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人教版高中化学选修4《电化学》知识点总结

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第四章电化学基础
一、原电池：
1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件：①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路
3、电子流向：外电路：负极——导线—— 正极
                  内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应：以锌铜原电池为例：
负极：    氧化反应：      Zn－2e＝Zn2＋              （较活泼金属）
正极：    还原反应：         2H＋＋2e＝H2↑            （较不活泼金属）
总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑
5、正、负极的判断：
（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。
（2）从电子的流动方向：负极流入正极
（3）从电流方向：正极流入负极
（4）根据电解质溶液内离子的移动方向：阳离子流向正极，阴离子流向负极
（5）根据实验现象：①溶解的一极为负极② 增重或有气泡一极为正极
二、化学电池
1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池
2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置
3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池
（一）一次电池
1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等
（二）二次电池
1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应：铅蓄电池
放电：负极（铅）： Pb－2e- ＝PbSO4↓
      正极（氧化铅）： PbO2＋4H+＋2e- ＝PbSO4↓＋2H2O
充电：阴极： PbSO4＋2H2O－2e- ＝PbO2＋4H+
      阳极：     PbSO4＋2e- ＝Pb
两式可以写成一个可逆反应： PbO2＋Pb＋2H2SO4 ⇋ 2PbSO4↓＋2H2O
3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池
（三）燃料电池
1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池
2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。
①当电解质溶液呈酸性时：
负极：2H2－4e- =4H+     正极：O2＋4e- +4H+ =2H2O
当电解质溶液呈碱性时：
负极： 2H2＋4OH-－4e-＝4H2O   正极：O2＋2H2O＋4 e- ＝4OH-
另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。电极反应式为：
负极：CH4＋10OH－－8e-＝ CO32-＋7H2O；
正极：4H2O＋2O2＋8e- ＝8OH-。
电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O
3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低
(四)废弃电池的处理：回收利用
三、电解池
（一）电解原理
1、电解池：把电能转化为化学能的装置，也叫电解槽
2、电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程
3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过
4、电子流向：（电源）负极—（电解池）阴极—（离子定向运动）电解质溶液—（电解池）阳极—（电源）正极
5、电极名称及反应：
阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应
阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应
6、电解CuCl2溶液的电极反应：
阳极：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)
阴极： Cu2++2e-=Cu(还原)
总反应式：    CuCl2 =Cu+Cl2
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