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高中化学课外辅导-高中化学电化学复习要点
高中资讯    作者:高中化学   2021-01-06

一、电化学四极

正负极是根据物理学上的电位高低而规定的,多用于原电池。正极电位高,是流入电子(外电路)的电极;负极电位低,是流出电子(外电路)的电极。

阴阳极是化学上的规定,多用于电解池或电镀池。阳极是指发生氧化反应的电极,阴极是发生还原反应的电极。

二、电化学中四个池子

1.原电池:化学能转化为电能的装置,除燃烧电池外,一般有活泼金属组成的负极。

2.电解池:电能转化为化学能的装置。

3.电镀池:应用电解原理在某些金属表面镀上一层新的金属的装置,镀层金属接电源正极,待镀金属的物件接电源负极,电镀液含有镀层金属离子。

4.电解精炼池:应用电解原理提纯某些金属的装置,待提纯的金属接电源正极,该金属的纯净固体接电源负极,电解液含有待提纯金属的阳离子。

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三、原电池电极的四种判断方法

1.根据构成原电池的电极材料判断:活泼金属作负极,较不活泼金属或导电的非金属及金属氧化物作正极。

2.根据电子流向或电流流向判断:电子流出或电流流入的电极为负极,反之为正极。

3.根据原电池的反应进行判断:发生氧化反应的为负极,发生还原反应的为正极。可依据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的KI淀粉等)的显色情况,推断该电极是H+还是OH- 或I-等放电,从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂,则溶液变红色的那一极附近溶液的性质为碱性,是H+放电导致c(OH-)>c(H+),H+放电是还原反应,故这一极为正极。

4.根据两极现象判断:溶解或质量减少的一极为负极,质量增加或有气泡产生的一极为正极。

四、电解的四种类型

1.只有溶质发生化学变化

如用惰性电极电解CuCl2溶液、HCl溶液:

CuCl2Cu+Cl2↑;

2HCl 2H2↑+Cl2↑

2.只有水发生化学变化

如惰性电极电解H2SO4、NaOH、Na2SO4溶液的电极反应均为:

2H2O 2H2↑+O2↑

3.溶质、水均发生化学变化

如惰性电极电解CuSO4溶液:

2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑

惰性电极电解NaCl溶液:

2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

4.溶质和水均未发生化学变化

如铁器上镀铜,

阳极铜棒:Cu-2e-=Cu2+

阴极铁器:Cu2++2e-=Cu

五、书写电极反应的四原则

1.加和性原则:根据得失电子守恒,总反应式为两个反应式之和,若已知一个电极反应式,可用总反应式减去已知的反应式,得另一电极反应式。

2.能否共存原则:因为物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同,所以电极反应式必须考虑介质环境。碱性溶液中CO2不可能存在,也不可能有H+参加反应;当电解质溶液成酸性时,不可能有OH-参加反应。如甲烷燃料电池以KOH为电解质溶液时:

负极反应式:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

正极反应式:2O2+4H2O+8e-=8OH-

3.加氧失氧原则:加氧时,就在反应物中加H2O(电解质为酸性时)或OH-(电解质溶液为碱性或中性时);失氧时,就在反应物加H2O(电解质为碱性或中性时)或H+(电解质为酸性时)。如“钮扣”电池以KOH为电解质溶液,其总反应式为:

Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2,

负极Zn→Zn(OH)2,

根据加氧原则,负极反应式为:

Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2;

正极Ag2O→Ag,

根据失氧原则,正极反应式为:

Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。

4.中性吸氧反应成碱原则:在中性电解质溶液环境中,通过金属吸氧所建立起来的原电池反应,其反应的最后产物是碱。如银锌电池、铁的吸氧腐蚀、以铝、空气、海水为材料组成的海水电池等。

六、电解原理的四种用途

1.电解饱和食盐水制氯气、氢氧化钠(氯碱工业)。

2.电解法冶炼活泼金属(Na、Al、Mg)等。

3.电镀。

4.电解精炼铜。

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