原电池和电解池知识点总结

原电池和电解池

1．原电池和电解池的比较： 2原电池正负极的判断：

⑴根据电极材料判断：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的或者非金属为正极。 ⑵根据电子或者电流的流动方向：电子流向：负极→正极。电流方向：正极→负极。 ⑶根据电极变化判断：氧化反应→负极； 还原反应→正极。

⑷根据现象判断：电极溶解→负极； 电极重量增加或者有气泡生成→正极。 ⑸根据电解液内离子移动的方向判断：阴离子→移向负极；氧离子→移向正极。 3电极反应式的书写：

负极：⑴负极材料本身被氧化：

n+2+

①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应，则为最简单的：M-n e-=M 如：Zn-2 e-=Zn ②如果阳离子与电解液成分反应，则参与反应的部分要写入电极反应式中： 如铅蓄电池，Pb+SO42--2e-=PbSO4

⑵负极材料本身不反应：要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式，

如燃料电池CH4-O2(C作电极)电解液为KOH：负极：CH4+10OH-8 e-=C032-+7H2O 正极：⑴当负极材料能自发的与电解液反应时，正极则是电解质溶液中的微粒的反应，

+

H2SO4电解质，如2H+2e=H2 CuSO4电解质： Cu2++2e= Cu

⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时，正极则是电解质中的O2反正还原反应

-① 当电解液为中性或者碱性时，H2O比参加反应，且产物必为OH,

如氢氧燃料电池（KOH电解质）O2+2H2O+4e=4OH

+

②当电解液为酸性时，H比参加反应，产物为H2OO2+4O2+4e=2H2O

4．化学腐蚀和电化腐蚀的区别

-

6．金属的防护 ⑴改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。⑵在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。⑶电化学保护法 ①外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。②牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极 7。常见实用电池的种类和特点 ⑴干电池（属于一次电池） ①结构：锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的'糊状物。酸性电解质： ②电极反应

Zn-2e-=Zn2+

2NH4++2e-=2NH3+H2

＋＋＋

NH3和H2被Zn2、MnO2吸收： MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2＋4NH3=Zn(NH3)42 碱性电解质：（KOH电解质）

-电极反应Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2

2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+ Zn(OH)2 Zn+ MnO2+2H2O-=2MnOOH+ Zn(OH)2

⑵铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池） ①结构：铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。 ②A.放电反应 负极： Pb-2e-+ SO42- = PbSO4原电池正极： PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO42O

B.充电反应 阴极：PbSO4-= Pb+ SO42-电解池阳极：PbSO4- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42- 总式：Pb + PbO2 + 2H2SO4

===

放电充电

2PbSO4 + 2H2O

注意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。电极名称看电子得失，电极反应式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。 ⑶锂电池

①结构：锂、石墨、固态碘作电解质。 ②A电极反应2Li-2e- = 2Li+

正极： I2 +2e- = 2I-总式：2Li + I2 = 2LiI

B MnO2 做正极时：

2Li-2e- = 2Li+

正极：MnO2+e- = MnO2 - 总Li +MnO2= Li MnO2

锂电池优点：体积小，无电解液渗漏，电压随放电时间缓慢下降，应用:心脏起搏器，手机电池，电脑电池。 ⑷A.氢氧燃料电池 ① 结构：石墨、石墨、KOH溶液。 ②电极反应 H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O

正极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-总式：2H2+O2=2H2O

（反应过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流）注意：还原剂在负极上反应，氧化剂在正极上反应。书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入）。若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥（内装KCl的琼脂，形成闭合回路）。

B．铝、空气燃料电池 以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍。 电极反应：铝是负极 4Al-12e-== 4Al3+；

石墨是正极 3O2+6H2O+12e-==12OH-

8．电解池的阴阳极判断：

⑴由外电源决定：阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； ⑵根据电极反应: 氧化反应→阳极 ；还原反应→阴极

⑶根据阴阳离子移动方向：阴离子移向→阳极；阳离子移向→阴极， ⑷根据电子几点流方向：电子流向: 电源负极→阴极；阳极→电源正极 电流方向: 电源正极→阳极；阴极→电源负极 9.电解时电极产物判断：

⑴阳极：如果电极为活泼电极，Ag以前的，则电极失电子，被氧化被溶解，Zn-2e-=Zn2+

如果电极为惰性电极，C、Pt、Au、Ti等，则溶液中阴离子失电子，4OH-- 4e-= 2H2O+ O2 阴离子放电顺序S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

⑵阴极：（.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护）根据电解质中阳离子活动顺序判断，阳离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的反表金属活泼性越强，则对应阳离子的放电能力越弱，既得电子能力越弱。 K+<Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< (H+) < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < Cu2+ < Hg2+ < Ag+

10．电解、电离和电镀的区别

⑴电解水型：电解含氧酸，强碱，活泼金属的含氧酸盐，如稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液： 阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：2H++2e-=H2↑ 总反应：2H2O==== 2H2↑ + O2↑，

溶质不变，PH分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用）。

⑵电解电解质：无氧酸（HF除外）、不活泼金属的无氧酸盐，如CuCl2

阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极：Cu2+ +2e-= Cu 总反应：CuCl2= Cu +Cl2↑ ⑶放氢生成碱型：活泼金属的无氧酸盐（F化物除外）如NaCl

阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑ 总反应：2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH 公式：电解质+H2O→碱+ H2↑+非金属

⑷放氧省酸型：不活泼金属的含氧酸盐，如CuSO4

阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑ 阴极：Cu2+ +2e-= Cu 总反应：2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2↑+2H2SO4 公式：电解质+H2O→酸+ O2↑+金属

解NaCl溶液：2NaCl+2H2O ====H2↑+Cl2↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大

8．电解原理的应用

电解

电解

A、电解饱和食盐水（氯碱工业） ⑴反应原理

阳极：

2Cl

- - 2e-== Cl2↑

阴极： 2H+ + 2e-== H2↑总反应：2NaCl+2H2O====

H2↑+Cl2↑+2NaOH ⑵设备 （阳离子交换膜电解槽）

①组成：阳极—Ti、阴极—Fe ②阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子通过而阻止阴

离子和气体通过。

⑶制烧碱生产过程 （离子交换膜法） ①食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42- 等）→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→过滤→加入盐酸→加入离子交换剂(NaR) ②电解生产主要过程（见图20-1）：NaCl从阳极区加入，H2O从阴极区加入。阴极H+ 放电，破坏了水的电离平衡，使OH-浓度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。

B、电解冶炼铝 ⑴原料：（A）、冰晶石：Na3AlF6=3Na++AlF63- （B）、氧化铝： 铝土矿 ——→ NaAlO2 ——→ Al(OH)3 —→ Al2O3

过滤

－

电解

NaOH

CO2△

过滤

⑵ 原理 阳极2O2 － 4e- =O2↑

＋

阴极Al3+3e- =Al 总反应：4Al3++6O2ˉ====4Al+3O2↑

⑶ 设备：电解槽（阳极C、阴极Fe） 因为阳极材料不断地与生成的氧气反应：C+O2 → CO+CO2，故需定时补充。

C、电镀：用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。 ⑴镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子。电镀锌原理： 阳极 Zn－2eˉ = Zn2+ 阴极 Zn2++2eˉ=Zn

⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。⑶在电镀控制的条件下，水电离出来的H+和OHˉ一般不起反应。⑷电镀液中加氨水或 NaCN的原因：使Zn2+离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、光亮。

D、电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。

E、电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液含有Cu2+。铜前金属先反应但不析出，铜后金属不反应，形成 “阳极泥”。