄电池 负极: 正极: 二、电解原理及应用 电解池是将转化为的装置，在电解池中，阳极发生反应、阴极发生反应，其放电顺序一般为：阳极：活泼性电极 阴极： 1．（惰性电极）电解电解质溶液的类型 类型 实例 电极反应特点 电解对象 电解质浓度 pH 溶液复原 电解水 NaOH 阴：2H++2e-====H2↑ 阳：4OH--4e-====2H2O+O2↑ 水 H2SO4 水 Na2SO4 水 电解电解质 HCl 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 电解质 CuCl2 电解质 — 放H2生碱 NaCl 阴极：H2O放H2生碱阳极： 电解质阴离子放电 电解质 和水 生成新电解质 放O2生酸 CuSO4 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O放O2生酸 电解质 和水 生成新电解质 2．电解原理的应用 （1）电解精炼铜：作阳极，作阴极，溶液作电解质溶液。电解时，发生如下反应：阳极，阴极。极泥中存在金、银等不活泼的贵重金属，极得到纯铜。 （2）电镀铜：作阳极，作阴极，溶液作电解质溶液，从理论上讲电镀时电解质溶液组成、浓度和质量变化。电极反应：阳极， 阴极 （3）氯碱工业：阳极， 阴极 总反应2NaCl+2H2O （4）冶炼金属：电解熔融电解质，可炼得活泼金属。如：K、Na、Ca、Mg、Al等金属可通过电解其熔融的氯化物或氧化物制得。如电解冶炼铝：阳极反应6O2--12e-=3O2↑，阴极反应4Al3++12e-=4Al，总反应式为： [重点提醒] （1）电化学计算的基本方法 原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法： ①根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 ②根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。 ③根据关系式计算：借得失电子守恒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。 （2）电化学试题的命题点归纳 ①二次电池的充电和放电：放电时池，充电时池； ②电极名称：原电池的电极名称是极，电解池是极； ③反应类型：极和极发生氧化反应，失电子被氧化，极和极发生还原反应，电子被； ④电极反应：酸性电池中不能出现OH—，碱性电池中不能出现H+，非溶液电池不会出现H+和OH—； ⑤溶液和电极附近溶液酸碱性变化：总反应消耗酸（碱），溶液PH增大（减小）。电极反应式H+或OH—量的变化而定。 ⑥浓度复原：消耗什么补充什么，消耗多少补多少。 三、金属腐蚀与保护 1．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 正极反应 负极反应 总反应方程式 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑ 腐蚀