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文本内容:
电化学复习
(一)原电池
一、原电池装置特点化学能转化为电能形成条件
①、2个活泼性不同的电极,一般情况下,较活泼者作负极,较不活泼者作正极;
②、电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应);
③、形成闭合回路(或在溶液中接触)基本概念负极用还原性较强的物质作负极,负极失电子;发生氧化反应正极用氧化性较强的物质正极,正极得电子,发生还原反应反应原理铜锌原电池(Cu—Zn)(-)Zn-2e-=Zn2+(+)2H++2e-=2H2↑电解质溶液(如在NH42SO4中)负极(锌)Zn-2e-=Zn2+正极(石墨)2NH4++2e-=2NH3+H2↑
二、常见的几种电池
1、普通锌—锰(Zn—Mn)干电池总反应Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑电解质溶液糊状的NH4Cl
②、铅蓄电池正极PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O负极Pb+SO42--2e-=PbSO4总反应PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O电解液:H2SO4
③、银—锌纽扣电池正极Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-负极Zn-2e-+2OH-=ZnOH2总反应Ag2O+Zn+H2O=2Ag+ZnOH2
④、镍—镉电池正极2NiOOH+2H2O+2e-=2NiOH2+2OH-负极Cd+2OH--2e-=CdOH2总反应2NiOOH+2H2O+Cd=2NiOH2+CdOH2
三、特殊的原电池
①、Al与Mg组成的原电池(溶质为NaOH)特殊Mg的活泼性强于Al却作正极正极2H2O+2e-=2H2↑+2OH-负极Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O总反应2Al+2OH-+2H2O=3H2↑+2AlO2-
②、Fe与Cu组成的原电池特殊Fe的活泼性强于Cu却作正极正极NO3-+2H++e-=NO2↑+H2O负极Cu-2e-=Cu2+总反应Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O
四、燃料电池与普通电池的区别:
①、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,同时电极反应产物不断排出电池
②、原料除氢气和氧气外,也可以是CH
4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂如氢氧燃料电池负极2H2+2OH--4e-=4H2O正极O2+2H2O+4e-=4OH-总反应O2+2H2=2H2O
五、金属腐蚀概述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腐蚀的本质M-ne-→Mn+氧化反应分类
①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)
②电化腐蚀(形成原电池,活泼金属被腐蚀)如钢铁的腐蚀a.吸氧腐蚀负极(Fe)Fe-2e-=Fe2+正极(C)O2+2H2O+4e-=4OH-总反应2Fe+O2+2H2O=FeOH2后继反应4FeOH2+O2+2H2O=4FeOH32FeOH3=Fe2O3+3H2Ob.析氢腐蚀负极(Fe)Fe-2e-=Fe2+正极(C)2H++2e-=H2↑总反应Fe+2H+=Fe2++H2↑金属的防护
①、改变金属的内部组织结构;
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)
(二)电解池
一、电解池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形成条件
①、与电源相连的两个电极;
②、电解质溶液(或熔化的电解质)
③、形成闭合回路概念阳极与直流电源正极相连的叫阳极,发生氧化反应阴极与直流电源负极相连的叫阴极,发生还原反应电极
①、活性Cu、Ag…
②、惰性C、Pt、Au原理还原性或氧化性强先放电(发生氧化还原反应)离子放电顺序阳极阴离子还原性:活泼电极S2-I-Br-Cl-OH-SO42-(含氧酸根)F-阴极阳离子氧化性:Ag+Fe3+Cu2+H+酸中Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+水中Al3+Mg2+Na+aq中不放电反应原理
①、若阳极为活性电极阳极M-ne-=M-阴极考虑溶液中移向阴极的阳离子的放点顺序(参见上页)
②、若阳极为惰性电极只须考虑溶液中阴阳离子的放电顺序
二、常见的易考电解方程式
①、电解HNO3阳2H2O-4e-=4H++O2↑阴4H++4e-=2H2↑总反应2H2O=2H2↑+O2↑
②、电解NaCl阳2Cl--2e-=Cl2↑阴2H++2e-=H2↑或H2O+2e-=H2↑+OH-总反应2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
3、电解CuSO4阳2H2O-4e-=4H++O2↑阴Cu2++2e-=Cu总反应2Cu2++2H2O=O2↑+2Cu+4H+
三、电解原理的应用(A)电解精炼铜总反应2CuSO4+2H2O=2Cu+2H2SO4+O2↑
1、装置粗铜板作阳极,与直流电源正极相连;纯铜作阴极,与直流电源负极相连;CuSO4加一定量H2SO4作电解液
2、原理阴极Cu2++2e-=Cu阳极Cu-2e-=Cu2+Zn-2e-=Zn2+Ni-2e-=Ni2+Fe-2e-=Fe2+阳极泥含Ag、Au等贵重金属;电解液溶液中CuSO4浓度基本不变注意点流过阴阳极的电子数目虽相同,但阳极上溶解的Cu的量不等于阴极上析出的Cu(B)电镀工业
①、概念利用电解原理在某些金属的表面镀上薄层其它金属或合金的过程
②、方法待镀金属作阴极;镀层金属作阳极;电镀含镀层金属离子的电解质溶液作电镀液
3、原理阳极Cu-2e-=Cu2+;阴极Cu2++2e-=Cu电镀液CuSO4(C)氯碱工业(电解饱和NaCl)现象
①、阳极有刺激性气体产生,能使湿润的淀粉KI变蓝(Cl2);
②、阴极上有气泡(H2),阴极区附近溶液变红(加入了酚酞生成NaOH)原理阴极2H++2e-=H2↑还原反应阳极2Cl--2e-=Cl2↑氧化反应总反应2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑装置a为阳极,b为阴极使用阳离子交换膜的原因1防止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸2防止阴极产生的NaOH与Cl2反应。