电解槽和原电池涉及的主要知识点有哪些?
原电池形成的三个条件:“三看”。
先看电极:两极是导体,反应性不同;
再看溶液:两极插入电解质溶液中;
三、看回路:形成闭合回路或双极接触。
原理三:(1)用比较活泼的金属做负极,电子流失,发生氧化。
(2)使用相对不活泼金属(或碳)作为阳极来获得电子,并发生还原反应。
(3)有电流流过导线(触点),这样化学能就能转化为电能。
原电池与电解池的比较
(1)定义(2)的形成条件
将原电池的化学能转化为电能的装置;合适的电极、合适的电解质溶液和回路形成。
装置电极、电解质溶液(或熔融电解质)和外部电能,用于将电解池的电能转化为化学能。
源,形成回路
(3)电极名称(4)反应类型(5)外部电路的电子流动方向
阳极氧化、阳极流出和阳极流入
阳极还原
对…作阳极氧化
阴极还原阳极流出,阴极流入
一.与原电池有关的问题
1.无论它是否是一次电池
(1)首先分析是否有外接电源。如果有外接电源,那就是电解槽,如果没有外接电源,那可能就是原电池;然后根据原电池化成条件的分析判断,主要是“四看”:看电极——两极是导体且有活性差异(燃料电池的电极一般是惰性电极),看溶液——两极插入溶液,看回路——形成闭环或两极直接接触,看本质——是否有氧化还原反应。
(2)当多个电池相连,但无外接电源时,两电极活性差异最大的电池为原电池,其他电池可视为电解池。
2.原电池正负极的测定
(1)由两极的相对活性决定:相对活性强的金属为负极,相对活性差的金属或导电非金属为正极。负极材料一般应能与电解质溶液发生反应,如:在Mg-Al-HCl溶液组成的一次电池中,负极为Mg;但在Mg-Al-NaOH溶液组成的一次电池中,负极是Al。
(2)根据在两个电极上反应的物质的化合价的升降。比如甲醇燃料电池,顾名思义,甲醇燃烧时一般会产生二氧化碳,所以碳的价态上升,电子丢失。因此,通过其引入甲醇的电极是负电极。
(3)由电极的变化决定:如果一个电极不断溶解或质量不断减少,电极发生氧化反应,则该电极为负极;如果在电极上产生气体,电极质量不断增加或不变,电极发生还原反应,那么该电极就是正极,燃料电池除外。例如,在Zn-C-CuSO4溶液组成的原电池中,会有紫红色的固体物质沉淀在C电极上,所以C是原电池的正极。
(4)根据一些颜色现象进行测定:一般可根据颜色指示剂(石蕊、酚酞、湿淀粉、高锰酸钾溶液等)的变化,分析推断电极的反应、价态波动、氧化反应或还原反应、H+、OH-或I-放电。)靠近电极,从而确定正负电极。
(5)根据自由电子在外电路中的运动方向,电子流出的电极称为负极,电子流入的电极称为正极。
(6)根据内回路中自由离子的运动方向,内回路中阳离子运动到的电极称为负极,阴离子运动到的电极称为正极。
3.电极反应式书写
(1)如果题目给的是图示装置,先分析正负电极,再根据正负电极的反应规律写出电极反应式。
(2)如果题目是总反应式,可以分析这个反应中的氧化反应或还原反应(即分析相关元素的化合价变化),推荐选择一个简单的变化来写电极反应式。另一个电极的电极反应可以直接写出也可以把每个反应看成数学上的代数表达式,写出的电极反应可以从总反应中减去(加减法)。
用加减法诱导电池反应;
总电池反应:还原剂+氧化剂+介质=氧化产物+还原产物+其他。
负极:还原剂-NE-+介质=氧化产物(还原剂失去电子,发生氧化反应)。
正极:氧化剂+NE-+介质=还原产物(氧化剂获得电子,发生还原反应)。
介质通常是导电离子,如H+、OH-、H2O等。,其定向移动到电极附近。如果氧化(或还原)产物能与之发生复分解反应,一般写在电极方程式中。
将两个电极的反应式相加得到电池的总反应离子方程式,从电池的总反应离子方程式中减去较简单电极的反应式得到较简单电极的反应式。原电池反应式一般可以用加减法来写。
写的时候,总反应式和电极反应式都要满足电子转移、电荷和质量守恒。
4.原电池的设计方法
在氧化还原反应的基础上,首先要确定原电池的正负极、电解液和电极反应;然后用基础知识写出电极反应式,参考Zn-Cu-H2SO4原电池模型解题。比如根据反应:Cu+2fecl3 = 2cucl2+2fecl2设计一次电池,以Cu为负极,C(或Pt)为正极。FeCl3 _ 3为电解质溶液,负反应为Cu-2e-= Cu2+,正反应为2fe3++2e-= 2fe2+。
二、电解槽的相关问题
1.电极和反应类型的判断
(1)看电源的正负极。如果接在电源的负极,就是阴极。
(2)看电极周围元素价态的升降。如果价态上升,就是阳极。注:元素价态的确定往往是根据各种实验现象(如气体成分的描述)来推断反应产物。
(3)看电子的流向。如果它是电子流动的电极,它只是阴极。注意:一定不能根据两极活动的相对大小来判断。
(4)阳极:如果是活性电极,电极本身失去电子,发生氧化反应。阴极:电极本身不反应(不管是惰性电极还是活性电极)。溶液中的阳离子在阴极获得电子,发生还原反应。
2.电解过程中电极产物的判断
(1)的阳极积首先由电极判断。如果用活性电极(金属活性序列表Ag之前)做阳极,电极材料失去电子,电极溶解。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),我们只看溶液中离子的失电子能力,阴离子放电的顺序是:S2->;我-& gt;br-& gt;cl->;哦-(水)
(2)阴极产物的判断直接基于阳离子放电顺序(如下):
ag+& gt;Hg2+>;Fe3+(→Fe2+)& gt;Cu2+>;h+& gt;Pb2+>;sn2+& gt;Fe2+>;Zn2+>;(H+)(水)
记住几个词:
原电池:负氧损失(电子损失、化合价增加、氧化、负极)
变低回正(得到电子,还原化合价,被还原,正)
电子通过外部电路从负极流向正极。
电解池:氧正返负(电子损失、氧化、阳极;得到电子,被还原,成为阴极)
由于外加电场,电解槽中的阳离子定向移动,阳极向阴极移动产生电流。