1、原電池和電解池知識點一原電池和電解池的比較：裝置原電池電解池實例原理使氧化還原反應中電子作定向移動，從而形成電流。這種把化學能轉變為電能的裝置叫做原電池。使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解。這種把電能轉變為化學能的裝置叫做電解池。形成條件電極：兩種不同的導體相連；電解質溶液：能與電極反應。能自發的發生氧化還原反應形成閉合回路電源； 電極（惰性或非惰性）；電解質（水溶液或熔化態）。反應類型自發的氧化還原反應非自發的氧化還原反應電極名稱由電極本身性質決定：正極：材料性質較不活潑的電極；負極：材料性質較活潑的電極。由外電源決定：陽極：連電源的正極；陰極：連電源的負極；電

2、極反應負極：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反應）正極：2H+2e-=H2（還原反應）陰極：Cu2+ +2e- = Cu （還原反應）陽極：2Cl-2e-=Cl2 （氧化反應）電子流向負極正極電源負極陰極；陽極電源正極電流方向正極負極電源正極陽極；陰極電源負極能量轉化化學能電能電能化學能應用抗金屬的電化腐蝕犧牲陽極的陰極保護法；實用電池。電解食鹽水（氯堿工業）；電鍍（鍍銅）；電冶（冶煉Na、Mg、Al）；精煉（精銅）。二原電池正負極的判斷：根據電極材料判斷：活潑性較強的金屬為負極，活潑性較弱的或者非金屬為正極。根據電子或者電流的流動方向：電子流向：負極正極。電流方向：正極負極。根據電極變化判斷：

3、氧化反應負極； 還原反應正極。根據現象判斷：電極溶解負極； 電極重量增加或者有氣泡生成正極。根據電解液內離子移動的方向判斷：陰離子移向負極；氧離子移向正極。三電極反應式的書寫：*注意點：1. 弱電解質、氣體、難溶物不拆分，其余以離子符號表示；2. 注意電解質溶液對正負極的影響；3. 遵守電荷守恒、原子守恒，通過添加H+ 、OH- 、H2O 來配平1.負極：負極材料本身被氧化：如果負極金屬生成的陽離子與電解液成分不反應，則為最簡單的：M-n e-=Mn+ 如：Zn-2 e-=Zn2+如果陽離子與電解液成分反應，則參與反應的部分要寫入電極反應式中：如鉛蓄電池，Pb+SO42-2e-=PbSO4負極

4、材料本身不反應：要將失電子的部分和電解液都寫入電極反應式，如燃料電池CH4-O2(C作電極)電解液為KOH：負極：CH4+10OH-8 e-=C032-+7H2O2.正極：當負極材料能自發的與電解液反應時，正極則是電解質溶液中的微粒的反應，H2SO4電解質，如2H+2e=H2 CuSO4電解質： Cu2+2e= Cu當負極材料不與電解質溶液自發反應時，正極則是電解質中的O2反正還原反應 當電解液為中性或者堿性時，H2O參加反應，且產物必為OH-,如氫氧燃料電池（KOH電解質）O2+2H2O+4e=4OH-當電解液為酸性時，H+參加反應，產物為H2O 如氫氧燃料電池（KOH電解質） O2+4O2

5、+4e=2H2O四常見的原電池1.銀鋅電池：(負極Zn、正極-Ag2O、電解液NaOH )負極 ：Zn+2OH2e-= Zn(OH)2 (氧化反應)正極 ：Ag2O + H2O + 2e-= 2Ag + 2 OH (還原反應)化學方程式 Zn + Ag2O + H2O= Zn(OH)2 + 2Ag2.鋁空氣海水（負極-鋁、正極-石墨、鉑網等能導電的惰性材料、電解液-海水）負極 ：4Al12e=4Al3+ (氧化反應) 正極 ：3O2+6H2O+12e=12OH （還原反應)總反應式為： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 （鉑網增大與氧氣的接觸面）海洋燈標電池3.鎂-鋁電池 （負極-A

6、l、正極-Mg 電解液KOH） 負極(Al)： 2Al + 8 OH- 6e- 2AlO2+4H2O (氧化反應)正極(Mg）： 6H2O + 6e- 3H2+6OH （還原反應)化學方程式： 2Al + 2OH + 2H2O 2AlO2+ 3H24.堿性鋅錳干電池：（負極Zn、正極C、 電解液KOH 、MnO2的糊狀物）負極： Zn + 2OH 2e-= Zn(OH)2 (氧化反應)正極：2MnO2 + 2H2O + 2e-=2MnOOH +2 OH （還原反應)化學方程式 Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnOOH5.鉛蓄電池：（負極Pb 正極PbO2 電解液 濃硫

7、酸） 放電時 負極： Pb2eSO42=PbSO4(氧化反應)正極： PbO22e4HSO42=PbSO42H2O (還原反應) 充電時 陰極： PbSO4 + 2H+ 2e-= Pb+H2SO4(還原反應)陽極： PbSO4 + 2H2O 2e-= PbO2 + H2SO4 + 2H+ (氧化反應)總化學方程式 PbPbO2 + 2H2SO42PbSO4+2H2O6.鎳-鎘電池（負極-Cd 、正極NiOOH、電解質溶液為KOH溶液）放電時 負極： Cd 2e+ 2 OH = Cd(OH)2 (氧化反應)Ni(OH)2+Cd(OH)2正極： 2NiOOH + 2e + 2H2O = 2Ni(O

8、H)2+ 2OH (還原反應)充電時 陰極： Cd(OH)2 + 2e= Cd + 2 OH (還原反應)陽極：2 Ni(OH)2 2e+ 2 OH = 2NiOOH + 2H2O (氧化反應)總化學方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)27.氫氧燃料電池電解質是KOH溶液（堿性或中性電解質）負極：H2 2e- + 2OH = 2H2O (氧化反應)正極：O2 + H2O + 4e- = 4OH(還原反應)總反應方程式  2H2 + O2 = 2H2O電解質是H2SO4溶液（酸性電解質） 負極：H2 2e- = 2H+ (氧化反應) 正極：O2

9、 + 4H+ + 4e- = 2H2O (還原反應) 總反應方程式  2H2 + O2 = 2H2O 注意1.堿性溶液反應物、生成物中均無H+ 2.酸性溶液反應物、生成物中均無OH- 8.甲醇燃料電池 （鉑為兩極、電解液KOH溶液）  正極：3O2 + 12e- + 6H20= 12OH- (還原反應)  負極：2CH3OH 12e- + 16OH  = 2CO32- +12H2O (氧化反應)總反應方程式 2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O 9.CO燃料電池 （鉑為兩極、Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作

10、電解質，CO為負極燃氣，空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣）正極： O2 4e- 2CO2 2CO32- (還原反應)負極： 2CO2CO32- 4e- =4CO2 (氧化反應) 總反應方程式均為： 2CO O2 2CO210.肼燃料電池（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極： O2 + 2H2O + 4e- = 4OH  (還原反應)負極： N2H4 + 4OH - 4e- = N2 + 4H2O (氧化反應)總反應方程式 N2H4 + O2= N2 + 2H2O11.甲烷燃料電池（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極： 2O2 + 2H2O + 8e- = 8 OH  (還原反應

11、)負極： CH4 + 10OH- 8e- = CO32- + 7H2O (氧化反應)總反應方程式 CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O12.丙烷燃料電池（鉑為兩極、正極通入O2和CO2、負極通入丙烷、電解液有三種）電解質是熔融碳酸鹽（K2CO3或Na2CO3）正極 ： 5O2 + 20e- + 10CO2 = 10CO32- (還原反應)負極 ： C3H8 - 20e-+ 10CO32- = 3CO2 + 4H2O (氧化反應)總反應方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O堿性電解質（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極 ： 5O2 + 20e- + 10H

12、2O = 20OH   (還原反應)負極 ： C3H8 - 20e-+ 26 OH   = 3CO32- + 17H2O (氧化反應)總反應方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH = 3 K2CO3 + 7H2O五化學腐蝕和電化腐蝕的區別化學腐蝕電化腐蝕一般條件金屬直接和強氧化劑接觸不純金屬，表面潮濕反應過程氧化還原反應，不形成原電池。因原電池反應而腐蝕有無電流無電流產生有電流產生反應速率電化腐蝕化學腐蝕結果使金屬腐蝕使較活潑的金屬腐蝕六吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區別電化腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性較強正極反應O2 + 4e- +

13、 2H2O = 4OH-2H+ + 2e-=H2負極反應Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+腐蝕作用是主要的腐蝕類型，具有廣泛性發生在某些局部區域內*金屬腐蝕的快慢的判斷 在同一電解質溶液中，電解原理引起的腐蝕原電池原理化學腐蝕有效防腐措施的腐蝕；七金屬的防護改變金屬的內部組織結構。合金鋼中含有合金元素，使組織結構發生變化，耐腐蝕。如：不銹鋼。 在金屬表面覆蓋保護層。常見方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護作用的另一種金屬。電化學保護法 外加電源的陰極保護法:接上外加直流電源構成電解池，被保護的金屬作陰極。犧牲陽極的陰極保護法：外加負極材

14、料，構成原電池，被保護的金屬作正極*防腐措施：外接電源的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法一般防護無防護八電解池的陰陽極判斷：由外電源決定：陽極：連電源的正極； 陰極：連電源的負極；根據電極反應: 氧化反應陽極 ；還原反應陰極根據陰陽離子移動方向：陰離子移向陽極；陽離子移向陰極，根據電子幾點流方向：電子流向: 電源負極陰極；陽極電源正極 電流方向: 電源正極陽極；陰極電源負極九.電解時電極產物判斷：陽極：如果電極為活潑電極，Ag以前的，則電極失電子，被氧化被溶解，Zn-2e-=Zn2+ 如果電極為惰性電極，C、Pt、Au、Ti等，則溶液中陰離子失電子，4OH- 4e-= 2H2O+ O2陰離子放電

15、順序S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F- 陰極：（.陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護）根據電解質中陽離子活動順序判斷，陽離子得電子順序 金屬活動順序表的反表金屬活潑性越強，則對應陽離子的放電能力越弱，既得電子能力越弱: H+（水） < Zn2+ < Fe2+ < H+（酸）< Cu2+ < Fe3+ < Ag+電解方程式的實例（用惰性電極電解）：電解質溶液陽極反應式陰極反應式總反應方程式（條件：電解）溶液酸堿性變化CuCl22Cl-2e-=Cl2Cu2+ +2e-= CuCuCl2= Cu +Cl2HCl

16、2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22HCl=H2+Cl2酸性減弱Na2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2不變H2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，酸性增強NaOH4OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，堿性增強NaCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOHH+放電，堿性增強CuSO44OH-4e-=2H2O+O2Cu2+ +2e-= Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4OH 放電,酸性增強十以

17、惰性電極電解電解質溶液的規律：電解水型：電解含氧酸，強堿，活潑金屬的含氧酸鹽（稀H2SO4、NaOH、Na2SO4）陽極：4OH-4e-=2H2O+O2 陰極：2H+2e-=H2 總反應：2H2O 2H2 + O2，溶質不變，PH分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導電性,從而加快電解速率（不是起催化作用）。電解電解質：無氧酸、不活潑金屬的無氧酸鹽，如CuCl2 、HCl陽極：2Cl-2e-=Cl2 陰極：Cu2+ +2e-= Cu 總反應：CuCl2 Cu +Cl2放氫生成堿型：活潑金屬的無氧酸鹽 如NaCl陽極：2Cl-2e-=Cl2 陰極：2H+2e-=H2 總反應： 2Na

18、Cl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH公式：電解質+H2O堿+ H2+非金屬放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽，如CuSO4陽極：4OH-4e-=2H2O+O2 陰極：Cu2+ +2e-= Cu 總反應：2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4公式：電解質+H2O酸+ O2+金屬圖20-1十一電解原理的應用電解飽和食鹽水（氯堿工業） 反應原理陽極： 2Cl- - 2e-= Cl2 陰極： 2H+ + 2e-= H2總反應：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH陽離子交換膜的作用：它只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過。（2）制燒堿生產過程 （離子交換膜法）食鹽水的精制：粗鹽（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42- 等）加入NaOH溶液加入BaCl2溶液加入Na2CO3溶液過濾加入鹽酸加入離子交換劑(NaR)電解生產主要過程（見圖20-1）：NaCl從陽極區加入，H2O從陰極區加入。陰極H+ 放電，破壞了水的電離平衡，使OH-濃度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。電解冶煉鋁，以及活潑金屬Na、Mg原料：（A）、冰晶石：Na3AlF6=3Na+AlF63-（B）、氧化鋁： 鋁土礦 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 原理 陽極 2O2 4