电化学总结

唐荣德

一、电解规律及溶液pH值

二、电化学的解题途径

三、电化学的计算规律

    1、在电解池、原电池中析出物的计算原则：电子数相等关系。

    (1) 外电路上电子流动数目 ＝ 电极被氧化所失去的电子数 ＝ 阴、阳离子在电极上放电的失去或得到的电子数。

    (2) 当几个装置(电解池、原电池)串联在一起时，每个装置的外电路上流过的电子数应该相等。

2、  析出物的物质的量、质量和标准状况下气体的体积的计算：

，式中，n_e表示电路上流过的电子的物质的量，m表示化合价总价数。

    ；   

    3、几个电解池串联时，各电极上析出或溶解的物质的物质的量之比等于它们对应的化合价的总价数的反比。

   

    4、混合电解产生酸，n(H⁺) ＝ n_e,

       混合电解产生碱，n(OH^－) ＝ n_e。

    5、总价数相等关系。

四、电化学题型

       1．判断池型

       规律：(1)有外加电源的装置是电解池，无外加电源的是原电池。

(2) 组成一类原电池的条件：     ① 活泼性不同的两个电极(导体)。② 电解质溶液。至少应能与一个电极发生有电子转移的氧化还原反应。③ 形成回路。

(3) 组成一般电解池的条件：① 两个电极，② 电解质溶液，③ 外加直流电源，④ 形成回路。如果阳极是惰性电极，则为一般电解；如果阳极是非惰性电极，则为特殊电解。电镀时，把镀层金属作阳极，待镀物作阴极，用含镀层金属的盐溶液作为电镀液。如果阳极是不纯金属，阴极是纯的该种金属，电解液是含该金属离子的溶液，则为电解精炼。

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为什么带盐桥的Zn，Cu 原电池不放热?而不带盐桥的Zn，Cu 原电池可以放热？ 因为有盐桥的话，，锌和硫酸铜不直接接触，两者不会直接发生反应而放热。

阴极：发生还原反应的电极是阴极

阳极：发生氧化反应的电极是阳极

正极：电势较高的电极是正极

负极：电势较低的电极是负极

阴极、阳极、正极、负极同时存在原电池和电解池中。习惯上，在原电池中只提及正极负极，在电解池中只提及阴极阳极。

举个例子：

原电池：锌片、铜片插入稀硫酸中用导线连接构成原电池。锌电极的电势较低，是负极，同时锌电极发生氧化反应，是阳极；铜电极的电势较高，是正极，同时铜电极发生还原反应，是阴极。所以锌电极既是负极又是阳极，铜电极既是正极又是阴极。

电解池：用碳棒做电极电解水。连接电池正极的碳棒电势较高，是正极，同时此电极发生氧化反应，是阳极，所以该电极既是正极又是阳极；连接电池负极的碳棒电势较低，是负极，同时此电极发生还原反应，是阴极，所以该电极既是负极又是阴极。

构成原电池的正极和负极必须是否两种不同的金属 可以是金属与金属氧化物（如铅与二氧化铅），也可以是金属与非金属(如铁与碳）。

将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组加入插入稀氢氧化钠中分别形成了原电池。

在这道体中，考查的是铝遇到浓的酸会钝化(注: 常见例子：冷浓硫酸、冷浓硝酸与铁、铝均可发生钝化)

组1：Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H20

其中负极是：Cu—2e=Cu2+(就是2价铜离子）

组2： 2NaOH+2Al+2H2O=2NaAlO2+3H2

其中负极是： Al - 3e- + 4OH- = AlO2- + 2H2O

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基本概念

1.电池电动势：没有电流通过外电路时电池正负两极的电极电势之差。

2.开路电压（OCV）：无负荷情况下的电池电压无负荷时，电极与溶液的界面上也可能发生其它反应，达不到热力学平衡状态，其数值往往不同于平衡电位，一般小于平衡电位，只有可逆电池的开路电压等于电池的电动势。

3.放电倍率：对于一个具有额定容量C的电池，按规定的小时数放点的电流。

            放电倍率=额定容量（A×h）/放电电流（A）

4.浓差极化：因扩散速度缓慢而造成电极表面与本体溶液浓度差别而引起的极化。

5.零电荷电势：电极表面剩余电荷为零时的电位叫零电荷电位，用φ_Z表示。

6.欧姆内阻：电池组件的离子电阻和电子电阻之和，包括电解液的欧姆内阻、电极材料的固相欧姆内阻和隔膜的电阻等。

7.电池的容量（C）：在一定放电条件下，电池放电到终止电压时所放出的电量。

单位为库仑（C)或安时（A×h）

8.法拉第过程：电极/溶液界面有电荷传递，发生氧化或还原反应时的过程．符合法拉第定律，产生法拉第电流。

9.非法拉第过程：电极/溶液界面无电荷传递反应，只是电极溶液界面的结构发生变化的过程。

10.电迁移：在电场的作用下，带电物质的定向移动。

11.极化：电流通过电极时电极电位偏离平衡电位的现象叫做电极的极化。

12.金属共沉积：两种或两种以上金属同时发生阴极还原共沉积形成合金镀层

13金属电沉积：简单金属离子或络离子通过电化学方法在国体（导体或半导体）表面上放电还原为金属原子附着于电极表面，从而获得一金属层的过程。

14.电流效率：制取一定量物质所需要的理论消耗电量Q与实际消耗电量Q_r的比值。

15.电结晶：金属离子在电极上放电还原为吸附原子后，需要经历由单吸附原子结合为晶体的另一过程方可形成金属电沉积层，这种在电场作用下进行的结晶过程叫电结晶。

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电化学知识归纳总结

一、电解原理

1、电解  （1）电解的概念：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。电解质在电流的作用下发生氧化还原反应，是电能转化为化学能的过程，电解反应是非自发的。阳极失去电子发生氧化反应，阴极得到电子发生还原反应。

（2）电解池的概念：把电能转变为化学能的装置叫电解池或电解槽。其中根直流电源或原电池的负极相连的电极是电解池的阴极；反之，跟直流电源或原电池的正极相连的电极是电解池的阳极。构成电解池的条件是：①直流电源；②两个电极，与电源的正极相连的电极叫阳极，与电源负极相连的电极叫阴极；③电解质溶液或熔融态电解质。

2、电解原理和规律

（1）电极分为惰性电极和活泼电极两种。惰性电极在电解过程中只导电，电极本身不发生任何化学变化，电极材料为石墨、铂、金等；活泼电极是指除石墨、铂、金以外的导电材料做阳极时，金属原子失去电子时发生氧化还原反应的电极。

（2）放电顺序

①阳离子在阴极的放电顺序：

（H⁺）、Zn²⁺、Fe²⁺、Sn²⁺、Pb²⁺、（H⁺）、Cu²⁺、Fe³⁺、Hg²⁺、Ag⁺

从左到右放电能力依次增强（越排在后面越容易先得电子）

注意：a金属离子在阴极放电与否，既跟金属的活泼性有关，又跟离子浓度有关。例如在一般盐溶液中氢离子浓度很小，放电顺序在Zn²⁺前，而在相同浓度或浓度相差不大时，放电顺序在Pb²⁺后。

b  Al³⁺、Mg²⁺、Na⁺、Ca²⁺、K⁺在水中不放电，只在熔融时放电。

②阴离子在阳极（惰性电极）放电顺序：OH^-、Cl^-、Br^-、I^-、S^2-

放电能力依次增强（越排在后面越容易失去电子）

注意：a阳极若为活泼电极，则是活泼电极自身溶解放电，此时不考虑阴离子的放电。

      b F^-及含氧酸根在水溶液中不放电。

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云南宣威第六中学 浦章坤

一、构成原电池的条件有：

（1）电极材料。两种金属活动性不同的金属或非金属导体（如：C、金属氧化物等）；

（2）两电极必须浸没在电解质溶液中；

（3）两电极之间要用导线连接，形成闭合回路。说明：

①一般来说，能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。

②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极，如K、Na、Ca等。(非水溶液)

二、原电池正负极的判断

（1）由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。Fe 、Cu 和浓HNO3 。

（2）根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。

（3）根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。

（4）根据原电池两极发生的化学反应判断：原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。

（5）根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。

（6）根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。

（7）根据某电极附近pH的变化判断

析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。

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装置特点：化学能转化为电能。

①、两个活泼性不同的电极；

形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）；

原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触）

电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。

池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。

原 电极反应方程式：电极反应、总反应。

理

氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应

反应原理：Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=2H2↑

电解质溶液

电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e-=Zn2+

正极（石墨）2NH4++2e-=2NH3+H2↑

①、普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑

干电池： 电解质溶液：糊状的NH4Cl

特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液

②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）；

电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。

正极（PbO2） PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O

负极（Pb） Pb+SO42--2e-=PbSO4

铅蓄电池：总反应：PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O

电解液：1.25g/cm3~1.28g/cm3的H2SO4 溶液

蓄电池 特点：电压稳定。

Ⅰ、镍——镉（Ni——Cd）可充电电池；

其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2

Ⅱ、银锌蓄电池

锂电池

①、燃料电池与普通电池的区别

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