课件40张PPT。第四章 电化学基础第一节 原电池1、电化学：
2、从反应产物与电流的关系分类：阅读教材P70 回答研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学①产生电流的反应→→原电池②借助电流而发生的反应→→原电池复习回顾1、原电池是______________________的装置。
原电池反应的本质是____________________反应。将化学能转化为电能氧化还原反应2、如右图所示，组成的原电池：
（1）当电解质溶液为稀H2SO4时：
Zn电极是____（填“正”或“负”）极，
其电极反应为_______________，该反应
是______（填“氧化”或“还原”，下同）反应；
Cu电极是______极，其电极反应为
_______________,该反应是_________反应。（2）当电解质溶液为CuSO4溶液时： Zn电极
是____极，其电极反应为_____________，
该反应是________反应；Cu电极是____极，
其电极反应为_______________,该反应_____反应.负Zn－2e- = Zn2+氧化正2H+ +2e- =H2↑还原负Zn－2e- =Zn2+氧化正Cu2+ +2e- = Cu还原氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池电解质溶液
失e，沿导线传递，有电流产生还原反应Cu2++2e- =Cu阴离子阳离子总反应：负极正极 Cu2++2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn+Cu2+=Zn2++CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）阳离子原 电 池 原 理外电路内电路与原 电 池 相关的概念1.电路：外电路内电路电子流向：失电子的一极向得电子的一极电流方向：与电子流动方向相反阴离子流动方向与电子流动方向一致阳离子流动方向与电流方向一致2.电极：正极：电子流入的一极负极：电子流出的一极3.电极反应式：正极： 2H++ 2e-＝ H2↑负极： Zn－2e-＝ Zn2+4.总反应式：Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑ 锌铜原电池工作原理提出问题：
上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸
的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长
电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造
成的呢？有没有什么改进措施？造成的主要原因：由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究为了避免发生这种现象，设计如下图（书P71图4-1）所示的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？此电池的优点：
能产生持续、稳定的电流。盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。实验三（书71页实验4-1）实验探索实验现象：分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？参考教材72页 第三段 有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。
取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。盐桥的作用：
（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。 由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。（2）平衡电荷。
在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的。取出盐桥，Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+变为Cu，使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。请同学们思考：上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电能的？指出电池的正负极，并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。ZnSO4溶液 CuSO4溶液负极（锌片）： Zn－2e- =Zn2+ （氧化反应）正极（铜片）： Cu2+ +2e-=Cu （还原反应）电池反应（总化学方程式）：Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 电池符号： Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu
负极 盐桥 正极一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究?二、由两个半电池组成原电池的工作原理（1）把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。①在这类电池中，用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。
②在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。练习：锌铜原电池产生电流时，阳离子（ ）
A 移向Zn 极，阴离子移向Cu 极
B 移向Cu 极，阴离子移向Zn 极
C 和阴离子都移向Zn极
D 和阴离子都移向Cu 极B二、实验探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成条件一：
活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属
正极：较不活泼的金属、石墨等（可以）（不可以）形成条件二：电极需插进电解质溶液中；实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）可以（2）组成原电池的条件?（1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。 ? （2）电极材料均插入电解质溶液中。 ? （3）两极相连形成闭合电路。 ? （4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。ABCDEFMN1.下列哪几个装置能形成原电池？OVXVVXXXXV2.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,该反应的的原电池正确组合是（ ）C三、原电池的正负极的判断方法 微观判断
（根据电子流动方向）电子流出的极
电子流入的极——负极
——正极较活泼的电极材料
较不活泼的电极材料 质量增加的电极
工作后
质量减少的电极——负极
——正极——正极
——负极工作后，有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极
发生还原反应的极宏观判断：
①根据电极材料
②根据原电池电极发生
的反应
③根据电极增重还是减重
④根据电极有气泡冒出：——负极
——正极1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是( )
A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
B2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的 pH( )
A.不变 B先变大后变小
C逐渐变大 D.逐渐变小C3.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a B4、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线
将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯
中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是( D )A. 铁圈和银圈左右摇摆不定
B. 保持平衡状态
C. 铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜
D. 银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜?1.简单原电池电极方程式的写法
①判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。 Cu CFeCl3溶液负极： Cu 失电子 Cu - 2e- = Cu2+
正极： Fe3+得电子 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Cu+2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2先写出总反应：即 负极与电解质溶液反应拆成离子方程式：Cu + 2Fe3＋ = Cu2＋ + 2Fe2＋根据化合价升降判断正负极三、电极方程式的书写1.简单原电池电极方程式的写法②请写出右边原电池的电极方程式。总反应方程式：负极：Al，失e-
2Al - 6e－ ＝ 2Al3+2Al3+ + 8OH- =2AlO2- + 4H2O 负极总反应： 2Al +8OH- －6e－ ＝2AlO2- + 4H2O 正极：总反应－负极反应6H2O ＋6e－ ＝6OH—＋ 3H2↑拆成离子方程式：2Al + 2OH－ + 2H2O = 2AlO2－ + 3H2↑根据化合价升降判断正负极2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑2.燃料电池电极方程式的写法
总反应： 实际上就是燃料的完全燃烧。
负极（通入燃料）： 为燃料失去电子的氧化反应，
正极（通入氧化剂）： 为氧化剂得到电子的还原反应。
以Pt为电极，电解质溶液为 KOH溶液的氢氧燃料电池为例负极总反应: 2H2 - 4e- + 4OH- ＝4H2O正极: 总反应－负极反应 总反应：2H2+ O2＝2H2O负极: H2 失e－4H+ + 4OH- ＝4H2O2H2 - 4e- ＝ 4 H＋O2 + 2H2O + 4e- ＝4OH-3.复杂原电池电极方程式的书写
方法点拨：写电极方程式的时候，要根据“得电子显负电；失电子显正电”的原则，
利用“电荷守恒”，通过巧用H＋、OH－和水写出电极方程式 Pb ＋SO42－ － 2e－ ＝ 2PbSO4↓正极： PbO2 得电子＋4H＋ ＋ 2H2O 正极： PbO2＋SO42－ ＋ 2e－ ＝PbSO4↓银锌电池（电解质为KOH）的电池总反应为：
Zn＋ Ag2O ＝ ZnO＋ 2Ag
写出其正、负极反应。 Zn － 2e－ ＝ ZnO ＋2 OH－ ＋ H2O Ag2O ＋2e－ ＝ 2Ag＋H2O ＋2OH－负极：正极：四、原电池的设计①活泼性不同 的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极
②金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极
③金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极
④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt（电池的电极必须导电）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，则左右两个烧杯中的电解质溶液应 与电极材料具有相同的阳离子。请根据氧化还原反应 :
Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
设计成原电池。你有哪些可行方案?Cu Cu – 2e- = Cu2+比Cu不活泼的金属或石墨
2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO4 )3、FeCl3等负极：
正极：
电解质溶液：练一练若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。1.利用原电池原理设计新型化学电池；2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；3.进行金属活动性强弱比较；4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。五、原电池的主要应用：5.解释某些化学现象(1)比较金属活动性强弱。例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2气放出；B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）原电池原理应用：(2)比较反应速率例2 ：
下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和 1mol/L 盐酸；B.A.纯锌和1mol/L 硫酸；纯锌和18 mol/L 硫酸；C.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.（ D ）原电池原理应用：(3)比较金属腐蚀的快慢例3：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)原电池原理应用：例4：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速
率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)(4)判断溶液pH值变化例5：在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为———— mol,溶液的pH值变_________？（溶液体积变化忽略不计）0.2解得：y ＝0.015 (mol)x ＝0.015 (mol)＝＝3.75× 10﹣ 4(mol/L )∴pH ＝-lg3.75 ×10－4＝4 -lg3.75 答：……－0.015根据电极反应：正极：负极：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e- ＝H2↑得：2 2 22.4x y 0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+ —— 2e——H2↑大 0.015原电池原理应用：(5)原电池原理的综合应用例6：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。
“热敷袋”是利用 放出热量。
2)炭粉的主要作用是 。
3)加入氯化钠的主要作用是 。
4)木屑的作用是 。铁被氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化氯化钠溶于水、形成电解质溶液使用“热敷袋”时受热均匀原电池原理应用： 拓展练习
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的
现象。
两极反应式为：正极 ；
负极 。
该装置将 能转化为 能。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，
则负极为 ，
总反应方程为 。
镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；2H++2e—=H2↑Mg－2e—=Mg2+ 化学能电能Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑小 结１定义:（1）由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理 原电池把化学能转化成电能的装置。2、原电池的工作原理
较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)。 （2）形成原电池的条件（3）原电池的正负极的判断方法（4）电极材料的选择（电池的电极必须导电）课件13张PPT。第四章 电化学基础第二节 化学电源发明电池的故事 伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家。
? 有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文，说动物肌肉里贮存着电，可以用金属接触肌肉把电引出来。看了这篇论文，伏特非常兴奋，便决定亲自来做这个实验。他用许多只活青蛙反复实验，终于发现，实际情况并不像加伐尼所说的那样，而是两种不同的金属接触产生的电流，才使蛙腿的肌肉充电而收缩。为了证明自己的发现是正确的，伏特决定更深入地了解电的来源。 发明电池的故事 一天，他拿出一块锡片和一枚银币，把这两种金属放在自己的舌头上，然后叫助手将金属导线把它们连接起来，刹时，他感到满嘴的酸味儿。
?? 接着，他将银币和锡片交换了位置，当助手将金属导线接通的一瞬间，伏特感到满嘴的咸味。
?? 这些实验证明，两种金属在一定的条件下就能产生电流。伏特想，只要能把这种电流引出来，就能大有作用。
?? 伏特经过反复实验，终于发明了被后人称做“伏特电堆”的电池，这就是在铜板和锌板中间夹上卡纸和用盐水浸过的布片，一层一层堆起来的蓄电池。这种电池，今天仍然在使用着 为了纪念他的贡献，人们把电压的计量单位叫做伏特，简称伏，符号V。比如我们手电筒里的电池的电压是1.5伏特，我们家里的电灯的电压是220伏特。 化学电池的分类一次电池（干电池）：活性物质消耗到一定程度，就不能使用；
二次电池（充电电池或蓄电池）：放电后可以再充电使活性物质获得再生；
燃料电池：一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。电池的优点①能量转化率较高
②供能稳定可靠
③可以制成各种形状和大小、不同容量的电压的电池及电池组
④使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作衡量电池优劣的指标比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少，符号(W·h)/kg ,(W·h)/L
比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小，符号W/kg ,W/L
储存时间：电池的可储存时间的长短
除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，更适合使用者的需要。一次电池普通锌锰干电池：活性物质为NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2 和炭黑。电极反应式：
负 极：Zn - 2e－?＝ Zn2+
正 极：2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ Mn2O3+ 2NH3↑＋ H2O
总反应：Zn + 2NH4+ +2MnO2＝ Zn2+ +Mn2O3+ 2NH3↑＋ H2O
碱性锌锰干电池：活性物质为KOH和淀粉糊作电解质，还填有MnO2 和炭黑。电极反应式：
负 极：Zn - 2e－ + 2OH- ＝ Zn(OH)2
正 极：2MnO2 + 2e－+ 2H2O ＝ 2MnOOH + 2OH-
总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O＝ 2MnOOH + Zn(OH)2二次电池铅蓄电池：其电池反应可以正向和逆向进行．蓄电池放电时为自发电池，充电时为电解池．充电后电池容量得到恢复，充放电次数可达千百次 。放电时电极反应式：
负 极：Pb + SO42- -2e-＝PbSO4
正 极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-＝PbSO4 + 2H2O
总反应：Pb + PbO2 + 2H2SO4＝2PbSO4 + 2H2O
充电时电极反应式与放电时电极反应式相反，所以可以把上述反应写成一个可逆反应式：
Pb + PbO2 + 2H2SO4＝＝2PbSO4 + 2H2O燃料电池一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。电池的电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件。工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除，于是电池就连续不断地提供电能。清洁、能量转换率高的特点。燃料电池燃料电池氢氧燃料电池：一种高效低污染的新型电池。
负 极：2H2 - 4e-＝4H+
正 极：O2 + 4H+ + 4e-＝2H2O
总反应：2H2 + O2＝2H2O
练习例1、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是
根据此反应式判断，下列叙述中正确的是：
A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH值不断增大
B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池充电时，氢元素被还原
D．电池放电时，H2是负极 C镍氢（MH-Ni) 电池电池反应：H2 + 2NiOOH =2Ni(OH)2 负极： H2 + 2OH- - 2e- = 2H2O 正极： 2NiOOH + 2H2O + 2e-= 2Ni(OH)2 +2 OH-课件80张PPT。第四章 电化学基础第三节 电解池
第一课时有关电解 金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。
电解是将电能转化为化学能的一种重要方法。一、电解原理（以电解氯化钠为例）实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：
阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2) 阴极：有金属钠析出阴极阳极氯
气钠熔融NaCl ☆实验分析：通电前：分析熔融电解质中的离子情况
阳离子：Na+ 阴离子：Cl-
做无规则运动通电后：（必须直流电）
（1）确定电极名称：
阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极）
与电极材料无关 （2）判断电极产物并书写电极反应:
阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电
阳极：2Cl--2e- =Cl2↑ 氧化反应
阴极：2Na+ +2e-=2Na 还原反应
总式：
电解:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。电解池:借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。★构成条件:
(1)外加直流电源
(2)与电源相连的两个电极：
接电源正极的为阳极，发生氧化反应
接电源负极的为阴极，发生还原反应
(3)电解质溶液或熔化的电解质
电子的流向: 电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）
离子定向移动的方向:
阳离子向 阴极移动, 阴离子向 阳极移动.惰性电极与活性电极：
惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应
活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可以参与电极反应 电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。以电解氯化铜为例实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：
阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2) 阴极：碳棒上有一层红色的铜析出阴极阳极氯
气铜CuCl2溶液实验分析：通电前：分析电解质溶液中的离子情况
阳离子：H+、Cu2+
阴离子：OH-、Cl-
做无规则运动通电后：（必须直流电）
（1）确定电极名称：
阳极（接电源正极）
阴极（接电源负极）
与电极材料无关
（3）判断电极产物并书写电极反应:
阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电
阳极： 2Cl--2e- =Cl2↑氧化反应
阴极：Cu2++2e- =Cu 还原反应 总式：（2）判断离子的放电顺序： 阳离子：Cu2+>H+ 阴离子：Cl->OH-（4）分析电解质溶液的变化情况：
CuCl2溶液浓度降低★离子放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。 ①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 -、SO42-(等含氧酸根离子）>F-Ag+>Fe3+ >Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+
注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+,不同时按（H+） 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。
阳离子在阴极上放电顺序是：阳极：阴极:★电解规律阴极阳极氯
气铜阳极：2Cl--2 e- =Cl2↑阴极：Cu2++ 2e-=2Cu↓减小减小CuCl2CuCl2溶液1、电解电解质型阳极阴极氧气氢
气阳极: 4OH- -4e- = 2H2O+O2↑阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 ↑变大不
变 加H2O
Na2SO4溶液2H2O 2H2↑ +O2↑2、电解水型阳极阴极氯气氢
气阳极: 2Cl--2e- =Cl2↑ 阴极: 2H ++ 2e- =H2 ↑2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑减小增
大 加
HCl
NaCl溶液3、放氢生碱型阳极阴极氧
气铜阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2↑阴极：Cu2++ 2e- =Cu减小减小 加
CuOCuSO4溶液3、放氧生酸型电解规律（惰性电极）小结 阳极：S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F- Ⅰ与Ⅲ区：电解本身型 如CuCl2 、HCl
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 如NaCl
Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3
Ⅱ与Ⅳ区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+1.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液PH值的变化。巩固练习2.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是?
A.P是电源的正极
B.F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2↑
C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应
D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变
?
B 3.在下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是
A．X是正极，Y是负极
B．X是负极，Y是正极
C．CuSO4溶液的PH值逐渐减小
D．CuSO4溶液的PH值不变
AC 4.用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，
通电电解。当电解液的pH值从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、27mg B、54mg
C、108mg D、216mgB第四章 电化学基础实验中学 高二化学备课组2018年11月17日星期六第三节 电解池
第二课时二、电解原理的应用电解饱和食盐水反应原理 思考:
（1）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?
（2）怎样初步检验两极产物的生成?
（3）结合教材，分析产生这种现象的原因。 在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源实验装置1.电解食盐水现象：
阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉－KI溶液变蓝
阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红
阳极：2Cl--2e- =Cl2↑
阴极：2H++2e- =H2↑
总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
(条件:通电)实验装置（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽
阴极：碳钢 阳极：钛
阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl－、OH－离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。
（2）离子交换膜的作用：
a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；
b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响氢氧化钠的产量。氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
Cl2Cl2Cl—H2H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）离子交换膜阳极室阴极室粗盐的成份：
泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜精制食盐水杂质的除去过程：粗盐水 含少量Ca2+.Mg2+精制盐水2.铜的电解精炼
一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。粗铜 含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等)纯铜粗铜阳极： Zn→ Zn2+＋2e-
Fe → Fe2+＋2e-
Ni → Ni2+＋2e-
Cu→ Cu2+＋2e-
Zn Fe Ni
CuAg Au
阴极: Cu2+ + 2e- → Cu阳极泥问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？CuSO4溶液3. 电镀电镀是利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过程，它是电解原理的又一重要应用。电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力。例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。电镀：电镀是利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过程，①电极：
阳极——镀层金属 或惰性电极
阴极——待镀金属制品 ②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。 溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小阳极：6O2--12 e- =3O2↑
阴极：4Al3+ + 12e- =4Al4.冶炼铝原理:助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）
阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用AlCl3?冶炼铝设备图烟罩电解池、电解精炼池、电镀池的比较将电能转变成化学能的装置。应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。①两电极接直流电源
②电极插人电解质溶液
③形成闭合回路①镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极
②电镀液须含有镀层金属的离子阳极：电源正极相连
阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；
阴极：镀件阳极：氧化反应
阴极：还原反应阳极：氧化反应
阴极：还原反应应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。①不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极
②电解质溶液须待提纯金属的离子阳极：不纯金属；
阴极：纯金属阳极：氧化反应
阴极：还原反应1. a 、b哪一极为正极？2. 若要给铁叉镀锌，
a极选用什么材料？
选择何种溶液？3. 若要给铁叉镀金，
a极选用什么材料？
选择何种溶液？思考:e-金属性强弱的判断
已知①M+N2+=M2++N ②Pt极电解相同浓度P和M的硫酸盐，阴极先析出M ③N与E有导线相连放入E的硫酸盐溶液,电极反应：E2++2e-=E，N-2e-=N2+，则四种金属活泼性由强到弱为 答案：P>M>N>E工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4
1.电解时,应以 作阴极，电解过程中阴极附近溶液pH将会 ,
2.阳极反应式为 ,
3.总电解反应式为 .
2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2↑答案:Fe 增大 MnO42—_e- =MnO4— 电解计算——电子守恒法
例一 ： 铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量.解析：阳极 4OH--4e-=2H2O+O2↑
阴极 Cu2++2e- =Cu↓ 2H++2e- =H2↑
阳极转移电子的物质的量为: 0.5×4 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即产生H+ 2mol.
阴极生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0
生成H2转移的电子:0.5 ×2=1mol,故还有1mole- 用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol. O2～2Cu～4Ag～4H＋～2H2～2Cl2～4OH－计算关系式：例二 ： 用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ）
A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A例三 ： 某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x·nH2O，式量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：
①金属M的相对原子质量及 x、n 值；
②电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。 Mx+ + xe- = M
0.005mol 0.01mol 0.32g所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3产生H+为0.01mol，pH=1 1.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的A 练 习2. 根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：
Cu + 2H2O=Cu(OH)2↓+ H2↑。但选择恰当电极材料
和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四
种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是
B3.德国人哈伯发明了合成氨技术而获得1918年诺贝尔化学奖，但该方法须在高温高压催化剂，否则难以自发进行。2000年希腊化学家斯佳在《科学》杂志上公布了他的新发明在常压下把氢气与氮气通入一加热到570℃的电解池（如图）氢氮在电极上合成氨，而且转化率高于哈伯法的五倍，达到80%. 该电解池采用了能传导某种离子（ H+、 Li+、F-、 O2- ）的固体复合氧化物为电解质（简称SCY），吸附在SCY内外侧表面的金属钯多孔多晶薄膜为电极。
写出上文中电解池的阴阳极反应式和电解池总反应式。固体复合氧化物4.在如下的装置中进行电解，并已知铁极的质量减小11.2克。
（1）A是电源的 极
（2）电解过程中，电路中通过 摩电子
（3）Ag极的电极反应是 ；析出物质是 克
（4）Cu(a)的电极反应是 ；
（5）Cu(b)的电极反应是 。5.按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：
（1）U型管内发生什么现象?写出有关反应的化学方程式
（2）在A b烧杯中发生什么现象
（3）如果小烧杯中有0.508克碘析出，问大烧杯中，负极减轻多少克?6.按下图的装置进行电解实验：A极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68克，溶液质量增加0.03克，则A合金中Cu、Zn原子个数比为
A 4︰1 B 3︰1 C 2︰1 D 任意比电化学专题３＼４1、写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应还原反应ABDC练 习2、写出下列装置的极反应，并判断A、B、C溶液PH值的变化。练 习1、池型的判断有外加电源一定为电解池，无外加电源一定为原电池；多池组合时，一般含活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下的电解池。小结：一、原电池与电解池的比较及判断：3、电解池放电顺序的判断阳极放电： 1）惰性电极：则溶液中阴离子放电。
2）非惰性电极：电极材料首先失电子。阴极放电：电极材料受保护，溶液中阳离子放电。2、电极的判断原电池，看电极材料，电解池看电源的正负极。4、判断溶液的pH变化：先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。（1）如果只产生氢气而没有氧气，只pH变大； （2）如果只产生氧气而没有氢气，只pH变小；（3）如果既产生氢气又产生氧气 ①若原溶液呈酸性则pH减小；②若原溶液呈碱性pH增大；③若原溶液呈中性pH不变。 3.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的A 练 习①电极： 阳极——镀层金属 阴极——待镀金属制品 小结：二、电解池的应用----电镀及氯碱工业②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。③电解质溶液：溶液中CuSO4的浓度保持不变。1、电镀⒉氯碱工业原理 举例：
1、a 极变细，b 极变粗：
2、a 极变细，b 极有气泡：
3、a 极变粗， b 极有气泡：
4、a 极有气泡, b 极有气泡，且气体体积比为2 ：1
5、a 极有气泡, b 极有气泡;阴极加酚酞变红
拓展练习4、下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验 数天后数天后图一图二（1）上述两装置中铁钉发生变化的共性是：
（2）图一说明原溶液呈 性，铁钉发生 腐蚀，
电极反应为：
（3）图二说明原溶液呈 性，铁钉发生 腐蚀，
电极反应为： 发生了原电池 反应中性或弱碱吸氧负极：Fe -2e = Fe2+ ； 正极：2H2O +O2 +2e =4OH- 负极：Fe -2e = Fe2+ ；正极：2H+ +2e = H2↑较强酸性析氢练 习小结：三、电解池及原电池的应用----金属的防护1）金属腐蚀快慢的判断①电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀> 化学腐蚀> 有防腐蚀措施的腐蚀
②同一种金属的腐蚀：
强电解质>弱电解质>非电解质2）金属的防护方法①改变金属内部结构②覆盖保护层③电化学保护法外加电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法5.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢
顺序 .FeFeCFeZnA(海水)B(海水)C(海水)D(海水)F(天然水)E(海水)拓展练习6、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。总
反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
（1）试写出放电时的正、负极反应式
正极:______________________________________
负极:______________________________________
（2）试写出充电时的阳、阴极反应式
阳极:______________________________________
阴极:______________________________________PbO2+4H++SO42- +2e- =PbSO4+2H2OPb+ SO42-－2e- =PbSO4练 习PbSO4+2H2O-2e- =PbO2 + 4H++SO42- PbSO4 +2e- =Pb + SO42-小结：四、原电池电解池的应用----可充电电池阴极：正极：放电：原电池充电：电解池 负极：阳极：?
此电池放电时，负极发生反应的物质为
A．Ag B．Zn(OH)2 C．Ag2O D．Zn
充电
放电
2Ag + Zn(OH)2
Ag2O + Zn + H2O
7．银锌电池广泛用于电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：
D 拓展练习1．如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是?
?A、P是电源的正极
B、F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2↑
C、电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应
D、通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变
?
B 巩固练习2．如图为一种钮扣微型电池，其电极分别为Ag2O和Zn电解质溶液是KOH溶液，俗称银锌电池，该电池的电极反应式为：Zn +Ag2O== ZnO+2Ag根据以上提供的资料，判断下列说法正确的是
A、锌为负极，Ag2O为 正极；
B、放电时正极附近溶液的PH值升高；
C、放电时负极附近溶液的PH值升高；
D、溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动。
AB 巩固练习10．为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是
A．X是正极，Y是负极
B．X是负极，Y是正极
C．CuSO4溶液的PH值逐渐减小
D．CuSO4溶液的PH值不变
AC 练 习11、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应为：4OH—－4e →2H2O+O2
C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧燃料电池是一种只能将氧化剂和燃料全部储藏在电池内的发电装置
BD 12．一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6+7O2+8KOH==4K2CO3+10H2O，有关此电池的推断正确的是
A．负极反应为14H2O+7O2+28e-==28OH-
B．放电一段时间后，负极周围的pH减低
C．每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14mol
D．放电过程中KOH的物质的量浓度不变
B C练 习第四章 电化学基础实验中学 高二化学备课组2018年11月17日星期六第四节 金属的电化学腐蚀与防护 是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。金属阳离子失e-（氧化反应）金属腐蚀的类型化学腐蚀电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀金属原子金属腐蚀的本质：1. 金属腐蚀M – ne- → Mn+— 直接反应—原电池反应接触到的气体或液体不同[实验探究] 将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考引起变化的原因？ 吸氧腐蚀2. 电化学腐蚀⑴ 吸氧腐蚀：发生条件：中性或酸性很弱条件下2Fe - 4e- = 2Fe2+O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O进一步反应：负极：正极：电池反应：2H++ 2e- =H2 ↑Fe - 2e- = Fe2+Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑⑵ 析氢腐蚀：负极：正极：电池反应：当钢铁处于酸性环境中★析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触不纯金属或合金
跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化化学腐蚀与电化学腐蚀的比较与接触物质的氧化性及温度有关与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 。(5)(2) (1)(3)(4)讨论与交流结论 判断金属腐蚀快慢的规律电解池→外界力量→外力无法抗拒电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极1、电解原理引起的腐蚀 ＞ 原电池原理引起的腐蚀 ＞ 化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀2、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液 ＞ 弱电解质溶液 ＞ 非电解质溶液3、活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越慢。4、对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。原理 ：形成原电池时，让被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；而活泼金属作负极(阳极)，反应受到腐蚀。1.牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学防护 科学探究验证牺牲阳极的阴极保护法 辅助阳极（不溶性）2.外加电流的阴极保护法原理 ：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。除此以外还有哪些防护方法？金属防护的几种重要方法:
①在金属表面覆盖保护层。
②改变金属内部的组成结构，制成合金。
③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。归纳与整理1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：
负极：
正极：若液面下降，则溶液呈 性，
发生 腐蚀，电极反应式为：
负极：
正极： （2）中性或碱性 吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑ 课堂练习
