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电化学基础知识点总结,电化学基础知识点总结思维导图

  • 化学
  • 2023-04-26
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    高一化学在整个化学中占有非常重要的地位,是整个高中阶段的重难点,所以要保持良好的学习心态和学习 方法 很重要。接下来是我为大家整理的高中化学基础知识大全,希望大家喜欢!

    高中化学基础知识大全一

    1.物质的量(表示物质所含微粒多少的物理量,也表示含有一定数目粒子的集合体。)

    ①与质量、长度一样的物理量是国际单位制中的7个基本物理量之一。符号为n。单位为摩尔,符号为mol。国际单位制(SI)的7个基本单位是一个专有名词。

    ②物质的量只能描述分子、原子、离子、中子、质子、电子、原子团等微观粒子,不能描述宏观物质。

    ③用摩尔为单位表示某物质的物质的量时,必须指明物质微粒的名称、符号或化学式。如:1molH、+1molH、1molH2,不能用“1mol氢”这样含糊无意义的表示,因为氢是元素名称,不是微粒名称,也不是微粒的符号或化学式。

    ④物质的量的数值可以是整数,也可以是小数。

    2.阿伏加德罗常数:(1mol任何粒子的粒子数。)高中化学必修二第一章(1)科学上规定为:0.012KgC中所含的碳原子数。

    如果某物质含有与0.012KgC中所含的碳原子数相同的粒子数,该物质的物质的量为1mol。

    符号:NA单位:mol(不是纯数)数值:约为6.02×10

    2323注意:不能认为6.02×10就是阿伏加德罗常数,也不能认为1mol粒子=6.02×10个-123N

    (2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数间的关系n=NA

    3.摩尔质量:(单位物质的量的物质的质量)

    符号M单位:g/mol或kg·mol数值:M=-1m

    高中化学基础知识大全二

    一、化学反应及能量变化

    1、化学反应的实悉歼迟质、特征和规律

    实质:反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成

    特征:既有新物质生成又有能量的变化

    遵循的规律:质量守恒和能量守恒

    2、化学反应过程中的能量形式:常以热能、电能、光能等形睁李式表现出来

    二、反应热与焓变

    1、反应热定义:在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量成为化改睁学反应的反应热。

    2、焓变定义:在恒温、恒压条件下的反应热叫反应的焓变,符号是△H,单位常用KJ/mol。

    3、产生原因:化学键断裂—吸热化学键形成—放热

    4、计算方法:△H=生成物的总能量-反应物的总能量

    =反应物的键能总和-生成物的键能总和

    5、放热反应和吸热反应

    化学反应都伴随着能量的变化,通常表现为热量变化。据此,可将化学反应分为放热反应和吸

    热反应。

    (2)反应是否需要加热,只是引发反应的条件,与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放

    热反应也需要加热引发反应,也有部分吸热反应不需加热,在常温时就可以进行。

    中和热

    (1)定义:稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成1mol水时的反应热

    三、化学电池:

    化学电池,是一种能将化学能直接转变成电能的装置,它通过化学反应,消耗某种化学物质,输出电能。它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。

    不同种类的电池:

    (一)一次电池

    一次电池的活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度,就不能使用了。一次电池中电解质溶液制成胶状,不流动,也叫干电池。常用的有普通的锌锰干电池、碱性锌锰电池、锌汞电池、镁锰干电池等。

    常见的一次电池:

    (1)普通锌锰干电池

    的周围是细密的石墨和去极化剂MnO2的混合物,在混合物周围再装入以NH4Cl溶液浸润ZnCl2,NH4Cl和淀粉或其他填充物(制成糊状物)。为了避免水的蒸发,干电池用蜡封好。干电池在使用时的电极反应为

    —负极:Zn—2e=Zn2+

    —正极:2NH4++2e+2MnO2=2NH3+Mn2O3+H2O

    总反应:Zn+2MnO2+2NH4+=Mn2O3+2NH3+Zn2++H2O

    (2)碱性锌锰干电池

    ——负极:Zn+2OH—2e=Zn(OH)2

    ——正极:2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH

    总反应:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

    (3)银一锌电池

    电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的,它们所用的电池体积很小,有“纽扣”电池之称。它们的电极材料是Ag2O和Zn,所以叫银一锌电池。电极反应和电池反应是:

    -—负极:Zn+2OH—2e=Zn(OH)2

    —-正极:Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH

    总反应:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag

    利用上述化学反应也可以制作大电流的电池,它具有质量轻、体积小等优点。这类电池已用于宇航、火箭、潜艇等方面。

    (4)锂-二氧化锰非水电解质电池

    以锂为负极的非水电解质电池有几十种,其中性能、最有发展前途的是锂一二氧化锰非水电解质电池,这种电池以片状金属及为负极,电解活性MnO2作正极,高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液,以聚丙烯为隔膜,电极反应为:

    -+负极反应:Li—e=Li

    +-正极反应:MnO2+Li+e=LiMnO2

    总反应:Li+MnO2=LiMnO2

    该种电池的电动势为2.69V,重量轻、体积小、电压高、比能量大,充电1000次后仍能维持其能力的90%,贮存性能好,已广泛用于电子计算机、手机、无线电设备等。

    (5)铝-空气-海水电池

    1991年,我国首例以铝——空气——海水为材料组成的新型电池用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。

    工作原理:

    3+-负极:4Al—12e==4Al

    --正极:3O2+6H2O+12e==12OH

    总反应:4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3

    特点:这种海水电池的能量比“干电池”高20—50倍。

    (6)高能电池—锂电池

    该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。由于锂的相对原子质量很小,所以比

    容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大,使用寿命长,适用于动物体内(如心脏起搏器)。因锂的化学性质很活泼,所以其电解质溶液应为非水溶剂。

    如作心脏起搏器的锂—碘电池的电极反应式为:负极:2Li-2e-==2Li+正极:I2+2e-==2I-总反应式为:2Li+I2==2LiI

    锂电池

    (二)二次电池

    二次电池又称充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物质获得再生。这类电池可以多次重复使用。

    (1)铅蓄电池是最常见的二次电池,它由两组栅状极板交替排列而成,正极板上覆盖有PbO2,负极板上覆盖有Pb,电介质是H2SO4.

    铅蓄电池放电的电极反应如下:

    --负极:Pb(s)+SO42(aq)-2e=PbSO4(s)(氧化反应)

    +-正极:PbO2(s)+SO42-(aq)十4H(aq)+2e=PbSO4(s)+2H2O(l)(还原反应)

    总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)十2H2O(l)

    铅蓄电池充电的反应是上述反应的逆过程:

    --阴极:PbSO4(s)+2e=Pb(s)+SO42(aq)(还原反应)

    --+阳极:PbSO4(s)+2H2O(l)-2e=PbO2(s)+SO42(aq)十4H(aq)(氧化反应)

    总反应:2PbSO4(s)十2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)

    可以把上述反应写成一个可逆反应方程式:

    Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)十2H2O(l)

    (2)碱性镍—镉电池:该电池以Cd和NiO(OH)作电极材料,NaOH作电解质溶液。

    负极:Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2

    正极:2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-

    总反应式为:Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2

    从上述两种蓄电池的总反应式可看出,铅蓄电池在放电时除消耗电极材料外,同时还消耗电解质硫酸,使溶液中的自由移动的离子浓度减小,内阻增大,导电能力降低。而镍—镉电池在放电时只消耗水,电解质溶液中自由移动的离子浓度不会有明显变化,内阻几乎不变,导电能力几乎没有变化。

    (3)氢镍可充电池:该电池是近年来开发出来的一种新型可充电池,可连续充、放电500次,可以取代会产生镉污染的镍—镉电池。

    负极:H2+2OH--2e-=2H2O

    正极:2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-

    总反应式为:H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2

    (三)燃料电池

    又称连续电池:一般以天然燃料或其它可燃物质如H2、CH4等作为负极反应物质,以O2作为正极反应物质而形成的。燃料电池体积小、质量轻、功率大,是正在研究的新型电池之一。

    (1)氢氧燃料电池主要用于航天领域,是一种高效低污染的新型电池,一般用金属铂(是一种惰性电极,并具有催化活性)或活性炭作电极,用40%的KOH溶液作电解质溶液。其电极反应式为:负极:2H2+4OH--4e-=4H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总反应式为:2H2+O2=2H2O

    (2)甲烷燃料电池用金属铂作电极,用KOH溶液作电解质溶液。

    负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

    正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-

    总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

    (3)甲醇燃料电池是最近摩托罗拉公司发明的一种由甲醇和氧气以及强碱作为电解质溶液的新型手机电池,电量是现有镍氢电池或锂电池的10倍。

    负极:2CH4O+16OH--12e-=2CO32-+12H2O

    正极:3O2+6H2O+12e-=12OH-

    总反应式为:2CH4O+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O

    (4)固体氧化物燃料电池该电池是美国西屋公司研制开发的,它以固体氧化锆—氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许O2-在其间通过。

    负极:2H2+2O2-4e-=2H2O

    正极:O2+4e-=2O2-

    总反应式为:2H2+O2=2H2O

    (5)熔融盐燃料电池:

    该电池用Li2CO3和的Na2CO3熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在6500C下工作的燃料电池。熔融盐燃料电池具有高的发电效率。

    负极:2CO+2CO32--4e-=4CO2

    正极:O2+2CO2+4e-=2CO32-

    总反应式为:2CO+O2=2CO2

    高中化学基础知识大全三

    名词:

    1、微量元素:生物体必需的,含量很少的元素。如:Fe(铁)、Mn(门)、B(碰)、Zn(醒)、Cu(铜)、Mo(母),巧第一章、生命的物质基础

    记:铁门碰醒铜母(驴)。

    2、大量元素:生物体必需的,含量占生物体总重量万分之一以上的元素。如:C(探)、0(洋)、H(亲)、N(丹)、S(留)、P(人people)、Ca(盖)、Mg(美)K(家)巧记:洋人探亲,丹留人盖美家。

    3、统一性:组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到,这说明了生物界与非生物界具有统一性。

    4、差异性:组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同,说明了生物界与非生物界存在着差异性。

    语句:

    1、地球上的生物现在大约有200万种,组成生物体的化学元素有20多种。

    2、生物体生命活动的物质基础是指组成生物体的各种元素和化合物。

    3、组成生物体的化学元素的重要作用:

    ①C、H、O、N、P、S6种元素是组成原生质的主要元素,大约占原生质的97%。

    ②.有的参与生物体的组成。

    ③有的微量元素能影响生物体的生命活动(如:B能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长。当植物体内缺B时,花药和花丝萎缩,花粉发育不良,影响受精过程。)

    高中化学基础知识大全四

    多元含氧酸具体是几元酸看酸中H的个数

    多元酸究竟能电离多少个H+,是要看它结构中有多少个羟基,非羟基的氢是不能电离出来的。如亚磷酸(H3PO3),看上去它有三个H,好像是三元酸,但是它的结构中,是有一个H和一个O分别和中心原子直接相连的,而不构成羟基。构成羟基的O和H只有两个。因此H3PO3是二元酸。当然,有的还要考虑别的因素,如路易斯酸H3BO3就不能由此来解释。

    酸式盐溶液呈酸性

    表面上看,“酸”式盐溶液当然呈酸性啦,其实不然。到底酸式盐呈什么性,要分情况讨论。如果这是强酸的酸式盐,因为它电离出了大量的H+,而且阴离子不水解,所以强酸的酸式盐溶液一定呈酸性。而弱酸的酸式盐,则要比较它电离出H+的能力和阴离子水解的程度了。如果阴离子的水解程度较大(如NaHCO3),则溶液呈碱性;反过来,如果阴离子电离出H+的能力较强(如NaH2PO4),则溶液呈酸性。

    H2SO4有强氧化性

    就这么说就不对,只要在前边加一个“浓”字就对了。浓H2SO4以分子形式存在,它的氧化性体现在整体的分子上,H2SO4中的S+6易得到电子,所以它有强氧化性。而稀H2SO4(或SO42-)的氧化性几乎没有(连H2S也氧化不了),比H2SO3(或SO32-)的氧化性还弱得多。这也体现了低价态非金属的含氧酸根的氧化性比高价态的强,和HClO与HClO4的酸性强弱比较一样。所以说H2SO4有强氧化性时必须严谨,前面加上“浓”字。

    书写离子方程式时不考虑产物之间的反应

    从解题速度角度考虑,判断离子方程式的书写正误时,可以“四看”:一看产物是否正确;二看电荷是否守恒;三看拆分是否合理;四看是否符合题目限制的条件。从解题思维的深度考虑,用联系氧化还原反应、复分解反应等化学原理来综合判断产物的成分。中学典型反应:低价态铁的化合物(氧化物、氢氧化物和盐)与硝酸反应;铁单质与硝酸反应;+3铁的化合物与还原性酸如碘化氢溶液的反应等。

    忽视混合物分离时对反应顺序的限制

    混合物的分离和提纯对化学反应原理提出的具体要求是:反应要快、加入的过量试剂确保把杂质除尽、选择的试剂既不能引入新杂质又要易除去。

    计算反应热时忽视晶体的结构

    计算反应热时容易忽视晶体的结构,中学常计算共价键的原子晶体:1mol金刚石含2mol碳碳键,1mol二氧化硅含4mol硅氧键。分子晶体:1mol分子所含共价键,如1mol乙烷分子含有6mol碳氢键和1mol碳碳键。

    对物质的溶解度规律把握不准

    物质的溶解度变化规律分三类:第一类,温度升高,溶解度增大,如氯化钾、硝酸钾等;第二类,温度升高,溶解度增大,但是增加的程度小,如氯化钠;第三类,温度升高,溶解度减小,如气体、氢氧化钠等,有些学生对气体的溶解度与温度的关系理解不清。

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    应用电化学知识点总结

    高考化学电化学题是考试中的一个大难点,许多考生会在这里浪费很多的时候,这时候需要掌握一定的技巧才能快速答对题目。下面是我为大家精心推荐的电化学题解题技巧,希望能够对您有所帮助。

    高考化学电化学答题技巧

    第一、遇到电化学的考题,一定要先判断是电解池还是原电池,这个很简单,看看有没有外接电源或者用电器即可。

    第二、如果是原电池,需要注意以下几点:

    1.判断反应物和生成物:这里的反应物和生成物题里都会给的很清楚,现在的高考很少考我们已知的一些电池反应,这样更能突出考查学生的学习能力。这一步就类似起跑的一步,一旦你跑偏了或者跑慢了,整个电池题就完蛋了。所以原电池只要把这一步解决掉,后面几步其实就是行云流水。

    秘诀:判断生成的阳(阴)离子是否与电解液共存,并保证除H、O外主要元素的守恒;共存问题实在是太重要了!!!!切记切记!!!!例如:题里说的是酸性溶液,电池反应里就不可能出现氢氧根离子;如果是碱性溶液,电池的产物就不可能存在二氧化碳;如果电解液是熔融的氧化物,那电池反应里就不会有氢氧根或者氢离子,而是氧离子……

    2.电子转移守恒:通过化合价的升降判断;(说白了就是氧还反应中的判断化合价升高还是降低)

    秘诀:这里需要说的就是化合价比较难判断的有机物:有机物里的氧均是负二价、氢是负一价、氮是负三价,从而判断碳元素的化合价即可。这里还需要强调的就是:

    例如正极反应方程式,一定是得电子,也就是化合价降低的反应。如果正极反应方程式里即出现升价元素,又出现降价元素,这个方程式你就已经错了。但是可以出现两个降价,这种题也是高考考察过的,但一般情况下都是一种变价。

    3.电荷守恒:电子、阴离子带负电,阳离子带正电。缺的电荷结合电解液的属性补齐,这句话是很重要的,酸性就补氢离子,碱性补氢氧根离子,中性一般都是左边补水,熔融状态下就补熔融物电解出来的阴离子即可。

    4.元素守恒:一般都是查氢补水,最后用氧检查。记住基础不好的孩子们,切记不要补氢气和氧气!!!

    第三、如果是电解池,需要注意以下几点:

    1.书写方法和原电池一摸一样,殊途同归。

    2.电解池不同于原电池就是电解液中有多种离子,到底哪个先反应,哪个后反应。因此就一定要记住阴极阳极的放电顺序。

    阳极:活性金属电极(金属活动顺序)> S2? > SO32?> I? > Fe2+> Br? >Cl? >OH? >含氧酸根离子

    阴极:Ag+ > Hg2+ > Fe3+> Cu2+ > H+(酸)> Pb2+ > Sn2+>Ni2+>Fe2+ > Zn2+ > H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>K+

    化学学科大题的答题策略

    1.元素或物质推断类试题

    该类题主要以元素周期律、元素周期表知识或物质之间的转化关棚拿系为命题点,采用提供周期表、文字描述元素性质或框图转化的形式来展现题干,然后设计一系列书写化学用语、离子半径大小比较、金属性或非金属性强弱判断、溶液中离子浓度大小判断及相关简单计算等问题。此类推断题的完整形式是:推断元素或物质、写用语、判性质。

    【答题策略】元素推断题,一般可先在草稿纸上画出只含短周期元素的周期表,然后对照此表进行推断。(1)对有突破口的元素推断题,可利用题目暗示的突破口,联系其他条件,顺藤摸瓜,各个击破,推出结论;(2)对无明显突破口的元素推断题,可利用题示条件的限定,逐渐缩小推求范围,并充分考虑各元素的相互关系予以推断;(3)有时限定条件不足,则可进行讨论,得出合理结论,有腊或时答案不止一组,只要能合理解释都可以。若题目只要求一组结论,则选择自己最熟悉、最有把握的。有时需要运用直觉,大胆尝试、假设,再根据题给条件进行验证也可。

    无机框图推断题解题的一般思路和方法:读图审题找准突破口逻辑推理检验验证规范答题。解答的关键是迅速找到突破口,一般从物质特殊的颜色、特殊性质或结构、特殊反应、特殊转化关系、特殊反应条件等角度思考。突破口不易寻找时,也可从常见的物质中进行大胆猜测,然后代入验证即可,尽量避免从不太熟悉的物质或教材上没有出现过的物质角度考虑,盲目验证。

    2.化学反应原理类试题

    该类题主要把热化学、电化学、化学反应速率及三大平衡知识融合在链局搭一起命题,有时有图像或图表形式,重点考查热化学(或离子、电极)方程式的书写、离子浓度大小比较、反应速率大小、平衡常数及转化率的计算、电化学装置、平衡曲线的识别与绘制等。设问较多,考查的内容也就较多,导致思维转换角度较大。试题的难度较大,对思维能力的要求较高。

    【答题策略】该类题尽管设问较多,考查内容较多,但都是《考试大纲》要求的内容,不会出现偏、怪、难的问题,因此要充满信心,分析时要冷静,不能急于求成。这类试题考查的内容很基础,陌生度也不大,所以复习时一定要重视盖斯定律的应用与热化学方程式的书写技巧及注意事项;有关各类平衡移动的判断、常数的表达式、影响因素及相关计算;影响速率的因素及有关计算的关系式;电化学中两极的判断、离子移动方向、离子放电先后顺序、电极反应式的书写及有关利用电子守恒的计算;电离程度、水解程度的强弱判断及离子浓度大小比较技巧等基础知识,都是平时复习时应特别注意的重点。在理解这些原理或实质时,也可以借用图表来直观理解,同时也有利于提高自己分析图表的能力与技巧。总结思维的技巧和方法,答题时注意规范细致。再者是该类题的问题设计一般没有递进性,故答题时可跳跃式解答,千万不能放弃。

    3.实验类试题

    该类题主要以化工流程或实验装置图为载体,以考查实验设计、探究与实验分析能力为主,同时涉及基本操作、基本实验方法、装置与仪器选择、误差分析等知识。命题的内容主要是气体制备、溶液净化与除杂、溶液配制、影响速率因素探究、元素金属性或非金属性强弱(物质氧化性或还原性强弱)、物质成分或性质探究、中和滴定等基本实验的重组或延伸。

    【答题策略】首先要搞清楚实验目的,明确实验的一系列操作或提供的装置都是围绕实验目的展开的。要把实验目的与装置和操作相联系,找出涉及的化学原理、化学反应或物质的性质等,然后根据问题依次解答即可。

    4.有机推断类试题

    命题常以有机新材料、医药新产品、生活调料品为题材,以框图或语言描述为形式,主要考查有机物的性质与转化关系、同分异构、化学用语及推理能力。设计问题常涉及官能团名称或符号、结构简式、同分异构体判断、化学方程式书写、反应条件、反应类型、空间结构、计算、检验及有关合成路线等。

    【答题策略】有机推断题所提供的条件有两类:一类是有机物的性质及相互关系(也可能有数据),这类题往往直接从官能团、前后有机物的结构差异、特殊反应条件、特殊转化关系、不饱和度等角度推断。另一类则通过化学计算(也告诉一些物质性质)进行推断,一般是先求出相对分子质量,再求分子式,根据性质确定物质。至于出现情境信息时,一般采用模仿迁移的方法与所学知识融合在一起使用。推理思路可采用顺推、逆推、中间向两边推、多法结合推断。

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    电化学基础概念

    电化学知识归纳与整理

    二、考点归纳:

    内容

    原电池

    电解池

    电镀池

    Zn

    CuSO4溶液

    Pt

    Pt

    盐酸溶液

    Cu

    Fe

    CuCl2溶液

    定义

    将化学能转变成电能的装置

    将电能转变成化学能的装置

    应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的装置

    形成

    条件

    ①活动性不同的两电极(连接);

    ②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应);

    ③形成闭合回路。

    ①两茄帆袭电极接直流电源;

    ②两电极插入电解质溶液;

    ③形成闭合回路。

    ①镀层金属接电源正极作阳极,镀件接电源负极作阴极;

    ②电镀液必须含有镀层金属的阳离子

    ③形成闭合回路。

    两电极规定及

    反应

    负极:较活泼金属;释放电子;发氧化化反应

    正极:较不活泼金属(或能导电的非金属);电子流入一极;发生还原轿碰反应。

    阴极:与电源负极相连的

    极;发生还原反应。

    阳极:与电源正极相连的

    极;发生氧化反应。

    阴极:待镀金属;还原反应。

    阳极:镀层金属;氧化反应。

    电子

    流向

    e-沿导线

    负极 正极

    负极→阴极→阳离子

    正极←阳极←阴离子

    负极→阴极→阳离子

    正极←阳极

    电解液变 化

    1. 理解掌握原电池和电解池(电镀池)的构成条件和工作原理:

    2. 掌握电解反应产物及电解时溶液pH值的变化规律及有关电化学的计算:

    ⑴要判断电解产物是什么,必须理解溶液中离子放电顺序:

    阴极放电的总是溶液中的阳离子,与电极材料无关。放电顺序是:

    K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+、Au3+

    放电由难到易

    阳极:若是惰性电极作阳极,溶液中的阴离子放电,放电顺序是:

    S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子(NO3-、SO42-、CO32-)、F-

    失电子由易到难

    若是非惰性电极作阳极,则是电极本身失电子。

    要明确溶液中阴阳离子的放电顺序,有时还需兼顾到溶液的离子浓度。如果离子浓度相差十分悬殊的情况下,离子浓度大的有可能先放电。如理论上H+的放电能力大于Fe2+、Zn2+,但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时,由于溶液[Fe2+]或[Zn2+]>>[H+],则先在阴极上放电的是Fe2+或Zn2+,因此,阴极上的主要产物则为Fe和Zn。但在水溶液中,Al3+、Mg2+、Na+等是不会在阴极上放电的。

    ⑵电解时溶液pH值的变化规律:

    电解质溶液在电解过程中,有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化,有时可以从电解产物上去看。

    ①若电解时阴极上产生H2,阳极上无O2产生,电解后溶液pH值增大;

    ②若阴极上无H2,阳极上产生O2,则电解后溶液pH值减小;

    ③若阴极上有H2,阳极上有O2,且V(H2)==2V(O2),则有三种情况:a 如果原溶液为中性溶液,则电解后pH值不变;b 如果原溶液是酸溶液,则pH值变小;c 如果原溶液为碱溶液,则pH值变大;

    ④若阴极上无H2,阳极上无O2产生,电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液(CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性),一旦CuCl2全部电解完,pH值会变大,成中性溶液。

    ⑶进行有关电化学计算,如计算电极析出产物的质量或质量比,溶液pH值或推断金属原子量等时,一定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律。

    (4)S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

    ⅠⅡ

    Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+

    Ⅲ Ⅳ

    电解质溶液电解规律

    Ⅰ与Ⅲ区:电解电解质型

    Ⅰ与Ⅳ区:放氢生碱型

    Ⅱ与Ⅲ区:放氧生酸型

    Ⅱ与Ⅳ区:电解水型

    3. 理解金属腐蚀的本质及不同情况,了解用电化学原理在实际生活生产中的应用:

    ⑴金属的腐蚀和防护:

    ①金属腐蚀的实质是铁等金属原子失去电子而被氧化成金属阳离子的过程,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。金属与氧化剂(一般非电解质)接触,直接发生化学反应引起的腐蚀叫化学腐蚀,如铁与氯气接触发生的腐蚀为化学腐蚀。而颤兄更普遍存在的,危害也更为严重的是电化学腐蚀,即不纯的金属或合金与电解质溶液发生原电池反应引起的腐蚀。如钢铁在水膜酸性较强条件下发生析氢腐蚀Fe-2e-=Fe2+,2H++2e-==H2↑;在水膜酸性很弱或中性条件下,则发生吸氧腐蚀:2Fe-4e-=2Fe2+,2H2O+O2+4e-==4OH-。

    ②金属的防护方法:

    a、改变金属的内部结构;b、覆盖保护层;c、使用电化学保护法

    ⑵原电池原理的应用:

    ①制作多种化学电源,如干电池、蓄电池、高能电池、燃料电池;

    ②加快化学反应速率。如纯锌与盐酸反应制H2反应速率较慢,若滴入几滴CuCl2溶液,使置换出来的铜紧密附在锌表面,形成许多微小的原电池,可大大加快化学反应;

    ③金属的电化学保护,牺牲阳极的阴极保护法;

    ④金属活动性的判断。

    ⑶电解原理的应用:

    ①制取物质:例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。

    ②电镀:应用电解原理,在某些金属或非金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极,选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。

    ③精炼铜:以精铜作阴极,粗铜作阳极,以硫酸铜为电解质溶液,阳极粗铜溶解,阴极

    析出铜,溶液中Cu2+浓度减小

    ④电冶活泼金属:电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金属单质。

    化学电化学笔记总结

    电化学知识点总结

    电化学是化学知识中的一个重要考点,我们应该怎么进行相关知识点的掌握呢?下面是我为大家带来的电化学知识点总结,希望对大家有所帮助。

    电化学知识点总结1

    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散桐仿)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、负极的判断轮薯方法:

    (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)根据原电池两极冲纤发生的变化来判断

    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。

    (5)根据电极质量增重或减少来判断。

    工作后,电极质量增加,说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电,电极活动性弱;反之,电极质量减小,说明电极金属溶解,电极为负极,活动性强。

    (6)根据有无气泡冒出判断

    电极上有气泡冒出,是因为发生了析出H2的电极反应,说明电极为正极,活动性弱。

    本节知识树

    原电池中发生了氧化还原反应,把化学能转化成了电能。

    二、化学电源

    课标要求

    1、了解常见电池的种类

    2、掌握常见电池的工作原理

    要点精讲

    1、一次电池

    (1)普通锌锰电池

    锌锰电池是最早使用的干电池。锌锰电池的电极分别是锌(负极)和碳棒(正极),内部填充的是糊状的MnO2和NH4Cl。电池的两极发生的反应是:

    (2)碱性锌锰电池

    用KOH电解质溶液代替NH4Cl作电解质时,无论是电解质还是结构上都有较大变化,电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。它的电极反应如下:

    (3)银锌电池――纽扣电池

    该电池使用寿命较长,广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液。其电极反应式为:

    (4)高能电池――锂电池

    该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。由于锂的相对原子质量很小,所以比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大,使用寿命长。

    如作心脏起搏器的锂碘电池的电极反应式为:

    2、二次电池

    原理:充电电池在放电时进行的氧化还原反应在充电时又逆向进行,生成物重新转化为反应物,使充电放电可在一定时期内循环进行。

    铅蓄电池

    构成:该电池以Pb和PbO2作电极材料,硫酸作电解质溶液。

    放电时二氧化铅电极上发生还原反应,铅电极上发生氧化反应。充电时二氧化铅电极上发生氧化反应,铅电极上发生还原反应。

    3、氢氧燃料电池

    (1)氢氧燃料电池的构造

    在氢氧燃料电池中,电解质溶液为KOH溶液。石墨为电极,H2和O2或空气)源源不断地通到电极上。

    (2)氢氧燃料电池的优点是产物只有水,不产生污染物。

    本节知识树

    根据原电池的工作原理,设计了各种用途的原电池产品。需要了解常见电池的基本构造、工作原理、性能和使用范围。

    三、电解池

    课标要求

    1、掌握电解池的工作原理

    2、能够正确书写电极反应式和电解池反应方程式

    3、了解电解池、精炼池、电镀池的原理

    要点精讲

    1、电解原理

    (1)电解的含义:使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解,这种把电能转变成化学能的装置叫做电解池。

    (2)构成电解池的条件

    ①直流电源。

    ②两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极,与电源的负极相连的电极叫做阴极。

    ③电解质溶液或熔融态电解质用石墨、金、铂等制作的电极叫做惰性电极,因为它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用还原性较强的材料制作的电极叫做活性电极,它们作电解池的阳极时,先于其他物质发生氧化反应。

    (3)阴、阳极的`判断及反应原理

    与电源的正极相连的电极为阳极。阳极如果是活泼的金属电极,则金属失去电子生成金属阳离子;阳极如果不能失去电子,则需要溶液中能失去电子(即具有还原性)的离子在阳极表面失去电子,发生氧化反应。

    与电源的负极相连的电极为阴极。阴极如果是具有氧化性的物质,则阴极本身得到电子,发生还原反应,生成还原产物;阴极如果不能得到电子,则溶液中的离子在阴极表面得电

    子,发生还原反应(如下图所示)

    2、电解原理的应用

    (1)电解饱和食盐水以制备烧碱、氯气和氢气

    ①电解饱和食盐水的反应原理

    ②离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程

    (2)电镀

    ①电镀的含义:电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。

    ②电镀的目的:电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。

    ③电镀特点:“一多、一少、一不变”。一多指阴极上有镀层金属沉积,一少指阳极上有镀层金属溶解,一不变指电解液浓度不变。

    (3)电镀的应用――铜的电解精炼

    ①电解法精炼铜的装置

    ②电解法精炼铜的化学原理

    电解精炼是一种特殊的电解池。电解精炼中的两个电极都是同种金属单质,阳极是纯度较低的金属单质,阴极是纯度较高的金属单质。

    (3)电冶金

    原理:化合态的金属阳离子,在直流电的作用下,得到电子,变成金属单质。

    本节知识树

    化学能与电能可以相互转化。电能转化为化学能的反应为电解反应,实现电能转化成化学能的装置叫电解池。

    原电池与电解池比较

    四、金属的电化学腐蚀与防护

    课标要求

    ①能够解释金属电化学腐蚀的原因

    ②了解金属腐蚀的危害

    ③掌握金属腐蚀的防护措施

    要点精讲

    1、金属的腐蚀

    (1)定义:金属的腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。

    (2)分类:由于金属接触的介质不同,发生腐蚀的情况也不同,一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

    ①化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。化学腐蚀过程中发生的化学反应是普通的氧化还原反应,而不是原电池反应,无电流产生。

    ②电化学腐蚀:不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

    (3)电化学腐蚀

    电化学腐蚀,实际上是由大量的微小的电池构成微电池群自发放电的结果。

    ①析氢腐蚀

    钢铁在潮湿的空气中表面会形成一薄层水膜,在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成了原电池。这无数个微小的原电池遍布钢铁表面,在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。若电解质溶液酸性较强则发生析氢腐蚀。

    ②吸氧腐蚀

    金属表面酸性较弱或呈中性时,溶解在溶液中的氧气与水结合,生成OH-,消耗了氧气,从而使得溶液不断吸收空气中的氧气而发生吸氧腐蚀。

    2、金属的防护

    金属防护的目的就是防止金属的腐蚀。金属的防护要解决的主要问题就是使金属不被氧化。

    (1)牺牲阳极的阴极保护法

    将被保护的金属与更活泼的金属连接,构成原电池,使活泼金属作阳极被氧化,被保护的金属作阴极。

    (2)外加电源的阴极保护法

    利用外加直流电,负极接在被保护金属上成为阴极,正极接其他金属。

    (3)非电化学防护法

    ①非金属保护层②金属保护层③金属的钝化

    3、判断金属活动性强弱的规律

    (1)金属与水或酸的反应越剧烈,该金属越活泼。

    (2)金属对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强,该金属越活泼。

    (3)一种金属能从另一种金属的盐溶液中将其置换出来,则该金属比另一种金属更活泼。

    (4)两金属构成原电池时,作负极的金属比作正极的金属更活泼。

    (5)在电解的过程中,一般地先得到电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性比后得到电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性弱。

    本节知识树

    在揭示金属腐蚀的严重性和危害性的基础上,分析发生金属腐蚀的原因,探讨防止金属腐蚀的思路和方法。

    电化学知识点总结2

    一、原电池的原理

    1.构成原电池的四个条件(以铜锌原电池为例)

    ①活拨性不同的两个电极 ②电解质溶液 ③自发的氧化还原反应 ④形成闭合回路

    2.原电池正负极的确定

    ①活拨性较强的金属作负极,活拨性弱的金属或非金属作正极。

    ②负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应

    ③外电路由金属等导电。在外电路中电子由负极流入正极

    ④内电路由电解液导电。在内电路中阳离子移向正极,阴离子会移向负极区。

    Cu-Zn原电池:负极: Zn-2e=Zn2+ 正极:2H+ +2e=H2↑ 总反应:Zn +2H+=Zn2+ +H2↑

    氢氧燃料电池,分别以OH和H2SO4作电解质的电极反应如下:

    碱作电解质:负极:H2—2e-+2OH-=2 H2O 正极:O2+4e-+2 H2O=4OH-

    酸作电解质:负极:H2—2e-=2H+ 正极:O2+4e-+4H+=2 H2O

    总反应都是:2H2+ O2=2 H2O

    二、电解池的原理

    1.构成电解池的四个条件(以NaCl的电解为例)

    ①构成闭合回路 ②电解质溶液 ③两个电极 ④直流电源

    2.电解池阴阳极的确定

    ①与电源负极相连的一极为阴极,与电源正极相连的一极为阳极

    ②电子由电源负极→ 导线→ 电解池的阴极→ 电解液中的(被还原),电解池中阴离子(被氧化)→ 电解池的阳极→导线→电源正极

    ③阳离子向负极移动;阴离子向阳极移动

    ④阴极上发生阳离子得电子的还原反应,阳极上发生阴离子失电子的氧化反应。

    注意:在惰性电极上,各种离子的放电顺序

    三.原电池与电解池的比较

    原电池电解池

    (1)定义化学能转变成电能的装置电能转变成化学能的装置

    (2)形成条件合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路电极、电解质溶液(或熔融的电解质)、外接电源、形成回路

    (3)电极名称负极正极阳极阴极

    (4)反应类型氧化还原氧化还原

    (5)外电路电子流向负极流出、正极流入阳极流出、阴极流入

    四、在惰性电极上,各种离子的放电顺序:

    1、放电顺序:

    如果阳极是惰性电极(Pt、Au、石墨),则应是电解质溶液中的离子放电,应根据离子的放电顺序进行书写书写电极反应式。

    阴极发生还原反应,阳离子得到电子被还原的顺序为:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(酸电离出的H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水电离出的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>+。

    阳极(惰性电极)发生氧化反应,阴离子失去电子被氧化的顺序为:S2->SO32->I->Br ->Cl->OH->水电离的OH->含氧酸根离子>F-。

    (注:在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、+这些活泼金属阳离子不被还原,这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得)。

    2、电解时溶液pH值的变化规律

    电解质溶液在电解过程中,有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化,有时可以从电解产物上去看。

    ①若电解时阴极上产生H2,阳极上无O2产生,电解后溶液pH值增大;

    ②若阴极上无H2,阳极上产生O2,则电解后溶液pH值减小;

    ③若阴极上有,阳极上有,且V O2=2 V H2,则有三种情况:a 如果原溶液为中性溶液,则电解后pH值不变;b 如果原溶液是酸溶液,则pH值变小;c 如果原溶液为碱溶液,则pH值变大;

    ④若阴极上无H2,阳极上无O2产生,电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶 液(CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性),一旦CuCl2全部电解完,pH值会变大,成中性溶液。

    3、进行有关电化学计算,如计算电极析出产物的质量或质量比,溶液pH值或推断金属原子量等时,一定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律。

    五、电解原理的应用

    (1)制取物质:例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。

    (2)电镀:应用电解原理,在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极,选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。

    (3)精炼铜:以精铜作阴极,粗铜作阳极,以硫酸铜为电解质溶液,阳极粗铜溶解,阴极析出铜,溶液中Cu2+浓度减小

    (4)电冶活泼金属:电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金属单质。

    六、电解举例

    (1)电解质本身:阳离子和阴离子放电能力均强于水电离出H+和OH -。如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐。

    ①HCl(aq):阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 阴极(H+) 2H++2e-=H2↑

    总方程式 2HCl H2↑+Cl2↑

    ②CuCl2(aq):阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 阴极(Cu2+>H+) Cu2++2e-=Cu

    总方程式 CuCl2 Cu+Cl2↑

    (2)电解水:阳离子和阴离子放电能力均弱于水电离出H+和OH -。如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。

    ①H2SO4(aq):阳极(SO42-<OH-= 4OH――4e-=2H2O+O2↑ 阴极(H+) 2H++2e-=H2↑

    总方程式 2H2O 2H2↑+O2↑

    ②NaOH(aq):阳极(OH-)4OH――4e-=2H2O+O2↑ 阴极:(Na+<H+= 2H++2e-=H2↑

    总方程式 2H2O 2H2↑+O2↑

    ③Na2SO4(aq):阳极(SO42-<OH-= 4OH――4e-=2H2O+O2↑阴极:(Na+<H+=2H++2e-=H2↑

    总方程式 2H2O 2H2↑+O2↑

    (3)电解水和电解质:阳离子放电能力强于水电离出H+,阴离子放电能力弱于水电离出OH-,如活泼金属的无氧酸盐;阳离子放电能力弱于水电离出H+,阴离子放电能力强于水电离出OH -,如不活泼金属的含氧酸盐。

    ①NaCl(aq):阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 阴极:(Na+<H+= 2H++2e-=H2↑

    总方程式 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑

    ②CuSO4(aq):阳极(SO42-<OH-=4OH――4e-=2H2O+O2↑ 阴极(Cu2+>H+) Cu2++2e-=Cu

    总方程式 2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑

    ;

    电化学相关知识点总结

    原电池是可以通过氧化还原反应而产生电流的装置,也可以说是把化学能转变成电能的装置。这次我在这里给大家整理了高考化学原电池知识点归纳,供大家阅读参考。

    目录

    高考化学原电池知识点归纳

    原电池正老竖负极的判断方法

    原电池工作原理

    高考化学原电池知识点归纳

    一、原电池的原理

    1.构成原电池的四个条件(以铜锌原电池为例)

    ①活拨性不同的两个电极 ②电解质溶液 ③自发的氧化还原反应 ④形成闭合回路

    2.原电池正负极的确定

    ①活拨性较强的金槐含慎属作负极,活拨性弱的金属或非金属作正极。

    ②负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应

    ③外电路由金属等导电。在外电路中电子由负极流入正极

    ④内电路由电解液导电。在内电路中阳离子移向正极,阴离子会移向负极区。

    Cu-Zn原电池:负极: Zn-2e=Zn2+ 正极:2H+ +2e=H2↑ 总反应:Zn +2H+=Zn2+ +H2↑

    氢氧燃料电池,分别以OH和H2SO4作电解质的电极反应如下:

    碱作电解质:负极:H2—2e-+2OH-=2 H2O 正极:O2+4e-+2 H2O=4OH-

    酸作电解质:负极:H2—2e-=2H+ 正极:O2+4e-+4H+=2 H2O

    总反应都是:2H2+ O2=2 H2O

    二、电解池的原理

    1.构成电解池的四个条件(以NaCl的电解为例)

    ①构成闭合回路 ②电解质溶液 ③两个电极 ④直流电源

    2.电解池阴阳极的确定

    ①与电源负极相连的一极为阴极,与电源正极相连的一极为阳极

    ②电子由电源负极→ 导线→ 电解池的阴极→ 电解液中的(被还原),电解池中阴离子(被氧化)→ 电解池的阳极→导线→电源正极

    ③阳离子向负极移动;阴离子向阳极移动

    ④阴极上发生阳离子得电子的还原反应,阳极上发生阴离子失电子的氧化反应。

    注意:在惰性电极上,各种离子的放电顺序

    三.原电池与电解池的比较

    原电池电解池

    (1)定义化学能转变成电能的装置电能转变成化学能的装置

    (2)形成条件合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路电极、电解质溶液(或熔融的电解质)、外接电源、形成回路

    (3)电极名称负极正极阳极阴极

    (4)反应类型氧化还原氧化还原

    (5)外电路电子流向负极铅敬流出、正极流入阳极流出、阴极流入

    四、在惰性电极上,各种离子的放电顺序:

    1、放电顺序:

    如果阳极是惰性电极(Pt、Au、石墨),则应是电解质溶液中的离子放电,应根据离子的放电顺序进行书写书写电极反应式。

    阴极发生还原反应,阳离子得到电子被还原的顺序为:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(酸电离出的H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水电离出的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>+。

    阳极(惰性电极)发生氧化反应,阴离子失去电子被氧化的顺序为:S2->SO32->I->Br->Cl->OH->水电离的OH->含氧酸根离子>F-。

    (注:在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、+这些活泼金属阳离子不被还原,这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得)。

    2、电解时溶液pH值的变化规律

    电解质溶液在电解过程中,有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化,有时可以从电解产物上去看。

    ①若电解时阴极上产生H2,阳极上无O2产生,电解后溶液pH值增大;

    ②若阴极上无H2,阳极上产生O2,则电解后溶液pH值减小;

    ③若阴极上有,阳极上有,且V O2=2 V H2,则有三种情况:a 如果原溶液为中性溶液,则电解后pH值不变;b 如果原溶液是酸溶液,则pH值变小;c如果原溶液为碱溶液,则pH值变大;

    ④若阴极上无H2,阳极上无O2产生,电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液(CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性),一旦CuCl2全部电解完,pH值会变大,成中性溶液。

    3、进行有关电化学计算,如计算电极析出产物的质量或质量比,溶液pH值或推断金属原子量等时,一定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律。

    五、电解原理的应用

    (1)制取物质:例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。

    (2)电镀:应用电解原理,在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极,选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。

    (3)精炼铜:以精铜作阴极,粗铜作阳极,以硫酸铜为电解质溶液,阳极粗铜溶解,阴极析出铜,溶液中Cu2+浓度减小

    (4)电冶活泼金属:电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金属单质。

    六、电解举例

    (1)电解质本身:阳离子和阴离子放电能力均强于水电离出H+和OH -。如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐。

    ①HCl(aq):阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 阴极(H+) 2H++2e-=H2↑

    总方程式 2HCl H2↑+Cl2↑

    ②CuCl2(aq):阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 阴极(Cu2+>H+) Cu2++2e-=Cu

    总方程式 CuCl2 Cu+Cl2↑

    (2)电解水:阳离子和阴离子放电能力均弱于水电离出H+和OH -。如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。

    ①H2SO4(aq):阳极(SO42-

    总方程式 2H2O 2H2↑+O2↑

    ②NaOH(aq):阳极(OH-)4OH――4e-=2H2O+O2↑ 阴极:(Na+

    总方程式 2H2O 2H2↑+O2↑

    ③Na2SO4(aq):阳极(SO42-

    总方程式 2H2O 2H2↑+O2↑

    (3)电解水和电解质:阳离子放电能力强于水电离出H+,阴离子放电能力弱于水电离出OH-,如活泼金属的无氧酸盐;阳离子放电能力弱于水电离出H+,阴离子放电能力强于水电离出OH-,如不活泼金属的含氧酸盐。

    ①NaCl(aq):阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 阴极:(Na+ 总方程式 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑

    ②CuSO4(aq):阳极(SO42-H+) Cu2++2e-=Cu

    总方程式 2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑

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    原电池正负极的判断方法

    1.一般两极为活泼性不同电极材料时,往往活泼性强的作负极,活泼性弱的作正极,但是除了一些特例如:Mg-Al-NaOH构成的原电池中,虽然镁比铝活泼,但是镁不与电解质溶液氢氧化钠反应,而铝可以与氢氧化钠反应,故根据原电池的条件可知,原电池要为能自发进行的氧化还原反应,所以此时,铝为负极,镁为正极;

    2.根据电极反应,负极发生氧化反应,正极发生还原反应;

    3.根据题目中的物质进出工作原理图,看物质进出之后物质元素中化合价的升降,若化合价升高则为发生氧化反应,故为负极,反之为正极;

    4.根据电子流向,电子流出极为负极,流入极为正极;

    5.根据电流方向,电流流出极为正极,流入极为负极;

    6.根据电解质溶液中阴阳离子的移动方向判断,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动;

    7.根据现象判断,金属溶解极为负极,有气泡产生极为正极;

    8.根据原电池装置中电流表的指针方向判断,指针指向的那一极为正极。

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    原电池工作原理

    原电池反应属于放热的反应,一般是氧化还原反应,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反应不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化。

    但是,需要注意,非氧化还原反应一样可以设计成原电池。从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经外接导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行。

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