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電化學基礎知識講解及總結大學

生活 更新时间:2024-12-26 00:31:39

一鶴化學七步導圖法又來咯~

導圖使用方法

  1. 将導圖抄寫一遍(抄寫過程中注意思考,建議攜帶方便的本子)
  2. 您可采用默背,朗讀,邊讀邊寫等多種方法進行記憶
  3. 記憶完之後5分鐘回顧一次(隻看不寫)
  4. 半小時(或自行選擇方便的時間)後将導圖的一級分支默寫出來,并完成對應的習題一道(對應習題在下一條文章内)
  5. 12小時後(一般為晚上臨睡前)将導圖所有分支全部默寫并完成對應習題一道(此時能寫多少寫多少,寫不出來或寫錯的用其他顔色的筆改正,并再記一次)
  6. 之後的一周内每天早晨再大腦中回顧一次該導圖所有分支
  7. 随着導圖數量的增加,每天回顧的内容也會越來越多,建議第1,4,5條發布導圖之後一定要貫徹落實,每周再找一個固定的時間将已有導圖全部回顧一次

電化學基礎知識講解及總結大學(一圖理清電化學思路)1

一鶴化學導圖

一、原電池:

1、概念:化學能轉化為電能的裝置叫做原電池。

2、組成條件:

①兩個活潑性不同的電極

② 電解質溶液

③ 電極用導線相連并插入電解液構成閉合回路

④自發的氧化還原反應

3、電子流向:外電路: 負極——導線——正極

内電路:鹽橋中陰離子移向負極的電解質溶液,鹽橋中陽離子在鹽橋中移向正極的方向(不會移到電解質溶液中)。

4、正、負極的判斷:

(1)從電極材料:一般較活潑金屬為負極;或金屬為負極,非金屬為正極。

(2)從電子的流動方向:負極流入正極

(3)從電流方向:正極流入負極

(4)根據電解質溶液内離子的移動方向:陽離子流向正極,陰離子流向負極

(5)根據實驗現象:①溶解的一極為負極 ②增重或有氣泡一極為正極

⚠️原電池的用途:

①加快化學反應速率。

②比較金屬活動性強弱。

③設計原電池。

④金屬的腐蝕。

二、化學電池

1、電池的分類:化學電池、太陽能電池、原子能電池

2、化學電池:借助于化學能直接轉變為電能的裝置

3、化學電池的分類:一次電池 、二次電池 、燃料電池

(一)一次電池

1、常見一次電池:堿性鋅錳電池、鋅銀電池、锂電池等

(二)二次電池

1、二次電池:放電後可以再充電使活性物質獲得再生,可以多次重複使用,又叫充電電池或蓄電池。2、目前已開發出新型蓄電池:銀鋅電池、镉鎳電池、氫鎳電池、锂離子電池、聚合物锂離子電池

(三)燃料電池

1、燃料電池: 是使燃料與氧化劑反應直接産生電流的一種原電池

2、電極反應:一般燃料電池發生的電化學反應的最終産物與燃燒産物相同,可根據燃燒反應寫出總的電池反應,但不注明反應的條件。負極發生氧化反應,正極發生還原反應,不過要注意一般電解質溶液要參與電極反應。以氫氧燃料電池為例,鉑為正、負極,介質分為酸性、堿性和中性。

3、燃料電池的優點:能量轉換率高、廢棄物少、運行噪音低

(四)廢棄電池的處理:回收利用

三、電解池

(一)電解原理

1、電解池: 把電能轉化為化學能的裝置,也叫電解槽

2、電解:電流(外加直流電)通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(被動的不是自發的)的過程。

3、放電:當離子到達電極時,失去或獲得電子,發生氧化還原反應的過

4、電子流向:(電源)負極—(電解池)陰極—(離子定向運動)電解質溶液—(電解池)陽極—(電源)正極

5、電極名稱及反應:

陽極:與直流電源的正極相連的電極,發生氧化反應

陰極:與直流電源的負極相連的電極,發生還原反應

6.四種類型電解質分類:

(1)電解水型:含氧酸,強堿,活潑金屬含氧酸鹽

(2)電解電解質型:無氧酸,不活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外)

(3)放氫生堿型:活潑金屬的無氧酸鹽

(4)放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽

(二)電解原理的應用

1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣

(1)、電鍍應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法

(2)、電極、電解質溶液的選擇:

陽極:鍍層金屬,失去電子,成為離子進入溶液

陰極:待鍍金屬(鍍件):溶液中的金屬離子得到電子,成為金屬原子,附着在金屬表面

電解質溶液:含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液鍍銅反應原理

2、電鍍應用之一:銅的精煉

陽極:粗銅;陰極: 純銅電解質溶液: 硫酸銅

3、電冶金:使礦石中的 金屬陽離子 獲得電子,從它們的化合物中還原出來用于冶煉活潑金屬,如鈉、鎂、鈣、鋁

☆規律總結:原電池、電解池、電鍍池的判斷規律

(1)若無外接電源,又具備組成原電池的三個條件。

①有活潑性不同的兩個電極;

②兩極用導線互相連接成直接插入連通的電解質溶液裡;

③較活潑金屬與電解質溶液能發生氧化還原反應(有時是與水電離産生的H 作用),隻要同時具備這三個條件即為原電池。

(2)若多個電池相互串聯,又有外接電源時,則與電源相連接的裝置為電解池成電鍍池。若無外接電源時,先選較活潑金屬電極為原電池的負極(電子輸出極),有關裝置為原電池,其餘為電鍍池或電解池。

四、金屬的電化學腐蝕和防護

(一)金屬的電化學腐蝕

(1)金屬腐蝕内容:

(2)金屬腐蝕的本質:都是金屬原子失去電子而被氧化的過程

(3)電化學腐蝕的分類:

析氫腐蝕——腐蝕過程中不斷有氫氣放出

①條件:潮濕空氣中形成的水膜,酸性較強(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等氣體)

吸氧腐蝕——反應過程吸收氧氣

①條件:中性或弱酸性溶液

規律總結:

1、金屬腐蝕快慢的規律:在同一電解質溶液中,金屬腐蝕的快慢規律如下:

電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防腐措施的腐蝕

2、防腐措施由好到壞的順序如下:

外接電源的陰極保護法>犧牲負極的正極保護法>有一般防腐條件的腐蝕>無防腐條件的腐蝕

(二)金屬的電化學防護

1、利用原電池原理進行金屬的電化學防護

(1)犧牲陽極的陰極保護法

原理:原電池反應中,負極被腐蝕,正極不變化

應用:在被保護的鋼鐵設備上裝上若幹鋅塊,腐蝕鋅塊保護鋼鐵設備。負極:鋅塊被腐蝕;正極:鋼鐵設備被保護

(2)外加電流的陰極保護法

原理:通電,使鋼鐵設備上積累大量電子,使金屬原電池反應産生的電流不能輸送,從而防止金屬被腐蝕

應用:把被保護的鋼鐵設備作為陰極,惰性電極作為輔助陽極,均存在于電解質溶液中,接上外加直流電源。通電後電子大量在鋼鐵設備上積累,抑制了鋼鐵失去電子的反應。

2、改變金屬結構:把金屬制成防腐的合金

3、把金屬與腐蝕性試劑隔開:電鍍、油漆、塗油脂、表面鈍化等

(3)金屬腐蝕的分類:

化學腐蝕—金屬和接觸到的物質直接發生化學反應而引起的腐蝕

電化學腐蝕— 不純的金屬跟電解質溶液接觸時,會發生原電池反應。比較活潑的金屬

失去電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學腐蝕。

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