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【干貨】電化學(xué)疑難對(duì)對(duì)碰

 遇見(jiàn)自己119 2017-02-02

電化學(xué)是很多童鞋眼中的難題,試試對(duì)對(duì)碰的聯(lián)系學(xué)習(xí),這樣就化難為易啦。(馬上點(diǎn)標(biāo)題下藍(lán)字'高中化學(xué)'關(guān)注可獲取更多學(xué)習(xí)方法、干貨!)


概念比較好記憶


1.化學(xué)腐蝕和電化腐蝕的區(qū)別


化學(xué)腐蝕

電化腐蝕

一般條件

金屬直接和強(qiáng)氧化劑接觸

不純金屬,表面潮濕

反應(yīng)過(guò)程

氧化還原反應(yīng),不形成原電池。

因原電池反應(yīng)而腐蝕

有無(wú)電流

無(wú)電流產(chǎn)生

有電流產(chǎn)生

反應(yīng)速率

電化腐蝕>化學(xué)腐蝕

結(jié)果

使金屬腐蝕

使較活潑的金屬腐蝕

2.吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別

電化腐蝕類型

吸氧腐蝕

析氫腐蝕

條件

水膜酸性很弱或呈中性

水膜酸性較強(qiáng)

正極反應(yīng)

O2  + 4e- + 2H2O == 4OH-

2H+ + 2e-==H2

負(fù)極反應(yīng)

Fe -2e-==Fe2+

Fe -2e-==Fe2+

腐蝕作用

是主要的腐蝕類型,具有廣泛性

發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi)

3.電解、電離和電鍍的區(qū)別


電解

電離

電鍍

條件

受直流電作用

受熱或水分子作用

受直流電作用

實(shí)質(zhì)

陰陽(yáng)離子定向移動(dòng),在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)

陰陽(yáng)離子自由移動(dòng),無(wú)明顯的化學(xué)變化

用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金

實(shí)例

CuCl2 電解==== Cu+Cl2

CuCl2==Cu2++2Clˉ

陽(yáng)極 Cu -2e- = Cu2+

陰極 Cu2++2e- = Cu

關(guān)系

先電離后電解,電鍍是電解的應(yīng)用

4.電鍍銅、精煉銅比較


電鍍銅

精煉銅

形成條件

鍍層金屬作陽(yáng)極,鍍件作陰極,電鍍液必須含有鍍層金屬的離子

粗銅金屬作陽(yáng)極,精銅作陰極,CuSO4溶液作電解液

電極反應(yīng)

陽(yáng)極 Cu -2e- = Cu2+


陰極 Cu2++2e- = Cu

陽(yáng)極:Zn - 2e- = Zn2+   

Cu - 2e- = Cu2+ 等


陰極:Cu2+ + 2e- = Cu

溶液變化

電鍍液的濃度不變

溶液中溶質(zhì)濃度減小

5.電解方程式的實(shí)例(用惰性電極電解):

電解質(zhì)溶液

陽(yáng)極反應(yīng)式

陰極反應(yīng)式

總反應(yīng)方程式

(條件:電解)

溶液酸堿性變化

CuCl2

2Cl--2e-=Cl2

Cu2+ +2e-= Cu

CuCl2= Cu +Cl2

——

HCl

2Cl--2e-=Cl2

2H++2e-=H2

2HCl=H2+Cl2

酸性減弱

Na2SO4

4OH--4e=2H2O+O2

2H++2e-=H2

2H2O=2H2+O2

不變

H2SO4

4OH--4e=2H2O+O2

2H++2e-=H2

2H2O=2H2+O2

消耗水,酸性增強(qiáng)

NaOH

4OH--4e=2H2O+O2

2H++2e-=H2

2H2O=2H2+O2

消耗水,堿性增強(qiáng)

NaCl

2Cl--2e-=Cl2

2H++2e-=H2

2NaCl+2H2O=

H2↑+Cl2↑+

2NaOH

H+放電,堿性增強(qiáng)

CuSO4

4OH--4e=2H2O+O2

Cu2+ +2e-= Cu

2CuSO4+2H2O=

2Cu+O2↑+

2H2SO4

OHˉ 放電,酸性增強(qiáng)



原電池與電解池


一、原電池與電解池的判斷


二者的區(qū)別其實(shí)也很簡(jiǎn)單,主要看有無(wú)外接電源


二、兩極的判斷


對(duì)于原電池:


只有正負(fù)極的概念,抓住一點(diǎn),一定是還原劑在原電池的負(fù)極反應(yīng),所有的題目都是圍繞這一點(diǎn)進(jìn)行判斷的。


1、  題目給出一個(gè)原電池的電池反應(yīng)時(shí),分析其化合價(jià)的變化,還原劑在原電池的負(fù)極反應(yīng),氧化劑在原電池的正極反應(yīng)。例如:CH3OH+2O2==2CO2+H2O, 分析此反應(yīng),明顯的是甲醇作還原劑,則甲醇一定在原電池的負(fù)極反應(yīng),氧氣在原電池的正極反應(yīng)。


2、  根據(jù)某些現(xiàn)象判斷,比如某一個(gè)金屬電極溶解,由此判斷該電極一定是負(fù)極,因?yàn)榻饘賲⑴c反應(yīng),只能失電子,也就是金屬只能作為還原劑,故此電極一定為負(fù)極;再例如:以氯化鈉為電解質(zhì)的溶液中,鈉離子向A極移動(dòng),因?yàn)殁c離子只有氧化性,化合價(jià)只能降低,而原電池的正極反應(yīng)是氧化劑在反應(yīng),由此判斷A極一定是原電池的正極。又例如:Zn—CuSO4溶液—石墨構(gòu)成的原電池中,若石墨電極上析出紫紅色物質(zhì),石墨的電極質(zhì)量增加,則此電極一定是銅離子得電子生成單質(zhì)銅,所以石墨電極為原電池的正極。


對(duì)于電解池:


只有陰陽(yáng)極的概念,并且一定是還原劑在電解池的陽(yáng)極反應(yīng),可以借助銅的精煉,粗銅在電極反應(yīng),此電極附近能形成陽(yáng)極泥,故粗銅是在電解池的陽(yáng)極反應(yīng),由此同時(shí)可以得出,電解池的陽(yáng)極是還原劑在反應(yīng)。圍繞還原劑在陽(yáng)極反應(yīng),可對(duì)電解池的兩極作出判斷。


1、  對(duì)于電解池,先看外接電源,與電源正極相連接的為電解池的陽(yáng)極,與電源負(fù)極連接的為電解池的陰極。


2、  題目給出一個(gè)電解池的電池反應(yīng)時(shí),分析其化合價(jià)的變化,還原劑在電解池的陽(yáng)極反應(yīng),氧化劑在原電池的陰極反應(yīng)。

由某些現(xiàn)象判斷,例如以石墨作為電極電解NaCl溶液,電解質(zhì)溶液中滴入幾滴酚酞,電解一段時(shí)間后,在某電極區(qū)溶液變?yōu)榧t色,分析此電極屬于電解池的陽(yáng)極或者陰極。該極區(qū)顯紅色的原因是因?yàn)樵谠摌O區(qū)發(fā)生反應(yīng): 2 H++2e=H2↑,由于原來(lái)H2O電離的H和OH-是相等的,但由于H+參與反應(yīng),使OH-的濃度增加,大于H+的濃度,所以該極區(qū)顯堿性,溶液變紅。也就是說(shuō)該電極發(fā)生的反應(yīng)是氧化劑在反應(yīng),故該電極為電解池的陰極。


3、  看電子的流向:由于還原劑是在電解池的陽(yáng)極反應(yīng),該電極是在失電子。而電子只能在導(dǎo)體中傳遞,不能進(jìn)入溶液,所以電子流出的電極為電解池的陽(yáng)極。


4、  電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向:如果是負(fù)離子,比如硫酸根離子向某電極移動(dòng),負(fù)離子具有還原性,則該電極為電解池的陽(yáng)極。


三、電極反應(yīng)式的書寫


注意:

1、  對(duì)于原電池要考慮后續(xù)反應(yīng),即要考慮氧化劑還原劑得失電子后的產(chǎn)物能否與電解質(zhì)溶液中的離子或者物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)


2、  對(duì)于電解池的電極反應(yīng)是反應(yīng)離子的得失電子后情況,所以電極反應(yīng)式一定要寫離子的是電子情況(但某些電解池的陽(yáng)極如果是金屬,其還原性一定大于溶液中的離子,則是電極材料參與反應(yīng),就不一定是陰離子在失電子).例如以石墨電極電解NaCl溶液,其陰極反應(yīng)式是2 H++2e=H2↑,而不是寫H2O失電子,雖然H+來(lái)源于H2O。


離子放電順序總結(jié)

陽(yáng)極(陰離子在陽(yáng)極上放電):

①用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時(shí):溶液中陰離子的放電順序(由難到易)是:

陰離子的還原性:

S2->I->Br->Cl->(中心原子非最高價(jià)SO32-、MnO42-)>OH->NO3-、SO42-(等含氧酸根離子)>F-

活性材料作電極時(shí):電極本身溶解放電。

陰極(陽(yáng)離子在陰極上放電):

陽(yáng)離子的氧化性:

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+(標(biāo)注紫色只有熔融態(tài)放電)


3、如果同時(shí)讓書寫兩極的電極反應(yīng)式,注意保持兩個(gè)電極的得失電子相等

例如:   陽(yáng)極反應(yīng):2Cu2++4e-=2Cu

陰極反應(yīng):4OH--4e=O2↑+2H2O


4、甲烷燃料電池,電解質(zhì)溶液:強(qiáng)堿(KOH)溶液首先寫出O2所在電極——正極的反應(yīng)式:2O2+8e+4H2O=8OH;然后寫出總方程式:CH4+2O2+2OH=CO32+3H2O(由于溶液中存在大量OH,因此不能生成CO2

最后得到負(fù)極的反應(yīng)式:

CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O


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