原电池和电解池及原理知识综合

1、电解名称不一样:原电池叫负极和正极,电解池叫阴极阳极
2、发生反应情况:都发生氧化还原反应,原电池为自发的,电解池是强迫的
3、原电池是电源,电解池需要电源
4、都有闭合回路
5、负极和阳极发生氧化反应,失去电子,正极和阴极发生还原反应得到电子
6、原电池是化学能转化为电能,而电解池是电能转化为化学能!
7、电解质中离子的移动方向:原电池中,阳离子往正极移动,阴离子往负极移动,在电解池中,阳离子往阴极移动,阴离子往阳极移动!
8、外电路中都靠自由电子导电,内电路中都靠离子导电!
9、本质都是氧化还原反应~!
原电池、电解池、电解原理相关知识点总结
1、基本概念
  (1)电解: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叫做
  电解(电解质溶液(或熔融的电解质)导电,必定发生了电解)
  (2)电解池(电解槽):把电能转化为化学能的装置叫电解池(电解槽)
  ①两个电极(可同可不同)
  ②电解质溶液(或熔融的电解质)
  ③外接电源(直流电)并形成闭合回路
  (3)电极的名称(由外接直流电源决定)
  阴极——与外接电源负极相连的电极,
  阳极——与外接电源正极相连的电极;

  电极材料:
  可以是惰性电极(如C、Pt、Au等),也可以是金属电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等);未指明电极材料的电极通常指惰性电极。

  2、电极上阴阳离子放电的一般规律
  阴阳离子在电极上得失电子发生氧化还原反应的过程统称放电,放电的先后顺序主要决定于阴离子的还原能力和阳离子氧化能力的大小,一般规律如下:


  阳极放电顺序及对应的氧化产物:
  金属阳极(Zn、Fe、Cu、Ag等)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子>F-

  阴极放电(阳离子得电子被还原)顺序及对应的还原产物(一般与金属活动性顺序相反)
  Ag+>(Fe3+)>Hg2+>Cu2+>(H+酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H2O中的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

  2、电解精炼铜
  (1)电解精炼铜电解池的组成
  ① 纯铜阴极右旋氨基物
  ②粗铜(含杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)阳极
  ③ 含Cu2+的盐溶液(如CuSO4溶液)做电解质溶液并与外电源形成闭合回路。
  (Ⅰ)通电前(电离)
  CuSO4===Cu2++SO42      H2O===H++OH-
  (Ⅱ)通电时(离子迁移)Cu2+、H+向阴极迁移,OH-、SO42-向阳极迁移。
  (Ⅲ)电极反应
  阴极(Cu2+ > H+)      Cu2++2e===Cu  (还原)
  阳极(金属阳极>OH- >SO42-)    M-2e-===M2+ (氧化)
  (M = Zn、Fe、Ni、Cu ) Zn2+、Fe2+、Ni2+ 比Cu2+ 难放电而除去,Cu2+在阴极获得电子析出纯铜,Ag、Au比铜难失电子从阳极脱落形成阳极泥(提取贵重金属金和银),所得金属铜叫做电解铜(含Cu99.95-99.98%)制电器电线。
  (Ⅳ)现象  阳极逐渐溶解,底部有泥状物质沉淀;阴极析出红物质。
  (Ⅴ)本质  粗铜阳极上的铜在直流电的作用下逐渐转移到阴极,粗铜中的杂质进入溶液或阳极泥而除去。

  3、电镀  (以镀铜为例来说明)
  (1)电镀池(电解池)的组成
  ① 被镀镀件做阴极无糖糖浆
移动机器人底盘
  ② 镀层金属(如铜)做阳极
  ③ 含镀层金属阳离子(如CuSO4溶液)的盐
  溶液作电解质溶液,并与外电源形成闭合回路。
  电镀原理(过程)分析
  (Ⅰ)通电前(电离)
  CuSO4===Cu2+ + SO42              H2O===H+ + OH-
  (Ⅱ)通电时(离子迁移)Cu2+、H+向阴极迁移,OH-、SO42- 向阳极迁移。
  (Ⅲ)电极反应
  阴极(Cu2+ > H+)                Cu2+ + 2e===Cu  (还原)
  阳极(金属阳极>OH- >SO42-)    Cu - 2e===Cu2+ (氧化)
  (Ⅳ)现象  阳极逐渐溶解;阴极析出红物质。
  (Ⅴ)本质  铜阳极上的铜在直流电的作用下逐渐转移到阴极,阴极镀件上析
  出金属铜。

  镀锌、镀铬、镀镍等与镀铜类似。
化学原电池方程式书写
电极反应方程式的书写:
  负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,则进行进一步的反应。例:甲烷燃料电池中,电解液为KOH,负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O,但CO2不能与OH-共存,要进一步反应生成碳酸根。
  正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子。例:锌铜原电池中,电解液为HCl,正极H+得电子生成H2。②当负极材料不能与电解液反应时,溶解在电解液中的O2得电子。如果电解液呈酸性,O2+4e-+4H+==2H2O;如果电解液呈中性或碱性,O2+4e-+2H2O==4OH-。
  特殊情况:Mg-Al-NaOH,Al作负极。负极:Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O;正极:2H2O+2e-==H2↑+2OH-
  Cu-Al-HNO3,Cu作负极。
  注意:Fe作负极时,氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+;肼(N2H4)和NH3的电池反应产物是H2O和N2
  无论是总反应,还是电极反应,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。
  pH变化规律
  电极周围:消耗OH-(H+),则电极周围溶液的pH减小(增大);反应生成OH-(H+),则电极周围溶液的pH增大(减小)。
  溶液:若总反应的结果是消耗OH-(H+),则溶液的pH减小(增大);若总反应的结果是生成OH-(H+),则溶液的pH增大(减小);若总反应消耗和生成OH-(H+)的物质的量相等,则溶液的pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变。油田加药装置
抛开燃料电池来说,书写电池半反应,先总反应的氧化剂,还原剂,氧化产物,还原产物和得失电子数(注意个数)。
再书写电池负极反应,在等号左面书写还原剂,失电子数(注意是负号),等号右面书写氧化产物,配平。用总反应减去负极反应即可。
举例:铅蓄电池总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
氧化剂PbO2,还原剂Pb,氧化产物PbSO4,还原产物PbSO4,得失电子数2e-
书写:负极反应Pb(还原剂)-2e-(失电子数)  =PbSO4(氧化产物)
发现不平,少一个SO42-,填在等号前,
可得Pb- 2e- + SO42- =PbSO4(沉淀不能写成离子形式)
总反应减去负极反应,可得正极反应
PbO2+ 4H+ +SO42- +2e- =PbSO4 +2H2O
化学原电池电解池规律总结
思路分析]
原电池和电解池是氧化还原反应的重要表现形式,考试的时候120%会考,不要存在任何的侥幸心理

最简单的办法,把你不会的题目放到这里来,我们帮助你理解解决,如果单纯只是这样随便问问,我也可以给你出一大堆的东西给你看,不过这不能解决问题对吧


原电池
将化学能转变成电能的装置。组成原电池的基本条件是:将两种活泼性不同的金属(或石墨)
用导线连接后插入电解质溶液中。电流的产生是由于氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行的结果。原电池中,较活泼的金属做负极(又称阳极),较不活泼的金属做正极(又称阴极)。负极本身易失电子发生氧化反应,电子沿导线流向正极,正极上一般为电解质溶液中的阳离子得电子发生还原反应。在原电池中,外电路为电子导电,电解质溶液中为离子导电。利用原电池的原理,可制作干电池、蓄电池、高能电池等。

原电池与电解池
悬浮机器人(1)原电池与电解池的区别
原电池与电解池的区别

原电池
电解池
本质
化学能转化为电能
电能转化为化学能
装置判断
无外加电源
有外加电源
电极判断
负极:还原性较强的极或电子流出的极聚酯丙烯酸酯
正极:还原性较弱的极或电子流入的极
阳极:与直流电源正极相连的极
阴极:与直流电源负极相连的极
电极上的反应
(1)负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应
(2)正极:溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子
(1)阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应
(2)阴极本身不反应,溶液中的阳离子得到电子发生还原反应
电子流向
负极→外电路→正极
电源负极→由导线→阴极→由溶液→阳极→电源正极
电流方向
正极→外电路→负极
应用
铅蓄电池
电镀,精炼,冶金
(2)可逆原电池的充电过程.
可逆原电池的充电过程就是电解.
(3)电极名称.
不管是原电池还是电解池,只要发生氧化反应的电极就是阳极,只要发生还原反应的就是阴极.
①原电池.
A.根据组成原电池两极的材料来判断电极. 两极材料为活泼性不同的金属时,则活泼性相对较强的一极为负极,另一极为正极.
由一种金属和另一种非金属(除氢外)作电极时,金属为负极,非金属为正极.
B.根据原电池内两极上发生的反应类型或现象来判定电极.
原电池的负极一般为金属,并且负极总是发生氧化反应:
,故负极表现为渐渐溶解,质量减小.由此可判定,凡在原电池工作过程中发生氧化反应或质量减少的一极为负极;凡发生还原反应或有物质析出的一极为正极.
注意:
原电池的电极有两套称谓:负极又可称为阳极,正极又可称为阴极(不要把负极称为阴极;正极称为阳极).其中正负极一套称谓是对外电路而言,在物理中常用,阴阳极一套称谓是对内电路而言.原电池也是作为电源向用电器提供电能的,所以一般都用外电路的电极名称,称为正负极而不称为阴阳极.
②电解池.
A.电解池是在外电源作用下工作的装置.电解池中与电源负极相连的一极为阴极,阳离子在该极接受电子被还原;与电源正极相连的一极为阳极,阴离子或电极本身(对电镀而言)在该极失去电子被氧化.
B.电解池(或电镀池)中,根据反应现象可推断出电极名称.凡发生氧化的一极必为阳极,凡发生还原的一极必为阴极.例如用碳棒做两极电解溶液,析出Cu的一极必为阴极;放出的一极必为
阳极.
注意:
·电解池中,与外电源正极相连的为阳极,与负极相连的为阴极,这一点与原电池的负对阳,正对阴恰恰相反.
·电解池的电极常称阴阳极,不称正负极.
·电镀池是一种特殊的电解池,电极名称的判定同电解池.
4.电解过程中水溶液的pH变化
用铂或石墨等惰性电极电解某些物质的水溶液时,溶液的pH往往发生变化,其原因主要有两个方面.其一为电解时溶液的浓度发生变化,如果溶质是酸或碱,则它们浓度的改变使其pH也发生变化.其二为析出电解产物时,可能引起水的电离平衡移动,使或相对过剩.一般是自水溶液中析氢气时,消耗,使水的电离平衡向生成的方向移动,使浓度加大,pH上升.若是析出氧气时,则因而消耗了,使水电离平衡向生成方向移动,而使浓度加大,pH下降.这就是电解水溶液时所说的"析氢常伴碱,析氧常伴酸".
[解题过程]
如上。
电解池与原电池有什么区别
电解池与原电池有什么区别?(正负极、阴阳极;氧化反应、还原反应;电荷移动规律)`(1)能量转化形式: (2)电极材料名称:(3) 电极反应:(4) 反应的异同点:氧化还原反应(自发与非自发) 板书 酸碱盐溶液的电解规律 酸碱盐 电极反应式 电解反应式 PH变化 (A)硫酸溶液 阳:阴: 减小 (B)盐酸 阳:阴: 增大 (C)氢氧化钠 阳:阴: 增大 (D)硫酸钠 阳:阴: 不变 (E)氯化钠 阳:阴: 增大 (F)硫酸铜 阳:阴: 减小 (G)氯化铜 阳:阴: ----- 从以上表可以看出,用惰性电极电解酸、碱、盐的水溶液时,其基本规律是:1. 电解无氧酸或无氧酸的中等或不活泼金属盐溶液时,相当与溶质本身被分解。如(B)、(F)、(G)。2. 电解强碱、含氧酸或含氧酸的强碱盐溶液,相当与电解水。如(A)、(C)、(D)。3. 电解不活泼金属或中等活泼金属的含氧酸盐溶液,生成金属、含氧酸和氧气。如:(F)。4. 电解活泼金属的无氧酸盐溶液,生成氢气、碱和金属单质。如(E)。 PH值的变化:(1) 析氢吸氧(2) 电解:(一)阴极出氢气,阳极不出氧气(二)阴极不出氢气,阳极出氧气(三)阴极出氢气,阳极出氧气,电解水。 板书 二.电解原理的应用(一) 电解饱和食盐水 (-) (+) 阴极(Fe) 阳极(C)NaCl === Na+ + Cl-H2O=== H+ + OH-阳极:Cl- 、OH-阴极:Na+、H+放电能力:
Cl->OH-;H+>Na+阳极:2Cl- -2e === Cl2(氧化反应)阴极:2H+ + 2e == H2(还原反应)现象:两极均产生气体,阳极气体有刺激性气味,能使淀粉碘化钾试纸变蓝,两极滴加酚酞,发现阴极区酚酞变红。 解释 阴极:由于氢气的产生而破坏了阴极区水的电离平衡,使氢氧根离子浓度增大,生成氢氧化钠,所以滴加酚酞显红。 板书 总反应方程式:2NaCl + 2H2O === 2NaOH + H2 + Cl2 (阴极区)(阴极)(阳极) 简介 设备:立式隔膜电解槽 阳极:金属钛或石墨 阴极:铁丝网(附在一层石棉绒)阳极室 阴极室隔膜作用:氢氯混合易爆炸、与碱发生反应。氢氧化钠、氯化钠的分离:加热蒸发,析出氯化钠晶体(重结晶)流程:溶盐、精制、电解、提纯。 板书 (二)铝的冶炼 介绍 铝是地壳含量最多的金属元素,又是用途很广的金属,但是由于他是较活泼的金属,自然界没有单质铝存在,很难制取他。用钠还原氧化铝,成本很高,不能大量生产,1886年,青年科学家霍尔发明了用电解法制铝以后,才大量生产铝。 板书 基本原料:铝土矿(Al2O3)纯氧化铝 熔点: 2045 难熔化助熔剂:Na3AlF6电解槽:长方形,外面是钢壳。内村耐火砖 碳作槽池(阴极)、两个碳快作阳极。阴极:4Al3+ + 12e === 4Al阳极:6O2- - 12e ==== 3O2总反应方程式:2Al2O3=== 4Al + 3O2C + O2 === CO2液态铝的密度大于熔融冰晶石-氧化铝的密度,沉于槽底,定期取出。 板书 (三)电镀:应用电解的原理在某些金属表面镀上
一层其他金属或合金的过程。 目的:使金属增强抗腐蚀的能力,增加美观和表面硬度。 实验 (-) (+) 阳极:Zn -2e === Zn2+ Fe Zn阴极: Zn2+ + 2e === Zn ZnCl2 ZnCl2 电镀的结果:阳极的锌不断溶解,阴极的锌不断析出,且减少和增加锌的质量相等。电解质溶化锌的浓度不变。阴极:待镀物件阳极:镀层金属电解质:镀层金属盐特点:阳极本身也参加了电极反应(失电子溶解) 介绍 铜的精炼。 练习 用石墨作电极电解硫酸铜溶液(体积为1L、1mol/L)当电路通过0.5mol电子时,溶液中铜离子浓度为 ,氢离子浓度为 ;然后将电源反接,又通过1mol电子,溶液中铜离子浓度为 、硫酸根离子浓度为 、氢离子浓度为 。

本文发布于:2024-09-23 04:33:07,感谢您对本站的认可!

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