高中电化学01.24.doc

装置特点：化学能转化为电能。
①、两个活泼性不同的电极；
形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）；
原 ③、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-=H2↑

电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e-=Zn2+
正极（石墨）2NH4++2e-=2NH3+H2↑
①、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
②、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/cm3~1.28g/cm3的H2SO4 溶液
蓄电池 特点：电压稳定。
Ⅰ、镍——镉（Ni——Cd）可充电电池；
其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2
Ⅱ、银锌蓄电池
锂电池
①、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 ②、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-
③、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： ①、改变金属的内部组织结构；
保护方法：②、在金属表面覆盖保护层；
③、电化学保护法（牺牲阳极的阴极保护法）

电解池
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。
①、与电源相连的两个电极；
形成条件 ②、电解质溶液（或熔化的电解质）
③、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
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；
①、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+
②、原理：
阳极泥：含Ag、Au等贵重金属；
电解液：溶液中CuSO4浓度基本不变
③、电解铜的特点：纯度高、导电性好。

①、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；
②、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。
③、原理：阳极 Cu-2e-=Cu2+ ；Cu2++2e-=Cu
④、装置：
⑤、电镀工业：镀件预处理→电镀液添加剂→

现象 ①、阴极上有气泡；②阳极有刺激性气体产生，能使湿润的淀粉KI变蓝；
电解食盐水 ③、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
①、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；

离子交换膜
离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。
阳离子交换树脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂，其结构式可简单表示为R—SO3H，式中R代表树脂母体，其交换原理为
2R—SO3H＋Ca2=（R—SO3）2Ca＋2H+
这也是硬水软化的原。
阴离子交换树脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可与各种阴离子起交换作用，其交换原理为
R—N（CH3）3OH＋Cl- R=N（CH3）3Cl＋OH-
由于离子交换作用是可逆的，因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理，进行再生。
离子交换树脂的用途很广，主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。

法制烧碱：

离子交换膜电解原理示意图
把精制的饱和食盐水加入阳极室；纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室。通电时，H2O在阴极表面放电生成H2，Na＋穿过离子膜由阳极室进入阴极室，导出的阴极液中含有NaOH;Cl－则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水从阳极导出，可重新用于配制食盐水。