(完整版)原电池和电解池知识点总结

原电池和电解池

1．原电池和电解池的比较： 2原电池正负极的判断：

⑴根据电极材料判断：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的或者非金属为正极。 ⑵根据电子或者电流的流动方向：电子流向：负极→正极。电流方向：正极→负极。 ⑶根据电极变化判断：氧化反应→负极； 还原反应→正极。

⑷根据现象判断：电极溶解→负极； 电极重量增加或者有气泡生成→正极。 ⑸根据电解液内离子移动的方向判断：阴离子→移向负极；氧离子→移向正极。 3电极反应式的书写：

负极：⑴负极材料本身被氧化：

①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应，则为最简单的：M-n e -=M n+ 如：Zn-2 e -=Zn 2+

②如果阳离子与电解液成分反应，则参与反应的部分要写入电极反应式中： 如铅蓄电池，Pb+SO 42--2e -=PbSO 4

⑵负极材料本身不反应：要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式，

如燃料电池CH 4-O 2(C 作电极)电解液为KOH ：负极：CH 4+10OH-8 e -=C032-+7H 2O 正极：⑴当负极材料能自发的与电解液反应时，正极则是电解质溶液中的微粒的反应，

H2SO4电解质，如2H +

+2e=H 2 CuSO 4电解质： Cu 2++2e= Cu

⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时，正极则是电解质中的O 2反正还原反应

① 当电解液为中性或者碱性时，H 2O 比参加反应，且产物必为OH -,

装置 原电池

电解池

实例

原理

使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。

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叫做电解。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。

形成条件

①电极：两种不同的导体相连；

②电解质溶液：能与电极反应。

③能自发的发生氧化还原反应 ④形成闭合回路 ①电源； ②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应类型 自发的氧化还原反应

非自发的氧化还原反应 电极名称 由电极本身性质决定：

正极：材料性质较不活泼的电极；

负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定：

阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极；

电极反应

负极：Zn-2e -=Zn 2+ （氧化反应）

正极：2H ++2e -=H 2↑（还原反应） 阴极：Cu 2+ +2e - = Cu （还原反应） 阳极：2Cl --2e -=Cl 2↑ （氧化反应） 电子流向 负极→正极 电源负极→阴极；阳极→电源正极 电流方向 正极→负极 电源正极→阳极；阴极→电源负极 能量转化 化学能→电能 电能→化学能

应用

①①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。

①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na 、Mg 、Al ）；④精炼（精铜）。

如氢氧燃料电池（KOH 电解质）O 2+2H 2O+4e=4OH

-

②当电解液为酸性时，H +

比参加反应，产物为H 2O O 2+4O 2+4e=2H 2O

4．化学腐蚀和电化腐蚀的区别

电化腐蚀类型

吸氧腐蚀 析氢腐蚀 条件 水膜酸性很弱或呈中性 水膜酸性较强 正极反应 O 2 + 4e - + 2H 2O == 4OH -

2H+ + 2e -==H 2↑ 负极反应 Fe －2e -==Fe 2+

Fe －2e -==Fe 2+ 腐蚀作用

是主要的腐蚀类型，具有广泛性

发生在某些局部区域内

6．金属的防护

⑴改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。⑵在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。⑶电化学保护法 ①外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。②牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极 7。常见实用电池的种类和特点 ⑴干电池（属于一次电池）

①结构：锌筒、填满MnO 2的石墨、溶有NH 4Cl 的糊状物。酸性电解质： ②电极反应 负极：Zn-2e -=Zn 2+

正极：2NH 4++2e -=2NH 3+H 2

NH 3和H 2被Zn 2＋、MnO 2吸收： MnO 2+H 2=MnO+H 2O,Zn 2＋＋4NH 3=Zn(NH 3)42＋

碱性电解质：（KOH 电解质）

电极反应 负极：Zn+2OH --2e -=Zn (OH)2

正极：2MnO 2+2H 2O+2e -=2MnOOH+ Zn (OH)2 Zn+ MnO 2+2H 2O -=2MnOOH+ Zn (OH)2

⑵铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池） ①结构：铅板、填满PbO 2的铅板、稀H 2SO 4。 ②A.放电反应 负极： Pb-2e -+ SO 42- = PbSO 4 原电池正极： PbO 2 +2e -+4H + + SO 42- = PbSO 4 + 2H 2O

B.充电反应 阴极：PbSO 4 +2e -= Pb+ SO 42- 电解池 阳极：PbSO 4 -2e - + 2H 2O = PbO 2 +4H+ + SO 42- 总式：Pb + PbO 2 + 2H 2SO 4

放电===

充电

2PbSO 4 + 2H 2O

注意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。电极名称看电子得失，电极反应式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。 ⑶锂电池

化学腐蚀

电化腐蚀 一般条件 金属直接和强氧化剂接触 不纯金属，表面潮湿 反应过程 氧化还原反应，不形成原电池。

因原电池反应而腐蚀

有无电流 无电流产生

有电流产生

反应速率 电化腐蚀＞化学腐蚀

结果 使金属腐蚀 使较活泼的金属腐蚀

①结构：锂、石墨、固态碘作电解质。

②A电极反应负极：2Li-2e-= 2Li+

正极：I2 +2e- = 2I-

总式：2Li + I2 = 2LiI

B MnO2 做正极时：

负极：2Li-2e-= 2Li+

正极：MnO2+e- = MnO2 -

总Li +MnO2= Li MnO2

锂电池优点：体积小，无电解液渗漏，电压随放电时间缓慢下降，应用:心脏起搏器，手机电池，电脑电池。

⑷A.氢氧燃料电池

①结构：石墨、石墨、KOH溶液。

②电极反应负极：H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O

正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-总式：2H2+O2=2H2O

（反应过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流）注意：还原剂在负极上反应，氧化剂在正极上反应。书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入）。若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥（内装KCl的琼脂，形成闭合回路）。

B．铝、空气燃料电池以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍。

电极反应：铝是负极4Al-12e-== 4Al3+；

石墨是正极3O2+6H2O+12e-==12OH-

8．电解池的阴阳极判断：

⑴由外电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极；

⑵根据电极反应: 氧化反应→阳极；还原反应→阴极

⑶根据阴阳离子移动方向：阴离子移向→阳极；阳离子移向→阴极，

⑷根据电子几点流方向：电子流向: 电源负极→阴极；阳极→电源正极

电流方向: 电源正极→阳极；阴极→电源负极

9.电解时电极产物判断：

⑴阳极：如果电极为活泼电极，Ag以前的，则电极失电子，被氧化被溶解，Zn-2e-=Zn2+

如果电极为惰性电极，C、Pt、Au、Ti等，则溶液中阴离子失电子，4OH-- 4e-= 2H2O+ O2

阴离子放电顺序S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

⑵阴极：（.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护）根据电解质中阳离子活动顺序判断，阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表金属活泼性越强，则对应阳离子的放电能力越弱，既得电子能力越弱。

K+

10．电解、电离和电镀的区别

⑴电解水型：电解含氧酸，强碱，活泼金属的含氧酸盐，如稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：

==== 2H2↑ + O2↑，

阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：2H++2e-=H2↑总反应：2H2O电解

溶质不变，PH分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用）。

⑵电解电解质：无氧酸（HF除外）、不活泼金属的无氧酸盐，如CuCl2

阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：Cu2+ +2e-= Cu 总反应：CuCl2= Cu +Cl2↑

⑶放氢生成碱型：活泼金属的无氧酸盐（F化物除外）如NaCl

阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑总反应：2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH

公式：电解质+H2O→碱+ H2↑+非金属

⑷放氧省酸型：不活泼金属的含氧酸盐，如CuSO4

阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：Cu2+ +2e-= Cu 总反应：2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2↑+2H2SO4 公式：电解质+H2O→酸+ O2↑+金属

====H2↑+Cl2↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大解NaCl溶液：2NaCl+2H2O 电解

8．电解原理的应用

A、电解饱和食盐水（氯碱工业）

⑴反应原理

阳极：2Cl- - 2e-== Cl2↑

阴极：2H+ + 2e-== H2↑总反应：2NaCl+2H2O电解

====

H2↑+Cl2↑+2NaOH

⑵设备（阳离子交换膜电解槽）

①组成：阳极—Ti、阴极—Fe

②阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子通过而阻止阴

离子和气体通过。

⑶制烧碱生产过程（离子交换膜法）

①食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等）→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→过滤→加入盐酸→加入离子交换剂(NaR)

②电解生产主要过程（见图20-1）：NaCl从阳极区加入，H2O从阴极区加入。阴极H+ 放电，破坏了水的电离平衡，使OH-浓度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。

B、电解冶炼铝

⑴原料：（A）、冰晶石：Na3AlF6=3Na++AlF63-

（B）、氧化铝：铝土矿

NaOH

——→

过滤

NaAlO2

CO2

——→

过滤

Al(OH)3

△

—→Al2O3

⑵原理阳极2O2－－4e- =O2↑

阴极Al3＋+3e- =Al

总反应：4Al3++6O2ˉ电解

====4Al+3O2↑

⑶设备：电解槽（阳极C、阴极Fe）因为阳极材料不断地与生成的氧气反应：C+O2→ CO+CO2，故需定时补充。

C、电镀：用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。

⑴镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子。电镀锌原理：

阳极Zn－2eˉ = Zn2+

阴极Zn2++2eˉ=Zn

⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。⑶在电镀控制的条件下，水电离出来的H+和OHˉ一般不起反应。⑷电镀液中加氨水或NaCN的原因：使Zn2+离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、光亮。

D、电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。

E、电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液含有Cu2+。铜前金属先反应但不析出，铜后金属不反应，形成“阳极泥”。

图20-1