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电极反应
(4)普通原电池中负极现象:
负极材料溶解,质量减少。
正极现象:
有固体析出,质量增加,或产生气体。
4.原电池形成条件:
1活动性不同的两种金属做电极或一种金属和一种非金属导体做电极;
两极不能都是惰性电极。
2两极必须浸入电解质溶液;
3电极形成闭合电路,可以把两极用导线连接或把两极接触。
4电池中存在能自发的发生氧化还原反应。
考点二普通氧化还原反应和原电池反应的异同点
共同点:
都有电子转移,得失电子总数相等。
不同点:
普通氧化还原反应中的氧化剂和还原剂是直接接触反应,还原剂把电子直接转移给氧化剂,无电流产生,有自发和不自发两种形式,写方程式时,要写反应条件,如加热、点燃等。
能量损失大。
原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,还原剂和氧化剂不一定要直接接触,还原剂把电子通过导线转移给氧化剂,有电流产生,能量利用率高,原电池反应可以加快氧化还原反应速率,原电池反应必须是自发进行的。
原电池反应不在写原来的反应条件。
例如:
碱性条件下的氢氧燃料电池总反应为:
错误写法:
考点三原电池的分类
1.第一种原电池:
在电池中,存在自发进行的氧化还原反应,可以是负极和电解质溶液反应,或负极和正极物质反应。
这种电池反应速率快,电流强度大,可以设计成电源。
2.第二种原电池:
在电池内部找不到自发进行的氧化还原反应,而是暴露在空气中,这种情况氧化剂一定是氧气,负极材料被氧气缓慢氧化,形成吸氧腐蚀,不产生电流,不能做电源,氧化剂是氧气,氧气得电子后,无水存在,生成,有水生成,有二氧化碳时生成。
考点四原电池反应书写技巧
负极:
还原剂在负极升失氧
正极:
氧化剂在正极降得还
1.若能先写出总反应,则先写总反应,改成离子方程式,找出氧化剂、还原剂。
2.再写出容易书写的一极反应,用总反应减去已经写出的一极反应,求出另一极反应。
方程式相减时,要消去中间产物。
3.每写出一极反应,一定要分析产物和电解质溶液中的离子是否反应,若反应,则要继续写反应,求总反应。
注意:
氧气得电子,无水生成,有水生成,有二氧化碳时生成。
质子就是氢离子,铵离子在电池反应中可以看成是。
铁在电池反应中一般变为,当铁遇到氯气、稀硝酸等强氧化剂时,变为,铁铝遇到冷的浓硫酸、浓硝酸钝化。
练习:
写出下列电极反应和总反应
考点五利用自发进行的氧化还原反应设计电池
看图:
找出构成原电池的条件
反应为升失氧。
正极:
反应为降得还
1.还原剂做负极,若还原剂或氧化剂为气体,因为气体不能做电极,要用辅助电极,如铂或石墨电极。
2.氧化剂若是电解质,则为电解质溶液,正极自选,(比负极不活泼)
3.若氧化剂不是电解质,则氧化剂要做正极,电解质要自己选,一般是先用酸或碱做电解质,若酸碱不符合要求,则用熔融状态的盐或有机物,考试时有提示。
(1)自选的电解质可以参与电极反应,但不能和电池总反应方程式中的物质反应,否则,总反应会改变。
(2)若燃料电池产生二氧化碳,要用氢氧化钠溶液做电解质,以吸收二氧化碳,防止电池胀裂,总反应变化。
(3)在写电极反应时,生成物一定要和总反应生成物相同。
不要半途而废。
电解池专题
考点一关于电解的概念
1.电解的定义:
使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起的氧化还原反应过程,电解质溶液的导电过程,伴随着电解过程。
2.电解池的定义:
借助于电流引起氧化还原反应的装置,把电能转化为化学能,又叫电解槽。
电解是最强有力的氧化还原反应手段,电解可以使不能发生的氧化还原反应强制发生。
Cu+=
3.看图回答下列概念
阳极:
与电源正极相连,变化是升失氧。
阴极:
与电流负极相连,变化是降得还。
3.构成电解池的条件:
(1)必须有外加电源。
(2)要有两个电极(3)两极浸在电解质溶液中
(4)闭合电路
电解池的电极是任意的,而原电池的正负极是有条件的,必须是活泼性不同的。
考点二电解池阴阳两极的电极反应写法
1.放电:
不是放出电子的含义,是指阴离子或阳离子到达两极后,失电子或得电子发生氧化还原反应的过程。
2.阴离子的放电顺序:
阴离子具有还原性,阴离子的放电顺序是还原性强弱顺序,先强后弱,非惰性金属单质比阴离子先放电,是因为金属中有大量自由移动的电子。
3.阳离子的放电顺序:
阳离子具有氧化性,阳离子的放电顺序就是氧化性强弱顺序,先强后弱。
4.电极反应的写法:
(1)电极反应用离子来书写,因此在写电极反应之前,要先找出溶液中存在的离子,排出放电顺序。
(2)同时写阴阳两极的反应时,得失电子要相等。
(3)若阴阳两极同时电解和,则为电解水。
水中的氢离子和氢氧根放电的电极反应有两种写法:
用离子书写:
用分子书写:
(4)电解总反应的写法:
两极反应中,离子来自哪种物质,则总反应中就写哪种物质,未电解的两个离子自由组合在一起,形成物质,电解总反应,可以写化学方程式,也可以写离子方程式.
练习:
用惰性电极电解下列溶液,写出阴阳极反应和总反应,并分析溶液的PH变化.
注意:
盐溶液的PH变化<
要考虑水解.
电解的应用
1.用铜做电极,电解下列溶液,写出电极反应.
(1)电解氯化铜溶液:
阳极阴极
氯化铜溶液的浓度:
PH
(2)电解硝酸银溶液:
阳极:
阴极:
硝酸银溶液浓度PH
2.若要电解水,电解质如何选:
若要电解电解质本身,电解质如何选:
若电解时,电解质浓度不变,如何设计电解池:
应用3:
电镀:
应用电解原理,在金属表面镀上一层金属的方法,电镀的目的是使金属增强抗腐蚀能力,增加美观和表面硬度.
(1)镀层金属常用在空气里或溶液里不易起变化的金属或合金,如镍铬银.
(2)电镀是用直流电源.
(3)电镀时,电镀液浓度不变.
(4)电镀的过程:
镀层金属做阳极,待镀金属做阴极,含镀层金属离子的溶液做电解液
画图:
在铜表面镀银在铁表面镀锌
:
应用4:
电解饱和食盐水制取烧碱\氢气\氯气.
电解时,电极用电极,装置为池,电解质溶液为.
阳极反应:
阴极反应:
总反应:
电解时,氢气在极,产生,氯气在 极产生,氢氧化钠在 极产生.
阳极为什么不用活性电极:
氯气如何检验:
氢气如何检验:
应用5:
用电解饱和食盐水的方法,直接制取漂白液:
画图阴极反应:
阳极反应:
总反应1:
总反应2:
应用6:
电解法精炼金属.
粗铜中含有等金属
粗铜做阳极,纯铜做阴极,用含的溶液做电解质溶液,如:
阳极反应依次为:
阴极反应为:
电解时,阴阳两极得失电子总数相等,阳极生成的铜离子,比在阴极反应的铜离子少,所以,溶液中铜离子浓度减小。
金和银的金属性比铜差,电解时两者不放电,在电解槽中形成阳极泥。
应用7:
活泼金属用电解法冶炼
电解熔融状态的离子化合物制取活泼金属
注意:
阳极要用惰性电极
(1)电解熔融状态的氯化钠:
阳极:
总反应:
(2)电解熔融状态的氯化镁:
(3)电解熔融状态的氧化铝:
不能电解氧化镁来制取镁,因为氧化镁熔点太高。
熔融氯化铝不能电解,因为氯化铝是共价化合物。
阳极不能用活性电极,因为若用活性电极,则阳极溶解。
应用8:
设计装置,实现下列反应
电化学典型练习题
解答电解题要注意:
1。
阳极是否为惰性电极。
2.电解质溶液是定量还是足量。
1.用惰性电极电解含0.1mol的硫酸铜溶液,分析不同阶段电解的总反应方程式,并分析加入什么物质,加多少,可使电解质溶液恢复电解前浓度?
2.用惰性电极电解含0.1molKI和0.1molCuSO4的混合液,求出各阶段阴阳两极的产物和物质的量?
3.快速书写铅蓄电池的正负极反应和阴阳极反应:
4.快速书写镍铬蓄电池的正负极反应和阴阳极反应:
5.多池相连题型,分清串联还是并联,如果有外加电源,则各池均为电解池,阴阳极交替出现,若装置中电解质是定量,则要把每个电解池进行分段计算。
看下图:
若有1mole发生转移,求出各电解池发生的变化,并求出阴阳两极产物的物质的量?
6.多池相连,若没有外加电源,则要先找到原电池,其它各池为电解池。
找原电池的方法:
有自发的氧化还原反应的是原电池。
7.画出保护铁的两种方法:
8.钢铁吸氧腐蚀的所有反应:
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