课件18张PPT。章 末 整 合 提 升 知识网络构建原电池、电解池、电镀池的比较专题知识提升 （双选）利用右图所示装置,当X、Y选用不同材料时,可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法正确的是（ ）
A. 氯碱工业中,X、Y均为石墨,Y附近能得到氢氧化钠?
B.铜的精炼中,X是纯铜,Y是粗铜,Z是CuSO4?
C. 电镀工业中,X是待镀金属,Y是镀层金属
D.外加电流的阴极保护法中,Y是待保护金属1．明确电极反应规律
(1)阴极：得电子，还原反应
①(一般)电极本身不参加反应；②一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子。
(2)阳极：失电子，氧化反应
①若为活性电极，则电极本身参加反应；②若为惰性电极，则电解质溶液中阴离子失电子而被氧化。有关电解问题的解题步骤
3．联系分析电解问题的基本思路模式
(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的氢离子和氢氧根离子)。
(2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁先放电。
(3)写电极反应，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。
4．判断电解后溶液pH变化的方法
根据原溶液的酸、碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化作出正确的判断，其方法如下：
(1)若电极产物只有H2而无O2，则pH变大。
(2)若电极产物只有O2而无H2，则pH变小。
(3)若电极产物既有O2又有H2，原溶液呈酸性则pH变小，原溶液呈碱性则pH变大，原溶液呈中性则pH不变。 用铂电极电解下列溶液时，在阳极上有气体放出且溶液的pH减小的是（ ）?
A.KNO3 B.CuSO4?
C.NaOH D.HCl课件38张PPT。第一节 原电池 1.以铜锌原电池为例，熟练掌握原电池的工作原理。?
2.能正确判断原电池的正负极。?
3.熟练书写原电池的电极、电池反应方程式。1．电流是怎样形成的？
【答案】电子的定向移动形成电流。
2．什么是氧化还原反应？
【答案】有电子得失或共用电子对偏移的化学反应叫氧化还原反应，表现为化合价的变化。温 故 温 故 知 新知 新 1．装置及电极反应
如下图所示是________装置，是借助__________反应将________转化为_______的装置。a是______，b是________，外电路电子由______通过导线流向____，内电路________向a极移动，______向b极移动。互动探究 原电池知 能 探 究原电池 氧化还原 化学能 电能 负极 正极 Zn Cu Cu2＋ 请分别写出电极反应式和总反应方程式：
a极：__________________；
b极：__________________；
总反应方程式：__________________________。Cu2＋＋2e－===Cu Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuZn－2e－===Zn2＋2．工作原理
(1)原电池原理是把____________________________进行，还原剂在____极上失去电子发生______反应，电子通过导线流向_____极，氧化剂在_____极上得到电子发生________反应。
氧化反应和还原反应分开 负 氧化 正 正 还原 (2)原电池形成的条件
①__________________________，其中一个相对来说较活泼，另一个相对来说较不活泼，二者直接或间接地连在一起，插入电解质溶液中。
②________溶液。
③_______________。
④能自发地发生____________________反应。
(3)盐桥的作用
①使整个装置构成___________。
②平衡电荷。两个活泼性不同的电极 电解质 形成闭合回路 放出能量的氧化还原 闭合电路 探究1：原电池正负极的判断方法有哪些？
1．由组成原电池的两极材料判断
较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
2．根据电流方向或电子流向判断
外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。
3．根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断
在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 4．根据原电池中两极发生的反应判断
原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。若给出一个总方程式，则可根据化合价升降来判断。
5．根据电极质量的变化判断
原电池工作后，某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该极为正极，活泼性较弱；反之，如果某一电极质量减轻，则该电极溶解，为负极，活泼性较强。6．根据电极上有气泡产生判断
原电池工作后，如果某一电极上有气体产生，通常是因为该电极发生了析出H2的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。
7．根据某电极(X)附近pH的变化判断
析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，X极附近的pH增大了，说明X极为正极，金属活动性较弱。 将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线、电流计连接成原电池，此电池工作时，下列叙述中正确的是( )
A．Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2＋ NaOH(aq) 答案：B 在下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( )
【答案】C
【解析】本题通过电极变化来确定电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D，由M棒变粗，可知B不正确。1．设计原电池时，用____________的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用____________的物质作为正极，正极从外电路得到电子。
2．在原电池的内部，两极浸在____________中，并通过__________的定向运动而形成内电路。
3．放电时，负极上的电子通过导线流向______，再通过溶液中离子形成的________构成回路。 原电池的设计还原性较强 氧化性较强 电解质溶液 正负离子 正极 内电路 探究2：如何设计原电池？
构成原电池的基本条件，也是进行原电池设计的基本依据。
(1)根据电池反应写出电极反应式。
(2)电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池中的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料。正极和负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以一般正极和负极不能用同一种材料。两个电极的构成分为四种情况：①活动性不同的两种金属。例如，铜锌原电池中，锌板作电池的负极，铜板作电池的正极。
②金属和非金属。例如，锌锰干电池中，锌片作电池的负极，石墨棒作电池的正极。
③金属和化合物。例如，铅蓄电池中，铅板作电池的负极，二氧化铅作电池的正极。
④惰性电极。例如，氢氧燃料电池中，两电极均可用Pt。(3)电解质溶液的选择：电解质溶液是为正极提供放电的物质，因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则负极中的电解质溶液应有与电极材料相同的阳离子。例如：在锌、铜和稀硫酸构成的原电池中，锌极应置于ZnSO4、ZnCl2、Zn(NO3)2等溶液中；正极材料置于稀硫酸中，稀硫酸还可以换成盐酸。
(4)形成闭合回路。 根据下式所示的氧化还原反应设计一个原电池：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag
(1)装置可采用烧杯和盐桥，画出原电池的装置简图。注明原电池的正极、负极和外电路中电子的流向。
(2)写出两个电极上的电极反应。
解析：先确定正、负极，分析半电池的电极反应，然后根据电极反应确定电解质溶液。
首先将已知的反应拆成两个半反应：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag，然后结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极材料为Ag。原电池由两个半电池组成，铜和铜盐溶液组成铜半电池，银和银盐溶液组成银半电池，中间通过盐桥连接起来。答案：(1)如下图所示：
(2)负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：2Ag＋＋2e－===2Ag
依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，设计一个最简单的原电池。
(1)在下边方框内画出实验装置图，并指出正极为____________，电极反应式为_______________________；
负极为__________________，电极反应式为__________________。 (2)该反应还可设计成能量转化效率更 高的原电池装置，如右图所示：
请回答下列问题：
①电极X的材料是__________，Y的材料是____________，电解质溶液Z是____________。
②盐桥的作用是______________________________ __________________________________________。
③外电路中的电子是从________电极流向________电极。【答案】(1)实验装置图如右图：
Pt(合理即可) 2Ag＋＋2e－===2Ag
Cu Cu－2e－===Cu2＋
(2)①Cu Ag AgNO3
②将两个隔离的电解质溶液连接起来，
可使电流持续传导 ③Cu Ag【解析】本题考查原电池的原理和设计，解题时应明确设计思路，理解带盐桥的原电池的组成原理。
根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是：首先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反应)：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag；然后结合原电池的电极反应特点，分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极要保证Ag＋得到负极失去的电子，电解质溶液只能用含Ag＋的电解质溶液，如AgNO3溶液。而正极材料的活泼性比Cu弱。
在带盐桥的原电池组成半电池时，注意电极材料与溶液中的离子一般要相对应，如Cu2＋/Cu或Ag＋/Ag。 盐桥作用的实验探究
1．原理
盐桥是将热的琼脂溶液(可以是饱和KCl溶液或NH4NO3溶液)倒入U形管中(不能产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中制得。离子在盐桥中能定向移动，通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导。创新探究
2．问题探究
(1)实验步骤
实验设计如下：①按照左下图所示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流计指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化，分析是否有电流产生，以及电流表指针偏转角度的变化。铜锌原电池装置示意图(Ⅰ) 铜锌原电池装置示意图(Ⅱ) ②按照右上图组装实验装置，注意最后再将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流计指针位置的变化，判断是否有电流产生，并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。(2)实验记录
(3)实验结论：_____________________________________ __________________________________________________________________________________________________________。【答案】(2)实验记录
(3)实验结论
盐桥的作用：①使两个半电池构成闭合回路
②能使原电池产生较持续、稳定的电流
③能提高电池的使用效率
【解析】①对于左下图装置，Zn片：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应) Cu片：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)
因此该装置中化学能转化为电能。
②对于右上图所示原电池：电极名称及电极反应：
锌片：负极 Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)
铜片：正极 Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)
总化学方程式：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
当有盐桥存在时，在ZnSO4溶液中，Zn片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失去电子，形成Zn2＋进入溶液，从锌片上释放出的电子，经过导线流向铜片；CuSO4溶液中的Cu2＋从铜片上得到电子，还原成为金属铜并沉积在铜片上，随着反应的进行，左边烧杯溶液中c(Zn2＋)增大，右边烧杯中c(Cu2＋)减小；此时，盐桥中的Cl－会移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持电中性，氧化还原反应得以继续进行，从而使原电池不断地产生电流。课件26张PPT。第二节 化学电源 1.了解常见化学电源的种类及其工作原理。?
2.认识化学能转化为电能的意义及其应用。?
3.知道废弃电池对环境的危害，设想处理废旧电池的方法。1．构成原电池应满足什么条件？
【答案】①电解质溶液；②两个活泼性不同的电极，直接或间接地连在一起，并插入电解质溶液中；③能自发地发生氧化还原反应；④形成闭合回路。
温 故 温 故 知 新
2．举例说明常用的电池有哪些？
【答案】干电池，如锌锰电池；蓄电池，如汽车用的铅蓄电池、手机用的镍氢电池和锂电池；另外还有应用于航天和军事领域的燃料电池等。知 新 1．化学电池的概念
化学电池是将________转变成______的装置。互动探究 化学电源知 能 探 究电能化学能3．化学电池的优点
(1)化学电池的_______________较高，供能稳定可靠。
(2)可以制成各种______________、不同______________的电池及电池组。
(3)使用方便，易于维护。一次 二次 燃料能量转换效率 形状和大小 容量和电压4．判断电池优劣的主要标准
(1)比能量：即单位质量或单位体积所能__________的多少，单位(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。
(2)比功率：即单位质量或单位体积所能__________的多少，单位W·kg－1或W·L－1。
(3)电池的____________的长短。
5．废旧电池的处理
______利用废旧电池，不仅可以减少对我们生存环境的______，而且也是对______的节约。输出电能 输出功率 可储存时间回收 破坏 资源 探究1：常见化学电池有哪些？
解析：
答案：D(3)工作时，电解质溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向________极。
(5)电流方向从________极流向______极。 探究2：电极反应式的书写应注意哪些问题？
1．根据给出的化学方程式或根据题意，确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的物质。
2．弱电解质、气体或难溶物均用化学式表示，其余以离子符号表示。
3．注意电解质溶液的酸碱性，酸性条件下，电极反应式中不能出现OH－，碱性条件下，电极反应式中不能出现H＋。
4．写电极反应式时要保证电荷守恒、元素守恒、质量守恒，两个电极反应式相加即得电池总反应式。如：KOH为电解质的氢氧燃料电池，负极反应为2H2－4e－＋4OH－=== 4H2O，正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，两式相加为2H2＋O2===2H2O。
5．书写燃料电池电极反应式要注意电池的负极一定是可燃性气体失电子，发生氧化反应，电池的正极一定是助燃性气体(如O2)得电子，发生还原反应，电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。
6．对于可充电电池，由于电极都参加反应，且正方向、逆方向反应都能进行，所以要区分电池和电解，放电时为原电池，充电时为电解池。 宇宙飞船使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为2H2＋O2===2H2O，电解质溶液为KOH溶液，反应保持在较高温度下使H2O蒸发。下列说法中正确的是( )
A．此电池能发出蓝色的火焰
B．H2为正极，O2为负极
C．工作时电解液pH不断减小
D．电极反应：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；
正极，O2＋2H2O＋4e－===4OH－
解析：燃料电池中的反应不再有燃烧现象，故A错误；反应中H2在负极上被氧化，O2在正极上被还原，B错误；反应中电解液KOH的质量不变，而且题意交代反应产生的水蒸发，故电解液浓度不变，则pH不变，C错误。
答案：D 用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入甲烷气体和氧气，可形成原电池——燃料电池。该电池放电时发生的反应为CH4＋2KOH＋2O2===K2CO3＋3H2O，下列说法错误的是( )
A．通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极
B．放电时，通入O2一极附近溶液的pH升高
C．放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化
【答案】C“水果电池”的制作与应用
探究准备：新鲜水果若干(苹果、柠檬或橘子等)，锌片、铜片若干，灯泡、导线、砂纸。
探究过程：(1)用砂纸将锌片和铜片磨光，然后平行地插入水果中，用导线连接锌片和铜片。
(2)用舌头同时轻触锌片和铜片，舌头稍有发麻和刺痛的感觉，这证明你的制作是成功的。创新探究 (3)锌片和铜片分别作电池的两极，用导线与小灯泡串联，小灯泡会不会发光呢？可能会让你失望，小灯泡没亮！可能是因为一个水果电池的电压不够的原因，多串联几个看看。
如上图，当“水果电池”增加到一定数目，灯泡就亮了。
探究结论：水果与锌片、铜片也能构成原电池，其原因是：_________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________。
【答案】锌片作负极、铜片作正极形成了原电池，水果的果汁好比是电解质溶液。课件26张PPT。第三节 电解池
第1课时 电解原理 1.了解电解池的工作原理。?
2.能正确书写电解池的电极反应和总反应方程式。?
3.初步掌握电解反应产物的判断方法。1．电解水的化学方程式如何书写？温 故 温 故 知 新2．根据金属活动性顺序，你能排列出常见阳离子的氧化性强弱顺序吗？阴离子呢？知 新 1．电解
使电流通过______________而在两个电极上引起__________________的过程。互动探究 电解原理知 能 探 究电解质溶液 氧化还原反应2．实验：(CuCl2溶液的电解)
CuCl2溶液的电解 红色的铜 刺激性气味气体 蓝 2Cl－－2e－===Cl2↑ Cu2＋＋2e－===Cu电解 3．电解池直流 正 负 电解质 氧化 还原 阴 阳 阴 阳 探究1：电解时如何判断电极产物？
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以前的金属)，则电极材料失电子，电极被溶解；如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的离子的失电子能力。此时根据阴离子放电顺序加以判断(放电顺序即为离子得、失电子能力顺序)。
阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。
2．阴极产物的判断
直接根据阳离子的放电顺序(与金属活动性顺序相反)进行判断，阳离子的放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸中)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水中)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。 用石墨作电极电解CuCl2和KCl的混合溶液，电解初期阴极和阳极分别析出的物质是( )
A．H2、Cl2 B．Cu、Cl2
C．H2、O2 D．Cu、O2
解析：本题考查离子放电顺序，溶液中的离子有：Cu2＋、K＋、H＋及Cl－、OH－五种离子，得电子能力Cu2＋>H＋>K＋，失电子能力：Cl－>OH－，所以电解初期：阴极：Cu2＋＋2e－ ===Cu，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，故选B。
答案：B 用铂电极电解下列溶液时，阴极和阳极的主要产物分别是H2和O2的是( )
A．稀NaOH溶液 B．HCl溶液
C．CuSO4溶液 D．AgNO3溶液
【答案】A
【解析】本题考查电解的规律，首先看阳极材料是否为活性阳极，本题Pt电极为惰性电极，A实质上是电解H2O，符合题意。B是电解电解质，两极分别生成H2和Cl2，C项两极分别生成Cu和O2，D项两极分别生成Ag和O2。 探究2：用惰性电极电解电解质溶液有什么规律？ 用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( )
A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
解析：本题考查电解的规律。电解稀H2SO4实质上是电解水，c(H＋)增加，pH减小；电解稀NaOH溶液，实质上是电解水，c(OH－)增加，pH增大；电解Na2SO4溶液，实质上是电解水，阴极析出H2，阳极析出氧气，物质的量之比为2∶1；电解CuCl2溶液，实质是电解CuCl2本身，阳极析出Cl2，阴极析出Cu，物质的量之比为1∶1，故选D。
答案：D
右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是( )A．逸出气体的体积a电极的小于b电极的
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色
【答案】D
【解析】电解Na2SO4溶液实质是电解水，在a极生成H2，a极附近c(OH－)增大使溶液呈蓝色，b极生成O2，b极附近c(H＋)增大使溶液呈红色。关于电解过程中两极产物的验证的实验探究
1．原理
电极产物的验证首先要结合题目所给出的电解装置或电解方程式，判断出两电极产物，再结合产物的性质加以验证。
2．问题探究
下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色)创新探究 回答下列问题：
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)：
①A管溶液由红变黄 ②B溶液由红变黄 ③A管溶液不变色 ④B管溶液不变色
(2)写出A管中发生反应的反应式：_________________。
(3)写出B管中发生反应的反应式：____________________ _________________________________________________。
(4)检验a管中气体的方法是_____________________。
(5)检验b管中气体的方法是________________。
(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是__________________________。【答案】(1)①④
(2)2H＋＋2e－===H2↑(写2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑同样也可)，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(写2H2O－4e－===4H＋＋O2↑同样也可)
(4)用拇指按住管口，管口向下取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰
(5)用拇指按住管口，管口向上取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃
(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)
【解析】A为阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，a管收集的是H2；B为阳极，电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，b管中收集的是O2，因H＋放电，A中溶液中有Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。课件32张PPT。第2课时 电解原理的应用 知道电解在氯碱工业、电镀、金属精炼及电冶金方面的应用。1．什么是离子“放电”？
【答案】“放电”是阳离子得电子或阴离子失电子，发生氧化还原反应，而使离子所带电荷数目降低或变为零的过程。
温 故 温 故 知 新
2．什么是惰性电极？
【答案】“惰性电极”是指石墨、金、铂等还原性很弱的材料做成的电极。Fe、Zn、Cu等还原性较强的材料作阳极时，会先于其他物质发生氧化反应，又叫“活性电极”。知 新 1．电解饱和食盐水(氯碱工业)
(1)电极反应式
阳极：___________________。
阴极：___________________。互动探究 电解原理的应用知 能 探 究2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑ (2)总反应
化学方程式：
_____________________________________________。
2．电镀及金属精炼
(1)概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
(2)主要目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。
(3)形成条件：电镀时，________________作阴极，__________作阳极，用含有______________的溶液作电镀液。
(4)应用：电解精炼铜时，用________作阴极，__________作阳极，____________作电解液。待镀的金属制品 镀层金属 镀层金属离子 纯铜板 粗铜板 CuSO4溶液3．电冶金
由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼像钠、钙、镁、铝这样活泼金属的重要方法。如：电解熔融NaCl制备金属钠，电极反应：
阴极：2Na＋＋2e－===2Na、
阳极_____________________、
总反应_____________________________。2Cl－－2e－===Cl2↑ 探究1：电解原理的应用主要有哪些方面？
1．氯碱工业
(1)食盐水的精制
(2)电解饱和食盐水时阴极区溶液呈碱性的原因
电解饱和食盐水过程中，因离子放电顺序为H＋>Na＋，所以H＋在阴极上得电子而生成H2，破坏了水的电离平衡，促进了水的电离，使阴极区溶液中c(OH－)>c(H＋)，所以阴极区溶液呈碱性。
(3)电极反应
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。
阴极：2H＋＋2e－===H2↑。2．铜的电解精炼
(1)粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag等)作阳极、纯铜作阴极。
(2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液(如CuSO4溶液)。
(3)反应原理：阳极粗铜中的铜(以及比铜活泼的锌、铁、镍等)被氧化，阴极Cu2＋被还原；其他Zn2＋、Fe2＋、Ni2＋留在溶液中，而比铜活泼性弱的银、金等金属沉积在阳极下面，形成阳极泥。
(4)电解液的浓度会逐渐减小。
3．电镀(如铁件镀锌)
电镀液：含Zn2＋的盐溶液(如ZnCl2浓溶液)。
阳极(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋。
阴极(铁件)：Zn2＋＋2e－===Zn。
电镀过程中电解质溶液浓度不发生变化。 金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)( )
A．阳极发生还原反应，其电极反应：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt解析：电解时，阳极上的金属按还原性由强到弱的顺序(Zn>Fe>Ni>Cu>Pt)发生氧化反应，即Zn－2e－===Zn2＋；Fe－2e－===Fe2＋；Ni－2e－===Ni2＋。Cu、Pt还原性比Ni弱，不能失去电子，当阳极上Ni失电子溶解后，Cu、Pt以单质的形式沉积在电解槽的底部，形成阳极泥。阴极上金属阳离子按氧化性由强到弱的顺序(Ni2＋>Fe2＋>Zn2＋)发生还原反应，即Ni2＋＋2e－===Ni。
Fe2＋、Zn2＋比Ni2＋氧化性弱，并不在阴极上析出，而是留在电解液里。阳极发生氧化反应，A错误；电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni溶解，阴极只有Ni析出，两电极质量的改变不相等，B错误；电解液中除Zn2＋、Fe2＋外，还有Ni2＋，C错误。
答案：D
右图为电解饱和食盐水的简易装置，下列有关说法正确的是( )
A．电解一段时间后，向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞，呈红色B．蛋壳表面缠绕的铁丝发生氧化反应
C．铁丝表面生成的气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝
D．蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触
【答案】D
【解析】碳棒在蛋壳内，溶液中的氯离子在该极失电子被氧化，溶液中的H＋浓度不变，故A错误；蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极，氢离子在该极发生还原反应得到氢气，B错误；铁丝表面生成的气体是氢气，不能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，C错误；蛋壳在该实验中的作用是阻止气体通过，D正确。 探究2：电解池中有关量的计算或判断有哪些方法？
电化学计算包括两极产物的定量计算、溶液pH计算、相对原子质量和测定阿伏加德罗常数的计算、电量与产物量的互算等。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：
(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数目相等。
(2)根据总反应式计算：凡是总反应式中反映出的物质的量的关系都可以列比例式计算。方法归纳：电化学中尤其是电解池，无论哪类计算，均可依据电子得失守恒原理，通过“转移电子数相等”之桥，寻找关系式进行计算。
通过4 mol e－为桥可构建如下关系式：
说明：M为金属，n为其化合价。 在0 ℃和1×105 Pa下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生6.4 g铜时，阳极放出( )
A．1.12 L氢气 B．1.12 L氧气
C．2.24 L氢气 D．2.24 L氧气 用两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是( )
A．27 mg B．54 mg
C．108 mg D．216 mg
【答案】B 【解析】在阳极水电离出的OH－放电，破坏了水的电离平衡，H＋浓度增大。由题意知，电极反应为阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag，溶液中减少的氢氧根离子的物质的量即为增加的氢离子的物质的量，Δn(H＋)＝0.5 L×(10－3－10－6)mol·L－1≈5×10－4 mol。由于阴、阳两极放电转移的电子数目相等且电解时阴极没有氢气析出，故阴极析出的银的物质的量等于增加的H＋的物质的量，m(Ag)＝5×10－4 mol×108 g·mol－1×103 mg·g－1＝54 mg。原电池、电解池、电镀池判定规律
1．原理
若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”。先看电极：两极为导体且活动性不同；再看溶液：两极插入电解质溶液中；后看回路：形成闭合回路或两极接触。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。若电解质溶液中含有阳极金属离子的为电镀池，其余情况为电解池。创新探究 2．问题探究
烧杯A中盛放0.1 mol/L的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1 mol/L的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，装置如下图所示，下列说法不正确的是( )
A．A为原电池，B为电解池
B．A为电解池，B为原电池
C．当烧杯A中产生0.1 mol气体时，烧杯B中产生气体的物质的量也为0.1 mol
D．一段时间后，烧杯A中溶液的pH增大
【答案】B
【解析】先根据电极与电解质溶液的构成情况判断哪一个是电解池，哪一个是原电池，进而解答。
构成A装置的是活动性不同的两个电极、电解质溶液、两极形成了闭合回路，很显然A装置为原电池装置，且A为B的电解提供电能。电极反应分别为：烧杯A中2H＋＋2e－=== H2↑(正极)，Fe－2e－===Fe2＋(负极)；烧杯B中Cu2＋＋2e－=== Cu(阴极)，2Cl－－2e－===Cl2↑(阳极)，因此只有B错。课件33张PPT。第四节 金属的电化学腐蚀与防护 1.利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。?
2.认识金属腐蚀的危害。?
3.了解防止金属腐蚀的措施。1．铁生锈的条件是什么？你知道哪些防止铁制品锈蚀的方法？
【答案】要有能够与铁反应的物质，反应物要与铁相接触，生成物不会对反应起阻碍作用。
防止铁制品锈蚀的方法：①保持铁制品表面的洁净和干燥；②在铁制品表面涂上一层保护膜，如涂油、刷漆、镀耐腐蚀的铬等金属；③制造耐腐蚀的合金等。温 故 温 故 知 新
2．原电池的形成条件是什么？
【答案】①有活泼性不同的金属(金属和非金属)作电极；②有电解质溶液；③形成闭合回路；④自发进行的氧化还原反应。知 新 1．金属腐蚀
(1)概念
金属或合金与周围接触到的________________发生____________反应而引起损耗的现象。
互动探究 金属的电化学腐蚀知 能 探 究气体或液体物质 氧化还原
(2)实质
金属原子______电子变成阳离子的过程，即金属发生了______反应。
(3)类型
根据与金属______________________不同，可分为______腐蚀和________腐蚀。失去 氧化 接触的气体或液体物质 化学 电化学 2．化学腐蚀
金属跟接触到的______气体(如O2、Cl2、SO2等)或__________液体(石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而______。
3．电化学腐蚀
(1)概念：________的金属跟________溶液接触时，会发生________反应，比较______的金属______电子而被氧化。干燥 非电解质 加快 不纯 电解质 原电池 活泼 失去 (2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀
①析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液______较强，腐蚀过程中有H2放出，如下图所示。
负极反应：________________________；
正极反应：________________________；
总反应：__________________________。酸性 Fe－2e－===Fe2＋
2H＋＋2e－===H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ ②吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜__________或呈________时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。如下图所示。电极反应如下：
酸性很弱 中性 负极：____________________________；
正极：____________________________；
总反应：______________________________。
最终生成Fe2O3·xH2O，过程如下：
_________________________________________________________________________________________。 2Fe－4e－===2Fe2＋
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3， Fe(OH)3脱去
一部分水就生成Fe2O3·xH2O 探究1：金属腐蚀快慢规律是怎样的？
1．无论哪种类型的金属腐蚀，其本质都是金属被氧化的过程。由于钢铁制品通常所处的外部环境干燥程度较低，氧气的存在又非常广泛，在相同条件下，原电池反应比一般的氧化还原反应速率快，因此，在钢铁的腐蚀类型中主要是电化学腐蚀，其次是化学腐蚀。但是，钢铁的腐蚀类型并不单一，一般是电化学腐蚀和化学腐蚀并存，只是有主次之分罢了。
2．电化学腐蚀过程中发生的化学反应是原电池反应，有电流产生。
3．影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，较容易被腐蚀。
4．判断金属腐蚀快慢的规律
不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关：
①与构成微电池的材料有关。两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速度越快，活泼金属被腐蚀的速度就越快。
②与金属所接触的电解质的强弱有关。活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。
小结：一般来说可用下列原则判断：
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 如下图所示，下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是( )
A．(4)>(2)>(1)>(3) B．(2)>(1)>(3)>(4)
C．(4)>(2)>(3)>(1) D．(3)>(2)>(3)>(1)
解析：先判断装置是原电池还是电解池，再分析金属活动性的差别。
金属反应速率的快慢，决定着金属腐蚀的快慢，通常金属与外加电源正极相连时，反应最快；当金属与其他材料构成原电池作负极时，反应相对较快。两种活动性不同的金属用导线相连，置于电解质溶液中，构成原电池，活泼金属作负极，失电子被氧化而被腐蚀。
金属的活动性：Zn>Fe>Sn>Cu，(2)中由于构成原电池比(1)中的腐蚀速率快。(4)中Fe作为电解池的阳极，比(2)腐蚀更快。(3)中的Fe因作原电池的正极而被保护不易被腐蚀。
答案：A
下列叙述不正确的是( )
A．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍
B．钢铁在干燥的空气里不易被腐蚀
C．用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
D．原电池外电路电子由负极流入正极
【答案】C
【解析】不纯的金属在潮湿的空气中容易形成电化学腐蚀，所以电化学腐蚀比化学腐蚀普遍，A正确；干燥的空气中，不易发生原电池反应，B正确；铝和铁形成原电池，铝作负极易被腐蚀，C错；原电池负极发生氧化反应失去电子，电子通过导线流向正极，D正确。金属的防护一般有三条途径：
(1)改变金属内部结构，如制成____________________ __________；
(2)涂保护层，如_______________________等；
(3)电化学保护法。
电化学保护法包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。金属的防护抗腐蚀的合金—— 不锈钢喷油漆、涂油脂、搪瓷 探究2：金属防护的基本方法有哪些？
1．电化学保护法
(1)牺牲阳极的阴极保护法
这种方法通常是在被保护的钢铁设备上(如锅炉内壁、船体的外壳等)装上若干镁合金或锌块。镁、锌比较活泼作原电池的负极(阳极)，不断遭受腐蚀，定期予以拆换；而使作为正极(阴极)的钢铁设备被保护了下来。
(2)外加电流的阴极保护法
这种方法是把被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为阴极，用惰性电极作辅助阳极，两者均存在于电解质溶液中，接外加直流电源。通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面积累负电荷，这样就抑制了钢铁失去电子的作用，从而防止了钢铁的腐蚀。
2．改变金属的内部结构
改变金属内部结构，使金属性质改变，成为耐腐蚀金属，如不锈钢等。
3．加保护层
如采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等其他方法使金属与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。
4．防止金属与氧化性介质直接接触 下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
解析：A项，钢管与电源负极相连被保护，与电源正极相连被腐蚀；C项，因形成原电池，铁(钢)作负极被腐蚀；D项，负极反应应为Fe－2e－===Fe2＋。
答案：B 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．银器表面在空气中因发生电化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
【答案】C
【解析】银器在空气中久置会被O2所氧化变黑，为化学腐蚀，A不正确。当镀层破损时，Sn－Fe可形成原电池，镀层不再起到保护作用，B错。轮船外壳与锌块形成原电池，Zn作负极(阳极)，从而保护Fe正极(阴极)，所以C正确。外加电流的阴极保护法应该让输油钢管与直流电源的负极相连，故D错误。 创新探究 2．问题探究
(1)检查制取O2装置的气密性，然后按如下图所示连接好装置。
(2)点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察实验现象。
①直形导管中潮湿的细铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；②直形导管中干燥的细铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；③烧杯中潮湿的细铁丝表面依然光亮。探究结论：
(1)实验现象①说明___________________________；
实验现象②说明_________________________；
实验现象③说明_____________________________。
(2)仪器A的名称为干燥管，其中装的药品可以是碱石灰或无水CaCl2，其作用是________，由本实验可知，该类铁生锈的条件为____________，由实验③现象可知，决定铁生锈快慢的一个重要因素是____________。
(3)本实验中的铁生锈属于________腐蚀。
【答案】(1)同时具备接触水和O2两个条件能使铁丝生锈 铁丝只接触O2，不接触水时不会生锈 空气中的O2浓度低，不易使铁丝生锈
(2)干燥O2 铁丝跟O2和水接触 O2的浓度
(3)电化学(或吸氧)
