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電化學知識點總結

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電化學是化學知識中的一個重要考點,我們應該怎麼進行相關知識點的掌握呢?下面是小編爲大家帶來的電化學知識點總結,希望對大家有所幫助。

電化學知識點總結

電化學知識點總結1

一、原電池

課標要求

1、掌握原電池的工作原理

2、熟練書寫電極反應式和電池反應方程式

要點精講

1、原電池的工作原理

(1)原電池概念:化學能轉化爲電能的裝置,叫做原電池。

若化學反應的過程中有電子轉移,我們就可以把這個過程中的電子轉移設計成定向的移動,即形成電流。只有氧化還原反應中的能量變化才能被轉化成電能;非氧化還原反應的能量變化不能設計成電池的形式被人類利用,但可以以光能、熱能等其他形式的能量被人類應用。

(2)原電池裝置的構成

①有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬導體)作電極。

②電極材料均插入電解質溶液中。

③兩極相連形成閉合電路。

(3)原電池的工作原理

原電池是將一個能自發進行的氧化還原反應的氧化反應和還原反應分別在原電池的負極和正極上發生,從而在外電路中產生電流。負極發生氧化反應,正極發生還原反應,簡易記法:負失氧,正得還。

2、原電池原理的應用

(1)依據原電池原理比較金屬活動性強弱

①電子由負極流向正極,由活潑金屬流向不活潑金屬,而電流方向是由正極流向負極,二者是相反的。

②在原電池中,活潑金屬作負極,發生氧化反應;不活潑金屬作正極,發生還原反應。

③原電池的正極通常有氣體生成,或質量增加;負極通常不斷溶解,質量減少。

(2)原電池中離子移動的方向

①構成原電池後,原電池溶液中的陽離子向原電池的正極移動,溶液中的陰離子向原電池的負極移動;

②原電池的外電路電子從負極流向正極,電流從正極流向負極。

注:外電路:電子由負極流向正極,電流由正極流向負極;

內電路:陽離子移向正極,陰離子移向負極。

3、原電池正、負極的判斷方法:

(1)由組成原電池的兩極材料判斷

一般是活潑的金屬爲負極,活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬爲正極。

(2)根據電流方向或電子流動方向判斷。

電流由正極流向負極;電子由負極流向正極。

(3)根據原電池裏電解質溶液內離子的流動方向判斷

在原電池的電解質溶液內,陽離子移向正極,陰離子移向負極。

(4)根據原電池兩極發生的變化來判斷

原電池的負極失電子發生氧化反應,其正極得電子發生還原反應。

(5)根據電極質量增重或減少來判斷。

工作後,電極質量增加,說明溶液中的陽離子在電極(正極)放電,電極活動性弱;反之,電極質量減小,說明電極金屬溶解,電極爲負極,活動性強。

(6)根據有無氣泡冒出判斷

電極上有氣泡冒出,是因爲發生了析出H2的電極反應,說明電極爲正極,活動性弱。

本節知識樹

原電池中發生了氧化還原反應,把化學能轉化成了電能。

二、化學電源

課標要求

1、瞭解常見電池的種類

2、掌握常見電池的工作原理

要點精講

1、一次電池

(1)普通鋅錳電池

鋅錳電池是最早使用的乾電池。鋅錳電池的電極分別是鋅(負極)和碳棒(正極),內部填充的是糊狀的MnO2和NH4Cl。電池的兩極發生的反應是:

(2)鹼性鋅錳電池

用KOH電解質溶液代替NH4Cl作電解質時,無論是電解質還是結構上都有較大變化,電池的比能量和放電電流都能得到顯著的提高。它的電極反應如下:

(3)銀鋅電池――鈕釦電池

該電池使用壽命較長,廣泛用於電子錶和電子計算機。其電極分別爲Ag2O和Zn,電解質爲KOH溶液。其電極反應式爲:

(4)高能電池――鋰電池

該電池是20世紀70年代研製出的一種高能電池。由於鋰的相對原子質量很小,所以比容量(單位質量電極材料所能轉換的電量)特別大,使用壽命長。

如作心臟起搏器的鋰碘電池的電極反應式爲:

2、二次電池

原理:充電電池在放電時進行的氧化還原反應在充電時又逆向進行,生成物重新轉化爲反應物,使充電放電可在一定時期內循環進行。

鉛蓄電池

構成:該電池以Pb和PbO2作電極材料,硫酸作電解質溶液。

放電時二氧化鉛電極上發生還原反應,鉛電極上發生氧化反應。充電時二氧化鉛電極上發生氧化反應,鉛電極上發生還原反應。

3、氫氧燃料電池

(1)氫氧燃料電池的構造

在氫氧燃料電池中,電解質溶液爲KOH溶液。石墨爲電極,H2和O2或空氣)源源不斷地通到電極上。

(2)氫氧燃料電池的優點是產物只有水,不產生污染物。

本節知識樹

根據原電池的工作原理,設計了各種用途的原電池產品。需要了解常見電池的基本構造、工作原理、性能和使用範圍。

三、電解池

課標要求

1、掌握電解池的工作原理

2、能夠正確書寫電極反應式和電解池反應方程式

3、瞭解電解池、精煉池、電鍍池的原理

要點精講

1、電解原理

(1)電解的含義:使電流透過電解質溶液(或熔化的電解質)而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解,這種把電能轉變成化學能的裝置叫做電解池。

(2)構成電解池的條件

①直流電源。

②兩個電極。其中與電源的正極相連的電極叫做陽極,與電源的負極相連的電極叫做陰極。

③電解質溶液或熔融態電解質用石墨、金、鉑等製作的電極叫做惰性電極,因爲它們在一般的通電條件下不發生化學反應。用還原性較強的材料製作的電極叫做活性電極,它們作電解池的陽極時,先於其他物質發生氧化反應。

(3)陰、陽極的判斷及反應原理

與電源的正極相連的電極爲陽極。陽極如果是活潑的金屬電極,則金屬失去電子生成金屬陽離子;陽極如果不能失去電子,則需要溶液中能失去電子(即具有還原性)的離子在陽極表面失去電子,發生氧化反應。

與電源的負極相連的電極爲陰極。陰極如果是具有氧化性的物質,則陰極本身得到電子,發生還原反應,生成還原產物;陰極如果不能得到電子,則溶液中的離子在陰極表面得電

子,發生還原反應(如下圖所示)

2、電解原理的應用

(1)電解飽和食鹽水以製備燒鹼、氯氣和氫氣

①電解飽和食鹽水的反應原理

②離子交換膜法電解制燒鹼的主要生產流程

(2)電鍍

①電鍍的含義:電鍍是應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。

②電鍍的目的:電鍍的目的主要是使金屬增強抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。

③電鍍特點:“一多、一少、一不變”。一多指陰極上有鍍層金屬沉積,一少指陽極上有鍍層金屬溶解,一不變指電解液濃度不變。

(3)電鍍的應用――銅的電解精煉

①電解法精煉銅的裝置

②電解法精煉銅的化學原理

電解精煉是一種特殊的電解池。電解精煉中的兩個電極都是同種金屬單質,陽極是純度較低的金屬單質,陰極是純度較高的金屬單質。

(3)電冶金

原理:化合態的金屬陽離子,在直流電的作用下,得到電子,變成金屬單質。

本節知識樹

化學能與電能可以相互轉化。電能轉化爲化學能的反應爲電解反應,實現電能轉化成化學能的裝置叫電解池。

原電池與電解池比較

四、金屬的電化學腐蝕與防護

課標要求

①能夠解釋金屬電化學腐蝕的原因

②瞭解金屬腐蝕的危害

③掌握金屬腐蝕的防護措施

要點精講

1、金屬的腐蝕

(1)定義:金屬的腐蝕是指金屬與周圍的氣體或液體物質發生氧化還原反應而引起損耗的現象。

(2)分類:由於金屬接觸的介質不同,發生腐蝕的情況也不同,一般可分爲化學腐蝕和電化學腐蝕。

①化學腐蝕:金屬跟接觸到的物質直接發生反應而引起的腐蝕叫做化學腐蝕。化學腐蝕過程中發生的化學反應是普通的氧化還原反應,而不是原電池反應,無電流產生。

②電化學腐蝕:不純的金屬與電解質溶液接觸時,會發生原電池反應。比較活潑的金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學腐蝕。

(3)電化學腐蝕

電化學腐蝕,實際上是由大量的微小的電池構成微電池羣自發放電的結果。

①析氫腐蝕

鋼鐵在潮溼的空氣中表面會形成一薄層水膜,在鋼鐵表面形成了一層電解質溶液的薄膜,與鋼鐵裏的鐵和少量的碳恰好形成了原電池。這無數個微小的原電池遍佈鋼鐵表面,在這些原電池裏,鐵是負極,碳是正極。若電解質溶液酸性較強則發生析氫腐蝕。

②吸氧腐蝕

金屬表面酸性較弱或呈中性時,溶解在溶液中的氧氣與水結合,生成OH-,消耗了氧氣,從而使得溶液不斷吸收空氣中的氧氣而發生吸氧腐蝕。

2、金屬的防護

金屬防護的目的就是防止金屬的腐蝕。金屬的防護要解決的主要問題就是使金屬不被氧化。

(1)犧牲陽極的陰極保護法

將被保護的金屬與更活潑的金屬連接,構成原電池,使活潑金屬作陽極被氧化,被保護的金屬作陰極。

(2)外加電源的陰極保護法

利用外加直流電,負極接在被保護金屬上成爲陰極,正極接其他金屬。

(3)非電化學防護法

①非金屬保護層②金屬保護層③金屬的鈍化

3、判斷金屬活動性強弱的規律

(1)金屬與水或酸的反應越劇烈,該金屬越活潑。

(2)金屬對應的最高價氧化物的水化物的鹼性越強,該金屬越活潑。

(3)一種金屬能從另一種金屬的鹽溶液中將其置換出來,則該金屬比另一種金屬更活潑。

(4)兩金屬構成原電池時,作負極的金屬比作正極的金屬更活潑。

(5)在電解的過程中,一般地先得到電子的金屬陽離子對應的金屬單質的活潑性比後得到電子的金屬陽離子對應的金屬單質的活潑性弱。

本節知識樹

在揭示金屬腐蝕的嚴重性和危害性的基礎上,分析發生金屬腐蝕的原因,探討防止金屬腐蝕的思路和方法。

電化學知識點總結2

一、原電池的原理

1.構成原電池的.四個條件(以銅鋅原電池爲例)

①活撥性不同的兩個電極 ②電解質溶液 ③自發的氧化還原反應 ④形成閉合迴路

2.原電池正負極的確定

①活撥性較強的金屬作負極,活撥性弱的金屬或非金屬作正極。

②負極發生失電子的氧化反應,正極發生得電子的還原反應

③外電路由金屬等導電。在外電路中電子由負極流入正極

④內電路由電解液導電。在內電路中陽離子移向正極,陰離子會移向負極區。

Cu-Zn原電池:負極: Zn-2e=Zn2+ 正極:2H+ +2e=H2↑ 總反應:Zn +2H+=Zn2+ +H2↑

氫氧燃料電池,分別以OH和H2SO4作電解質的電極反應如下:

鹼作電解質:負極:H2—2e-+2OH-=2 H2O 正極:O2+4e-+2 H2O=4OH-

酸作電解質:負極:H2—2e-=2H+ 正極:O2+4e-+4H+=2 H2O

總反應都是:2H2+ O2=2 H2O

二、電解池的原理

1.構成電解池的四個條件(以NaCl的電解爲例)

①構成閉合迴路 ②電解質溶液 ③兩個電極 ④直流電源

2.電解池陰陽極的確定

①與電源負極相連的一極爲陰極,與電源正極相連的一極爲陽極

②電子由電源負極→ 導線→ 電解池的陰極→ 電解液中的(被還原),電解池中陰離子(被氧化)→ 電解池的陽極→導線→電源正極

③陽離子向負極移動;陰離子向陽極移動

④陰極上發生陽離子得電子的還原反應,陽極上發生陰離子失電子的氧化反應。

注意:在惰性電極上,各種離子的放電順序

三.原電池與電解池的比較

原電池電解池

(1)定義化學能轉變成電能的裝置電能轉變成化學能的裝置

(2)形成條件合適的電極、合適的電解質溶液、形成迴路電極、電解質溶液(或熔融的電解質)、外接電源、形成迴路

(3)電極名稱負極正極陽極陰極

(4)反應類型氧化還原氧化還原

(5)外電路電子流向負極流出、正極流入陽極流出、陰極流入

四、在惰性電極上,各種離子的放電順序:

1、放電順序:

如果陽極是惰性電極(Pt、Au、石墨),則應是電解質溶液中的離子放電,應根據離子的放電順序進行書寫書寫電極反應式。

陰極發生還原反應,陽離子得到電子被還原的順序爲:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(酸電離出的H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水電離出的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>+。

陽極(惰性電極)發生氧化反應,陰離子失去電子被氧化的順序爲:S2->SO32->I->Br ->Cl->OH->水電離的OH->含氧酸根離子>F-。

(注:在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、+這些活潑金屬陽離子不被還原,這些活潑金屬的冶煉往往採用電解無水熔融態鹽或氧化物而製得)。

2、電解時溶液pH值的變化規律

電解質溶液在電解過程中,有時溶液pH值會發生變化。判斷電解質溶液的pH值變化,有時可以從電解產物上去看。

①若電解時陰極上產生H2,陽極上無O2產生,電解後溶液pH值增大;

②若陰極上無H2,陽極上產生O2,則電解後溶液pH值減小;

③若陰極上有,陽極上有,且V O2=2 V H2,則有三種情況:a 如果原溶液爲中性溶液,則電解後pH值不變;b 如果原溶液是酸溶液,則pH值變小;c 如果原溶液爲鹼溶液,則pH值變大;

④若陰極上無H2,陽極上無O2產生,電解後溶液的pH可能也會發生變化。如電解CuCl2溶 液(CuCl2溶液由於Cu2+水解顯酸性),一旦CuCl2全部電解完,pH值會變大,成中性溶液。

3、進行有關電化學計算,如計算電極析出產物的質量或質量比,溶液pH值或推斷金屬原子量等時,一定要緊緊抓住陰陽極或正負極等電極反應中得失電子數相等這一規律。

五、電解原理的應用

(1)製取物質:例如用電解飽和食鹽水溶液可製取氫氣、氯氣和燒鹼。

(2)電鍍:應用電解原理,在某些金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。電鍍時,鍍件作陰極,鍍層金屬作陽極,選擇含有鍍層金屬陽離子的鹽溶液爲電解質溶液。電鍍過程中該金屬陽離子濃度不變。

(3)精煉銅:以精銅作陰極,粗銅作陽極,以硫酸銅爲電解質溶液,陽極粗銅溶解,陰極析出銅,溶液中Cu2+濃度減小

(4)電冶活潑金屬:電解熔融狀態的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金屬單質。

六、電解舉例

(1)電解質本身:陽離子和陰離子放電能力均強於水電離出H+和OH -。如無氧酸和不活潑金屬的無氧酸鹽。

①HCl(aq):陽極(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 陰極(H+) 2H++2e-=H2↑

總方程式 2HCl H2↑+Cl2↑

②CuCl2(aq):陽極(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 陰極(Cu2+>H+) Cu2++2e-=Cu

總方程式 CuCl2 Cu+Cl2↑

(2)電解水:陽離子和陰離子放電能力均弱於水電離出H+和OH -。如含氧酸、強鹼、活潑金屬的含氧酸鹽。

①H2SO4(aq):陽極(SO42-<OH-= 4OH――4e-=2H2O+O2↑ 陰極(H+) 2H++2e-=H2↑

總方程式 2H2O 2H2↑+O2↑

②NaOH(aq):陽極(OH-)4OH――4e-=2H2O+O2↑ 陰極:(Na+<H+= 2H++2e-=H2↑

總方程式 2H2O 2H2↑+O2↑

③Na2SO4(aq):陽極(SO42-<OH-= 4OH――4e-=2H2O+O2↑陰極:(Na+<H+=2H++2e-=H2↑

總方程式 2H2O 2H2↑+O2↑

(3)電解水和電解質:陽離子放電能力強於水電離出H+,陰離子放電能力弱於水電離出OH-,如活潑金屬的無氧酸鹽;陽離子放電能力弱於水電離出H+,陰離子放電能力強於水電離出OH -,如不活潑金屬的含氧酸鹽。

①NaCl(aq):陽極(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 陰極:(Na+<H+= 2H++2e-=H2↑

總方程式 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑

②CuSO4(aq):陽極(SO42-<OH-=4OH――4e-=2H2O+O2↑ 陰極(Cu2+>H+) Cu2++2e-=Cu

總方程式 2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑