一.原电池和电解池的比较:
二.原电池正负极的判断:
根据电极材料判断:活泼性较强的金属为负极,活泼性较弱的或者非金属为正极。
根据电子或者电流的流动方向:电子流向:负极→正极。电流方向:正极→负极。
根据电极变化判断:氧化反应→负极; 还原反应→正极。
根据现象判断:电极溶解→负极; 电极重量增加或者有气泡生成→正极。
根据电解液内离子移动的方向判断:阴离子→移向负极;氧离子→移向正极。
三.电极反应式的书写:
注意点:1. 弱电解质、气体、难溶物不拆分,其余以离子符号表示;
2. 注意电解质溶液对正负极的影响;
3. 遵守电荷守恒、原子守恒,通过添加h+ 、oh- 、h2o 来配平。
1.负极:⑴负极材料本身被氧化:
如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应,则为最简单的:m-n e-=mn+ 如:zn-2 e-=zn2+
如果阳离子与电解液成分反应,则参与反应的部分要写入电极反应式中:
如铅蓄电池,pb+so42--2e-=pbso4
负极材料本身不反应:要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式,如燃料电池ch4-o2(c作电极)电解液为koh:负极:ch4+10oh-8 e-=c032-+7h2o
2.正极:⑴当负极材料能自发的与电解液反应时,正极则是电解质溶液中的微粒的反应,h2so4电解质,如2h++2e=h2 cuso4电解质: cu2++2e= cu
当负极材料不与电解质溶液自发反应时,正极则是电解质中的o2反正还原反应。
1 ①当电解液为中性或者碱性时,h2o参加反应,且产物必为oh-,如氢氧燃料电池(koh电解质)o2+2h2o+4e=4oh-
当电解液为酸性时,h+参加反应,产物为h2o
如氢氧燃料电池(koh电解质) o2+4o2+4e=2h2o
四.常见的原电池。
1.银锌电池:(负极—zn、正极--ag2o、电解液naoh )
负极 :zn+2oh––2e-==zn(oh)2 (氧化反应)
正极 :ag2o + h2o + 2e-==2ag + 2 oh- (还原反应)
化学方程式 zn + ag2o + h2o== zn(oh)2 + 2ag
2.铝–空气–海水(负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水)
负极 :4al-12e-==4al3+ (氧化反应)
正极 :3o2+6h2o+12e-==12oh- (还原反应)
总反应式为: 4al+3o2+6h2o===4al(oh)3 (铂网增大与氧气的接触面)
—海洋灯标电池。
3.镁---铝电池 (负极--al、正极--mg 电解液koh)
负极(al): 2al + 8 oh–- 6e- =2alo2–+4h2o (氧化反应)
正极(mg): 6h2o + 6e- =3h2↑+6oh– (还原反应)
化学方程式: 2al + 2oh– +2h2o = 2alo2–+ 3h2
4.碱性锌锰干电池:(负极—zn、正极—c、 电解液koh 、mno2的糊状物)
负极: zn + 2oh– 2e-==zn(oh)2 (氧化反应)
正极:2mno2 + 2h2o + 2e-==2mnooh +2 oh- (还原反应)
化学方程式 zn +2mno2 +2h2o ==zn(oh)2 + mnooh
5.铅蓄电池:(负极—pb 正极—pbo2 电解液— 浓硫酸)
放电时负极: pb-2e-+so42-=pbso4 (氧化反应)
正极: pbo2+2e-+4h++so42-=pbso4+2h2o (还原反应)
充电时阴极: pbso4 + 2h+ +2e-==pb+h2so4 (还原反应)
阳极: pbso4 + 2h2o - 2e-==pbo2 + h2so4 + 2h+ (氧化反应)
总化学方程式 pb+pbo2 + 2h2so42pbso4+2h2o
6.镍--镉电池(负极--cd 、正极—niooh、电解质溶液为koh溶液)
放电时负极: cd -2e—+ 2 oh– =cd(oh)2 (氧化反应)
ni(oh)2+cd(oh)2_正极: 2niooh + 2e— +2h2o ==2ni(oh)2+ 2oh– (还原反应)
充电时阴极: cd(oh)2 + 2e—==cd + 2 oh– (还原反应)
阳极:2 ni(oh)2 -2e—+ 2 oh– =2niooh + 2h2o (氧化反应)
总化学方程式 cd + 2niooh + 2h2ocd(oh)2 + 2ni(oh)2
7.氢氧燃料电池。
电解质是koh溶液(碱性或中性电解质)
负极:h2 – 2e- +2oh— =2h2o (氧化反应)
正极:o2 + h2o + 4e- =4oh—(还原反应)
总反应方程式 2h2 + o2 ==2h2o
电解质是h2so4溶液(酸性电解质。
负极:h2 –2e- =2h+ (氧化反应。
正极:o2 + 4h+ +4e- =2h2o (还原反应)
总反应方程式 2h2 + o2 ==2h2o
注意1.碱性溶液反应物、生成物中均无h+
2.酸性溶液反应物、生成物中均无oh-
8.甲醇燃料电池(铂为两极、电解液koh溶液)
正极:3o2 + 12e- +6h20===12oh- (还原反应)
负极:2ch3oh – 12e- +16oh— =2co32- +12h2o (氧化反应)
总反应方程式 2ch3oh + 3o2 + 4koh ==2k2co3 + 6h2o
燃料电池 (铂为两极、li2co3和na2co3的熔融盐作电解质,co为负极燃气,空气与co2的混合气为正极助燃气)
正极: o2 + 4e- +2co2 = 2co32-- 还原反应)
负极: 2co+2co32- –4e- =4co2 (氧化反应)
总反应方程式均为: 2co + o2 = 2co2
10.肼燃料电池(铂为两极、电解液koh溶液)
正极: o2 + 2h2o + 4e- =4oh— (还原反应)
负极: n2h4 + 4oh— -4e- =n2 + 4h2o (氧化反应)
总反应方程式 n2h4 + o2===n2 + 2h2o
11.甲烷燃料电池(铂为两极、电解液koh溶液)
正极: 2o2 + 2h2o + 8e- =8 oh— (还原反应)
负极: ch4 + 10oh—--8e- =co32- +7h2o (氧化反应)
总反应方程式 ch4 + 2koh+ 2o2 ==k2co3 + 3h2o
12.丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入o2和co2、负极通入丙烷、电解液有三种)
电解质是熔融碳酸盐(k2co3或na2co3)
正极 : 5o2 + 20e- +10co2 ==10co32- (还原反应)
负极 : c3h8 --20e-+ 10co32- =3co2 + 4h2o (氧化反应)
总反应方程式 c3h8 + 5o2 ==3co2 + 4h2o
碱性电解质(铂为两极、电解液koh溶液)
正极 : 5o2 + 20e- +10h2o ==20oh— (还原反应)
负极 : c3h8 --20e-+ 26 oh— =3co32- +17h2o (氧化反应)
总反应方程式 c3h8 + 5o2 +6koh ==3 k2co3 + 7h2o
五.化学腐蚀和电化腐蚀的区别。
六.吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别。
金属腐蚀的快慢的判断。
在同一电解质溶液中,电解原理引起的腐蚀>原电池原理>化学腐蚀>有效防腐措施的腐蚀;
七.金属的防护。
改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素,使组织结构发生变化,耐腐蚀。如:不锈钢。
在金属表面覆盖保护层。常见方式有:涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等;使表面生成致密氧化膜;在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。