百科问答网今天要给大家分享的是有关电解池是谁发明的的知识,希望对于各位朋友学习电解池的例子的过程中有帮助。
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原电池和电解池的区别和原理是什么?
最详细 最条理的区别对比:原电池与电解池
原电池形成三条件: “三看”。
先看电极:两极为导体且活泼性不同;
再看溶液:两极插入电解质溶液中;
三看回路:形成闭合回路或两极接触。
原理三要点:(1) 相对活泼金属作负极,失去电子,发生氧化反应.
(2) 相对不活泼金属(或碳)作正极,得到电子,发生还原反应
(3) 导线中(接触)有电流通过,使化学能转变为电能
原电池与电解池的比较
(1)定义 (2)形成条件
原电池 化学能转变成电能的装置 合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路
电解池 电能转变成化学能的装置 电极、电解质溶液(或熔融的电解质)、外接电
源、形成回路
(3)电极名称 (4)反应类型 (5)外电路电子流向
负极 氧化 负极流出、正极流入
正极 还原
阳极 氧化
阴极 还原 阳极流出、阴极流入
一、原电池的有关问题
1.是否为原电池的判断
(1)先分析有无外接电源,有外接电源的为电解池,无外接电源的可能为原电池;然后依据原电池的形成条件分析判断,主要是“四看”:看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极),看溶液——两极插入溶液中,看回路——形成闭合回路或两极直接接触,看本质——有无氧化还原反应发生。
(2)多池相连,但无外接电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看做电解池。
2.原电池正、负极的确定
(1)由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强的金属为负极,相对活泼性较差的金属或导电的非金属为正极。一般,负极材料与电解质溶液要能发生反应,如:Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al。
(2)根据在两电极发生反应的物质的化合价的升降情况来判断。如:甲醇燃烧电池,顾名思义,甲醇燃烧一般生成二氧化碳,则碳的价态升高,失电子。所以通入甲醇的电极为负极。
(3)由电极变化情况确定:某一电极若不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生,电极的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极,燃料电池除外。如:Zn—C—CuSO4溶液构成的原电池中,C电极上会析出紫红色固体物质,则C为此原电池的正极。
(4)根据某些显色现象确定:一般可以根据电极附近显色指示剂(石蕊、酚酞、湿润的淀粉、高锰酸钾溶液等)的变化情况来分析推断该电极发生的反应、化合价升降情况、是氧化反应还是还原反应、是H+还是OH-或I-等放电,从而确定正、负极。
(5)根据外电路中自由电子的运动方向规定:在外电路中电子流出的电极叫负极,电子流入的电极叫正极。
(6)根据内电路中自由离子的运动方向规定:在内电路中阳离子移向的电极叫负极,阴离子移向的电极叫正极。
3.电极反应式的书写
(1)如果题目给定的是图示装置,先分析正、负极,再根据正、负极反应规律去写电极反应式。
(2)如果题目给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况),荐选择一个简单变化情况去写电极反应式。另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看做数学中的代数式,用总反应式减去已写出的电极反应式即可(加、减法)。
加减法书写电池反应式归纳:
电池总反应:还原剂+氧化剂+介质=氧化产物+还原产物+其他
负极:还原剂-ne-+介质=氧化产物(还原剂失去电子,发生氧化反应)
正极:氧化剂+ne-+介质=还原产物(氧化剂得到电子,发生还原反应)
介质通常是定向移动到该电极附近的导电离子如H+、OH-、H2O等等,若氧化(或还原)产物能与之发生复分解反应,则其一般书写在电极方程式中。
两个电极反应式相加即得电池总反应离子方程式,用电池总反应离子方程式减去较简单电极的反应式即为较复杂电极的反应式。原电池反应式一般都可以用加、减法书写。
书写时,无论是总反应式还是电极反应式都既要满足电子转移守恒、电荷守恒,又要满足质量守恒。
4.原电池的设计方法
以氧化还原反应为基础,首先要确定原电池的正、负极,电解质溶液及电极反应;再利用基础知识书写电极反应式,参照Zn-Cu-H2SO4原电池模型处理问题。如根据反应:Cu+2FeCl3=2CuCl2+2FeCl2设计一个原电池,为:Cu作负极,C(或Pt)作正极。FeCl3作电解质溶液,负极反应为:Cu-2e-=Cu2+,正极反应为:2Fe3++2e-=2Fe2+。
二、电解池的有关问题
1.电极的判断及反应的类型
(1)看电源正、负极。若与电源负极相连,则为阴极。
(2)看电极周围元素价态的升降。若价态升高,则为阳极。注意:元素价态的升降的判断很多时候是从各种实验现象(如通过对气体成分的描述来判断)来推测反应产物而得出的。
(3)看电子的流向。若是电子流出的电极,刚为阴极。注意:一定不能根据两极活泼性的相对大小判断。
(4)阳极:若为活性电极,则电极本身失电子,发生氧化反应。阴极:电极本身不反应(不论是惰性电极还是活性电极)。溶液中阳离子在阴极获得电子,发生还原反应。
2.电解时电极产物的判断
(1)阳极产物的判断首先看电极,如果是活性电极(金属活动顺序表Ag以前)作阳极.则电极材料失电子,电极溶解。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则只看溶液中的离子的失电子能力,阴离子放电顺序为:S2-I-Br-Cl-OH-(水)。
(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序(如下)进行判断:
Ag+Hg2+Fe3+(→Fe2+)Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+)(水)
记住几句话:
原电池:失高氧负(失电子,化合价升高,被氧化,是负极)
得低还正(得电子,化合价降低,被还原,是正极)
电子从负极通过外电路到正极
电解池:氧阳还阴(失电子,被氧化,做阳极;得电子,被还原,做阴极)
由于外加电场的作用,电解池中阳离子做定向移动,由阳极移动到阴极产生电流
“电池”名字的来历
早期的电池都有一个电解池,是用来装电解液的,所以就这样叫开了。在1800年,意大利物理学家伏特发明了伏特电池。他透过不同的金属间以一液体相接所形成的伏特电流。所以电池的“池”指的是电解池,并不是普通的“水”。
电解池与原电池的区别
一、原电池、电解池的两极
电子从负极通过导线流向正极,电子的定向移动形成电流,电流的方向是正极到负极,这是物理学规定的。
阴极、阳极是电化学规定的,失去电子的极即氧化极,也就是阳极;得到电子的极即还原极,也就是阴极。
原电池中阳极失去电子,电子由阳极通过导线流向阴极,阴极处发生得电子的反应,由于原电池是一种化学能转化为电能的装置,它作为电源,通常我们称其为负极和正极。在电解池中,连着负极的一极是电解池的阴极,连着正极的一极是电解池的阳极,由于电解池是一种电能转化为化学能的装置,我们通常说明它的阳极和阴极。
二、原电池、电解池、电镀池的判断
(1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。
(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。
(3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。
三、分析电解应用的主要方法和思路
1、电解质在通电前、通电后的关键点是:
通电前:电解质溶液的电离(它包括了电解质的电离也包括了水的电离)。
通电后:离子才有定向的移动(阴离子移向阳极,阳离子移向阴极)。
2、在电解时离子的放电规律是:
阳极:
金属阳极>S2->I->Cl->OH->含氧酸根F-
阴极:
Ag+>Fe3+Cu2+>H+(浓)Pb2+Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+Al3+>Mg2+Na+Ca2+K+
3、电解的结果:溶液的浓度、酸碱性的变化
溶液的离子浓度可能发生变化如:电解氯化铜、盐酸等离子浓度发生了变化。
因为溶液中的氢离子或氢氧根离子放电,所以酸碱性可能发生改变。
四、燃烧电池小结
在燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是:
负极:化合价升高,失去电子,发生氧化反应;
正极:化合价降低,得到电子发生还原反应;
总反应式为:两极反应的加合;
书写反应时,还应该注意得失电子数目应该守恒。
五、电化学的应用
1、原电池原理的应用
a.原电池原理的三个应用和依据:
(1)电极反应现象判断正极和负极,以确定金属的活动性。其依据是:原电池的正极上现象是:有气体产生,电极质量不变或增加;负极上的现象是:电极不断溶解,质量减少。
(2)分析判断金属腐蚀的速率,分析判断的依据,对某一个指定金属其腐蚀快慢顺序是:
作电解池的阳极>作原电池的负极>非电池中的该金属>作原电池的正极>作电解池的阴极。
b.判断依据:
(1)根据反应现象原电池中溶解的一方为负极,金属活动性强。
(2)根据反应的速度判断强弱。
(3)根据反应的条件判断强弱。
(3)由电池反应分析判断新的化学能源的变化,分析的思路是先分析电池反应有关物质化合价的变化,确定原电池的正极和负极,然后根据两极的变化分析其它指定物质的变化。
2、电解规律的应用
(1)电解规律的主要应用内容是:依据电解的基本原理分析判断电解质溶液。
(2)恢复电解液的浓度:
电解液应先看pH的变化,再看电极产物。欲使电解液恢复一般是:
电解出什么物质就应该加入什么,如:电解饱和食盐水在溶液中减少的是氯气和氢气,所以应该加入的是氯化氢。
(3)在分析应用问题中还应该注意:
一要:不仅考虑阴极、阳极放电的先后顺序,还应该注意电极材料(特别是阳极)的影响;二要:熟悉用惰性电极电解各类电解质溶液的规律。
只要是化学反应就一定符合质量守恒定律,当然电化学反应也不例外,也就是说,反应方程式要配平。(这是最后一步要做的事情)
第二,电化学反应一般发生在电解质溶液中,所以一定存在电离、水解和离子间反应等,所以一定符合电荷守恒规律,也就是说,反应前后总带电荷数不变。(这会在写电化学反应的离子方程式是遇到,应在配平后验证)。
第三,也是最重要的,电化学反应一定有电子得失、元素的化合价升降,即属于氧化还原反应,因此一定符合得失电子总数守恒规律。
具体写电化学反应方程式的做法应当是:
首先,确定哪里是原电池的正负极或电解池的阴阳极,这主要根据元素的氧化还原性(金属活泼性)或离子(团)的放电顺序决定。在原电池中,两(或多)种金属中谁活泼谁作负极,即发生氧化反应,失电子;另一种最不活泼的金属做正极,而电解液的阳离子(注意:不是该种金属)发生还原反应,得电子。在电解池中,两(或多)种阳离子谁放电顺序在前,谁作阴极,发生还原反应,得电子;两(或多)种阴离子谁放电顺序在前,谁作阳极,发生氧化反应,失电子。(注意:电解池中如果是水溶液要考虑水电离出来的氢离子和氢氧根离子)
放电顺序:阳离子:与金属活动性顺序表正好相反(并参考元素周期律):Pt2+Au3+Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+NH4^+Sr2+Rb+Ba2+Cs+
阴离子:P3-S2-I-Br-Cl-OH-所有含氧酸根离子F-
化学电解池和原电池的归纳和区别?两极反应的顺序?
电解池是电能转化为化学能,原电池是化学能转化电能,原电池负极:失电子,发生氧化反应,电解池阳极:失电子,发生氧化反应。
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