#电化学
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##第一节 原电池
###形成条件
1. 自发氧化还原反应
2. 有两个活泼性不同的电极
3. 电解质溶液
4. 闭合回路
###原理
1. 电极名称
<kbd>正极</kbd>：不活泼，得电子。
<kbd>负极</kbd>：较活泼，失电子。
2. 电子流向：<kbd>负极</kbd> → <kbd>正极</kbd>
3. 离子流向：<kbd>阴离子</kbd>→<kbd>负极</kbd> <kbd>阳离子</kbd>→<kbd>正极</kbd>
4. 电极反应： <kbd> 负极</kbd>氧化，<kbd>正极</kbd>还原
###实质
- 把一个氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别设置在正、负两个电极发生，**使还原剂失的电子沿导线传递给氧化剂**，从而形成电子的定向移动。
###改进
- 琼脂的作用：
1. 形成闭合回路
2. 平衡两个半池子电荷
###应用
1. 加快速率（ *锌铜原电池* ）
2. 比较金属性强弱
3. 保护金属避免腐蚀（ *船的水线以下镶$Zn$，划破不影响* ）
4. 制化学电源
> ###一次电池
>1. 锌—锰干电池 (电解液$KOH$)
>$ Zn - 2e^- + 2OH^- = Zn(OH)_2 $
>$2MnO_2 + 2e^-+2H_2O=2MnO(OH) + 2OH^-$
>2. 锂电池
><kbd> 比能量：单位质量/体积 电池向外输送电能的多少 </kbd>
>$Li - e^- = Li^+$ 或 $LiC_6-e^-=Li^+C_6$
>$2Li + 2CH_3COOH = 2CH_3COOLi + H_2↑$
>$2Li + 2C_2H_5OH = 2C_2H_5OLi+2H_2↑$
>$2Li + 2H_2O = 2LiOH + H_2↑$
>3. 特殊电池
>负：$Cu - 2e^-=Cu^{2+}$
>正：$Cu + 2NO_3^- +2e^-+4H^+=2NO_2↑ + 2H_2O+Cu^{2+}$
>- 若参加电极反应的$H^+$或$OH^-$来自$H_2O$的电离，总反应写成$H_2O$的形式。
>4. 燃料电池
> - **负极**：燃料($H_2， C_2H_5OH，C_3H_8，CO，丙环，NH_3·N_2H_4，H_2S，SO_2$等)
> - **正极**：氧化剂(可以得电子：$O_2，Cl_2，N_2O_4，H_2O_2$等)
> <u>电解液</u>：$H_2SO_4，KOH$，熔融氧化物，熔融碳酸盐
> <u>酸式</u>：正：$2CO - 4e^-+2H_2O=2CO_2+4H^+$
> $\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ $负：$O_2+4e^-+4H^+ = 2H_2O$
> <u>碱式</u>：正：$2CO + 4e^-+8OH^-=2CO_3^{2-}+4H_2O$
> $\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ $负：$O_2+4e^-+2H_2O = 4OH^-$
> <u>总</u>：$2CO+O_2+4OH^-=2CO_3^{2-}+2H_2O$
> <u>熔融氧化物</u>：负：$2CO-4e^-+2O^{2-}=2CO_2$
> $\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ $正：$O_2+4e^-=2O^{2-}$
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##第二节 电解池
**电能 ---> 化学能**
###形成条件
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1. 电源
2. 两极
3. 电解液
4. 闭合回路
$H_2O = H^+ + OH^-$
###原理
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1. 电极名称
2. 电子流向
**负极 -> 阴极 阳极->正极**
3. 离子流向
**阳离子->阴极 阴离子->阳极**
4. 电极反应
**阳极 失电子 氧化反应**
**阴极 得电子 还原反应**
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- ##电极方程式书写
- ###阳极
- **$Mg\ Al\ Cu\ Ag\ Zn\ Fe\ $ 活性电极**
- **$Pt\ Au\ $ 惰性电极**
- ###阴极
$K^+ < Ca^{2+} < Na^+ < Mg^{2+} < Al^{3+} < Zn^{2+} < Fe^{2+} < H^+ <Cu^{2+} < Fe^{3+} < Hg^{2+} < Ag^+$
#↑↓→
>**练习**
> $\ \ \ \ \ $ **惰性电极电解$CuSO_4(aq)$**
> - 阳极：$4OH^- - 4e^- = 2H_2O + O_2↑$
> - 阴极：$2Cu^{2+} + 4e^- = 2Cu$
> - 总： $2Cu^{2+} + 2H_2O=2Cu+O_2↑+4H^+ $
> **惰性电极电解$Fe$**
> - 阳极：$Fe-2e^-=Fe^{2+}$
> - 阴极：$2H^++2e^-=H_2↑$
> - 总： $Fe + 2H_2O=Fe(OH)_2↓+H_2↑$
> **惰性电极电解$Ag$**
> - 阳极：$2Ag-2e^-+2Cl^-=2AgCl$
> - 阴极：$2H^++2e^-=H_2↑$
> - 总： $2Ag+2H_2O+2Cl^-=2AgCl+H_2↑+2OH^-$
> **惰性电极电解$MgCl_2$**
> - 阳极：$2Cl_2^- - 2e^- = Cl_2$
> - 阴极：$2H_2O + 2e^- + Mg^{2+} = H_2↑ + Mg(OH)_2$
> - 总: $Mg^{2+} + 2Cl^- + 2H_2O = H_2↑ + Cl_2 + Mg(OH)_2$
