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高中化學之原電池與電解池知識點

二、電池符號

圖為 Cu - Zn 電池。

左池:鋅片插在 1mol·dm-3的 ZnSO4 溶液中。右池:銅

片插在 1 mol·dm-3的 CuSO4 溶液中。兩池之間倒置的 U

形管叫做鹽橋(鹽橋是由飽和KCl溶液和瓊脂裝入U形管中

制成)。檢流計表明電子從鋅片流向銅片。左側為負極,右

側為正極。

此Cu - Zn 電池可表示如下:

(-)Zn | Zn

2+

(1mol·dm-3)‖Cu2+(1mol·dm-3)

負極: Zn-2e-== Zn

2+

正極: Cu

2+

+2e-== Cu

總反應: Zn+Cu

2+

== Zn

2+

+ Cu

☆ 寫電池符號應注意事項:

? 正、負極:(-) 左, (+) 右

| Cu

+

? 界面“|”: 單質與“極棒”寫在一起,寫在“|”外面。

? 注明離子濃度(c),氣態時用分壓(p),物質狀態:固態

(s), 液態(l) 等

? 鹽橋: “||”

三、金屬腐蝕與防護:

1. 金屬腐蝕:金屬(或合金)跟周圍接觸到的氣體(或液體)

反應而腐蝕損耗的過程。

(1)本質:金屬原子失電子而被氧化

M – ne- ====Mn+

(2)分類:

①化學腐蝕:

金屬與其他物質直接氧化反應,金屬被氧化。

(不是電解質溶液)(無電流產生)

②電化腐蝕:

不純金屬或合金,發生原電池反應,活潑金屬被氧化。

電解質溶液 (有電流產生)

(3)鋼鐵腐蝕:

2.金屬腐蝕的防護

(1)金屬腐蝕的原因:金屬本身的組成和結構是銹蝕的根

據;外界條件(如:溫度、濕度、與金屬接觸的物質)是促

使金屬銹蝕的客觀因素。

(2)防護:

①改變金屬內部組成結構,可以增強金屬耐腐蝕的能力。如:

不銹鋼。

② 在金屬表面覆蓋一層保護層,以斷絕金屬與外界物質接

觸,達到耐腐蝕的效果。(油脂、油漆、搪瓷、塑料、電鍍

金屬、氧化成致密的氧化膜)

③電化學保護法:犧牲陽極陰極保護法、外加電流陰極保護

法。

四、電解及其應用

1.電解的原理:

使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極上引起氧化還原

反應的過程叫做電解。

電解質在溶解或熔化狀態下電離出自由離子,通電時,

自由移動的離子定向移動,陽離子移向陰極,在陰極獲得電

子發生還原反應;陰離子移向陽極,在陽極失去電子發生氧

化反應。電解質導電過程就是電解過程。

2.電解反應離子放電順序(不考慮濃度等其他因素)

放電:陽離子得電子而陰離子失電的過程。

上述順序基本上與金屬活動順序一致,即越活潑的金屬,其

陽離子越難結合電子,但Fe3+氧化性較強,排在Cu2+之前。

(2)陰離子放電順序

(注明:若陽極材料是金屬(除Pt、Au外),電極首先發生

氧化反應而進入溶液。)

3.電鍍:利用電解原理在某些金屬表面鍍上一層金屬或合金

的過程,金屬叫鍍件,薄層鍍層。

陰極:鍍件→待鍍金屬

陽極:鍍層金屬

電鍍液:含有鍍層金屬離子的溶液。

五、幾種常見新型原電池

1.鉛蓄電池

(-)Pb|PbSO

4

(s)|H

2

SO

4

(aq)| PbSO

4

(s)|PbO

2

(+)

Pb + PbO

2

+ 2H

2

SO

4

2PbSO

4

+ 2H

2

O

2. 燃料電池

新型電池中,電極的導電材料一般多孔的金屬板,負極是通入

還原劑的一方,正極是通入氧化劑的一方.

如:氫氧燃料電池,電解質溶液為30%的氫氧化鉀溶液:

正極: O

2

+ 4e

-

+ 2H

2

O === 4OH

-

負極: 2H

2

–4e

-

+ 4OH-=== 4H

2

O

又如:甲烷燃料電池;電解質溶液為氫氧化鉀溶液:

正極:2O

2

+ 8e

-

+ 4H

2

O ==8OH

-

負極: CH

4

+ 10OH

-

-8e- ==CO

2-

3 + 7H

2

O

總反應:CH

4

+ 2O

2

+ 2OH

-

== CO

2-

3 + 3H

2

O

鉛蓄電池(充電)

陽極:PbSO

4

- 2e

-

+ 2H

2

O == PbO

2

+ SO

4

2-

+ 4H+

陰極:PbSO

4

+ 2e- == Pb + SO

4

2-

總反應式:2PbSO

4

+ 2H

2

O Pb + PbO

2

+ 4H

+

+ 2SO

4

2-

鉛蓄電池(放電)

正極(PbO

2

):PbO

2

+ 2e

-

+ SO

4

2-

+ 4H

+

== PbSO

4

↓+ 2H

2

O

負極(Pb):Pb - 2e

-

+ SO

4

2-

== PbSO

4

總反應式:Pb + PbO

2

+ 4H

+

+ 2SO

4

2-

== 2PbSO4↓+ 2H

2

O

銀鋅紐扣電池(堿性介質)

正極(Ag

2

O):Ag

2

O + H

2

O + 2e

-

== 2Ag + 2OH

-

負極(Zn):Zn + 2OH

-

-2e

-

== ZnO + H

2

O

總反應式:Zn + Ag

2

O == ZnO + 2Ag

Al─NaOH─Mg原電池

正極:6H

2

O + 6e

-

== 3H

2

↑ + 6OH

-

負極:2Al - 6e

-

+ 8OH

-

== 2AlO

2-

+ 4H

2

O

總反應式:2Al + 2OH

-

+ 2H

2

O == 2AlO

2-

+ 3H

2

高中化學之原電池與電解池知識點

一、原電池與電解池比較:

二、電池符號

圖為 Cu - Zn 電池。

左池:鋅片插在 1mol·dm-3的 ZnSO4 溶液中。右池:銅

片插在 1 mol·dm-3的 CuSO4 溶液中。兩池之間倒置的 U

形管叫做鹽橋(鹽橋是由飽和KCl溶液和瓊脂裝入U形管中

制成)。檢流計表明電子從鋅片流向銅片。左側為負極,右

側為正極。

此Cu - Zn 電池可表示如下:

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