高中选修4电化学基础知识点总结.pdf

电化学基础知识点总结电化学基础知识点总结装置特点：化学能转化为电能。、两个活泼性不同的电极；形成条件：、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）；原 、形成闭合回路（或在溶液中接触）电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。池 基本概念：正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。原 电极反应方程式：电极反应、总反应。理 氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应反应原理：Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=2H2 电解质溶液电极反应：负极（锌筒）Zn-2e-=Zn2+正极（石墨）2NH4+2e-=2NH3+H2、普通锌锰干电池 总反应：Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2干电池：电解质溶液：糊状的 NH4Cl特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液、碱性锌锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）；电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。正极（PbO2）PbO2+SO42-+4H+2e-=PbSO4+2H2O负极（Pb）Pb+SO42-2e-=PbSO4铅蓄电池：总反应：PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O电解液：1.25g/cm31.28g/cm3的 H2SO4 溶液蓄电池 特点：电压稳定。、镍镉（NiCd）可充电电池；其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2、银锌蓄电池锂电池、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、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，同时燃料 电极反应产物不断排出电池。电池 、原料：除氢气和氧气外，也可以是 CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。负极：2H2+2OH-4e-=4H2O；正极：O2+2H2O+4e-=4OH-失 e-,沿导线传递，有电流产生溶解不断移 向阳离子化学电源简介放电充电放电放电、氢氧燃料电池：总反应：O2+2H2=2H2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。废旧电池的危害：旧电池中含有重金属（Hg2+）酸碱等物质；回收金属，防止污染。腐蚀概念：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。概述：腐蚀危害：腐蚀的本质：M-ne-Mn+(氧化反应)分类：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）、电化腐蚀定义：因发生原电池反应，而使金属腐蚀的形式。负极（Fe）：Fe-2e-=Fe2+；正极（C）：O2+2H2O+4e-=4OH-电化 吸氧腐蚀：总反应：2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2腐蚀 后继反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 钢铁的腐蚀：2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 负极（Fe）：Fe-2e-=Fe2+；析氢腐蚀：正极（C）：2H+2e-=H2总反应：Fe+2H+=Fe2+H2影响腐蚀的因素：金属本性、介质。金属的防护：、改变金属的内部组织结构；保护方法：、在金属表面覆盖保护层；、电化学保护法（牺牲阳极的阴极保护法）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。、与电源本连的两个电极；形成条件、电解质溶液（或熔化的电解质）、形成闭合回路。电极 阳极：与直流电源正极相连的叫阳极。概念 阴极：与直流电源负极相连的叫阴极。电极反应：原理：谁还原性或氧化性强谁先放电（发生氧化还原反应）离子放电顺序：阳极：阴离子还原性 S2-I-Br-Cl-OH-SO42-（含氧酸根）F-阴极：阳离子氧化性 Ag+Fe3+Cu2+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+电子流向 e-e-氧化反应 阳极 阴极 还原反应反应原理：4OH-4e-=2H2O+O2 Cu2+2e-=Cu 金属的腐蚀与防护移向阴离子移 向阳离子电解池原理电解质溶液 电解结果：在两极上有新物质生成。总反应：2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2粗铜板作阳极，与直流电源正极相连；、装置 纯铜作阴极，与直流电源负极相连；用 CuSO4(加一定量 H2SO4)作电解液。阴极：Cu2+2e-=Cu电解精炼铜 阳极：Cu-2e-=Cu2+、Zn-2e-=Zn2+、原理：Ni-2e-=Ni2+阳极泥：含 Ag、Au 等贵重金属；电解液：溶液中 CuSO4浓度基本不变、电解铜的特点：纯度高、导电性好。、概念：利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。将待镀金属与电源负极相连作阴极；、方法：镀层金属与电源正极相连作阳极；电镀：用含镀层金属离子的电解质溶液配成电镀液。、原理：阳极 Cu-2e-=Cu2+；Cu2+2e-=Cu、装置：、电镀工业：镀件预处理电镀液添加剂装置：（如图）现象 、阴极上有气泡；、阳极有刺激性气体产，能使湿润的淀粉 KI 变蓝；电解食盐水 、阴极区附近溶液变红，有碱生成原理：通电前：NaCl=Na+Cl-H2O H+OH-原理 阴极（Fe）:Na+,H+移向阴极；2H+2e-=H2(还原反应)通电后：阳极（C）：Cl-、OH-移向阳极；2Cl-2e-=Cl2(氧化反应)总反应：2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2阳极、阴极、离子交换膜、电解槽、导电铜棒等、组成：阳极：金属钛网（涂有钌氧化物）；阴极：碳钢网（涂有 Ni 涂层）阳离子交换膜：只允许阳离子通过，阻止阴离子和空气通过；、装置：离子交换膜 电解的应用氯碱工业电解电解法制烧碱：原电池，化学电池，电解池原电池，化学电池，电解池氧化还原反应与原电池的异同点?原电池是将化学能转化为电能的装置。电解池是将电能转化为化学能的装置。原电池与电解池的异同点：原电池与电解池的判断：原电池、电解池、电镀池判定规律：若无外接电源，是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定；若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其余情况为电解池。电解池中阴离子去向阳极被还原。阳离子去向阴极被氧化。金属腐蚀金属腐蚀化学腐蚀化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(如：氧气，氯气，二氧化硫等)或非电解质（如石油）等直接接触发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀。例如，铁与氯气直接反应而腐蚀，钢管被原油中的含硫化合物服饰等。化学腐蚀的速度随温度升高而加快。不纯的离子在电极附件失去电子或者得到电子，发生氧化还原反应，这个过程叫放电。原电池电解池电极正极、负极阴极、阳极电极确定由电极材料本身的相对活波性决定较活拨的是负极，较不活波的是正极由外接直流电源的正、负极决定，与负极相连的是阴极，与正极相连的是阳极电极反应负极发生氧化反应，正极发生还原反应阴极发生还原反应阳极发生氧化反应电子流向电子由负极经导线流入正极电子从电源负极流入阴极再由阳极流会电源正极能量转变化学能转变为电解电能转变为化学能反应自发性能自发进行的氧化还原反应反应一般不能够自发进行，需电解条件举例Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4CuCl2=Cu+Cl2装置特点无外接直流电源有外接直流电源相似之处均能发生氧化还原反应，且同一装置中两个电极在反应过程中转移电子总数相等。金属腐蚀是金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。由于与金属接触金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活波的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈，就是电化学腐蚀最典型的例子.三、钢铁的电化学腐蚀(1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)阳极(Fe)：Fe-2e-=Fe2+Fe2+2H2O=Fe(OH)22H+阴极(杂质)：2H+2e-=H2 电池反应：Fe2H2O=Fe(OH)2H2由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)阳极(Fe)：Fe2e-=Fe2+阴极：O22H2O4e-=4OH-总反应：2FeO22H2O=2Fe(OH)2 由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2 被氧所氧化，生成 Fe(OH)3 脱水生成 Fe2O3 铁锈。钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。Fe2H2O=Fe(OH)2H2 O22H2O4e-4OH-2FeO22H2O=2Fe(OH)2+2H+2e-H2析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系：化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与氧化剂直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化的过程较活拨金属被氧化的过程相互联系化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生（四）、金属的防护（四）、金属的防护1、牺牲阳极的阴极保护法正极：要保护的金属负极：比要保护金属活泼的金属2、外加电流的阴极保护法（比组成原电池防护更好）阴极：被保护的金属阳极：惰性电极两者均存在于电解质溶液中接上外接直流电源。3、覆盖保护膜及其他保护方法覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）改变金属的内部结构（钢不锈钢，在钢中加入镍和铬）化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与氧化剂直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化的过程较活泼金属被氧化的过程相互联系化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生