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原电池和电解池 一.原电池和电解池的比较. 化学 →电能. 电能→ 化学. 负极(较活泼导体). 阴极(接外电源负极). 正极(较不活泼导体). 阳极(接外电源正极). 和负极能反应(特殊不). 无特殊要求. 直流电源、两极、电解液. 不同导体电解质溶液相连. 负极氧化: Zn-2e →Zn 2+. 阴极还原(溶液中离子). 阳极氧化: 惰性电极(溶液中离子) 活性电极(电极本身). 正极还原: 2H + +2e →H 2. 外:正 →负(电子反),内:负→正(阳离子同). 电源正 →阳→ 阴→电源负. Zn. Cu. 稀硫酸. G.
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原电池和电解池 一.原电池和电解池的比较
化学→电能 电能→化学 负极(较活泼导体) 阴极(接外电源负极) 正极(较不活泼导体) 阳极(接外电源正极) 和负极能反应(特殊不) 无特殊要求 直流电源、两极、电解液 不同导体电解质溶液相连 负极氧化:Zn-2e→Zn2+ 阴极还原(溶液中离子) 阳极氧化: 惰性电极(溶液中离子) 活性电极(电极本身) 正极还原:2H++2e→H2 外:正→负(电子反),内:负→正(阳离子同) 电源正→阳→ 阴→电源负
Zn Cu 稀硫酸 G 原电池 负极(-) Zn 电极反应为:Zn-2e→Zn2+ 二.了解最典型的原电池和电解池 1.原电池 正极(+) Cu 电极反应为:2H++2e→H2 电池总反应为:Zn+2H+→Zn2++H2↑ 现象:Zn减小,Cu片上有气泡,电流计指针偏转
氯化钠溶液 电解池 C C 阳极反应:2Cl--2e→Cl2↑ 2.电解池(一) 阴极反应:2H++2e→H2↑ 电解池总反应为: 2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑ 现象: 阳极出现黄绿色气体(Cl2) 阴极出现无色气体(H2) 阴极附近生成NaOH
氯化铜溶液 电解池 C C 2.电解池(一) 阳极反应:2Cl--2e→Cl2↑ 阴极反应:Cu2++2e→Cu 电解池总反应为: CuCl2→Cu+Cl2↑ 现象: 阳极出现黄绿色气体(Cl2) 阴极析出红色固体(Cu)
3.电解池中离子的反应顺应 阳极: (1)惰性电极(Pt、C) 溶液中的离子失电子,被氧化。 顺序为:S2->I->Br->Cl->OH->SO42-、NO3- (2)活性电极(Cu、Ag等) 电极本身失电子,被氧化。 阴极: 一般是溶液中离子得电子被还原 顺序为:金属活动性反顺序(其中Fe以Fe2+)。 即:Ag+>Cu2+>H+>Sn2+>Fe2+>Zn2+
⒈ 判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,请说明理由;若是,请指出正负极名称,并写出电极反应式.(18分) 练习 ② ① (×) (×) 负极: Zn-2e=Zn2+ ③ 正极: 2H++2e=H2↑ (∨) 总反应: Zn+2H+=Zn2++H2↑
负极: Zn-2e=Zn2+ 正极: 2H++2e=H2↑ ④ (∨) 总反应: Zn+2H+=Zn2++H2↑ 负极: Fe-2e=Fe2+ ⑤ 正极: Cu2++2e=Cu (∨) Fe+Cu2+=Fe2++Cu 总反应: Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
⑥ (×) 负极: Zn-2e=Zn2+ 正极: Cu2++2e=Cu ⑦ (∨) 总反应: Zn+Cu2+=Zn2++Cu 或 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
⑧ (×) 负极: Fe-2e=Fe2+ 正极: 2H++2e=H2↑ ⑨ 总反应: (∨) Fe+2H+= Fe2++H2↑ 或 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
D 2.下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )
B 3.把锌片和铁片放在有稀食盐水的酚酞溶液的表面皿中,如图所示经过一段时间后,最后观察到变红的区域是( ) A.Ⅰ和Ⅲ B.Ⅰ和Ⅳ C.Ⅱ和Ⅲ D.Ⅱ和Ⅳ
Zn Zn Cu Cu G • H2SO4 • H2SO4 AD 4.关于下图说法正确的是( ) A.都不是电解池 B.都不是原电池 C.G中无电流 D.G中电流方向向下
Zn C Cu Pt Ⅱ Ⅰ • CuCl2 • H2SO4 5.写出下列各电极的名称和电极反应式。
三.原电池和电解原理的应用 1.金属的电化学腐蚀和电化学保护(例) 金属腐蚀速率 : 电解腐蚀>原电池腐蚀>化学腐蚀 可利用原电池原理用更活泼的金属来保护比较不活性的金属。 可利用电解原理来牺牲阳极保护阴极。 2.电镀和电解精炼 镀层金属作阳极(粗铜作阳极),待镀金属作阴极(精铜作阴极),用含镀层金属离子的电解质溶液(用CuSO4作电解质溶液)。
金属放在潮湿的空气中,满足了形成原电池的条件(问题:原电池形成的条件是什么?) ,在干燥的空气中不满足。 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 (在酸性很弱或中性溶液中) (在酸性较强的溶液中) 负极(Fe)Fe - 2e→Fe 2+ 正极(C) 2H+ + 2e→H2↑ 负极(Fe)Fe - 2e→Fe 2+ 正极(C) O2 +2H2O +4e→4OH-
数天后 数天后 图一 图二 [练习]下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验 (1)上述两装置中铁钉发生变化的共性是:________________ (2)图一说明原溶液呈 ____________ 性,铁钉发生 ______腐蚀, 电极反应为:___________________________________________ (3)图二说明原溶液呈 ___________性,铁钉发生 _______腐蚀, 电极反应为:___________________________________________ 发生了原电池 反应 吸氧 中性或弱酸 负极:Fe -2e = Fe2+ ; 正极:2H2O +O2 +2e=4OH- 较强酸性 析氢 负极:Fe -2e = Fe2+ ;正极:2H+ +2e = H2↑
四.计算: 电化学部分计算,高考中涉及很少,一般不作要求。 若要计算,1.抓住得失电子数相等这一法宝。2.串联电路电流相等(电子数相等)。