电化学专题课件（共19张PPT）
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文档简介
(共18张PPT)
电化学专题（一）
高中化学
学习任务与目标
1.通过对原电池和电解池原理的梳理， 深化对电化学原理的理解和认识；
2.通过练习不同电极、 不同电解质溶液 、 不同浓度等条件下电极反应式
的书写， 深化对电化学原理的微观认知和宏观认识， 提高化学语言表 达的规范性；
3.通过了解电化学原理在生产生活中 、 高科技领域的具体应用， 体会化
学学科的有用性。
Ⅰ
失电子
化合价升高
发生氧化反应
Ⅰ
得电子
化合价降低
发生还原反应
负
极
阴离子
正
极
阳离子
原电池工作原理图解
Ⅰ
电子不下水
离子不上岸
e- e-
e-
高中化学
高中化学
原电池电极反应式书写
(一)辨析介质
1.按要求书写不同“ 介质” 下甲醇燃料电 池的电极反应式。
(1)酸性介质， 如H2SO4 溶液： 2CH3OH＋3O2 = 2CO2＋4H2O 负极： 2CH3OH－ 12e－＋2H2O = 2CO2＋12H＋ 。
正极： 3O2＋12e－＋12H＋ = 6H2O 。
2CO2＋4OH－ = 2CO32-＋2H2O
(2)碱性介质， 如KOH溶液：2CH3OH＋3O2＋4OH－ = 2CO32-＋6H2O 负极： 2CH3OH－ 12e－＋16OH－ = 2CO32-＋8H2O 。
正极： 3O2＋12e－＋6H2O = 12OH－ 。
(4)掺杂Y2O3 的ZrO3 固体作电解质， 在高温下能传导O2 - :
2CH3OH＋3O2 = 2CO2＋4H2O
负极：2CH3OH－ 12e－ ＋ 6O2- = 2CO2＋4H2O 。
正极： 3O2＋12e－ = 6O2- 。
(3)熔融盐介质， 如K2CO3： 2CH3OH＋3O2 = 2CO2＋4H2O 负极： 2CH3OH－ 12e－ ＋ 6CO32- = 8CO2＋4H2O 。 正极： 3O2＋12e－＋6CO2 = 6CO32- 。
高中化学
(二)辨析电极
1． 仅有一电极材料参加反应
负极： Zn－2e－ = Zn2+
正极： 2H+ + 2e－ = H2
总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2
负极： 2Fe－4e－ = 2Fe2+
正极： O2 + 4e－ + 2H2O = 4OH-
总反应： 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
高中化学
高中化学
2． 两电极材料均参加反应
2.我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽车发展扫除了障碍， 装置原理如
图所示， 其中固体薄膜只允许Li＋ 通过 。锂离子电池的总反应为
xLi ＋ Li1－xMn2O4 LiMn2O4 。 下列有关说法错误的是( )
充电
放电
A.放电时，Li＋ 穿过固体薄膜进入水溶液
B.放电时， 正极反应为
Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－ = LiMn2O4
C. 充电时， 电极b为阳极， 发生氧化反应
D.该电池的缺点是存在副反应
2Li＋2H2O = 2LiOH＋H2 ↑
负极：
xLi － xe－ = xLi+
√
高中化学
3． 两电极材料均不参加反应
3.将燃煤产生的二 氧化碳回收利用， 可达到低碳排放的目的 。 下图是通过人
工光合作用， 以CO2 和H2O为原料制备HCOOH和O2 的原理示意图。
总反应：2CO2＋2H2O = 2HCOOH + O2
电极b作 正 极，
表面发生的电极反应为
CO2 ＋2e－ ＋2H＋ = H COOH。
高中化学
(三)电解质浓度变化
注意溶液中的离子浓度的差异会形成原电池
4. 浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的 。 某浓差电池的
原理如图所示， 该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。
X为 正 极，
两级电势差产生的原因：
渗 透压，Li+ 向 浓度低 的 一 端 迁移
Y极反应式为2Cl－ ＋2e－ = Cl2。
Li+ 浓度高
Li+ 浓度低
Li+
,
高中化学
图解电解池工作原理（惰性电极）
失电子
化合价升高
发生氧化反应
得电子
化合价降低
发生还原反应
阴离子
阳离子
e- e-
阳
极
阴
极
高中化学
书写电解池的电极反应式
(1) 一看电极材料：
若是金属(金 、 铂除外)作阳极， 金属 一 定被氧化。
(注意： 一般情况下， 铁失去电子被氧化为Fe2＋)
(2)二看电解质是否参与电极反应：
对于碱性电解质， 常用OH－ 和H2O来配平电荷与原子数；
对于酸性电解质， 常用H＋ 和H2O来配平电荷与原子数。
(3)三看电解物质状态：
若是熔融金属氧化物或盐， 一般就是金属冶炼。
高中化学
(一)辨析电极
5. 以等质量的铂棒和铜棒作电极， 电解硫酸铜溶液， 通电 一段时间后， 其中 一 极
阳极 材料 电极反应
阴极
材料
阳极 阴极 Cu Cu －2e－ = Cu2+ Cu2＋＋2e－ = Cu
Pt
Pt 4 OH－ －4e－ = 2H2O+ O2 ＋2＋＋2 e－－==C2uCu
Cu
阳极： 活性电极→电极本身失电子而溶解 ， 溶液中的阴离子不放电。
惰性电极→阳极不参加反应 ， 溶液中的阴离子放电。
增加质量为“ g， 此时两极的质量差为：√① “ g 2“ g ③
A.① B√.①②
增加“ g
增加“ g
减少“ g
不变
C.①②③ D.④
④ 无法判断
g
电解过程中 ，铜电极上有H2 产生
B． 电解 一 定时间后， 石墨电极上有铜析出
C． 整个电解过程中，H＋ 的浓度不断减小 D． 电解初期， 总反应方程式为：
Cu＋H2 SO4 电解 CuSO4＋H2 ↑
高中化学
辨析介质和浓度
6. 某同学按图所示的装置进行电解实验 。 下列说法错误的是
阳极：Cu－2e－ ＝Cu2+
阴极：2H+＋2e－ ＝H2 ↑ Cu2+＋2e－ ＝Cu
稀H2 SO4
石墨
Cu
高中化学
(二)电解质浓度变化
注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变
7. 用下面的装置电解 一 定浓度的NaCl溶液， 一段时间后， 阳极可能产生什
阳极：2Cl－ －2e－ ＝Cl2
Na+ 阳极：4OH－ －4e－ ＝2H2O＋O2 ↑
石墨 石墨
阴极：2H+＋2e－ ＝H2 ↑
阴极：4H+＋4e－ ＝2H2 ↑
- 电源 +
么气体 。 为什么？
OH-
8.在100 mL H2 SO4 和CuSO4 的混合液中， 用石墨作电极进行电解， 两极上均
收集到2.24 L气体(标准状况)， 则原混合液中 ，Cu2＋ 的物质的量浓度为( )
A． 1 mol/L B．2 mol/L C． 3 mol/L D．4 mol/L
阳极：4OH－ －4e－ = 2H2O＋O2 ↑
失0.4 mol 0. 1 mol
阴极： 先Cu2＋＋2e－ = Cu， 然后2H＋＋2e－ = H2 ↑
高中化学
0. 1 mol 得0.2 mol
得0.2 mol
0. 1 mol
意图如下， 电解总反应： 2Cu+H2O Cu2O+H2
A. 石墨电极上产生氢气
B. 铜电极发生还原反应
C. 铜电极接直流电源的负极
D. 当有0. 1 mol电子转移时， 有0. 1 mol Cu2O生成。
高中化学
(三)辨析介质
注意溶液的pH改变会引起产物的改变
√
阳极：2Cu＋H2O －2e－ ＝Cu2O＋2H+
阴极：2H+＋2e－ ＝H2 ↑
稀H2 SO4
9.Cu2O是 一种半导体材料， 基于绿色化学理念设计的制取 Cu2O的电解池示
下列说法正确的是
电解
石墨
石墨
H2O
Cu
Cu
高中化学
(四)其他条件： 如电压
10. 用FeCl3 酸性溶液脱除H2 S后的废液， 通过控制电压电解得以再生。
某同学使用石墨电极， 在不同电压（ x） 下电解pH= 1的0. 1 mol/L FeCl2 溶液，
研究废液再生机理， 记录（ a 、b 、c代表电压值）：
序号 电压/V 阳极现象
检验阳极产物
Ⅰ x≥a 电极附近出现黄色， 有气泡产生
有Fe3+ 、 有Cl2
Ⅱ a＞x≥b 电极附近出现黄色， 无气泡产生
有Fe3+ 、 无Cl2
Ⅲ b＞x＞0 无明显现象
无Fe3+ 、 无Cl2
Ⅰ中Fe3+产生的原因：
可能是Cl-在阳极放电， 生成的Cl2 将Fe2+氧化：
还可能是Fe2+在阳极放电， 原因是Fe2+具有还原性． 阳极：2Fe2+ －2e－ ＝2Fe3+
阳极：2Cl－ －2e－ ＝Cl2 Cl2 ＋2Fe2+ ＝2Cl－＋2Fe3+ .
高中化学
Ⅱ中虽未检验处Cl2，但Cl-在阳极是否放电仍需进 一 步验证。
电解pH= 1的NaCl溶液做对照试验， 记录如下：
序号 电压/V 阳极现象
检验阳极产物
Ⅱ a＞x≥b 电极附近出现黄色， 无气泡产生
有Fe3+ 、 无Cl2
Ⅳ a>x≥c 无明显变化
有Cl2
Ⅴ c>x≥b 无明显变化
无Cl2
阳极：2Cl－ －2e－ ＝Cl2
2Fe2+ －2e－ ＝2Fe3+
a
阳极：2Fe2+ －2e－ ＝2Fe3+
电压/V
b
c
电化学专题（一）
高中化学
学习任务与目标
1.通过对原电池和电解池原理的梳理， 深化对电化学原理的理解和认识；
2.通过练习不同电极、 不同电解质溶液 、 不同浓度等条件下电极反应式
的书写， 深化对电化学原理的微观认知和宏观认识， 提高化学语言表 达的规范性；
3.通过了解电化学原理在生产生活中 、 高科技领域的具体应用， 体会化
学学科的有用性。
Ⅰ
失电子
化合价升高
发生氧化反应
Ⅰ
得电子
化合价降低
发生还原反应
负
极
阴离子
正
极
阳离子
原电池工作原理图解
Ⅰ
电子不下水
离子不上岸
e- e-
e-
高中化学
高中化学
原电池电极反应式书写
(一)辨析介质
1.按要求书写不同“ 介质” 下甲醇燃料电 池的电极反应式。
(1)酸性介质， 如H2SO4 溶液： 2CH3OH＋3O2 = 2CO2＋4H2O 负极： 2CH3OH－ 12e－＋2H2O = 2CO2＋12H＋ 。
正极： 3O2＋12e－＋12H＋ = 6H2O 。
2CO2＋4OH－ = 2CO32-＋2H2O
(2)碱性介质， 如KOH溶液：2CH3OH＋3O2＋4OH－ = 2CO32-＋6H2O 负极： 2CH3OH－ 12e－＋16OH－ = 2CO32-＋8H2O 。
正极： 3O2＋12e－＋6H2O = 12OH－ 。
(4)掺杂Y2O3 的ZrO3 固体作电解质， 在高温下能传导O2 - :
2CH3OH＋3O2 = 2CO2＋4H2O
负极：2CH3OH－ 12e－ ＋ 6O2- = 2CO2＋4H2O 。
正极： 3O2＋12e－ = 6O2- 。
(3)熔融盐介质， 如K2CO3： 2CH3OH＋3O2 = 2CO2＋4H2O 负极： 2CH3OH－ 12e－ ＋ 6CO32- = 8CO2＋4H2O 。 正极： 3O2＋12e－＋6CO2 = 6CO32- 。
高中化学
(二)辨析电极
1． 仅有一电极材料参加反应
负极： Zn－2e－ = Zn2+
正极： 2H+ + 2e－ = H2
总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2
负极： 2Fe－4e－ = 2Fe2+
正极： O2 + 4e－ + 2H2O = 4OH-
总反应： 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
高中化学
高中化学
2． 两电极材料均参加反应
2.我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽车发展扫除了障碍， 装置原理如
图所示， 其中固体薄膜只允许Li＋ 通过 。锂离子电池的总反应为
xLi ＋ Li1－xMn2O4 LiMn2O4 。 下列有关说法错误的是( )
充电
放电
A.放电时，Li＋ 穿过固体薄膜进入水溶液
B.放电时， 正极反应为
Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－ = LiMn2O4
C. 充电时， 电极b为阳极， 发生氧化反应
D.该电池的缺点是存在副反应
2Li＋2H2O = 2LiOH＋H2 ↑
负极：
xLi － xe－ = xLi+
√
高中化学
3． 两电极材料均不参加反应
3.将燃煤产生的二 氧化碳回收利用， 可达到低碳排放的目的 。 下图是通过人
工光合作用， 以CO2 和H2O为原料制备HCOOH和O2 的原理示意图。
总反应：2CO2＋2H2O = 2HCOOH + O2
电极b作 正 极，
表面发生的电极反应为
CO2 ＋2e－ ＋2H＋ = H COOH。
高中化学
(三)电解质浓度变化
注意溶液中的离子浓度的差异会形成原电池
4. 浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的 。 某浓差电池的
原理如图所示， 该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。
X为 正 极，
两级电势差产生的原因：
渗 透压，Li+ 向 浓度低 的 一 端 迁移
Y极反应式为2Cl－ ＋2e－ = Cl2。
Li+ 浓度高
Li+ 浓度低
Li+
,
高中化学
图解电解池工作原理（惰性电极）
失电子
化合价升高
发生氧化反应
得电子
化合价降低
发生还原反应
阴离子
阳离子
e- e-
阳
极
阴
极
高中化学
书写电解池的电极反应式
(1) 一看电极材料：
若是金属(金 、 铂除外)作阳极， 金属 一 定被氧化。
(注意： 一般情况下， 铁失去电子被氧化为Fe2＋)
(2)二看电解质是否参与电极反应：
对于碱性电解质， 常用OH－ 和H2O来配平电荷与原子数；
对于酸性电解质， 常用H＋ 和H2O来配平电荷与原子数。
(3)三看电解物质状态：
若是熔融金属氧化物或盐， 一般就是金属冶炼。
高中化学
(一)辨析电极
5. 以等质量的铂棒和铜棒作电极， 电解硫酸铜溶液， 通电 一段时间后， 其中 一 极
阳极 材料 电极反应
阴极
材料
阳极 阴极 Cu Cu －2e－ = Cu2+ Cu2＋＋2e－ = Cu
Pt
Pt 4 OH－ －4e－ = 2H2O+ O2 ＋2＋＋2 e－－==C2uCu
Cu
阳极： 活性电极→电极本身失电子而溶解 ， 溶液中的阴离子不放电。
惰性电极→阳极不参加反应 ， 溶液中的阴离子放电。
增加质量为“ g， 此时两极的质量差为：√① “ g 2“ g ③
A.① B√.①②
增加“ g
增加“ g
减少“ g
不变
C.①②③ D.④
④ 无法判断
g
电解过程中 ，铜电极上有H2 产生
B． 电解 一 定时间后， 石墨电极上有铜析出
C． 整个电解过程中，H＋ 的浓度不断减小 D． 电解初期， 总反应方程式为：
Cu＋H2 SO4 电解 CuSO4＋H2 ↑
高中化学
辨析介质和浓度
6. 某同学按图所示的装置进行电解实验 。 下列说法错误的是
阳极：Cu－2e－ ＝Cu2+
阴极：2H+＋2e－ ＝H2 ↑ Cu2+＋2e－ ＝Cu
稀H2 SO4
石墨
Cu
高中化学
(二)电解质浓度变化
注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变
7. 用下面的装置电解 一 定浓度的NaCl溶液， 一段时间后， 阳极可能产生什
阳极：2Cl－ －2e－ ＝Cl2
Na+ 阳极：4OH－ －4e－ ＝2H2O＋O2 ↑
石墨 石墨
阴极：2H+＋2e－ ＝H2 ↑
阴极：4H+＋4e－ ＝2H2 ↑
- 电源 +
么气体 。 为什么？
OH-
8.在100 mL H2 SO4 和CuSO4 的混合液中， 用石墨作电极进行电解， 两极上均
收集到2.24 L气体(标准状况)， 则原混合液中 ，Cu2＋ 的物质的量浓度为( )
A． 1 mol/L B．2 mol/L C． 3 mol/L D．4 mol/L
阳极：4OH－ －4e－ = 2H2O＋O2 ↑
失0.4 mol 0. 1 mol
阴极： 先Cu2＋＋2e－ = Cu， 然后2H＋＋2e－ = H2 ↑
高中化学
0. 1 mol 得0.2 mol
得0.2 mol
0. 1 mol
意图如下， 电解总反应： 2Cu+H2O Cu2O+H2
A. 石墨电极上产生氢气
B. 铜电极发生还原反应
C. 铜电极接直流电源的负极
D. 当有0. 1 mol电子转移时， 有0. 1 mol Cu2O生成。
高中化学
(三)辨析介质
注意溶液的pH改变会引起产物的改变
√
阳极：2Cu＋H2O －2e－ ＝Cu2O＋2H+
阴极：2H+＋2e－ ＝H2 ↑
稀H2 SO4
9.Cu2O是 一种半导体材料， 基于绿色化学理念设计的制取 Cu2O的电解池示
下列说法正确的是
电解
石墨
石墨
H2O
Cu
Cu
高中化学
(四)其他条件： 如电压
10. 用FeCl3 酸性溶液脱除H2 S后的废液， 通过控制电压电解得以再生。
某同学使用石墨电极， 在不同电压（ x） 下电解pH= 1的0. 1 mol/L FeCl2 溶液，
研究废液再生机理， 记录（ a 、b 、c代表电压值）：
序号 电压/V 阳极现象
检验阳极产物
Ⅰ x≥a 电极附近出现黄色， 有气泡产生
有Fe3+ 、 有Cl2
Ⅱ a＞x≥b 电极附近出现黄色， 无气泡产生
有Fe3+ 、 无Cl2
Ⅲ b＞x＞0 无明显现象
无Fe3+ 、 无Cl2
Ⅰ中Fe3+产生的原因：
可能是Cl-在阳极放电， 生成的Cl2 将Fe2+氧化：
还可能是Fe2+在阳极放电， 原因是Fe2+具有还原性． 阳极：2Fe2+ －2e－ ＝2Fe3+
阳极：2Cl－ －2e－ ＝Cl2 Cl2 ＋2Fe2+ ＝2Cl－＋2Fe3+ .
高中化学
Ⅱ中虽未检验处Cl2，但Cl-在阳极是否放电仍需进 一 步验证。
电解pH= 1的NaCl溶液做对照试验， 记录如下：
序号 电压/V 阳极现象
检验阳极产物
Ⅱ a＞x≥b 电极附近出现黄色， 无气泡产生
有Fe3+ 、 无Cl2
Ⅳ a>x≥c 无明显变化
有Cl2
Ⅴ c>x≥b 无明显变化
无Cl2
阳极：2Cl－ －2e－ ＝Cl2
2Fe2+ －2e－ ＝2Fe3+
a
阳极：2Fe2+ －2e－ ＝2Fe3+
电压/V
b
c
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