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1、最詳細(xì) 最條理的區(qū)別對比:原電池與電解池
原電池形成三條件: “三看”.
先看電極:兩極為導(dǎo)體且活潑性不同;
再看溶液:兩極插入電解質(zhì)溶液中;
三看回路:形成閉合回路或兩極接觸.
原理三要點:(1) 相對活潑金屬作負(fù)極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng).
(2) 相對不活潑金屬(或碳)作正極,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)
(3) 導(dǎo)線中(接觸)有電流通過,使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?br/>原電池與電解池的比較
(1)定義 (2)形成條件
原電池 化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置 合適的電極、合適的電解質(zhì)溶液、形成回路
電解池 電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置 電極、電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))、外接電
源、形成回路
(3)電極名稱 (4)反應(yīng)類型 (5)外電路電子流向
負(fù)極 氧化 負(fù)極流出、正極流入
正極 還原
陽極 氧化
陰極 還原 陽極流出、陰極流入
一、原電池的有關(guān)問題
1.是否為原電池的判斷
(1)先分析有無外接電源,有外接電源的為電解池,無外接電源的可能為原電池;然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷,主要是“四看”:看電極——兩極為導(dǎo)體且存在活潑性差異(燃料電池的電極一般為惰性電極),看溶液——兩極插入溶液中,看回路——形成閉合回路或兩極直接接觸,看本質(zhì)——有無氧化還原反應(yīng)發(fā)生.
(2)多池相連,但無外接電源時,兩極活潑性差異最大的一池為原電池,其他各池可看做電解池.
2.原電池正、負(fù)極的確定
(1)由兩極的相對活潑性確定:相對活潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極,相對活潑性較差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘贋檎龢O.一般,負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液要能發(fā)生反應(yīng),如:Mg-Al-HCl溶液構(gòu)成的原電池中,負(fù)極為Mg;但Mg—Al—NaOH溶液構(gòu)成的原電池中,負(fù)極為Al.
(2)根據(jù)在兩電極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的化合價的升降情況來判斷.如:甲醇燃燒電池,顧名思義,甲醇燃燒一般生成二氧化碳,則碳的價態(tài)升高,失電子.所以通入甲醇的電極為負(fù)極.
(3)由電極變化情況確定:某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少,該電極發(fā)生氧化反應(yīng),則此電極為負(fù)極;若某一電極上有氣體產(chǎn)生,電極的質(zhì)量不斷增加或不變,該電極發(fā)生還原反應(yīng),則此電極為正極,燃料電池除外.如:Zn—C—CuSO4溶液構(gòu)成的原電池中,C電極上會析出紫紅色固體物質(zhì),則C為此原電池的正極.
(4)根據(jù)某些顯色現(xiàn)象確定:一般可以根據(jù)電極附近顯色指示劑(石蕊、酚酞、濕潤的淀粉、高錳酸鉀溶液等)的變化情況來分析推斷該電極發(fā)生的反應(yīng)、化合價升降情況、是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)、是H+還是OH-或I-等放電,從而確定正、負(fù)極.
(5)根據(jù)外電路中自由電子的運(yùn)動方向規(guī)定:在外電路中電子流出的電極叫負(fù)極,電子流入的電極叫正極.
(6)根據(jù)內(nèi)電路中自由離子的運(yùn)動方向規(guī)定:在內(nèi)電路中陽離子移向的電極叫負(fù)極,陰離子移向的電極叫正極.
3.電極反應(yīng)式的書寫
(1)如果題目給定的是圖示裝置,先分析正、負(fù)極,再根據(jù)正、負(fù)極反應(yīng)規(guī)律去寫電極反應(yīng)式.
(2)如果題目給定的是總反應(yīng)式,可分析此反應(yīng)中的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)(即分析有關(guān)元素的化合價變化情況),薦選擇一個簡單變化情況去寫電極反應(yīng)式.另一極的電極反應(yīng)式可直接寫或?qū)⒏鞣磻?yīng)式看做數(shù)學(xué)中的代數(shù)式,用總反應(yīng)式減去已寫出的電極反應(yīng)式即可(加、減法).
加減法書寫電池反應(yīng)式歸納:
電池總反應(yīng):還原劑+氧化劑+介質(zhì)=氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物+其他
負(fù)極:還原劑-ne-+介質(zhì)=氧化產(chǎn)物(還原劑失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng))
正極:氧化劑+ne-+介質(zhì)=還原產(chǎn)物(氧化劑得到電子,發(fā)生還原反應(yīng))
介質(zhì)通常是定向移動到該電極附近的導(dǎo)電離子如H+、OH-、H2O等等,若氧化(或還原)產(chǎn)物能與之發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),則其一般書寫在電極方程式中.
兩個電極反應(yīng)式相加即得電池總反應(yīng)離子方程式,用電池總反應(yīng)離子方程式減去較簡單電極的反應(yīng)式即為較復(fù)雜電極的反應(yīng)式.原電池反應(yīng)式一般都可以用加、減法書寫.
書寫時,無論是總反應(yīng)式還是電極反應(yīng)式都既要滿足電子轉(zhuǎn)移守恒、電荷守恒,又要滿足質(zhì)量守恒.
4.原電池的設(shè)計方法
以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ),首先要確定原電池的正、負(fù)極,電解質(zhì)溶液及電極反應(yīng);再利用基礎(chǔ)知識書寫電極反應(yīng)式,參照Zn-Cu-H2SO4原電池模型處理問題.如根據(jù)反應(yīng):Cu+2FeCl3=2CuCl2+2FeCl2設(shè)計一個原電池,為:Cu作負(fù)極,C(或Pt)作正極.FeCl3作電解質(zhì)溶液,負(fù)極反應(yīng)為:Cu-2e-=Cu2+,正極反應(yīng)為:2Fe3++2e-=2Fe2+.
二、電解池的有關(guān)問題
1.電極的判斷及反應(yīng)的類型
(1)看電源正、負(fù)極.若與電源負(fù)極相連,則為陰極.
(2)看電極周圍元素價態(tài)的升降.若價態(tài)升高,則為陽極.注意:元素價態(tài)的升降的判斷很多時候是從各種實驗現(xiàn)象(如通過對氣體成分的描述來判斷)來推測反應(yīng)產(chǎn)物而得出的.
(3)看電子的流向.若是電子流出的電極,剛為陰極.注意:一定不能根據(jù)兩極活潑性的相對大小判斷.
(4)陽極:若為活性電極,則電極本身失電子,發(fā)生氧化反應(yīng).陰極:電極本身不反應(yīng)(不論是惰性電極還是活性電極).溶液中陽離子在陰極獲得電子,發(fā)生還原反應(yīng).
2.電解時電極產(chǎn)物的判斷
(1)陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極,如果是活性電極(金屬活動順序表Ag以前)作陽極.則電極材料失電子,電極溶解.如果是惰性電極(Pt、Au、石墨),則只看溶液中的離子的失電子能力,陰離子放電順序為:S2->I->Br->Cl->OH-(水).
(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序(如下)進(jìn)行判斷:
Ag+>Hg2+>Fe3+(→Fe2+)>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)(水)
記住幾句話:
原電池:失高氧負(fù)(失電子,化合價升高,被氧化,是負(fù)極)
得低還正(得電子,化合價降低,被還原,是正極)
電子從負(fù)極通過外電路到正極
電解池:氧陽還陰(失電子,被氧化,做陽極;得電子,被還原,做陰極)
由于外加電場的作用,電解池中陽離子做定向移動,由陽極移動到陰極產(chǎn)生電流。
本文到此結(jié)束,希望對大家有所幫助。
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