文档介绍：第四章电化学基础
河北省宣化县第一中学栾春武
一、原电池、电解池原理
:通过自发氧化还原反应把化学能转化为电能。
:连接电源,使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发生非自发氧化还原反应,从而把电能转化为化学能。
阳极
(内电路)
阴极
(内电路)
正极
负极
Cu
Zn
H2SO4溶液
e
e
H+
SO4 2 –
氧化反应:
Zn-2e- = Zn2+
还原反应:
2H++2e - = H2↑
还原反应:
2H + +2e - = H2↑
氧化反应:
4OH–+ 4e - = O2↑+2H2O
原电池
电解池
OH–
C
C
H2SO4溶液
阳极
阴极
+
-
e
e
电源
H+
SO4 2 –
OH–
原电池
电解池
定义
形成
条件
电极名称
电极判断
电极反应
得失电子
电子流向
化学能转变成电能的装置。
将电能转变成化学能的装置。
①活动性不同两电极
②自发的氧化还原反应
③电解质溶液(有选择性)
④两电极必须插入电解质溶液中
(或两电极相靠)形成闭合回路
①两电极接直流电源(两电极活
动性可相同,也可不同)
②电解质溶液或者熔融电解质
③两电极必须插入电解质溶液中
形成闭合回路
负极:较活泼金属
正极:较不活泼金属(或能导电的非金属等)
阳极:电源正极相连
阴极:电源负极相连
负极(内电路为阳极):
发生氧化反应(失电子)
正极(内电路为阴极):
发生还原反应(溶液中的阳离子移向正极得电子)
阳极:发生氧化反应(电极或溶液中的阴离子移向阳极失电子)
阴极:发生还原反应(溶液中的阳离子移向阴极失电子)
负极正极
负极阴极; 阳极正极
池型
电解池
电镀池
(应用电解原理)
铜的精炼池
(应用电解原理)
装置
特征
电极
反应
溶液的浓度
阳极:
M-ne- = Mn+
阴极:
Mn+ + ne- = M
阳极、阴极
和电解质溶液
阳极: 镀层金属(M)
阴极: 镀件
电镀液:含镀层金属
离子(Mn+)
阳极: 粗铜(含Zn、Fe、
Ni、Ag、Pt、Au等)
阴极: 精铜
电解液: CuSO4溶液
阳极: 氧化反应,失电子,化合价升高
阴极:还原反应,得电子,化合价降低
阳极:Cu-2e-= Cu2+
(Zn-2e- = Zn2+
Fe-2e- = Fe2+等)
阴极:Cu2++2e-= Cu
(Ag、Pt、Au成为
“阳极泥”)
改变
基本不变
基本不变
一、原电池原理的应用
化学电池:
介质
电池反应: 2H2 +O2 = 2H2O
酸性
负极
正极
碱性
负极
正极
2H2 - 4e-= 4H+
O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O
2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
一次电池
二次电池
:
Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = 2MnOOH + ZnCl2 + 2NH3
负极(Zn):Zn – 2e- = Zn2+
正极(MnO2和C):
2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = 2MnOOH + 2NH3
表示方法:
(–)Zn│NH4Cl + ZnCl2│MnO2,C(+)
2. 碱性锌锰电池总反应:
Zn + 2MnO2+ 2H2O = 2MnOOH + Zn(OH)2
负极(Zn): Zn + 2OH- -2e- = Zn(OH)2
正极(MnO2):2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
表示方法:(-) Zn│KOH│MnO2 (+)
放电过程总反应:
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) = 2PbSO4(s)+2H2O(l)
充电过程总反应:
2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
①放电过程
负极:氧化反应 Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)
正极:还原反应
PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4 (s) +2H2O(l)
②充电过程
阴极(接电源负极):还原反应
PbSO4(s)+2e- = Pb(s)+SO42-(aq)
阳极(接电源正极):氧化反应
2PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)
(-) Pt│H2│H+│O2│Pt (+)
电池总反应:2H2 + O2 = 2H2O
负极(Pt):2H2 - 4e- = 4H