高中化學原電池電解池知識點
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 |
Fe-2e-=Fe2+ |
Fe-2e-=Fe2+ |
正極反應
|
2H++2e-=H2↑ |
O2+2H2O+4e-=4OH- |
總反應 |
Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=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。