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电化学(讲义)

电化学

一、原电池、电解池和电镀池的比较

[思考]1、由电解质溶液、活泼性不同的两种金属是否一定能构成原电池？

2、原电池的负极是否一定比其正极活泼？

3、用足量的锌和一定量的稀硫酸制取氢气时，保持温度不变，在不影响氢气总量的前

提下，若要加快反应速率，可向稀硫酸中加入；若要减慢反应速率，可向稀硫酸中加入或。

二、常见的化学电源

1.干电池（普通锌—锰干电池、碱性锌—锰干电池）

2.蓄电池（铅蓄电池、镍—镉电池、银—锌电池等）

3.锂电池（质量轻、效率高、贮存寿命长）

4.燃料电池（H 2、CH 4、CO 、CH 3OH 、Al 等作燃料，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（镉、汞、铅）离子，酸碱等物质，

回收金属，防止污染。

[例1]氢镍电池可取代会产生镉污染的镍镉电池。氢镍电池总反应式是：

2H 2+NiO(OH) Ni(OH)2 ，下列叙述正确的是（） A.电池放电时，负极周围溶液的PH 不断增大

B.电池放电时，镍元素被氧化

C.电池充电时，氢元素被还原

D.电池放电时，H 2是负极

[例2] 铅蓄电池工作时的反应为：Pb+PbO 2+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O 。

放电时负极反应为，放电过程电解液的PH 。充电时阳极反应为。

若用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取0.5molCl 2，电池内消耗的H 2SO 4至少是 mol 。

[例3] 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用Li 2CO 3和Na 2CO 3的熔融盐混合物作电解质，CO 为阳极燃气，空气与CO 2的混合气为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：阳极，阴极，总电池反应式。

若用KOH 溶液为电解质溶液，其电极反应是否相同？

[例4] 航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时电池总反应式均为2H 2 +O 2 =2H 2O 。

酸式电池中的电解质是酸，电极反应是：负极；正极。碱式电池中的电解质是碱，电极反应是：负极；正极。

放电充电

[例5]科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事目的。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：

(1)这种电极放电时发生的化学反应方程式是

(2)此电极的正极发生的电极反应式是；

负极发生的电极反应式是。

(3)电解液中的H＋离子向极移动；向外电路释放电子的电极是。

(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料屯池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化效率高，其次是。

三、金属的腐蚀与防护

1.化学腐蚀与电化腐蚀的区别

2.钢铁的腐蚀包括吸氧腐蚀和析氢腐蚀

吸氧腐蚀（弱酸性、中性、碱性条件下，较普遍）

负极反应，正极反应。

析氢腐蚀（较强酸性条件下）

负极反应，正极反应。

3.金属的防护方法：①改变金属内部结构；②覆盖保护层；③使用电化学保护法等。

▲金属腐蚀快慢的判断：

a.电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐蚀措施的腐蚀；

b.同一种金属的腐蚀：强电解质＞弱电解质＞非电解质

四、电解规律

1. 离子放电顺序(惰性电极)

阳极（阴离子被氧化）：S2- > I- > Br- > Cl- > OH-> 含氧酸根，

阴极（阳离子被还原）：Ag+ > Fe3+ > Hg2+ > Cu2+ > H+ > Fe2+ > Zn2+。

[ 当C(Zn2+)或C(Fe2+)>>C(H+)时，Zn2+或Fe2+优先放电，如镀锌。]

2.电解基本类型

▲电解计算原则：H2 ~Cl2 ~1/2O2 ~Cu ~2Ag ~2H+ ~2OH—

[例6]电解500mL 0.03mol/L NaCl溶液，通电一段时间后溶液的PH从7增到12（忽略体积变化），阴极产生氯气mL（标况下），溶液中NaCl的物质的量浓度为。

[例7]25℃时用石墨电极电解一定量的饱和Na2SO4溶液，通电一段时间后，在阴极析出amol 气体，同时有Wg Na2SO4·10H2O晶体析出。总反应，设温度不变，此时剩余溶液的质量分数是。

若阳极改用铜作电极，电极反应、，剩余溶液的质量分数是。

[例8]将a 、b 、c 、d 四个铂电极，插入甲、乙两电解池中进行电解，如图所示。工作一段时间后，甲池中的电解液的pH 升高，乙池中的电解液的pH 下降，同时b 、c 两极放电的离子数目比为2：1，可供选择的电解液有四组：

⑴符合上述情况的电解池溶液是组。 ⑵甲池中得到的电解产物是。

乙池中电解总的化学方程式是。 ⑶工作一段时间，a 、b 、c 、d 四极生成物的物质的量之比为。 ⑷若甲、乙两池中的电解液各为500mL ，通电后，a 极生成产物0.1克时，甲池的pH 值约为，乙池的pH 值约为。

五、电解应用

（一）电镀：目的使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。

待镀金属作极，镀层金属作极，含镀层金属离子的盐溶液作电镀液。如：电镀锌，阳极反应，阴极反应，

电镀液，电解前后电解质的浓度。

（二）精练铜：作阳极，作阴极，电解质为。

粗铜中含有Zn 、Fe 、Ag 、Au 等杂质，阳极泥中会有。电解质的浓度有无变化？

（三）氯碱工业：

1.电极材料：阳极，阴极。

2.电极反应及总反应：总反应。

阳极，阴极

，阴极周围PH 。 3.设备：立式隔膜电解槽

4.粗盐水的精制：粗盐水中含有Ca 2+、Mg 2+、SO 42-等杂质，为了有效的除去Ca 2+、Mg 2+和

SO 42-，可加入的试剂依次是。

甲乙

（四）冶炼Na、Mg、Al等较活泼的金属：

反应原理分别是；

；

。

（五）测定阿伏加德罗常数

[例9]：如图是可用于测阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在硫酸铜溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为x、y。

（３）当以Ｉ＝0.21A的电流电解60分钟后，测得铜片Ａ的质量增加了0.25g，则装置中的x 端应与直流电的______极相连，它是电解池的______极。

（２）电解后铜片Ｂ的质量_________。（答增加、减少或不变）

（３）列式计算实验测得的阿伏加德罗常数N A。（已知电子电量e=1.60×10－19C）

[思考]：利用电解原理设计一实验制备Fe(OH)2，画出示意图。

电化学专题讲座

高三化学电化学专题复习知识框架化学电池化学能转变为电能原电池金属的电化学腐蚀（自发进行）氧化还原反应——能量变化电解电解质溶液电解池电镀、铜的精炼电能转变为化学能电解法冶练金属（外界能量推动、自发或不自发）一、原电池和电解池的比较：负极：较活泼金属；失去电子；发生氧化反应；（阳极）正极：较不活泼金属(或非金属C石墨)；

二、原电池电极反应式和总反应式的书写：书写方法：“对于复杂的原电池反应考试往往是已知的” （1）找出化合价变价的一组元素，由此判断正负极；（负极失去电子，化合价升高，发生氧化反应）；（2）判断电解质溶液的酸碱性（或是熔融氧化物/碳酸盐）；（3）根据化合价的升降数确定得或失的电子数；（4）根据电解质溶液，利用电解质溶液中存在的离子平衡电荷；（5）根据电解质溶液，完成原子守恒；普通电池：（锌锰干电池、铅酸蓄电池） 1．（2016?大连校级模拟）蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2+Fe+2H2O Fe（OH）2+Ni(OH)2。书写电极方程式并判断电极负极pH值变化：（1）此电池放电时，负极的电极反应式是____________________________________________________。（2）此电池放电时，正极的电极反应式是____________________________________________________。（3）此电池充电时，阳极的电极反应式是___________________________________________________。2. 以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池。 Al+3NiO(OH)+H2O+NaOH NaAlO2+3Ni(OH)2。书写电极方程式并判断电极负极pH值变化：（1）此电池放电时，正极的电极反应式是____________________________________________________。（2）此电池充电时，阳极的电极反应式是_____________________________________________________。 3.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。 3Zn+ 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH （1）此电池放电时，负极的电极反应式是____________________________________________________。（2）此电池放电时，正极的电极反应式是____________________________________________________。（3）此电池充电时，阳极的电极反应式是___________________________________________________。燃料电池：可燃物~O2燃料电池（可燃物作负极，氧气/空气作正极），四种电解质溶液类型：（1）碱性电解质：O2 + 4e- +2H2O = 4OH- （2）酸性电解质：O2 + 4e- +4H+ =2H2O （3）熔融金属氧化物：O2 + 4e- = 2O2- （4）熔融碳酸盐：O2 + 4e- +2CO2= 2CO32- 4.以甲醇燃料电池为例，书写四种电解质溶液环境下的电极方程式：

电化学实验讲义

电化学实验讲义浙江树人大学生物与环境工程学院二O 一二年九月编写:李成平实验一皮蛋的pH 值测定一、实验目的 1. 了解电位法测定pH 的原理 2. 了解pH 计的使用方法及性能 3. 掌握电位法测定pH 值的实验技术二、实验原理制做皮蛋(松花蛋)的主要原料为:鸭蛋、纯碱、石灰等。在一定条件下 ,经过一定周期即制得皮蛋。此时由于碱的作用,形成了蛋白及蛋清凝胶。测定皮蛋水溶液的pH 值时,由玻璃电极作为氢离子活度的指示电极, 饱和甘汞电极作为参比电极,它们与待测液(皮蛋水溶液)组成工作电池, 其电池可表示为: Ag,AgCl?HCl(0.1mol/L)?玻璃膜?试液?KCl(饱和)?Hg 2 Cl 2 ,Hg 电池电动势在不考虑液体接界电位及不对称电位时,可表示为: E 电池 = E SCE - E G 而E G = E AgCl/Ag + K - 0.0592pH ? E 电池 = E SCE - K - E AgCl/Ag + 0.0592pH令E SCE - K - E AgCl/Ag = K , ,则上式为: E 电池 = K , + 0.0592pH K , 为常数,包括不对称电位,液接电位及内外参比电极电位。这样通过测定电池的电位即可确定溶液的 pH。本实验测定步骤为:先用 pH 已知的标准缓冲溶液定位,使酸度计指示该溶液的pH 值。经过校正定位后的酸度计,即可用来直接测定水样的pH 值。其测定方法可用标准曲线法或标准加入法。在测试中,pH 范围应用pH 缓冲液定值在5~8。对于干扰元素(Al、Fe、Zr、Th、Mg、Ca、Ti 及稀土)通常可用柠檬酸,EDTA, DCTA,磺基水扬酸等掩蔽。阴离子一般不干扰测定。加入总离子强度调节缓冲剂能控制酸度,掩蔽干扰,调节离子强度。三、仪器与试剂 1. 仪器 pHS-4 型酸度计;甘汞电极、pH 玻璃电极;磁力搅拌器; 组织捣碎机。 2. 试剂 pH 标准缓冲溶液。四、实验操作 1. 试样处理:将皮蛋洗净、去壳。按皮蛋?水的比例2?1 加入水, 在组织捣碎机中捣成均浆。 2. 测定:称取匀浆样15g(相当于样品10g),加水搅匀,稀释至150ml, 用双层纱布过滤,取此滤液50ml 放到酸度计上测取读数。五、数据处理平均值

高中电化学详解

电化学讲义第一章电解 1 概念 1.1 什么叫电解电解是使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在两极上发生氧化还原反应，把电能转化为化学能的过程。其装置叫电解池，常由直流电源、两个电极、导线及电解质溶液(或熔融电解质)构成，如图。图中是电解CuCl 2 溶液的装置。通电后发生反应： CuCl 2=Cu + Cl 2 ↑ 用离子方程式表示： Cu2++ 2Cl-=Cu + Cl 2 ↑ 1.2 发生电解反应的条件 ①连接直流电源 ②阴阳电极，与电源负极相连为阴极，与电源正极相连为阳极。 ③两级处于电解质溶液或熔融电解质中。 ④两电极形成闭合回路 1.3 电解质在通电前、通电后的关键点通电前：电解质溶液的电离（它包括了电解质的电离也包括了水的电离）。通电后：离子才有定向的移动（阴离子移向阳极，阳离子移向阴极）。 2 电极反应放电是电化学中常用的词，就是电极上发生氧化-还原反应，离子或原子得失电子的过程都叫放电。 2.1 阴极与电源的负极相连的电极成为阴极。溶液中阳离子在阴极上得到电子，发生还原反应。如上图装置中，Cu2+在阴极是得到电子转化为Cu，阴极反应式： Cu2++2e＝Cu 阴极电极材料的本身受到保护，不参与反应，溶液中较易得电子的阳离子在阴极上得电子而被还原，在阴极得电子的难易顺序为：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+（酸）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+（水）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。当此放电顺序适用于阳离子浓度相差不大时，顺序要有相应的变动。当溶液中H+只来自于水电离时，H+的放电顺序介于A13+和Zn2+之间。规律：铝前（含铝）离子不放电，氢（酸）后离子先放电，氢（酸）前铝后的离子看条件 2.2 阳极：与电源的正极相连的电极称为阳极。物质在阳极上失去电子，发生氧化反应。如上图装置中， Cl-在阳极上失去电子转化为Cl 2 ，阳极反应式： 2Cl--2e＝Cl 2 ↑ 首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序表Ag以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要再看溶液中的离子的失电

人教版高中化学选修4第四章电化学基础知识归纳

电化学基础知识归纳（含部分扩展内容）（珍藏版）特点：电池总反应一般为自发的氧化还原反应，且为放热反应（△H<0）；原电池可将化学能转化为电能电极负极：一般相对活泼的金属溶解（还原剂失电子，发生氧化反应）正极：电极本身不参加反应，一般是电解质中的离子得电子（也可能是氧气等氧化剂），发生还原反应原电池原理电子流向：负极经导线到正极电流方向：外电路中，正极到负极;内电路中，负极到正极电解质中离子走向：阴离子移向负极，阳离子移向正极原电池原理的应用：制成化学电源（实用原电池）;金属防腐（被保护金属作正极）;提高化学反应速率；判断金属活性强弱一次电池负极：还原剂失电子生成氧化产物（失电子的氧化反应）正极：氧化剂得电子生成还原产物（得电子的还原反应）放电：与一次电池相同二次电池规则：正极接外接电源正极，作阳极;负极接外接电源负极，作阴极（正接正，负接负）充电阳极：原来的正极反应式反向书写（失电子的氧化反应）原电池阴极：原来的负极反应式反向书写（得电子的还原反应）化学电源电极本身不参与反应（一般用多孔电极吸附反应物），总反应相当于燃烧反应负极：可燃物（如氢气、甲烷、甲醇等）失电子被氧化（注意电解质的酸碱性）电极反应正极：O得电子被还原，具体按电解质不同通常可分为4种 2 燃料电池碱性介质：O+4e-+2H O==4OH- 22 酸性介质：O+4e-+4H+==2H O 22 电解质不同时氧气参与的正极反应固体或熔融氧化物（传导氧离子）：O+4e-==2O2- 2 第1页质子交换膜（传导氢离子）：O+4e-+4H+==2H O 22

特殊原电池:镁、铝、氢氧化钠，铝作负极;铜、铝、浓硝酸，铜作负极;铜、铁、浓硝酸，铜作负极，等特点：电解总反应一般为不能自发的氧化还原反应；可将电能转化为化学能活性电极：阳极溶解（优先），金属生成金属阳离子阳极惰性电极一般为阴离子放电，失电子被氧化，发生氧化反应（接电源正极）（石墨、铂等）常用放电顺序是：Cl->OH->高价态含氧酸根（还原性顺序），发生氧化反应，相应产生氯气、氧气电解原理电极反应阴极电极本身一般不参加反应，阳离子放电，得电子被还原，发生还原反应（接电源负极）常用放电顺序是：Ag+>Cu2+>H+>活泼金属阳离子（氧化性顺序），相应产生银、铜、氢气电流方向：正极到阳极再到阴极最后到负极电子流向：负极到阴极，阳极到正极(电解质溶液中无电子流动，是阴阳离子在定向移动）离子流向：阴离子移向阳极（阴离子放电），阳离子移向阴极（阳离子放电）常见电极反应式阳极：2Cl--2e-==Cl↑,4OH--4e-==O↑+2H O或2H O-4e-==O↑+4H+（OH-来自水时适用） 22222 电解池阴极：Ag++e-==Ag,Cu2++2e-==Cu,2H++2e-==H↑或2H O+2e-==H↑+2OH-（H+来自水时适用） 222 电解水型：强碱、含氧强酸、活泼金属的含氧酸盐，如：NaOH、KOH、H SO、HNO、Na SO溶液等 24324 电解溶质型：无氧酸、不活泼金属的含氧酸盐，如：HCl、CuCl溶液等 2 常见电解类型电解溶质+水（放氢生碱型）：活泼金属的无氧酸盐，如：NaCl、KCl、MgCl溶液等 2 电解溶质+水（放氧生酸盐）：不活泼金属的含氧酸盐，如：CuSO、AgNO溶液等 43 氯碱工业的基础：电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠第2页

实验讲义- 计时电流、电化学聚合

电位分析实验七计时电流法一、实验目的 1、了解计时电流法的特点和基本实验技术； 2.、掌握极限扩散电流的基本理论； 3.、了解采样电流伏安法的原理。二、基本原理计时电流法是极谱法和伏安法的基础。它是记录当电极电位从初始电位阶跃到某一指定电位时，电流随时间的变化曲线。计时电流法又分为单电位阶跃，双电位阶跃及多电位阶跃等。计时电流法是研究极限扩散电流的工具，同时它又是常用的电化学暂态分析方法之一。当电流电位从初始电位阶跃至极限电极电位时，不管电极反应是否可逆，电流与时间的关系式均可以表示为Cottrell公式： i d(t)=nFAD o1/2C o*/(лt)1/2 (1) （1）式中i d(t)为极限扩散电流，n为电极反应的电子交换数，F为法拉第常数，A为电极的有效面积，Do为电极反应物（氧化态）的扩散系数，Co*为电极反应物的本体浓度，t为反应时间。当电极的有效面积不变时，（1）式可以简化为： i d(t)=kt-1/2(2) 即极限扩散电流随t-1/2衰减。对（1）式进行积分，得到 Q(t)=∫t0 i d(t)dt=2nFAD o1/2C o*t1/2/л1/2=k’t1/2 (3) 即Q(t) 与t1/2成正比。如果记录Q(t)—t曲线，称为计时电量法。另外，由（1）式可知： i d(t)∝C o*(4) 即极限扩散电流与溶液的本体浓度成正比这也是极谱法定量分析的依据。三、仪器与试剂仪器LK98BⅡ型电化学工作站（天津市兰力科公司）；三电极系统：玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极（或饱和甘汞电极）为参比电极，铂电极为对极(铂丝、铂片、铂柱电极均可)；试剂 1.0×10-3mol/L K3[Fe(CN)6]-K4[Fe(CN)6] (铁氰化钾)溶液（含0.2mol/L KNO3）。

国外电化学讲义

Section 5: Voltammetric Methods

Voltammetric Methods ?Historical ?Electrolysis at DME -1920’s ?Usually 3-electrode cells ?Measurement of current that results from the application of potential. ?Different voltammetric techniques are distinguished primarily by the potential function that is applied to the working electrode and by the material used as the working electrode.

Types of Voltammetry Polarography Linear sweep and Cyclic Voltammetry Hydrodynamic Voltammetry Pulsed methods AC Voltammetry (not here) ip=2.69 x 105n3/2A D O1/2v1/2C O It is instructive to start with Polarography Voltammetry at a dropping mercury electrode

Polarography uses mercury droplet electrode that is regularly renewed during analysis. Applications: Metal ions (especially heavy metal pollutants) -high sensitivity. Organic species able to be oxidized or reduced at electrodes: quinones, reducing sugars and derivatives, thiol and disulphide compounds, oxidation cofactors (coenzymes etc), vitamins, pharmaceuticals. Alternative when spectroscopic methods fail.

高中化学电化学知识

第四章电化学基础做题技巧：有关电化学的题，只要记住“负氧正还，阳氧阴还”（氧---指发生氧化反应，还---指发生还原反应。根据升失氧降得还，即可得出答案）第一节原电池原电池： 1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池_______ 2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 3、电子流向：外电路：负极——导线——正极内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。 4、电极反应：以锌铜原电池为例：负极：氧化反应：Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属）正极：还原反应：2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属）总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 5、正、负极的判断：（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。（2）从电子的流动方向负极流入正极（3）从电流方向正极流入负极（4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极（5）根据实验现象①__溶解的一极为负极__②增重或有气泡一极为正极第二节化学电池 1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池 2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置 3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池一、一次电池 1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等二、二次电池 1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。 2、电极反应：铅蓄电池 2-－2e-＝PbSO4↓ 放电：负极（铅）：Pb＋SO 4 2-＋2e-＝PbSO4↓＋2H2O 正极（氧化铅）：PbO2＋4H+＋SO 4 2- 充电：阳极：PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H+＋SO 4 2- 阴极：PbSO4＋2e-＝Pb＋SO 4 ↓＋2H2O 两式可以写成一个可逆反应：PbO2＋Pb＋2H2SO4 3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池三、燃料电池

高考电化学专题复习精华版

第一部分原电池基础一、原电池基础装置特点：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 -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 电解质溶液二、常见的电池种类电极反应：负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+ 正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑ ① 普通锌——锰干电池总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑ 干电池：电解质溶液：糊状的NH 4Cl 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 ② 碱性锌——锰干电池电极反应：负极（锌筒）Zn-2e - +2OH - =Zn(OH)2 正极（石墨）2e - +2H 2O +2MnO 2= 2OH-＋2MnOOH ( 氢氧化氧锰) 总反应：2 H 2O +Zn+2MnO 2= Zn(OH)2＋2MnOOH 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）；使用寿命提高电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。失e -,沿导线传递，有电流产生溶解不断

可充电电池正极（PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4 铅蓄电池总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O 电解液：1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液蓄电池特点：电压稳定, 废弃电池污染环境 Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池；其它负极材料：Cd ；正极材料：涂有NiO 2，电解质：KOH 溶液 NiO 2+Cd+2H 2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 Ⅱ、银锌蓄电池正极壳填充Ag 2O 和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH 。反应式为： 2Ag+Zn(OH)2 ﹦ Zn+Ag 2O+H 2 锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl 2)：8Li+3SOCl 2 = 6LiCl+Li 2SO 3+2S 负极：；正极：。锂电池用途：质轻、高能(比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。 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CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 ③、氢氧燃料电池：总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 1.普通锌锰电池干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充NH 4Cl 、ZnCl 2和淀粉作电解质溶液，还填充MnO 2的黑色粉末吸收正极放出的H 2，防止产生极化现象。电极总的反应式为：2NH 4Cl+Zn+2MnO 2=ZnCl 2＋2NH 3↑+Mn 2O 3+H 2O 问题： ①通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了？ ②我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用? 化学电源简介放电充电放电放电` 充电放电 ` 充电放电 `

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电化学复习（一）原电池一、原电池装置特点：化学能转化为电能。形成条件： ①、2 个活泼性不同的电极，一般情况下，较活泼者作负极，较不活泼者作正极； ②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； ③、形成闭合回路（或在溶液中接触）基本概念：负极：用还原性较强的物质作负极，负极失电子；发生氧化反应。正极：用氧化性较强的物质正极，正极得电子，发生还原反应。反应原理：铜锌原电池（Cu —Zn ）（ - ）： Zn-2e - =Zn 2+ + - （+）： 2H+2e =2H ↑ 负极（锌） Zn-2e - =Zn2+ + 正极（石墨） 2NH 4 +2e-=2NH 3+H 2↑ ①、普通锌—锰（ Zn —Mn ）干电池： + 2+ 总反应： Zn+2NH 4=Zn +2NH 3+H 2↑ 电解质溶液：糊状的 NH4Cl ②、铅蓄电池正极： PbO 2+SO 42- +4H ++2e - =PbSO 4+2HO 2- - 负极： Pb+SO 4 -2e =PbSO 4 总反应： PbO 2+Pb+2HSO 4=2PbSO 4+2HO 电解液 :H 2SO 4 ③、银—锌纽扣电池 - - 正极： Ag 2O+2e+H 2O=2Ag+2OH 负极： Zn-2e -- +2OH=Zn(OH)2 总反应： Ag 2O+Zn+H 2O=2Ag+Zn(OH) ④、镍—镉电池 - - 正极： 2NiO(OH)+2HO+2e=2Ni(OH) 2+2OH - - =Cd(OH)2 负极： Cd+2OH-2e 总反应： 2NiO(OH)+2HO+Cd=2Ni(OH)+ Cd(OH)2 三、特殊的原电池 ①、 Al 与 Mg 组成的原电池（溶质为 NaOH ）特殊： Mg 的活泼性强于 Al 却作正极 - -

电化学习题讲义

7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A ，经过15min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2（g ）？解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极： 2Cl - －2e - → Cl 2（g ）则：z= 2 根据：Q = nzF=It ()22015Cu 9.32610mol 296500It n zF -?= ==?? 因此：m （Cu ）=n （Cu ）× M （Cu ）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n （Cu ）= n （Cl 2） pV （Cl 2）= n （Cl 2）RT 因此： 3 223 Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010n RT V p ??= ==?（）（） 7.3 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出0.078g 的Ag ，并知阳极区溶液中23.376g ，其中含AgNO 30.236g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g AgNO 3。求 Ag +和 3 NO -迁移数。解法1：解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Ag +的总量的改变如。 n 电解后(Ag +)= n 电解前(Ag +)+ n 电解(Ag +)- n 迁移(Ag +) 则：n 迁移(Ag +)= n 电解前(Ag +)+ n 电解(Ag +)- n 电解后(Ag +) n 电解(Ag +)= ()()4Ag 0.078 7.22910mol Ag 107.9 m M -==? ()3 323.3760.2367.3910(Ag ) 1.00710mol 169.87 n -+ --??= =?解前电 30.236 () 1.38910169.87n +-= =?Ag mol 电解后 n 迁移(Ag +) = 1.007×10-3+7.229×10-4-1.389×10-3=3.403×10-4mol ()4 4 Ag 3.40310Ag 0.477.22910 n t n +-+ -?==?移解（）= 迁电则：t （ 3 NO -）= 1 - t （Ag +）= 1 – 0.471 = 0.53 解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中 3 NO -的总量的改变如下： n 电解后( 3 NO -)= n 电解前( 3 NO -) + n 迁移( 3 NO -) 则：n 迁移( 3 NO -)=n 电解后( 3 NO -)- n 电解前( 3 NO -)

高中化学专题训练电化学

电化学 1．一种太阳能电池的工作原理如图Z7-1所示，电解质为铁氰化钾K3[Fe(CN)6]和亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]的混合溶液，下列说法不正确的是( ) 图Z7- 1 A．K＋移向催化剂b B．催化剂a表面发生的化学反应：[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－ C．[Fe(CN)6]3－在催化剂b表面被氧化 D．电解池溶液中的[Fe(CN)6]4－和[Fe(CN)6]3－浓度基本保持不变 2．工业上常用电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱，生产装置如图Z7-2所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，以下说法中正确的是( ) 图Z7- 2 A．a极与电源的负极相连 B．产物丙为硫酸溶液 C．离子交换膜d为阴离子交换膜 D．b电极反应式：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 3．如图Z7-3，下列说法不正确的是( ) 图Z7- 3 A．此装置用于电镀铜时，电解一段时间，硫酸铜溶液的浓度不变 B．若a为纯铜，b为粗铜，该装置可用于粗铜的电解精炼 C．燃料电池中正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．电子经导线流入b电极

4．用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图Z7-4所示。下列有关说法错误的是( ) 图Z7- 4 A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．通电后阴极区附近溶液pH会增大 C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区 D．纯净的KOH溶液从b出口排出 5．我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放，循环利用人体呼出的CO2并提供O2，我国科学家设计了一种装置(如图Z7-5)，实现了“太阳能-电能-化学能”转化，总反应方程式为2CO2===2CO＋O2。下列关于该装置的说法正确的是( ) 图Z7- 5 A．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极 B．图中离子交换膜为阳离子交换膜 C．反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强 D．人体呼出的气体参与X电极的反应：CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－ 6．用如图Z7-6装置研究电化学原理，下列分析中错误的是( ) 图Z7- 6 7.(1)利用如图Z7-7实验装置可以合成氨，钯电极B 的电极反应式为

新人教版高中化学选修4知识点总结：第四章电化学基础

电化学基础一、原电池课标要求 1、掌握原电池的工作原理 2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式要点精讲 1、原电池的工作原理（1）原电池概念：化学能转化为电能的装置，叫做原电池。若化学反应的过程中有电子转移，我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动，即形成电流。只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能；非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用，但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。（2）原电池装置的构成 ①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极。 ②电极材料均插入电解质溶液中。 ③两极相连形成闭合电路。（3）原电池的工作原理原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生，从而在外电路中产生电流。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，简易记法：负失氧，正得还。 2、原电池原理的应用（1）依据原电池原理比较金属活动性强弱 ①电子由负极流向正极，由活泼金属流向不活泼金属，而电流方向是由正极流向负极，二者是相反的。

②在原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。 ③原电池的正极通常有气体生成，或质量增加；负极通常不断溶解，质量减少。（2）原电池中离子移动的方向 ①构成原电池后，原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动，溶液中的阴离子向原电池的负极移动； ②原电池的外电路电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。注：外电路：电子由负极流向正极，电流由正极流向负极；内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 3、原电池正、负极的判断方法：（1）由组成原电池的两极材料判断一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。（2）根据电流方向或电子流动方向判断。电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。（3）根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。（4）根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极失电子发生氧化反应，其正极得电子发生还原反应。（5）根据电极质量增重或减少来判断。工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极（正极）放电，电极活动性弱；反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。（6）根据有无气泡冒出判断电极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。本节知识树

2014届高考化学冲刺讲义专题八电化学基础

第8讲电化学基础 [主干知识·数码记忆] 一、小试能力知多少(判断正误) (1)(2013·浙江高考)多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料(√) (2)(2012·江苏高考)Zn具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料(√) (3)(2012·广东高考)锂碘电池，该电池反应为：2Li(s)＋I2(s)===2LiI(s)则碘电极作该电池的负极(×) (4)(2013·福建高考)以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO＋4OH－－2e－ 3＋2H2O(√) ===CO2－ (5)(2012·海南高考)锌与稀硫酸反应时，要加大反应速率可滴加少量硫酸铜(√) 二、必备知识掌握牢 1．明确原电池构成的条件 2．原电池正负极判断的四种方法 (1)根据构成原电池两极的电极材料判断，一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极； (2)根据电子流动方向或电流方向判断，电子流动方向：由负极流向正极；电流方向：由正极流向负极。 (3)根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (4)根据原电池两极发生的变化判断，原电池的负极发生氧化反应；正极发生还原反应。 [典例](2013·安徽高考)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本

结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法正确的是() A．正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2 B．放电过程中，Li＋向负极移动 C．每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g Pb D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转 [解析]正极上发生还原反应，A项错误；放电过程中Li＋向正极移动，B项错误；由电池总反应式可知，每转移0.1 mol电子，理论上生成0.05 mol Pb，质量为10.35 g，C项错误；常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流，因此连接电流表或检流计，指针不偏转。 [答案] D —————————————————[探规寻律]——————————————— 明确原电池电极反应式、总反应式书写的三步骤 ———————————————————————————————————— [演练1](2013·江苏高考)Mg－H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图。该电池工作时，下列说法正确的是() A．Mg电极是该电池的正极 B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应 C．石墨电极附近溶液的pH增大 D．溶液中Cl－向正极移动解析：选C本题考查原电池原理，意在考查考生对电

高中化学选修4电化学知识点总结(最新整理)

第四章电化学基础一、原电池： 1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。 2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 3、电子流向：外电路：负极——导线—— 正极内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。 4、电极反应：以锌铜原电池为例：负极：氧化反应： Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属）正极：还原反应： 2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属）总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑ 5、正、负极的判断：（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。（2）从电子的流动方向：负极流入正极（3）从电流方向：正极流入负极（4）根据电解质溶液内离子的移动方向：阳离子流向正极，阴离子流向负极（5）根据实验现象：①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极二、化学电池 1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池 2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置 3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池（一）一次电池 1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等（二）二次电池 1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。 2、电极反应：铅蓄电池放电：负极（铅）： Pb－2e- ＝PbSO4↓ 正极（氧化铅）： PbO2＋4H+＋2e- ＝PbSO4↓＋2H2O 充电：阴极： PbSO4＋2H2O－2e- ＝PbO2＋4H+ 阳极： PbSO4＋2e- ＝Pb 两式可以写成一个可逆反应： PbO2＋Pb＋2H2SO4 ? 2PbSO4↓＋2H2O 3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池（三）燃料电池 1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池 2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。 ①当电解质溶液呈酸性时：负极：2H2－4e- =4H+ 正极：O2＋4e- +4H+ =2H2O

电化学工作站测极化曲线

应用电化学实验本课程安排4个综合实验，每个实验4个学时，共16个学时，按照10人一组分别进行。自编实验讲义。实验仪器有：分析天平；直流稳压稳流电源；电化学工作站；恒温水浴；饱和甘汞电极；鲁金毛细管；H 型电解槽；Pt 电极；电解槽；赫尔槽；电力搅拌器、磁力搅拌器；pH 计。实验1：极化曲线的测定实验内容：测定Ni 2+离子、Co 2+离子单金属电沉积、以及Ni-Co 合金共电沉积的稳态阴极极化曲线。一、实验目的 1.掌握三电极体系装置和电化学工作站的应用。 2.掌握用线性电位扫描法测量极化曲线的原理和实验方法，学会从极化曲线上分析电极过程特征。 2.测定金属电沉积的阴极极化曲线。 3.学会数据的分析和处理。二、实验原理研究电极过程的基本方法是测定极化曲线。电极上电势随电流密度变化的关系曲线称为极化曲线。极化曲线表示了电极电位与电流密度之间的关系，从极化曲线上可以求得任一电流密度下的过电势（超电势），看出不同电流密度时电势变化的趋势，直观地反映了电极反应速度与电极电势的关系。在某一电流密度下极化曲线的斜率i ???称为极化度（极化率），极化度的大小可以衡量极化的程度，判断电极过程的难易。极化度小，电极过程容易进行；极化度大，电极过程受到较大阻碍而难以进行。从极化曲线还可求电极过程动力学参数，如交换电流密度i 0、电子传递系数α、标准速度常数、以及扩散系数；还可以测定反应级数、电化学反应活化能等。被控制的变量电极电位是随时间连续线性变化的。随时间连续线性变化的电位可用线性方程表示： Vt i +=??；其中：?——扫描电位，t ——扫描时间，V ——扫描速度，i ?——扫描起点电位。

高中化学必修6电化学

电化学学习目标 1、熟练掌握电解池电极名称、材料、电解质种类等的判断；会书写电极反应式和电解总反应方程式； 2、掌握电解前后溶液的浓度和pH值变化的计算。典型例题【例1】（2002年黄冈模拟试题）右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，【解析】通电后a极板增重，表明溶液中金属阳离子在a极板上放电，发生还原反应析出了金属单质，因此可确定a极板是电解池的阴极，与它相连接的直流电源的x极是负极。选项C中x极为正极，故C不正确。A中电解液为CuSO4溶液，阴极a板上析出Cu而增重，阳极b 板上由于OH-－离子放电而放出无色无臭的O2，故A正确。B中电解液为NaOH溶液，通电后阴极a上应放出H2，a极板不会增重，故B不正确。D中电解液为CuCl2溶液，阴极a板上因析出Cu而增重，但阳板b板上因Cl－离子放电，放出黄绿色有刺激性气味的Cl2，故D不正确。【答案】 A 【例2】（2003年南通四市联考试题）右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。回答：（1）直流电源中，M为极。（2）Pt电极上生成的物质是，其质量为 __g。（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2∶___∶_ ∶。（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同），AgNO3溶液的pH ， H2SO4溶液的浓度，H2SO4溶液的pH ___。（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶

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一、原电池的工作原理装置特点：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）③、形成闭合回路（或在溶液中接触）原 ④、建立在自发进行的氧化还原反应基础之上电负极：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。原基本概念：电极反应方程式：电极反应、总反应。理正还原反氧化反应负铜锌原电 -2++ =2H+22H反应原理Zn-2e↑=Z 不解断电解质溶液二、常见的电池种类2+ -负极（锌筒）Zn-2e=Zn 电极反应： -+↑=2NH 正极（石墨）2NH+H+2e 2432++ +2NH 总反应：Zn+2NH+H=Zn↑①普通锌——锰干电池243Cl 电解质溶液：糊状的NH 干电池：4特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液锰干电池②碱性锌——--负极（锌筒）Zn-2e=Zn(OH)+2OH电极反应：22MnOOH ＋+2HO +2MnO=- 2e 2OH-( 氢氧化氧锰) 正极（石墨） 222MnOOH2 HO+Zn+2MnO=＋总反应：Zn(OH) 222电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）；使用寿命提高。电解液：由中性变为碱性（离子导电性好） -2-+O +4H=PbSOPbO+SO+2e+2H 正极（PbO）22244-2--2e=PbSO Pb+SOPb 负极（）44O +Pb+2HSO 2PbSO+2HPbO 铅蓄电池总反应：放电24242充电33溶液的电解液：1.25g/cmH~1.28g/cmSO42特点：电压稳定, 废弃电池污染环境蓄电池 ——Cd）可充电电池；Ⅰ、镍——镉（Ni 可充电电池 KOH溶液负极材料：Cd；正极材料：涂有NiO，电解质：其它2Ni(OH)+ Cd(OH) NiO+Cd+2HO 2222 放电Ⅱ、银锌蓄电池放电` KOH和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液。正极壳填充AgO2 充电 O+H﹦反应式为：2Ag+Zn(OH)Zn+Ag 222电放`充电+2S 6LiCl+LiSO 8Li+3SOCl)(Li-SOCl 锂亚硫酰氯电池：= 32 22电放 `)( 用途：质轻、高能比能量高、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，锂电池广泛应用于军事和航空领域。