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1、原電池與電解池
一、原電池
1. 構(gòu)成原電池的條件:
A.活潑性不同的兩個(gè)電極
①活動(dòng)性不同的金屬(或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)體石墨),活潑金屬為負(fù)極。
②兩惰性電極——石墨或Pt等(燃料電池電極)。;
B.電解質(zhì)溶液;
C.形成閉合電路;
D.自發(fā)氧化還原反應(yīng)。
2. 原電池的反應(yīng)原理
電子從負(fù)極流出,沿導(dǎo)線流回正極
①活動(dòng)性不同的金屬(或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)體石墨)
負(fù)極:較活潑金屬,失電子,化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng)
溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng),電極質(zhì)量減小。
正極:不活潑金屬(或石墨等),得電子,化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng)
2、。
①當(dāng)負(fù)極材料能與電解液直接反應(yīng)時(shí),溶液中的陽離子得電子。例:溶液中如果有陽離子,應(yīng)由金屬陽離子先得電子,變成金屬單質(zhì),鋅銅原電池中,電解液為HCl,正極H+得電子生成H2。
②當(dāng)負(fù)極材料不能與電解液反應(yīng)時(shí),溶解在電解液中的O2得電子。如果電解液呈酸性,O2+4e-+4H+==2H2O;如果電解液呈中性或堿性,O2+4e-+2H2O==4OH-
判斷正負(fù)極的依據(jù):金屬活動(dòng)順序表
②兩惰性電極——石墨或Pt等(燃料電池電極)
負(fù)極:可燃燒的氣體
正極:氧氣
3. 各種電池
① 堿性干電池
Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2
3、MnOOH
② 鉛蓄電池
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O, 請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式。注意:PbSO4是難溶物。
③ 燃料電池
二、電解池
1. 電解:使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程,叫做電解。
2. 電解池的組成條件:
①直流電源 ②兩個(gè)電極 ③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì) ④形成閉合回路
判斷電解池兩極的常用依據(jù)
①看電源(與電池正極相連的是陽極,與負(fù)極相連的是陰極)
②看電子方向、兩極產(chǎn)物(陽離子移向陰極,發(fā)生還原反應(yīng)
4、 陰離子移向陽極,發(fā)生氧化反應(yīng))
3. 電解反應(yīng)方程式:
陰極:溶液中的陽離子向陰極移動(dòng),得電子,發(fā)生還原反應(yīng)。陰極受保護(hù)。(電鍍?cè)恚?
陽離子的放電順序:金屬活動(dòng)順序表的逆序
Zn2+< Fe2+ < Pb2+ < H+ < Cu2+ < Fe3+ < Hg2+ < Ag+
注意: Ag+ > Fe3+ > Cu2+ ; Fe2+ > H2O > Al3+
電鍍時(shí):H+濃度較?。篐+< Zn2+< Fe2+< Pb2+ < Cu2+
陽極:溶液中的陰離子向陰極移動(dòng),失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。
放電順序:① 活性電極(Ag以前)
5、,電極失電子 A - ne-==A n+
② 惰性電極(Pt、Au、石墨),陰離子放電 S2->I->Br->Cl- >OH-
電解硫酸銅溶液的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式
陰極:2Cu 2+ + 4e- = 2Cu
陽極:4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑
4H2O==4H++4OH-
通電
2Cu2+ + 2H2O
2Cu + 4H+ + O2↑
寫出以碳棒作電極電解飽和氯化鈉溶液的電極反應(yīng)式
陽極 (C): 2Cl -- 2e-=Cl2↑
6、 陰極 (C):2H+ +2e-= H2 ↑
寫出以銅棒作電極電解氯化銅溶液的電極反應(yīng)式
陽極 (Cu): Cu - 2e-=Cu2+ 陰極 (Cu): Cu2+ +2e-= Cu
4. 電解原理的應(yīng)用
a. 銅的電解精煉
⑴粗銅含的雜質(zhì): Zn、Fe、Ni、Ag、Au等
⑵粗銅的精煉
粗銅做陽極,純銅做陰極,CuSO4溶液做電解液
(3)電極反應(yīng)式
(4) 陽極上比銅不活潑的金屬,沉積于陽極底部,成為陽極泥,可以提煉金、銀等貴重金屬
b. 電鍍
⑴概念:應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬或合金的過程。
⑵電鍍池形成條件
①鍍件作陰極
②鍍層金屬作陽極
③含鍍層金屬陽離子的鹽溶液作電解液
⑶電鍍的特點(diǎn)
電鍍液的組成及酸堿性基本保持不變