高中化學原電池電解池知識點

General 更新 2024年05月20日

  原電池電解池是高中化學的重點難點,其知識點你都掌握了嗎?接下來小編為你整理了,一起來看看吧。

  :電解的原理

  1.電解定義

  在電流作用下,電解質在兩個電極上分別發生氧化反應和還原反應的過程。

  2.能量轉化形式

  電能轉化為化學能。

  3.電解池

  ***1***構成條件

  ①有與電源相連的兩個電極。

  ②電解質溶液***或熔融鹽***。

  ③形成閉合迴路。

  ***2***電極名稱及電極反應式***如圖***

  :電解原理的應用

  1.電解飽和食鹽水

  ***1***電極反應

  陽極反應式:2Cl--2e-=Cl2↑***氧化反應***

  陰極反應式:2H++2e-=H2↑***還原反應***

  ***2***總反應方程式

  2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑

  離子反應方程式:2Cl-+2H2O=2OH-+H2↑+Cl2↑

  ***3***應用:氯鹼工業制燒鹼、氯氣和氫氣。

  2.電鍍

  以金屬表面鍍銀為例,

  ***1***鍍件作陰極,鍍層金屬銀作陽極。

  ***2***電解質溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。

  ***3***電極反應:

  陽極:Ag-e-=Ag+;

  陰極:Ag++e-=Ag。

  ***4***特點:陽極溶解,陰極沉積,電鍍液的濃度不變。

  3.電解精煉銅

  ***1***電極材料:陽極為粗銅;陰極為純銅。

  ***2***電解質溶液:含Cu2+的鹽溶液。

  ***3***電極反應:

  陽極:

  Zn-2e-=Zn2+

  Fe-2e-=Fe2+

  Ni-2e-=Ni2+

  Cu-2e-=Cu2+;

  陰極:

  Cu2++2e-=Cu。

  4.電冶金

  利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。

  ***1***冶煉鈉

  2NaCl***熔融***電解2Na+Cl2↑

  電極反應:

  陽極:

  2Cl--2e-=Cl2↑;

  陰極:

  2Na++2e-=2Na。

  ***2***冶煉鋁

  2Al2O3***熔融***=4Al+3O2↑

  電極反應:

  陽極:6O2--12e-=3O2↑;

  陰極:4Al3++12e-=4Al。

  :金屬的腐蝕和防護

  1.金屬腐蝕的本質

  金屬原子失去電子變為金屬陽離子,金屬發生氧化反應。

  2.金屬腐蝕的型別

  ***1***化學腐蝕與電化學腐蝕

型別

化學腐蝕

電化學腐蝕

條件

金屬跟非金屬單質直接接觸

不純金屬或合金跟電解質溶液接觸

現象

無電流產生

有微弱電流產生

本質

金屬被氧化

較活潑金屬被氧化

聯絡

兩者往往同時發生,電化學腐蝕更普遍

  ***2***析氫腐蝕與吸氧腐蝕

  以鋼鐵的腐蝕為例進行分析:

型別

析氫腐蝕

吸氧腐蝕

條件

水膜酸性較強***pH≤4.3***

水膜酸性很弱或呈中性

 

負極反應

Fe2e=Fe2

Fe2e=Fe2

正極反應

 

2H2e=H2

O22H2O4e=4OH-

總反應

Fe2H=Fe2H2

2FeO22H2O=2Fe***OH***2

聯絡

吸氧腐蝕更普遍

  3.金屬的防護

  ***1***電化學防護

  ①犧牲陽極的陰極保護法—原電池原理

  a.負極:比被保護金屬活潑的金屬;

  b.正極:被保護的金屬裝置。

  ②外加電流的陰極保護法—電解原理

  a.陰極:被保護的金屬裝置;

  b.陽極:惰性金屬或石墨。

  ***2***改變金屬的內部結構,如製成合金、不鏽鋼等。

  ***3***加防護層,如在金屬表面噴油漆、塗油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。


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