求高中化学 电化学部分知识点总结 谢谢

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/04 20:25:28
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装置特点:化学能转化为电能.
①、两个活泼性不同的电极;
形成条件:②、电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应);
原 ③、形成闭合回路(或在溶液中接触)
电 负极:用还原性较强的物质作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化反应.
池 基本概念: 正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路得到电子,发生还原反应.
原 电极反应方程式:电极反应、总反应.

氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应
反应原理:Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=2H2↑

电解质溶液
电极反应: 负极(锌筒)Zn-2e-=Zn2+
正极(石墨)2NH4++2e-=2NH3+H2↑
①、普通锌——锰干电池 总反应:Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑
干电池: 电解质溶液:糊状的NH4Cl
特点:电量小,放电过程易发生气涨和溶液
②、碱性锌——锰干电池 电极:负极由锌改锌粉(反应面积增大,放电电流增加);
电解液:由中性变为碱性(离子导电性好).
正极(PbO2) PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O
负极(Pb) Pb+SO42--2e-=PbSO4
铅蓄电池:总反应:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
电解液:1.25g/cm3~1.28g/cm3的H2SO4 溶液
蓄电池 特点:电压稳定.
Ⅰ、镍——镉(Ni——Cd)可充电电池;
其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2
Ⅱ、银锌蓄电池
锂电池
①、燃料电池与普通电池的区别
不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输入,同时
燃料 电极反应产物不断排出电池.
电池 ②、原料:除氢气和氧气外,也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂.
负极:2H2+2OH--4e-=4H2O ;正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
③、氢氧燃料电池: 总反应:O2 +2H2 =2H2O
特点:转化率高,持续使用,无污染.
废旧电池的危害:旧电池中含有重金属(Hg2+)酸碱等物质;回收金属,防止污染.
腐蚀概念:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程.
概述: 腐蚀危害:
腐蚀的本质:M-ne-→Mn+(氧化反应)
分类: 化学腐蚀(金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀)、电化腐蚀
定义:因发生原电池反应,而使金属腐蚀的形式.
负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+;正极(C):O2+2H2O+4e-=4OH-
电化 吸氧腐蚀: 总反应:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2
腐蚀 后继反应:4Fe(OH)2 +O2 +2H2O =4Fe(OH)3
钢铁的腐蚀: 2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O
负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+;
析氢腐蚀: 正极(C):2H++2e-=H2↑
总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑
影响腐蚀的因素:金属本性、介质.
金属的防护: ①、改变金属的内部组织结构;
保护方法:②、在金属表面覆盖保护层;
③、电化学保护法(牺牲阳极的阴极保护法)
定义: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.
装置特点:电能转化为化学能.
①、与电源本连的两个电极;
形成条件 ②、电解质溶液(或熔化的电解质)
③、形成闭合回路.
电极 阳极:与直流电源正极相连的叫阳极.
概念 阴极:与直流电源负极相连的叫阴极.
电极反应:
原理:谁还原性或氧化性强谁先放电(发生氧化还原反应)
离子放电顺序: 阳极:阴离子还原性 S2->I->Br->Cl->OH->SO42-(含氧酸根)>F-
阴极:阳离子氧化性 Ag+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+
电子流向 e- e-
氧化反应 阳极 阴极 还原反应
反应原理:4OH--4e-=2H2O +O2 Cu2++2e-=Cu

电解质溶液
电解结果:在两极上有新物质生成.
总反应:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
粗铜板作阳极,与直流电源正极相连;
①、装置 纯铜作阴极,与直流电源负极相连;
用CuSO4 (加一定量H2SO4)作电解液.
阴极:Cu2++2e-=Cu
电解精炼铜 阳极:Cu-2e-=Cu2+、Zn-2e-=Zn2+
②、原理: Ni-2e-=Ni2+
阳极泥:含Ag、Au等贵重金属;
电解液:溶液中CuSO4浓度基本不变
③、电解铜的特点:纯度高、导电性好.
①、概念:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程.
将待镀金属与电源负极相连作阴极;
②、方法:镀层金属与电源正极相连作阳极;
电镀: 用含镀层金属离子的电解质溶液配成电镀液.
③、原理:阳极 Cu-2e-=Cu2+ ;Cu2++2e-=Cu
④、装置:
⑤、电镀工业:镀件预处理→电镀液添加剂→
装置:(如图)
现象 ①、阴极上有气泡;②、阳极有刺激性气体产,能使湿润的淀粉KI变蓝;
电解食盐水 ③、阴极区附近溶液变红,有碱生成
原理: 通电前: NaCl =Na++Cl- H2O H++OH-
原理 阴极(Fe):Na+,H+移向阴极;2H++2e-=H2↑(还原反应)
通电后:阳极(C):Cl-、OH-移向阳极;2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)
总反应:2NaCl +2H2O 2NaOH +Cl2↑+H2↑
阳极、阴极、离子交换膜、电解槽、导电铜棒等
①、组成:阳极:金属钛网(涂有钌氧化物);阴极:碳钢网(涂有Ni涂层)
阳离子交换膜:只允许阳离子通过,阻止阴离子和空气通过;
②、装置:

离子交换膜
法制烧碱:

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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

全部展开

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-
Ⅰ Ⅱ
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。

收起

原电池:负失氧(负极失去电子发生氧化反应)、正得还
电解池:阳失氧、阴得还
原电池活泼性强的金属做负极。
燃料电池燃料做负极
什么电精炼、电冶金、电镀等等都可以用上面的东西