最詳細 最條理的區別對比:
原電池與電解池
原電池形成三條件: “三看”。
先看電極:兩極為導體且活潑性不同;
再看溶液:兩極插入電解質溶液中;
三看回路:形成閉合迴路或兩極接觸。
原理三要點:(1) 相對活潑金屬作負極,失去電子,發生氧化反應.
(2) 相對不活潑金屬(或碳)作正極,得到電子,發生還原反應
(3) 導線中(接觸)有電流透過,使化學能轉變為電能
原電池與電解池的比較
(1)定義 (2)形成條件
原電池 化學能轉變成電能的裝置 合適的電極、合適的電解質溶液、形成迴路
電解池 電能轉變成化學能的裝置 電極、電解質溶液(或熔融的電解質)、外接電
源、形成迴路
(3)電極名稱 (4)反應型別 (5)外電路電子流向
負極 氧化 負極流出、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;然後依據原電池的形成條件分析判斷,主要是“四看”:看電極——兩極為導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——形成閉合迴路或兩極直接接觸,看本質——有無氧化還原反應發生。
(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、負極的確定
(1)由兩極的相對活潑性確定:相對活潑性較強的金屬為負極,相對活潑性較差的金屬或導電的非金屬為正極。一般,負極材料與電解質溶液要能發生反應,如:Mg-Al-HCl溶液構成的原電池中,負極為Mg;但Mg—Al—NaOH溶液構成的原電池中,負極為Al。
(2)根據在兩電極發生反應的物質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,則碳的價態升高,失電子。所以通入甲醇的電極為負極。
(3)由電極變化情況確定:某一電極若不斷溶解或質量不斷減少,該電極發生氧化反應,則此電極為負極;若某一電極上有氣體產生,電極的質量不斷增加或不變,該電極發生還原反應,則此電極為正極,燃料電池除外。如:Zn—C—CuSO4溶液構成的原電池中,C電極上會析出紫紅色固體物質,則C為此原電池的正極。
(4)根據某些顯色現象確定:一般可以根據電極附近顯色指示劑(石蕊、酚酞、溼潤的澱粉、高錳酸鉀溶液等)的變化情況來分析推斷該電極發生的反應、化合價升降情況、是氧化反應還是還原反應、是H+還是OH-或I-等放電,從而確定正、負極。
(5)根據外電路中自由電子的運動方向規定:在外電路中電子流出的電極叫負極,電子流入的電極叫正極。
(6)根據內電路中自由離子的運動方向規定:在內電路中陽離子移向的電極叫負極,陰離子移向的電極叫正極。
3.電極反應式的書寫
(1)如果題目給定的是圖示裝置,先分析正、負極,再根據正、負極反應規律去寫電極反應式。
(2)如果題目給定的是總反應式,可分析此反應中的氧化反應或還原反應(即分析有關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式。另一極的電極反應式可直接寫或將各反應式看做數學中的代數式,用總反應式減去已寫出的電極反應式即可(加、減法)。
加減法書寫電池反應式歸納:
電池總反應:還原劑+氧化劑+介質=氧化產物+還原產物+其他
負極:還原劑-ne-+介質=氧化產物(還原劑失去電子,發生氧化反應)
正極:氧化劑+ne-+介質=還原產物(氧化劑得到電子,發生還原反應)
介質通常是定向移動到該電極附近的導電離子如H+、OH-、H2O等等,若氧化(或還原)產物能與之發生複分解反應,則其一般書寫在電極方程式中。
兩個電極反應式相加即得電池總反應離子方程式,用電池總反應離子方程式減去較簡單電極的反應式即為較複雜電極的反應式。原電池反應式一般都可以用加、減法書寫。
書寫時,無論是總反應式還是電極反應式都既要滿足電子轉移守恆、電荷守恆,又要滿足質量守恆。
4.原電池的設計方法
以氧化還原反應為基礎,首先要確定原電池的正、負極,電解質溶液及電極反應;再利用基礎知識書寫電極反應式,參照Zn-Cu-H2SO4原電池模型處理問題。如根據反應:Cu+2FeCl3=2CuCl2+2FeCl2設計一個原電池,為:Cu作負極,C(或Pt)作正極。FeCl3作電解質溶液,負極反應為:Cu-2e-=Cu2+,正極反應為:2Fe3++2e-=2Fe2+。
二、電解池的有關問題
1.電極的判斷及反應的型別
(1)看電源正、負極。若與電源負極相連,則為陰極。
(2)看電極周圍元素價態的升降。若價態升高,則為陽極。注意:元素價態的升降的判斷很多時候是從各種實驗現象(如透過對氣體成分的描述來判斷)來推測反應產物而得出的。
(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,發生氧化反應。陰極:電極本身不反應(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,發生還原反應。
2.電解時電極產物的判斷
(1)陽極產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)陰極產物的判斷直接根據陽離子放電順序(如下)進行判斷:
Ag+>Hg2+>Fe3+(→Fe2+)>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)(水)
記住幾句話:
原電池:失高氧負(失電子,化合價升高,被氧化,是負極)
得低還正(得電子,化合價降低,被還原,是正極)
電子從負極透過外電路到正極
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)
由於外加電場的作用,電解池中陽離子做定向移動,由陽極移動到陰極產生電流
最詳細 最條理的區別對比:
原電池與電解池
原電池形成三條件: “三看”。
先看電極:兩極為導體且活潑性不同;
再看溶液:兩極插入電解質溶液中;
三看回路:形成閉合迴路或兩極接觸。
原理三要點:(1) 相對活潑金屬作負極,失去電子,發生氧化反應.
(2) 相對不活潑金屬(或碳)作正極,得到電子,發生還原反應
(3) 導線中(接觸)有電流透過,使化學能轉變為電能
原電池與電解池的比較
(1)定義 (2)形成條件
原電池 化學能轉變成電能的裝置 合適的電極、合適的電解質溶液、形成迴路
電解池 電能轉變成化學能的裝置 電極、電解質溶液(或熔融的電解質)、外接電
源、形成迴路
(3)電極名稱 (4)反應型別 (5)外電路電子流向
負極 氧化 負極流出、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;然後依據原電池的形成條件分析判斷,主要是“四看”:看電極——兩極為導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——形成閉合迴路或兩極直接接觸,看本質——有無氧化還原反應發生。
(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、負極的確定
(1)由兩極的相對活潑性確定:相對活潑性較強的金屬為負極,相對活潑性較差的金屬或導電的非金屬為正極。一般,負極材料與電解質溶液要能發生反應,如:Mg-Al-HCl溶液構成的原電池中,負極為Mg;但Mg—Al—NaOH溶液構成的原電池中,負極為Al。
(2)根據在兩電極發生反應的物質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,則碳的價態升高,失電子。所以通入甲醇的電極為負極。
(3)由電極變化情況確定:某一電極若不斷溶解或質量不斷減少,該電極發生氧化反應,則此電極為負極;若某一電極上有氣體產生,電極的質量不斷增加或不變,該電極發生還原反應,則此電極為正極,燃料電池除外。如:Zn—C—CuSO4溶液構成的原電池中,C電極上會析出紫紅色固體物質,則C為此原電池的正極。
(4)根據某些顯色現象確定:一般可以根據電極附近顯色指示劑(石蕊、酚酞、溼潤的澱粉、高錳酸鉀溶液等)的變化情況來分析推斷該電極發生的反應、化合價升降情況、是氧化反應還是還原反應、是H+還是OH-或I-等放電,從而確定正、負極。
(5)根據外電路中自由電子的運動方向規定:在外電路中電子流出的電極叫負極,電子流入的電極叫正極。
(6)根據內電路中自由離子的運動方向規定:在內電路中陽離子移向的電極叫負極,陰離子移向的電極叫正極。
3.電極反應式的書寫
(1)如果題目給定的是圖示裝置,先分析正、負極,再根據正、負極反應規律去寫電極反應式。
(2)如果題目給定的是總反應式,可分析此反應中的氧化反應或還原反應(即分析有關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式。另一極的電極反應式可直接寫或將各反應式看做數學中的代數式,用總反應式減去已寫出的電極反應式即可(加、減法)。
加減法書寫電池反應式歸納:
電池總反應:還原劑+氧化劑+介質=氧化產物+還原產物+其他
負極:還原劑-ne-+介質=氧化產物(還原劑失去電子,發生氧化反應)
正極:氧化劑+ne-+介質=還原產物(氧化劑得到電子,發生還原反應)
介質通常是定向移動到該電極附近的導電離子如H+、OH-、H2O等等,若氧化(或還原)產物能與之發生複分解反應,則其一般書寫在電極方程式中。
兩個電極反應式相加即得電池總反應離子方程式,用電池總反應離子方程式減去較簡單電極的反應式即為較複雜電極的反應式。原電池反應式一般都可以用加、減法書寫。
書寫時,無論是總反應式還是電極反應式都既要滿足電子轉移守恆、電荷守恆,又要滿足質量守恆。
4.原電池的設計方法
以氧化還原反應為基礎,首先要確定原電池的正、負極,電解質溶液及電極反應;再利用基礎知識書寫電極反應式,參照Zn-Cu-H2SO4原電池模型處理問題。如根據反應:Cu+2FeCl3=2CuCl2+2FeCl2設計一個原電池,為:Cu作負極,C(或Pt)作正極。FeCl3作電解質溶液,負極反應為:Cu-2e-=Cu2+,正極反應為:2Fe3++2e-=2Fe2+。
二、電解池的有關問題
1.電極的判斷及反應的型別
(1)看電源正、負極。若與電源負極相連,則為陰極。
(2)看電極周圍元素價態的升降。若價態升高,則為陽極。注意:元素價態的升降的判斷很多時候是從各種實驗現象(如透過對氣體成分的描述來判斷)來推測反應產物而得出的。
(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,發生氧化反應。陰極:電極本身不反應(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,發生還原反應。
2.電解時電極產物的判斷
(1)陽極產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)陰極產物的判斷直接根據陽離子放電順序(如下)進行判斷:
Ag+>Hg2+>Fe3+(→Fe2+)>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)(水)
記住幾句話:
原電池:失高氧負(失電子,化合價升高,被氧化,是負極)
得低還正(得電子,化合價降低,被還原,是正極)
電子從負極透過外電路到正極
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)
由於外加電場的作用,電解池中陽離子做定向移動,由陽極移動到陰極產生電流