高二化学电化学

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1、高二化学选修4复习纲要第二章电化学【知识精要】一、原电池原理及应用原电池是一种由化学能转变成电能的装置。其本质是通过自发进行的氧化还原反应，使反应中电子转移而产生电流，反应中的氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，这便形成了带电粒子按一定方向流动的闭合回路。1．原电池的判定先分析有无外接电源，有外接电源者为电解池，无外接电源者可能为原电池；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，两极为导体且活泼性不同；二看溶液，两极插入电解质溶液中；三看回路：形成闭合回路或两极接触。2．原电池正极和负

2、极的确定（1）由两极的相对活泼性确定：在原电池中，相对活泼性较强的金属为原电池的负极，相对活泼性较差的金属或导电的非金属作原电池的正极。（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，该电极发生氧化反应，此为原电池的负极；若原电池中某一电极上有气体生成、电极的质量不断增加或电极质量不变，该电极发生还原反应，此为原电池的正极。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，如锌锰干电池、铅蓄电池、锂电池、新型燃料电池等。（2）原电池原理可用于解决一些实际

3、问题，如加快某些化学反应时的速率（稀硫酸与锌反应时，常滴入几滴硫酸铜溶液）；分析金属电化学腐蚀的快慢和防护方法等。[重点提醒]（1）由电极装置书写电极反应：找出发生氧化反应和还原反应的物质（或离子），确定正负或阴阳极反应的物质（或放电的离子），利用电荷守恒分别写出电极反应式。（2）差值法书写电极反应式：正负（或阴阳）极反应式之和为电池反应的方程式。一般先写出反应的总方程式和较易写出的电极反应式，然后用总方程式减去较易写出的电极反应式得较难写的电极反应式。书写时，无论是总反应式还是电极反应式都既要满足电子转移守

4、恒、电荷守恒，又要满足质量守恒。书写时注意介质通常是定向移动到该电极附近的导电离子如H+、OH-、H2O等等，若氧化(或还原)产物能与之发生复分解反应，则其一般书写在电极方程式中。（3）常见电极反应式（1）氢、氧燃烧电池（电池的产物负极为H2O，正极则有大量的氢氧根生成）：负极:2H2+4OH-—4e—=4H2O正极:O2+4e—+2H2O=4OH—（2）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：CH4—8e—

5、+10OH—=CO32-+7H2O正极：2O2+8e—+4H2O=8OH—（3）爱迪生蓄电池：Ｆｅ＋ＮｉＯ２＋２Ｈ２ＯＦｅ（ＯＨ）２＋Ｎｉ（ＯＨ）２负极：Fe—2e—+2OH—==Fe(OH)2正极：NiO2+2e—+2H2O==Ni(OH)2+2OH—（4）纽扣电池：Ａｇ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ＋Ｚｎ＝ＺＮ（ＯＨ）２＋２Ａｇ负极：Zn-4e—+2OH—=Zn(OH)2正极：Ag2O+H2O+2e—==2Ag+2OH—（5）铅蓄电池负极：Pb+SO42—-2e-=PbSO4正极：PbO2+4H++SO42—+2e-=Pb

6、SO4+2H2O二、电解原理及应用电解池是将电能转化为化学能的装置，在电解池中，阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应，其放电顺序一般为：阳极：活泼性电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子阴极：与金属活动顺序表中金属阳离子的氧化顺序一致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↑水增大增大水H2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水电解电解质HCl电解质电离出的

7、阴阳离子分别在两极放电电解质减小增大氯化氢CuCl2电解质减小—氯化铜放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增大氯化氢放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减小氧化铜2．电解原理的应用（1）电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解质溶液。电解时，发生如下反应：阳极，Cu-2e-=Cu2+，阴极，Cu2++2e-=Cu。阳极泥中存在金、银等不活泼的贵重金属，阴极得到纯铜。（2）电镀铜：精铜作阳极，镀件金

8、属作阴极，硫酸铜（或其他可溶性铜盐）溶液作电解质溶液，从理论上讲电镀时电解质溶液组成、浓度和质量不变化。电极反应：阳极Cu-2e-=Cu2+，阴极Cu2++2e-=Cu。（3）氯碱工业：阳极2Cl--2e-=Cl2↑，阴极2H++2e-=H2↑总反应2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑(反应条件：直流电)（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