原电池和电解池研究性学习报告docWord文档格式.docx
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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3。
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MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。
②电极反应负极:
Zn-2e-=Zn2+
2NH4++2e-=2NH3+H2+++
NH3和H2被Zn2、MnO2吸收:
MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2+4NH3=Zn(NH3)42⑵铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)①结构:
铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。
②A.放电反应负极:
Pb-2e+SO42-=PbSO4
PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
B.充电反应阴极:
PbSO4+2e-=Pb+SO42-
阳极:
PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-总式:
Pb+PbO2+2H2SO4
===
放电充电
-
2PbSO4+2H2O
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
①结构:
锂、石墨、固态碘作电解质。
2Li-2e-=2Li+
I2+2e-=2I-总式:
2Li+I2=2LiI
⑷A.氢氧燃料电池
石墨、石墨、KOH溶液。
②电极反应H2-2e-+2OH-=2H2O
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-
4.电解反应中反应物的判断——放电顺序
⑴阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。
B.阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表:
K+ 阴离子失电子:
S2->I->Br->Cl->OH->NO3-等含氧酸根离子>F-B.阳极是活泼电极时:
电极本身被氧化,溶液中的离子不放电。
5.电解反应方程式的书写步骤:
①分析电解质溶液中存在的离子;
②分析离子的放电顺序;
③确定电极、写出电极反应式;
④写出电解方程式。
解NaCl溶液:
2NaCl+2H2O====H2↑+Cl2↑+2NaOH,溶质、溶剂均发生电解反应,PH增大
⑵电解CuSO4溶液:
2CuSO4+2H2O====2Cu+O2↑+2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应,PH减小。
⑶电解CuCl2溶液:
CuCl2====Cu+Cl2↑
电解盐酸:
2HCl====H2↑+Cl2↑溶剂不变,实际上是电解溶质,PH增大。
⑷电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液:
2H2O====2H2↑+O2↑,溶质不变,实际上是电解水,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)。
⑸电解熔融NaOH:
4NaOH====4Na+O2↑+H2O↑
电解
电解
⑹用铜电极电解Na2SO4溶液:
Cu+2H2O====Cu(OH)2+H2↑(注意:
不是电解水。
)
6.电解液的PH变化:
根据电解产物判断。
口诀:
“有氢生成碱,有氧生成酸;
都有浓度大,都无浓度小”。
(“浓度大”、“浓度小”是指溶质的浓度)
7.使电解后的溶液恢复原状的方法:
先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应,再将其化合物投入电解后的溶液中即可。
①NaCl溶液:
通HCl气体(不能加盐酸);
②AgNO3溶液:
加Ag2O固体(不能加AgOH);
③CuCl2溶液:
加CuCl2固体;
④KNO3溶液:
加H2O;
⑤CuSO4溶液:
CuO(不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3)等。
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
2Cl--2e-==Cl2↑阴极:
2H++2e
-==H2↑总反应:
2NaCl+2H2O====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——→NaAlO2——→Al(OH)3—→Al2O3
过滤
NaOH
CO2
△
⑵原理阳极2O2-4e-=O2↑
+
阴极Al3+3e-=Al
-
总反应:
4Al3++6O2ˉ====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”。
篇二:
原电池和电解池全面总结(热点)
2.化学腐蚀和电化腐蚀的区别5
6
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
(2)析氢腐蚀:
3。
②A.放电反应负极:
Pb-2e-+SO42-=PbSO4
PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-
4.电解反应中反应物的判断——放电顺序
电解盐酸:
例1在理论上可用于设计成原电池的化学反应是()。
A、2Al(s)+2NaOH(aq)+2H2O
(1)===2NaAlO2(aq)+3H2(g);
△H B、Ba(OH)2·
8H2O(s)+2NH4Cl(s)===BaCl2(aq)+2NH3·
H2O
(1)+8H2O
(1);
△H>
0C、CaC2(s)+2H2O
(1)→Ca(OH)2(s)+C2H2(g);
△H0
简析:
可用于设计成原电池的化学反应,必须是自发(通常表现为放热反应)的氧化还原反应,B、D为吸热反应,B、C为非氧化还原反应,故答案选A
例3某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含Li+导电固体为电解质。
放电时的电池反应为:
Li+LiMn2O4==Li2Mn2O4。
下列说法正确的是()。
A.放电时,LiMn2O4发生氧化反应
B.放电时,正极反应为:
Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4C.充电时,LiMn2O4发生氧化反应D.充电时,阳极反应为:
Li++e-==Li
放电时,原电池的负极(嵌入锂的碳材料)发生氧化反应,A错;
正极LiMn2O4发生还原反应,电极反应式为Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4,B对;
充电时,应当是Li2Mn2O4既发生氧化反应,又发生还原反应,C错;
充电时,Li++e-==Li反应为阴极的反应,D错
【3】燃料电池是燃料(如CO,H2,CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置,电解质溶液是强碱溶液,下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是
A.负极反应式:
O2+2H2O+4e==4OHB.负极反应式:
CH4+8OH-8e==CO2+6H2OC.随着放电的进行,溶液的pH值不变D.放电时溶液中的阴离子向负极移动
--
【答案】D
【5】在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是()A.正极附近的SO4离子浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出
【解析】,原电池工作时,电子由负极(锌)经外电路(导线)流向正极(铜)。
负极锌片:
Zn-2e══Zn;
正(原文来自:
小草范文网:
原电池和电解池研究性学习报告)极铜片:
2H+2e══H2↑,总反应为:
Zn+2H══Zn+H2↑,原电池中没有产生O2。
没有参与反应的SO4离子浓度不会逐渐增大。
【答案】D
【6】如图所示各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是()
+
2+
2--
2-
A.④>②>①>③B.②>①>③>④C.④>②>③>①D.③>②>④>①
【解析】。
当铁与比它不活泼的金属连在一起构成原电池时,铁为负极,被腐蚀的速度增大,②>①;
当铁与比它活泼的金属连接,构成原电池时,铁是正极,铁被保护,被腐蚀的速度减小,③<①;
在电解装置中,铁接电源的正极,铁被腐蚀的速度加快,因此,腐蚀速度④>②>①>③。
【答案】A
【9】金属镍有广泛的用途。
粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是()(已知:
氧化性Fe<Ni<Cu)
A.阳极发生还原反应,其电极反应式:
Ni+2e=NiB.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe和ZnD.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和
Pt
2+
【18】下列装置中能组成原电池的是()
【答案】B
篇三:
原电池和电解池全面总结
(1)
原电池和电解池
(1)
2NH4++2e-=2NH3+H2
NH3和H2被Zn、MnO2吸收:
MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2+4NH3=Zn(NH3)42⑵铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)①结构:
2++
Pb+PbO2+2H2SO4===
用电解的方法在
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