电解原理
1．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是
( )
A．原电池中失去电子的一极为负极
B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C．原电池中相对活泼的一极为正极
D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极
【答案】C
【解析】根据两池的结构与反应原理可确定，原电池中相对活泼的一极为负极。
2．电解池中，阳极的电极材料一定
( )
A．发生氧化反应
B．与电源正极相连
C．是铂电极
D．得电子
【答案】B
【解析】阳极材料为活泼金属将直接发生氧化反应；若为惰性电极，则最易失电子的阴离子发生氧化反应。
3．有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是
( )
A．甲中负极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．乙中阳极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．丙中H＋向碳棒方向移动
D．丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体
【答案】C
【解析】由图知，甲、丙为原电池，甲中Zn为负极：Zn－2e－===Zn2＋，A错；丙中Fe为负极，C为正极，H＋向正极移动，C正确；乙、丁为电解池，乙中Ag作阳极，本身失电子，B错；D中放电顺序：I－＞Cl－，开始产生I2，D错。
4．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应( )
①2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑
②Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
③2Cl－＋2H＋H2↑＋Cl2↑
④2H2O2H2↑＋O2↑
A．①②③
B．①②④
C．②③④
D．②④
【答案】D
5.
如图中，两电极上发生的电极反应为：a极：Cu2＋＋2e－===Cu；b极：Fe－2e－===Fe2＋。下列说法不正确的是
( )
A．装置中电解质溶液一定含有Cu2＋
B．该装置一定是化学能转化为电能
C．a、b可能是同种电极材料
D．a极上一定发生还原反应
【答案】B
【解析】该装置既可构成原电池，也可构成电解池。当构成原电池时，a极材料是活动性比铁差的金属或石墨，b极为铁，电解质溶液含Cu2＋；当构成电解池时，a极作阴极，b极作阳极且必须是铁电极，电解液中含Cu2＋。
6.
如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流表中有电流通过，则下列说法正确的( )
A．锌片是负极
B．两个铜片上都发生氧化反应
C．石墨是阴极
D．两个番茄都形成原电池
【答案】A
【解析】根据图示推知左侧为原电池，其中Zn作负极，Cu作正极，Cu片上发生还原反应；右侧为电解池，其中Cu为阴极，发生还原反应，C为阳极，发生氧化反应。
7．一种充电电池放电时的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O；NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－。当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是
( )
A．H2O的还原
B．NiO(OH)的还原
C．H2的氧化
D．Ni(OH)2的氧化
【答案】D
【解析】当为电池充电时，为电解池。与外电源正极连接的电极为电解池的阳极，发生反应为氧化反应，排除A、B选项；电极反应式应是将放电时的正极电极反应式逆回去：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O(氧化反应，阳极)，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应，阴极)，故答案为D。
8．用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和O2生成，则电解一段时间后，下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中正确的有
( )
①该溶液的pH可能增大；②该溶液的pH可能减小；
③该溶液的pH可能不变；④该溶液的浓度可能增大；
⑤该溶液的浓度可能不变；⑥该溶液的浓度可能减小
A．①②③
B．①②③④
C．①②③④⑤
D．全部
【答案】C
9．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是
( )
A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2
B．NaOH、CuSO4、H2SO4
C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2
D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
【答案】C
【解析】本题考查离子放电顺序的应用，考查考生的分析判断能力。电解盐酸的方程式为：2HClCl2↑＋H2↑，A选项错；电解CuSO4溶液的方程式为：2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，B选项错；电解NaBr溶液的方程式为：2NaBr＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Br2，D选项错。
10．下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a电极质量增加，b电极处有无色无味气体放出。符合这一情况的是表中的
( )
a
b
X
溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
【答案】A
【解析】由a电极质量增加，知溶液中阳离子在a电极放电析出，则a为阴极，X为负极；因B中a电极不析出金属，C中X为正极可否定，又由b电极处有无色无味气体放出，否定D。
11．从NO3－、SO42－、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。
(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是________。
(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是_________________________________________________________________。
(3)两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是_________________________________________________________________。
【答案】(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2
(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4 (3)HCl、BaCl2
【解析】(1)组为电解水型，即阳极OH－放电，阴极H＋放电；(2)组阳极OH－放电，阴极排在H后的金属阳离子放电；(3)组气体体积比为1∶1，不是电解水型，经分析可得相应答案。
12．如图X是直流电源。Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。
(1)①电源上b为________极(用“正”、“负”、“阴”或“阳”填空)。
②Z槽中e为________极(同上)。
③连接Y、Z槽线路中，电子流动的方向是d________e(用“→”或“←”填空)。
(2)①写出c极上反应的电极反应式：_________________________________。
②写出Y槽中总反应的化学方程式：___________________________________
_________________________________________________________________。
③写出Z槽中e极上反应的电极反应式：_______________________________。
【答案】(1)①负 ②阳 ③←
(2)①2Cl－－2e－===Cl2↑
②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
③Cu－2e－===Cu2＋
【解析】d极附近显红色，说明d为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，c为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，Y槽电解NaCl溶液的总反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流电源中a为正极，b为负极，Z槽中f为阴极，e为阳极，电极反应式分别为Cu2＋＋2e－===Cu、Cu－2e－===Cu2＋，电子流动方向由e→d。
13．下图是一个电化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH2K2CO3＋6H2O
(1)请回答图中甲、乙两池的名称。
甲池是________装置，乙池是________装置。
(2)请回答下列电极的名称：
通入CH3OH的电极名称是________，B(石墨)电极的名称是________。
(3)写出电极反应式：通入O2的电极的电极反应式是
_________________________________________________________________。
A(Fe)电极的电极反应式为__________________________________________。
(4)乙池中反应的化学方程式为________________________________________
_________________________________________________________________。
【答案】(1)原电池 电解池 (2)负极 阳极
(3)O2＋4e－＋2H2O===4OH－
4Ag＋＋4e－===4Ag
(4)4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3
【解析】根据题意，甲池是一个燃料电池，则乙池为电解池，在甲池中CH3OH发生氧化反应，为原电池的负极，O2发生还原反应，为原电池的正极，A与CH3OH极相连，为电解池的阴极，B为阳极，电极反应式为
甲池：负极：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO32－＋12H2O
正极：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－
乙池：阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag
总反应：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。
14．请按要求回答下列问题。
(1)根据图1回答①②：
①打开K2，合并K1。
A电极可观察到的现象是__________________________；
B电极的电极反应式为_____________________________。
②打开K1，合并K2。
A电极可观察到的现象是___________________________________________；
B电极的电极反应式为______________________________________________；
(2)根据图2回答③④：
③将较纯净的CuSO4溶液放入如图所示的装置中进行电解，石墨电极上的电极反应式为_________________________，
电解反应的离子方程式为___________________________；④实验完成后，铜电极增重a
g，石墨电极产生标准状况下的气体体积为________L。
【答案】(1)①锌不断溶解 Cu2＋＋2e－===Cu
②A镀上一层红色的铜 Cu－2e－===Cu2＋
(2)③4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋
④0.175
a
【解析】(1)①此时为原电池，锌为负极，不断溶解，B极为正极，反应为Cu2＋＋2e－===Cu。②此时为电解池，A极为阴极，反应为Cu2＋＋2e－===Cu，故A极上镀上一层红色的铜，B极为阳极，反应为Cu－2e－===Cu2＋。
(2)③此时为惰性电极电解CuSO4，石墨极上的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，总反应的离子方程式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋，
④V(O2)＝××22.4
L＝L＝0.175
a
L。电解原理的应用
1．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是
( )
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
【答案】B
【解析】电解食盐水时发生的反应：
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
对照分析选项，A错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕色，B正确；阴极附近产生大量的OH－，滴加酚酞试液后变红色，C错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。
2．关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是
( )
A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
B．电解液的成分都保持不变
C．阳极反应都只有Cu－2e－===Cu2＋
D．阴极反应都只有Cu2＋＋2e－===Cu
【答案】D
【解析】A项电镀时镀件作阴极；B项电解精炼铜时电解液成分改变；C项电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌)，则还会发生Zn－2e－===Zn2＋的反应。
3．下列有关电化学的示意图中正确的是
( )
【答案】D
【解析】选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl－在阳极放电产生Cl2，溶液中的H＋在阴极获得电子而产生H2，正确。
4．欲在金属表面镀银，应把镀件接在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的( )
A．Ag和AgCl溶液
B．Ag和AgNO3溶液
C．Fe和AgNO3溶液
D．Pt和Ag2SO4溶液
【答案】B
【解析】电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A项中AgCl和D项中Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。
5．三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。以下说法不正确的是
( )
A．可用铁作阳极材料
B．电解过程中阴极附近溶液的pH升高
C．阳极反应方程式为：2Cl－－2e－===Cl2↑
D．1
mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1
mol电子
【答案】A
【解析】由题意知电极反应，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极：2H＋＋2e－===H2↑，阴极溶液呈碱性，pH升高，故A错误，B正确；由Ni2＋→Ni3＋，失去1
mol
e－，外电路中转移1
mol
e－，即Cl－失去1
mol
e－，H＋得到1
mol
e－。
6．臭氧是常见的强氧化剂，广泛用于水处理系统。制取臭氧的方法很多，其中高压放电法和电解纯水法原理如下图所示，下列有关说法不正确的是( )
A．高压放电法，反应的原理为3O22O3
B．高压放电出来的空气中，除含臭氧外还含有氮的氧化物
C．电解时，电极b周围发生的电极反应有3H2O－6e－===O3↑＋6H＋和2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
D．电解时，H＋由电极a经聚合固体电解质膜流向电极b
【答案】D
【解析】高压放电法与闪电条件下氧气部分转化为臭氧类似，其反应的原理为：3O22O3，因空气中还含有氮气，放电条件下，氮气也能与氧气反应，故有氮氧化物生成，A、B两项均正确；观察上图电解法制臭氧，可发现有氢气放出，必由水还原生成，发生还原反应，故a为阴极；同理，由水生成氧气和臭氧，发生氧化反应，C项正确；因b为阳极，电解质中的阳离子移向阴极，故D项错误。
7．用惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.010
0
mol，则阴极上析出Cu的质( )
A．0.64
g
B．1.28
g
C．2.56
g
D．5.12
g
【答案】B
【解析】用惰性电极电解CuSO4溶液，在阳极产生的气体为O2，由4OH－－4e－===2H2O＋O2↑知，产生0.010
0
mol的O2转移0.040
0
mol电子，则根据Cu2＋＋2e－===Cu可推出应析出0.020
0
mol的铜，其质量为1.28
g。
8．用石墨作电极电解＋n价金属的硝酸盐溶液，当阴极上析出m
g金属时，阳极上产生560
mL(标准状况)气体，此金属的相对原子质量应为
( )
A．10mn
B．10m
C．10n
D．40mn
【答案】A
【解析】阳极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，当生成560
mL
O2时转移0.1
mol电子，阴极为Mn＋得电子，即Mn＋＋ne－===M，根据反应中转移0.1
mol电子和生成m
g金属，则＝，解得Mr(M)＝10mn。
9．在水中加等物质的量的Ag＋、Ba2＋、Na＋、SO42－、NO3－、Cl－，将该溶液放在用惰性电极作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量比为
( )
A．35.5∶108
B．16∶207
C．8∶1
D．108∶35.5
【答案】C
【解析】溶液中的六种离子，有四种发生反应生成沉淀：Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓，最后溶液就成了NaNO3溶液；而电解NaNO3溶液，实质就是电解水，电解方程式为2H2O2H2↑＋O2↑。氧化产物和还原产物的质量之比为m(O2)∶m(H2)＝(1
mol×32
g·mol－1)∶(2
mol×2
g·mol－1)＝8∶1，即C项正确。
10．常温下用石墨作电极，电解100
mL
0.1
mol·L－1的Cu(NO3)2和0.1
mol·L－1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12
L时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是( )
A．阴极增重1.4
g
B．所得溶液pH＜1
C．阴极增重0.64
g
D．所得溶液pH＞1
【答案】B
【解析】阴极可以放电的离子依次为0.01
mol
Ag＋、0.01
mol
Cu2＋，阳极可以放电的阴离子只有OH－。当阳极生成1.12
L
O2时，电路中通过电子：n(e－)＝0.05
mol×4＝0.2
mol，此时Ag＋、Cu2＋已全部析出，质量：0.01
mol×108
g·mol－1＋0.01
mol×64
g·mol－1＝1.72
g。因为当Ag＋、Cu2＋全部析出以后，相当于电解水，H＋不再增加，所以生成的H＋所带电荷与0.01
mol
Ag＋、0.01
mol
Cu2＋所带电荷相等。则溶液中生成：c(H＋)＝0.3
mol·L－1，pH＜1。当阴极生成1.12
L
H2时，表明Ag＋、Cu2＋已经放电完全。阴极增重、溶液pH与以上相等。
11.
电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，请回答以下问题：
(1)电解池中X极上的电极反应式为______________。
在X极附近观察到的现象是_____________________
_____________________________________________。
(2)Y电极上的电极反应式为_________________________________________，
检验该电极反应产物的方法是_______________________________________
________________________________________________________________。
【答案】(1)2H＋＋2e－===H2↑
放出气体，溶液变红
(2)2Cl－－2e－===Cl2↑
把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
【解析】据图可知，X是阴极，Y是阳极，阴极反应式是2H＋＋2e－===H2↑，现象为放出气体，溶液变红；阳极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑，检验氯气，可用湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色即证明有氯气产生。
12．如图所示，通电5
min后，第③极增重2.16
g，此时CuSO4恰好电解完。设A池中原混合溶液的体积为200
mL。
(1)电源F为________极；第②极为________极；B池为________池。
(2)A池中第②极上的电极反应式为___________________________________。
(3)通电前A池中原混合溶液Cu2＋的浓度为________。
【答案】(1)正 阳 电镀
(2)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(3)0.05
mol·L－1
【解析】(1)由第③极增重2.16
g可知，①③是电解池的阴极，②④是电解池的阳极，E是电源的负极，F是电源的正极。又因为B池的阳极是银，电解质是硝酸银，故该池是电镀池。(2)A池中，第②极只发生反应4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。(3)因为第③极增重2.16
g是银的质量，即转移电子是2.16
g÷108
g·mol－1＝0.02
mol，而第①极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，故原Cu2＋物质的量为0.02
mol×＝0.01
mol，故Cu2＋的物质的量浓度为0.05
mol·L－1。
13．如图所示X、Y分别是直流电源的两极，Z溶液可能为：①稀硫酸；②NaOH溶液；③Na2SO4溶液；④CuCl2溶液；⑤NaCl溶液；⑥稀盐酸；⑦CuSO4溶液。
(1)若通电后发现a、b两电极上均有气体产生，且V(a)∶V(b)＝2∶1，则电极a为________极，发生的电极反应式为________，电极b为_______极，发生的电极反应式为________，Z溶液可能为________(写序号，下同)。
若产生的气体体积比1∶1，则阳极的电极反应式为________，Z溶液可能为________。
(2)若通电后出现a电极的质量增加，b电极上有无色无味气体产生，则电极a为________极，发生的电极反应式为________，Z溶液可能为________。
(3)若通电后出现a电极的质量减少，b电极质量增加，且质量变化值相等。则该装置可能为________装置，Z溶液可能为________，a电极反应式为________。
【答案】(1)阴 2H＋＋2e－===H2↑ 阳 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O ①②③ 2Cl－－2e－===Cl2↑ ⑤⑥
(2)阴 Cu2＋＋2e－===Cu ⑦ (3)电镀 ④⑦ Cu－2e－===Cu2＋
【解析】(1)由题给信息，电解时两极均产生气体，若气体体积比为2∶1，则应为电解水型，a为阴极，产生氢气，b为阳极，产生氧气，Z溶液可能为可溶性强碱(如NaOH)、含氧酸(如H2SO4)或者活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4)；若产生气体体积比为1∶1，则可能为电解盐酸或NaCl溶液。阴、阳极产生的气体分别为H2和Cl2；(2)由电解现象可知，a有金属析出，则a为阴极，Z溶液为CuSO4溶液；(3)由a电极质量减少，b电极质量增加可知，该电解装置为电镀池，Z可能的溶液为CuCl2溶液或CuSO4溶液，电极a材料为纯铜。
14．某课外活动小组准备用如下图所示的装置进行实验。现有甲、乙、丙三位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液：
A电极
B电极
X溶液
甲
Cu
Zn
H2SO4
乙
Pt
Pt
CuCl2
丙
Fe
Cu
？
(1)甲同学在实验中将电键K5闭合，Zn电极上的电极反应式为_________________________________________________________________。
(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验，则电解时的总反应方程式为_________________________________________________________________。
实验时应闭合的电键的组合是________(从下列五项中选择所有可能组合，第(3)小题也在这五项中选择)。
A．K1和K2
B．K1和K3
C．K1和K4
D．K2和K3
E．K2和K4
(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，选择了用某种盐来配制电镀液，则该盐中应含的阳离子为________，实验时，应闭合的电键的组合是________。
【答案】(1)Zn－2e－===Zn2＋
(2)CuCl2Cu＋Cl2↑ C、D (3)Cu2＋ D
【解析】(1)甲同学在实验中将电键K5闭合，形成Cu－Zn－稀硫酸的原电池，Zn较活泼失电子：Zn－2e－===Zn2＋。
(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验，形成电解池，需外加电源，需闭合K1和K4或K2和K3，电解CuCl2溶液实质是电解溶质CuCl2：CuCl2Cu＋Cl2↑。
(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，所以Cu作电镀池的阳极，Fe作电镀池的阴极，电解液中含Cu2＋。(共24张PPT)
组织建设
第四章
章末专题复习
A
优资源教育WWW,,com金属的电化学腐蚀和防护
学习目标：
了解金属腐蚀的危害及金属腐蚀的本质原因；
了解金属腐蚀的种类，发生腐蚀的反应式的书写；
3．掌握金属防护的方法。
学习重难点：
金属的电化学腐蚀。
自主学习
一、金属的电化学腐蚀
1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质发生
而引起损耗的现象。
一般可分为
腐蚀和
腐蚀。
化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如
、
、
等）或非电解质液体
（如
）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如：钢管被原油中的
腐蚀，温度越高，化学腐蚀越
。
电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时。会发生
反应，
的金属失去电子而被
。如
在潮湿的空气中生锈。
两种腐蚀往往
发生，但
腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。
化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点：
电化腐蚀
化学腐蚀
条件
不纯金属或合金与
接触
与
直接接触
有无电流产生
有
无
本质
较活泼的金属被氧化
金属被氧化
3、电化学腐蚀
(以钢铁为例)
（1）析氢腐蚀
(酸性较强的溶液)
负极:
正极:
总方程式：
（2）
吸氧腐蚀
(中性或弱酸性溶液)
负极:
正极:
总方程式：
离子方程式：Fe2+
+
2OH-
=
Fe(OH)2
Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用：
铁锈的主要成分是
，
阻止钢铁继续腐蚀。（能、不能）
4、影响金属腐蚀快慢的因素
本性：（1）金属的活动性：金属越
，越容易被腐蚀
（2）纯度：不纯的金属比纯金属更
腐蚀，如纯铁比钢
腐蚀。（难、易）
电化学腐蚀：两电极活动性差别越大，氧化还原反应速率越
，活泼金属被腐蚀越快。
（3）氧化膜：如果金属被氧化形成致密的氧化膜，那么会保护内层金属，如
、
如果金属被氧化形成疏松的氧化膜，那么不会保护内层金属，如
外因：介质：环境（腐蚀性气体，电解质溶液）
二、金属的防护
（1）覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）
（2）改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）
（3）牺牲阳极阴极保护法（较活泼金属作
极，钢铁作
极被保护）
（4）外加电流阴极保护法（外加电流，使钢铁被迫成为
极受保护）
合作探究:
【例1】下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是
(
)
A．④>②>①>③ B．②>①>③>④
C．④>②>③>① D．③>②>④>①
【例2】下列有关金属腐蚀的说法中正确的是（
）
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应 ②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化腐蚀，只有电化腐蚀才是氧化还原反应，③因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化腐蚀以析氢腐蚀为主。④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化
A.①③
B.②③
C.①④
D.①③④
【例3】下列叙述与电化学腐蚀无关的是（
）
A.切过咸菜的菜刀不及时清洗易生锈
B.线路连接时有经验的电工从不把铝线和铜线接在一起
C.银质奖章久置后表面逐渐变暗
D.生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈
E.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿
巩固练习:
1．下列叙述的方法不正确的是（
）
A．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍
B．用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
C．钢铁在干燥空气中不易被腐蚀
D．用牺牲锌块的方法来保护船身
2．建筑用的钢材在出厂之前都．要经过发蓝处理，使其表面生成一层四氧化三铁，其目的是（
）
A．增加钢材的硬度
B．增强钢材的抗腐蚀能力
C．使钢材美观
D．增加钢材的韧性
3．化学用语是学习化学重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中正确的是（
）
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl－
－2e－= Cl2
↑
B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2
+
2H2O
+
4e-
==
4OH－
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu
－2e－
==
Cu2+
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e－
==
Fe2+
4．下列叙述不正确的是（
）
A．锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率
B．白铁（镀锌铁）镀层破损后，先被腐蚀的是铁
C．钢铁表面常易锈蚀生成Fe 2O3·nH2O
D．金属的腐蚀主要是电化学腐蚀
5．在钢铁腐蚀过程中，下列五种变化可能发生的是（ ）
①Fe2+转化为Fe3+
②O2被还原③产生H2
④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O
⑤杂质碳被氧化
A.
只①②
B.只②③④
C.①②③④
D.①②③④⑤
6．为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采取如右图所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用（ ）
A.铜
B.钠
C.锌
D.石墨
7.
埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀的速度最慢的是（ ）
A.在潮湿疏松透气的土壤中
B.在干燥致密不透气的土壤中
C.在含铁元素较多的酸性土壤中
D.在含碳粒较多，潮湿透气的土壤中
8.
大雪后使用融雪盐来清除道路积雪。过去常用氯化钠等无机盐，降低冰雪的冰点，而现在往往用环保型有机盐与缓蚀剂，但它们的融雪原理相同。下列叙述不正确的是（
）
A．环保型有机盐与缓蚀剂的融雪原理为盐溶于水后，使冰雪的冰点降低
B．使用环保型融雪盐可以减缓对路面和桥梁中钢筋的腐蚀
C．使用环保型融雪盐可以减少对植物的危害
D．使用环保型融雪盐主要是给植物补充养分
参考答案：
自主学习
、
一、
1、氧化还原；化学与电化学；O2、Cl2、SO2；石油；含硫化合物；越快；原电池反应；比较活泼；氧化；钢铁；同时；电化学；
电解质溶液；非电解质；
3、Fe－2e-＝Fe2+；2H+＋2e-＝H2↑；Fe
+
2H+
=
Fe2+
+
H2↑；2Fe－4e-＝2Fe2+；O2+2H2O+4e=4OH-；2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；Fe2O3·x
H2O；不能；
4、活泼；
易；难；快；Al2O3；Fe2O3；二、负；正；阴
合作探究：例1、A；例2、C；例3、C
巩固练习：1、B；2、B；3、A；4、B；5、C；6、C；7、B
；8、B；电解原理
教学目标
知识与技能：
1、理解电解原理，会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pH值及整个溶液pH值的变化；
2、能书写电极反应式及总反应式，培养分析归纳知识的能力。
过程与方法：利用惰性电极电解氯化铜的实验，探究电解原理，了解电解的应用，特别是电解在电镀、电解精炼、电冶炼等方面的应用。
情感态度与价值观：通过电解知识的学习，发现其在日常生活和工农业生产中的广泛应用，激发学生勇于创新、积极实践的科学态度。
教学重点：理解电解原理和以电解CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。
教学难点：理解电解原理，非惰性电极作阳极对电解产物的判断，电解原理的应用。
教学过程：
【复习】在前面我们已经学习了原电池的知识，谁能举例说明原电池是怎样的能量转化装置？
【学生讨论】学生讨论后回答：原电池是把化学能转变成电能的装置。
【引入】1799年，当意大利人发明了最原始的电池---伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。1807年，当英国化学家载维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹终于产生了，在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰。这就是发现钾元素的主要过程，当时在社会上引起了轰动。他随后用电解法又相继发现了钠、钙、锶、钡、镁、硼、硅等元素，戴维成为发现化学元素最多的。这其中的奥妙是什么呢？电解时，物质的变化是如何发生的呢？
电能如何才能转变成化学能呢？（展示几个电解工业的工厂实景）这就是本节课我们要共同探讨的问题。
【板书】第四章
第三节
电解池
一、电解原理
1、电解原理
【设疑】我们已经知道，金属和电解质溶液都能导电，金属的导电过程是物理变化，电解质溶液的导电过程是否与金属的导电过程相同呢？
【学生实验】学生以学习小组为单位完成
【实验４—１】（也可将该实验分三步实施），并观察、记录实验现象。教师巡回指导。
(1)
将两要碳棒分别插进U型管内的CuCl2溶液中，观察现象
现象：碳棒表面无明显现象
(2)
将两根碳棒用导线相连后，浸入U型管内的CuCl2溶液中，观察现象
现象：碳棒表面无明显现象
(3)
将两根碳棒分别跟直流电源的正、负极相连接，浸入U型管内的CuCl2溶液中，接通电源，观察现象
【实验现象】阴极：碳棒上逐渐覆盖了一层红色物质。
阳极：生成有刺激性气味、能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体。
【问】请大家根据实验现象和氯化铜溶液的组成成分以及原有知识分析推断两极生成物的名称。
【小结】两极产物 阴极——铜
阳极——氯气
【问】氯化铜溶液在电流的作用下为什么会生成Ｃu和Cl2呢？
【讲】CuCl2在水溶液中完全电离生成Cu2+和Cl-
【板书】
CuCl2
＝Cu2+＋2Cl－
【讲】通电前，Cu2+和Cl－在溶液里自由运动；通电后，在电场的作用下，带负电的Cl－移向阳极，并失去电子被氧化成氯原子，进而结合成Cl2放出，带正电的Cu2+移向阴极，并得到电子被还原成铜原子，覆盖在阴极上。
【投影】播放课前制作的多媒体课件，模拟CuCl2溶液中Cu2+和Cl－在通电前后的运动、变化情况。
【板书】 阴极： Cu2+＋2e－=Cu （还原反应）
阳极： 2Cl－-2e－=Cl2↑（氧化反应）
【小结】电解质溶液在导电过程中有新物质产生，是化学变化。
【板书】2、基本概念
(1)
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。
(2)
把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
(3)
当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程
【学生活动】让学生独立书写电解CuCl2溶液的化学反应方程式。（可以请1—2名学生到黑板上书写，然后讲评）
【板书】
CuCl2Cu＋Cl2↑
【过渡】下面我们再分析电解池的两个电极。
【板书】２、电解池的两极
【讲】电解池的两极是由与之相连的电源电极的极性决定的。
【板书】 阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反应）
阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应）
【设疑】电解质溶液是如何将电路沟通的呢？
【板书】３、电解池中的电子的移动方向
【学生活动】请学生讨论、总结并回答上面提出的问题。
【板书】电源负极
→电解池阴极
→电解液中的阳离子（被还原） 电解池中阴离子（被氧化）→电解池阳极
→电源正极
【讲】由上面分析可知：电解质溶液的导电过程必须有阴阳离子的参与，如果溶液中的离子不参加反应，电路就不能沟通，所以电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程。
【板书】4、电解的本质：电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程
【问】从上已知CuCl2溶液中存在的离子有：Cu２＋、Cl－、OH－、H＋为什么电解时，只有Cu２＋和Cl－放电？这要涉及到离子的放电顺序问题。
【板书】5、离子的放电顺序
【讲】由于各种离子得失电子的能力不同，因此，电解时离子放电难易也不同。
【板书】阳离子：Ag+＞Hg2+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Na+＞K+
阴离子：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根
【讲】电解电解质溶液时，在阴阳两极上首先发生放电反应的离子分别是溶液里最容易放电的阳离子和最容易放电的阴离子。
【讲】我们还要注意的是要先看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性电极材料，则根据阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式
【板书】6、电极产物的判断
(1)
阳极放电顺序：活泼阳极(金属)>无氧酸根离子>OH―>含氧酸根离子>F―
(2)
阴极放电：溶液中的阳离子放电
【板书】7、电极反应式的书写：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。
【讲】首先要分清电极，并分析电极材料和电解质溶液中的阴阳离子，确定放电顺序，牢记三个守恒。电极反应必须写离子放电，总反应中弱电解质写化学式，且总反应中一定要注明条件。
【过】下面，我们来重点介绍几组有代表性的电解池及其电极反应式的书写
【投影】用惰性电极电解烧杯里的溶液
1、电解含氧酸
阳极：4OH—
—4e—
=
2H2O+O2↑
阴极：4H++
4e—
=
2H2↑
通电
总的方程式：2H2O
=====
2H2↑+O2↑
结论：用惰性电极电解含氧酸实质是电解水。电解后，酸的浓度增大，即[H+]增大，故溶液的PH减小。
2、电解无氧酸
阳极：2Cl—
—2e—
=
Cl2↑
阴极：2H++
2e—
=
2H2↑
通电
总的方程式：2HCl
=====
H2↑+Cl2↑
结论：用惰性电极电解无氧酸(除HF)，溶质消耗。电解的结果消耗了HCl，即[H+]减小，溶液的PH增大。
3、电解可溶性碱
阳极：4OH—
—4e—
=
2H2O+O2↑
阴极：4H++
4e—
=
2H2↑
通电
总的方程式：2H2O
=====
2H2↑+O2↑
结论：用惰性电极电解强碱实质是电解水。电解后，碱的浓度增大，即[OH-]增大，故溶液的PH增大。
4、电解活泼金属的含氧酸盐
阳极：4OH—
—4e—
=
2H2O+O2↑
阴极：4H++
4e—
=
2H2↑
通电
总的方程式：2H2O
=====
2H2↑+O2↑
结论：用惰性电极电解活泼金属的含氧酸盐实质是电解水。电解后溶液的PH不变，等于7。
5、电解不活泼金属的无氧酸盐
阳极：2Cl—
—2e—
=
Cl2↑
阴极：Cu2+
+
2e—
=
Cu
通电
总的方程式：CuCl2
=====
2Cu
+
Cl2↑
结论：用惰性电极电解不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物)，溶质消耗。电解的结果使[Cu2+]减小，溶液的[H+]减小，溶液的PH略有增大。
Cu2+
+2H2OCu(OH)2
+
2H+
6、电解活泼金属的无氧酸盐
阳极：2Cl—
—2e—
=
Cl2↑
阴极：4H++
4e—
=
2H2↑
通电
总的方程式：2NaCl
+
2H2O
====
2NaOH
+
H2↑+
Cl2↑
结论：用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐，溶质、水同时消耗。电解的结果生成碱，电解后溶液的PH增大。
7、电解不活泼金属的含氧酸盐
阳极：4OH—
—4e—
=
2H2O+O2↑
阴极：Cu2+
+
2e—
=
Cu
通电
总的方程式：2CuSO4
+2H2O
====
2H2SO4+2Cu+O2↑
结论：用惰性电极电解不活泼金属的含氧酸盐，溶质、水同时消耗。电解的结果生成酸，溶液的PH减小。
【讲】判断溶液中pH的变化，先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物，如果只产生H2没有O2则pH变大。如果只产生O2而无H2，则pH变小。如果既产生O2又有H2，若原溶液呈酸性，则pH减小；若原溶液呈碱性则pH增大；若原溶液呈中性则pH
不变。如果既无O2产生也无H2产生，则溶液的pH均趋于7
【板书】8、电解规律
(1)
电解质分解型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液的电解，水不参加反应
(2)
电解水型：强碱、活泼金属的含氧酸、含氧酸等溶液的电解，只有水参加
(3)
放氢生碱型：电解活泼金属的无氧酸盐时，电解质的阴离子和水电离的H＋放电，溶质和水都参加反应，pH增大
(4)
放氧生酸型：电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质电离的阳离子和水电离的OH―离子放电，溶质和水都参加反应，pH减小。
【小结】本节课我们学习了电解的原理，认识了电解池的功能，下面请同学们在总结本节知识以及回忆前面所学的原电池知识的前提下，填写课前所发放的表格，并注意比较。
【投影】1、电解与电离的比较
电离
电解
条件
电解质溶于水或熔化状态
电解质电离后，再通直流电
过程
电解质电离成为自由移动的离子
阴、阳离子定向移动，在两极上放电
举例
CuCl2
==Cu2＋+2Cl―
CuCl2Cu＋Cl2↑
特点
只产生自由移动的离子
发生氧化还原反应，形成新物质
联系
电解必须建立在电离的基础上
2、原电池与电解池的比较
装置类别
原电池
电解池
举例
锌铜原电池
电解氯化铜溶液
形成条件
1、活泼性不同的两电极(用导线连接)2、电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)3、形成闭合回路
1、两电极接直流电源2、两电极插入电解质溶液中3、形成闭合回路
电极名称
负极：较活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)由电极本身决定
阳极：与电源正极相连的极阴极：与电源负极相连的极由外加电源决定
电极反应
负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
电子流向
负极---导线---正极
电源负极—阴极电源正极—阳极
能量转变
化学能转换为电能
电能转换为自由能
能否自发进行
反应能够自发进行
反应不能够自发进行
主要应用
1、金属电化腐蚀分析2、金属牺牲阳极的阴极保护法3、制造多种新化学电源
1、电解食盐水(氯碱工业)2、冶炼活泼金属3、电解精炼
实质
使氧化还原反应中的电子通过导线定向转移形成电流
使电流通过电解质溶液而阴阳两极引起氧化还原反应的过程
板书设计：
第四章
第三节
电解池
一、电解原理
1、电解原理：
CuCl2
＝Cu2+＋2Cl－
阴极： Cu2+＋2e－=Cu （还原反应）
阳极： 2Cl－-2e－=Cl2↑（氧化反应）
2、基本概念
(1)
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。
(2)
把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
(3)
当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程
CuCl2Cu＋Cl2↑
２、电解池的两极
阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反应）
阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应）
３、电解池中的电子的移动方向
电源负极
→电解池阴极
→电解液中的阳离子（被还原） 电解池中阴离子（被氧化）→电解池阳极
→电源正极
4、电解的本质：电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程
5、离子的放电顺序
阳离子：Ag+＞Hg2+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Na+＞K+
阴离子：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根
6、电极产物的判断
(1)
阳极放电顺序：活泼阳极(金属)>无氧酸根离子>OH―>含氧酸根离子>F―
(2)
阴极放电：溶液中的阳离子放电
7、电极反应式的书写：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。
8、电解规律
(1)
电解质分解型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液的电解，水不参加反应
(2)
电解水型：强碱、活泼金属的含氧酸、含氧酸等溶液的电解，只有水参加
(3)
放氢生碱型：电解活泼金属的无氧酸盐时，电解质的阴离子和水电离的H＋放电，溶质和水都参加反应，pH增大
(4)
放氧生酸型：电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质电离的阳离子和水电离的OH―离子放电，溶质和水都参加反应，pH减小。
教学回顾：
电解原理是无机化学中重要的理论知识之一，是氧化还原反应的延伸应用，同时又与物理学科中的电学、能量转换有密切联系，属于学科的交叉范畴。电解原理在日常生活、工农业生产、科技等领域用途很广。学习电解知识能培养学生将化学知识应用于日常生活实践中的能力。
H2SO4
HCl
NaOH
Na2SO4
CuCl2
NaCl
CuSO4(共39张PPT)
组织建设
4-1
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-
=Cu
Zn-2e-
=Zn2+
Zn+Cu2+=Zn2++Cu
Zn+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？
硫酸铜
硫酸铜
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。
A
B
C
D
E
F
M
N
1.下列哪几个装置能形成原电池？
O
V
X
V
V
X
X
X
X
V
2.一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
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Cu
Fe
负极
Cu
Zn
Zn
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
HCl
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
B
2.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
C
3.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
B
4、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判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。
Cu
C
FeCl3溶液
负极：
Cu
失电子
Cu
-
2e-
=
Cu2+
正极：
Fe3+得电子
2Fe3+
+
2e-
=
2Fe2+
A
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↑
Mg
Al
NaOH溶液
A
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-
＝4H2O
2H2
-
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＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O
练习：写出铅酸蓄电池的电极反应：
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
22.4
x
y
0.168
解：
0.2×0.125×2
c(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
Al
2Al+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)。
负极
正极
电子流向
电流流向
（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）化学电源
学习目标：
1、认识日常生活中常用的化学电源和新型化学电池；
2、认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池；
3、学习化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。
学习重难点：
化学电源的结构及电极反应的书写；燃料电池电极反应的书写。
自主学习
一、化学电源
（一）化学电源的分类
1.一次电池：电池中发生反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。
2.二次电池：可多次的电池。
3.燃料电池：利用和间的氧化还原反应将能转化为能的化学电源。燃料电池能连续不断地提供电能的原因
。
4.判断电池优劣或者是否合适某种需要，主要看这种电池或
以及电池的可存储时间的长短。
O2
+4e-
+2CO2=2CO32-
二、一次电池
（一）锌锰电池——分为酸性和碱性两种
1.普通锌锰电池：酸性电解质为
负极：材料，反应式：
正极：材料，反应式：2＋2
e＋2MnO2＝2NH3↑＋Mn2O3＋H2O
总反应化学反应方程式：Zn
+2MnO2
+2NH4Cl=Mn2O3+ZnCl
2+2NH3↑
2.
碱性锌锰电池：
负极：材料，反应式：
正极：材料，反应式：2MnO2+2e+2H2O
=2MnOOH+2OH
总反应化学反应方程式：Zn
+2MnO2
+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
（二）银锌电池
负极：材料，反应式：
。
正极：材料，反应式：。
总反应化学反应方程式：Zn
+AgO2
+H2O=
Zn(OH)2+2Ag
三、二次电池
（一）铅蓄电池——最常见的二次电池
总反应化学反应方程式：
放电时：
负极：材料，反应式：
。
正极：材料，反应式：。
充电时：
阳极(氧化反应)：材料，反应式：
阴极(还原反应)：材料，反应式：
小规律：
1、充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。
2、充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，即充电的阳极反应为放电正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。
（二）目前已经开发的新型二次电池有
[课堂练习]高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是
A
放电时负极反应为：Zn－2ｅ－＋2OH－＝Zｎ(OH)2
B
充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e－＋5OH－＝FeO42－＋4H2O
C
放电时每转移3mol电子，正极有1mol
K2FeO4被氧化
D
放电时正极附近溶液的碱性增强
四、燃料电池
（一）氢氧燃料电池
总反应化学反应方程式：2H2
+O2
=
2H2O
，正、负极材料是：
1、使用中性电解质
负极反应式：；
正极反应式：。
2．使用酸性电解质
负极反应式：；
正极反应式：。
3．使用碱性电解质
负极反应式：；
正极反应式：。
小结：氢氧燃料电池的电解质适合选择性的电解质。
燃料电池与前几种电池的比较的优势：①氧化剂与还原剂在工作时不断补充；
②反应产物不断排出
③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。
④氢燃料电池等的产物对环境是友好的。
（二）其它燃料电池
[课堂练习]某种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料说法正确的是
A.在熔融电解质中，O2－由负极移向正极
B.电池的总反应是：2C4H10
+
13O2
→
8CO2
+
10H2O
C.通入空气的一极是正极，电极反应为：O2
+
4e-
=
2O2-
D.通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10
+
26e-
+
13O2
=
4CO2
+
5H2O
五、熔融盐电池
熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。负极反应式：2CO+2CO32--4e-
=
4CO2，正极反应式：，
电池总反应式：。
六、书写电极反应式注意点：
1、普通原电池
①找出氧化反应和还原反应的物质和电子得失的数目，确定正负极反应的物质；
②根据反应物和产物的结构，考虑反应环境（离子共存）写出正负极反应式。
③正负极反应式遵守得失电子相等的原则。
④总反应的离子方程式是正、负两个极电极反应之和，若能写出某一极反应或已知某一极反应，由总反应减半反应可得另一极反应。
⑤检查：质量守恒和电荷守恒。
2、燃料电池：抓正极、看环境、得负极
①先写正极：正极一般是O2得电子发生还原反应。
②看环境：电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中产物中不能出现的H+，酸性介质中产物中不能出现的OH-。
③得负极：用总的离子反应式减去正极反应式即可得到负极反应式。
④检查：质量守恒和电荷守恒。
合作探究:
例1、1958年世界上第一个心脏起搏器在瑞典植入人体成功，使用寿命长达10年之久．这种能源起搏器中安装了寿命最长、可靠性最高的锂—碳电池．这种电池容量大，电压稳定，能在－56.7～71.1℃温度范围内正常工作，现已在火箭、移动电话、笔记本电脑中广泛使用．它采用锂和石墨作电极，四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯中(SOCl2)组成电解质溶液．电池总反应为：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S．
（1）、此电池中_______作负极，电极反应为_______，_______作正极．
（2）、该电池用于心脏起搏器时，在生理上的作用是_______。
例2、充电电池在放电时发生的反应，在充电时又可以逆向进行，使生成物恢复原状，由此推断，“充电”时的反应是
（
）
A、氧化还原反应
B、非氧化还原反应
C、可能是氧化还原反应，也可能是非氧化还原反应D、无法判断
例3、新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。写出电极反应式：
例4、银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的充放电过程可表示为：
2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+2H2O那么放电时，负极上发生反应的物质是（）
A、Ag
B、Zn(OH)2
C、Ag2O
D、Zn
例5、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按此图的提示，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．燃料电池是一种不需将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
巩固练习:
1.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是(
)
A.利用电池外壳的金属材料
B.不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品
C.回收其中石墨电极
D.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
2.
在铅蓄电池放电时,溶液的pH将(
)
A.不变
B.升高
C.降低
D.无法确定
3.纽扣电池可用于计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池,其电极分别为Zn和Ag2O,以KOH溶液为电解质溶液,电池的总反应为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2。关于该电池的叙述不正确的是(
)
A.使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极,Zn是负极
B.使用时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极,Ag2O是负极
C.正极的电极反应为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-
D.Zn极发生氧化反应,Ag2O极发生还原反应
4.(双选)
燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应是：X极：
O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；
Y极：2H2＋4OH－--4e－＝4H2O下列判断正确的是
（
）
A．X是正极
B．负极材料是氢气
C．电解液可能是硫酸
D．Y极发生氧化反应，故是负极
5.有关下图装置中的叙述正确的是（
）
A．NaOH溶液的碱性逐渐减弱
B．这是一个原电池装置，利用该装置可长时间的观察到Fe(OH)2沉淀的颜色
C．Pt为正极，其电极反应为：O2＋2H2O
＋4eˉ＝4OHˉ
D．Fe为负极，其电极反应为：Fe－3eˉ＋3OHˉ＝Fe(OH)3
6.利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验,甚至制作出一些有实际
应用价值的装置来,下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的
电池的示意图。该电池工作时,有关说法正确的是( )
A.铝罐将逐渐被腐蚀
B.石墨颗粒和炭棒上发生的反应为:O2+4e-2O2-
C.炭棒应与玩具电机的负极相连
D.该电池工作一段时间后炭棒和石墨颗粒的质量会减轻
7.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气（2NaCl+2H2O
═
2NaOH
+H2↑+Cl2↑），已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
负极 Pb-2e-+SO42-═PbSO4 ；正极 PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O
今若制得Cl2
0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（ ）
A.0.025
mol
B.0.050
mol
C.0.10
mol
D.0.20
mol
8.某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2＝2H2O，下列有关说法正确的是
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C.每转移0.1
mol电子，消耗1.12
L的H2
D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
9.研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl====Na2Mn5O10＋2AgCl下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )
A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－====AgCl
B．每生成1
mol
Na2Mn5O10转移2
mol电子
C．Na＋不断向“水”电池的负极移动
D．AgCl是还原产物
10.已知空气--锌电池的电极反应式为：锌：Zn＋2OH－－2e－====ZnO＋H2O，
石墨：O2＋H2O＋2e－====2OH－，据此判断锌片是( )
A．负极，并被氧化
B．负极，并被还原
C．正极，并被氧化
D．正极，并被还原
11.铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：
Fe＋Ni2O3＋3H2O====Fe(OH)2＋2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是( )
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－====Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－====Ni2O3＋3H2O
12.下列有关电池的说法不正确的是( )
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
13．Zn—MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2、NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是
，负极反应式是
。
(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是
。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的 (填代号)。
a.NaOH
b.Znc.Fe
d.NH3·H2O
14．铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）:
（1）放电时：正极的电极反应式是______________;
电解液中H2SO4的浓度将变________;当外电路通过1
mol电子时，
理论上负极板的质量增加________g。
（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按题27图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成__________、B电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将____________。
参考答案：
自主学习、略
合作探究：
例1
：1、C
2、(1)锂,Li-e-
=Li+,石墨.(2)起搏器遵循天然心脏的工作原理通过向心脏发送电脉冲以控制心脏的跳动。
例2：A；
例3：负极：CH4+10OH—-8e－=CO32－+7H2O
正极：2O2+4H2O+8e－=8OH－
电池的总反应式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
例4：D；例5：B
巩固练习：
1-5：D、B、B、AD、C6-10：A、C、D、B、A
11-12:C、B、
13.
(1)Zn，Zn－2eˉ＝Zn2+
（2）锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；b
14.（1）PbO2
+2e-
+4H+
+SO42-
=PbSO4
+2H2O
小
48
（2）Pb
PbO2对换电解原理的应用
学习目标：
1、了解氯碱工业，电镀，冶金的原理
2、掌握电解电极方程式的书写。
学习重难点：
掌握电解原理及应用。
自主学习
1、氯碱工业：电解
制
、
和
。
食盐溶液中，含有的离子包括
离子放电顺序有：阳离子：
阴离子：
现象：阳极：
阴极：
电极反应方程式：
阳极：
阴极：
总方程式
该电解池中阳极可用
作电极（金属、惰性）
2.
电镀：
电镀是应用
的方法。
电镀的主要目的是
电镀的原理：电镀时，通常把
作阴极，把
作阳极，用含有
作电镀液。在
作用下，镀件表面就覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层。
电解精炼铜：
电解时，通常把
作阴极，
中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等金属，用作阳极，用
作电镀液。
电极反应：阳极：
阴极：
粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部，形成
电冶金
（1）金属冶炼就是使矿石中的
。
电解是最强有力的
手段。
（2）对于
、
、
、
这样活泼的金属，工业上用电解法冶炼。
工业上用电解
的方法制取金属钠，方程式
工业上用电解
的方法制取金属镁，方程式
工业上用电解
的方法制取金属铝，方程式
合作探究:
1.
现代氯碱工业中使用的离子交换膜法电解制碱的主要生产流程示意图如下：
依据图完成下列填空：
与电源正极相连的电极上所发生反应的电极方程式
为____________________________；
与电源负极相连的电极附近，溶液的pH________(填“不变”、“升高”或“降低”)。
(2)工业食盐中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，精制过程中发生反应的离子方程式为
___________________
、
__________________
、
_______________________
。
(3)如果粗盐中SO42-的含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是________。
A．Ba(OH)2 B．Ba(NO3)2 C．BaCl2
(4)为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO42-，加入试剂的合理顺序为________。
A．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
B．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
C．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
(5)由图示可知用离子交换膜法电解制碱工艺中______
产品可循环使用。
2、电解精炼铜时，CuSO4溶液的浓度是如何变化的？为什么？
巩固练习:
1．下列图示中关于铜电极的连接错误的是
2．下列叙述中不正确的是
A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应
B．原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极
C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化作用
D．电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气
3．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴人KI溶液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴人酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
4.下列描述中，不符合生产实际的是
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
5.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被
完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是
A.
a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B.
a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C.
a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D.
a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
6.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为
A．1︰2︰3
B．3︰2︰1
C．6︰3︰1
D．6︰3︰2
7．电解100
mL含c(H＋)＝0.30
mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04
mol电子时，理论上析出金属质量最大的是
A．0.10
mol/L
Ag＋
B．0.20
mol/L
Zn2＋
C．0.20
mol/L
Cu2＋
D．0.20
mol/L
Pb2＋
8．将两个铂电极插入500
mL
CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064
g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为
A．1×10－3
mol/L
B．2×10－3
mol/L
C．4×10－3
mol/L
D．1×10－7
mol/L
9.
如图所示，甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：
(1)若两池中均为CuSO4溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的__________棒，
乙池中的__________
棒。
②乙池中阳极的电极反应式是：________________。
(2)若两池中均为饱和NaCl溶液：①写出乙池中总反应的离子方程式：
___________________
_____________________.
②甲池中碳极的电极反应式是__________
，
乙池碳极的电极反应属于__________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙池碳极附近，发现试验变蓝，解释其原因：。
10.
由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。用如图所示电解装置可以制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a极材料应为_________，电极反应式为_______________
。
(2)电解液c可以是(
)
A．纯水
B．NaCl溶液
C．NaOH溶液
D．CuCl2
(3)
d为苯，其作用为__________，在加入苯之前
对c应作何简单处理___________________________
(4)为了较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是
A．改用稀硫酸作电解液
B．适当增大电源的电压
C．适当减小两极间的距离
D．适当降低电解液的温度
参考答案：
自主学习
、略
合作探究：
1.
答案：(1)2Cl－－2e－==
Cl2↑ 升高
(2)Fe3＋＋3OH－
==
Fe(OH)3↓
Mg2＋＋2OH－
==
Mg(OH)2↓
Ca2＋＋CO
==
CaCO3↓
(3)AC (4)BC (5)NaCl(或淡盐水)
2.CuSO4溶液的浓度减小。因为当阳极上的少量Zn、Fe、Ni放电的同时，阴极上CuSO4溶液中的Cu2＋同时放电，此时消耗溶液中的Cu2＋。只有当阳极上Cu放电，阴极上Cu2＋放电时，溶液中Cu2＋的物质的量才不会改变。故溶液中CuSO4的浓度减小，但由于Zn、Fe等杂质量很少，故浓度变化很小。
巩固练习：1,
C
2.B
3.B
4.A
5.B
6.D
7.A
8.C
7.
解析：本题考查电解基本原理及计算。选项A，根据离子放电能力，首先是Ag＋在阴极获得电子产生0.01
mol
Ag，即1.08
g
Ag。选项B，首先是H＋在阴极获得电子产生0.015
mol
H2，然后Zn2＋获得0.01
mol电子，产生0.005
mol
Zn，即0.325
g。选项C，首先是Cu2＋在阴极获得电子产生0.02
mol
Cu，即1.28
g。选项D，首先是H＋在阴极获得电子产生H2，然后析出0.005
mol
Pb，即
1.035
g。
8
.解析：解法一：根据电解规律可知阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，增重0.064
g，应是Cu的质量，根据总反应式：
2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4―→4H＋
2×64
g 4
mol
0.064
g
x
x＝0.002
mol，c(H＋)＝＝4×10－3
mol/L。
解法二：n(Cu)＝＝0.001
mol，电解过程中转移e－的物质的量为
n(e－)＝2n(Cu2＋)＝0.002
mol，放电的n(OH－)＝0.002
mol，所以溶液中
n(H＋)＝0.002
mol，c(H＋)＝4×10－3
mol/L。
9.(1)①碳 铁 ②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)①2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－
②2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 氧化反应
③在乙池碳棒电极上生成Cl2，Cl2与I－反应生成I2，I2遇淀粉变蓝
10.
(1)Fe Fe－2e－===Fe2＋
(2)B
C
(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3 加热除去溶解的O2 (4)B
C化学电源
教学目标
知识与技能：
1、了解电池的一般分类,
2、了解常见的化学电源的种类及其原理，知道它们在生产生活和国防中的应用
3、掌握几种典型化学电池的电极反应
过程与方法：引导学生自主学习，了解有关化学电源和新型化学电池的相关知识
情感态度与价值观：感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观
教学重点：掌握几种典型电池的用途和特点。
教学难点：掌握几种典型化学电池的电极反应
教学过程：
【情景导入】：在日常生活中，你用过那些电池？你知道电池的其它应用吗？
【交流结果】：干电池、蓄电池、纽扣电池、燃料电池，电池可用于照明、电动车动力、手机电源、手表电源等，那么本节课我们来学习化学电源的有关知识。
【板
书】：第二节
化学电源
【指导阅读】：阅读教材74页，思考下列问题
1、目前化学电池主要分为哪几个大类？在性能等方面它们各有什么特点？
2、化学电池与其他能源相比有哪些优点？
3、判断电池的优劣标准主要是什么？
【板
书】：化学电池
1、概念:是将化学能转化为电能的装置
①、一次电池又称不可充电电池——如：干电池
2、分类:
②、二次电池又称充电电池——蓄电池
③、燃料电池
①、能量转换效率高，供能稳定可靠
3、优点:
②、可以制成各种形状和大小、不同电压的电池，使用方便
③、易维护，可在各种环境下工作。
【投
影】：图4-2电池及其用途。面对许多原电池，我们怎样判断其优劣或适合某种需要？
①、比能量：［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］
【板
书】：4、电池优劣的判断标准:
②、比功率：【符号是W/kg，W/L)】
③、比时间：电池的储存时间的长短
【过
渡】：展示出几种一次电池：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池、锂电池等，下面介绍常见化学电池的工作原理和化学电池的电极反应。
【板
书】：一、一次电池
1、
碱性锌锰干电池：
负极（锌筒）：Zn
+2OH－—2e—=
Zn（OH）2；
正极（石墨）：正极：2MnO2+2H2O+2e－=
2MnOOH+2OH－
电池的总反应式为：Zn
+2MnO2+2H2O=
2MnOOH+
Zn（OH）2
【讲解分析】：比普通锌锰干电池好，比能量和储存时间有所提高，使用于大电流和连续放电，是民用电池更新换代产品。
【指导阅读】：请阅读P75的资料卡片---银锌电池，思考银锌电池的工作原理是什么？
【板
书】：2、银锌电池：
负极：Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O
正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
银锌电池充电和放电的总化学方程式为：Zn+Ag2O
2Ag+
ZnO
【讲解分析】：正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。优点：比能量电压稳定、储存时间长，使用于小电流和连续放电，常制成微型电池或纽扣电池等，如电子表或计算器上的电池。
【典型例题】：例1、1958年世界上第一个心脏起搏器在瑞典植入人体成功，使用寿命长达10年之久．这种能源起搏器中安装了寿命最长、可靠性最高的锂—碳电池．这种电池容量大，电压稳定，能在－56.7～71.1℃温度范围内正常工作，现已在火箭、移动电话、笔记本电脑中广泛使用．它采用锂和石墨作电极，四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯中(SOCl2)组成电解质溶液．电池总反应为：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S．
（1）、此电池中_______作负极，电极反应为_______，_______作正极．
（2）、该电池用于心脏起搏器时，在生理上的作用是_______。
【答
案】：1、C
2、(1)锂,Li-e-
=Li+,石墨.(2)起搏器遵循天然心脏的工作原理通过向心脏发送电脉冲以控制心脏的跳动。
【板
书】：二、二次电池
1、铅蓄电池
【指导阅读】：请阅读P76的图片---铅蓄电池，思考铅蓄电池的工作原理是什么？
【讲解分析】：铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。
【板
书】：⑴、放电的电极反应为：
负极：Pb＋－2e
＝PbSO4↓
正极：PbO2＋4H+＋＋2e
＝PbSO4↓＋2H2O
总反应式：PbO2＋Pb＋2H2SO4
2PbSO4↓＋2H2O
【讲解分析】：铅蓄电池的电压正常情况下保持20
V，当电压下降到185
V时，即当放电进行到硫酸浓度降低，溶液密度达118
g
/
cm3时即停止放电，而需要将蓄电池进行充电，其电极反应为：
【板
书】：⑵、充电的电极反应：阳极：PbSO4＋2H2O－2e
＝PbO2＋4H+＋
阴极：PbSO4＋2e
＝Pb＋
【过
渡】：
目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中。但是比较笨重。因此出现了大有发展前景的燃料电池
【板
书】：三、燃料电池
【讲
述】：燃料电池是将燃料化学能直接转化为电能的装置。与一般电池不同的是，其所需的化学燃料并不储存了电池内部，而是从外部供应，便于燃料的补充，从而电池可以长时间甚至不间断地工作。另一方面，燃料电池除了电池本身之外，还需要燃料和氧化剂供应等配套部件与电池堆一起构成一个完整的燃料电池系统。
按电解质划分，燃料电池大致上可分为：碱性燃料电池和质子交换膜燃料电池等。
【板
书】：1、氢氧燃料电池（碱性）
⑴、电极反应：负极：2H2+4OH——2e—=4H2O
正极：O2+2H2O+2e—=4OH—
⑵、电池的总反应为：2H2
+
O2
=
2H2O
⑶、优点：能量转化率高，达70%以上，且其燃烧的产物为水，因此不污染环境。
【典型例题】：例2、充电电池在放电时发生的反应，在充电时又可以逆向进行，使生成物恢复原状，由此推断，“充电”时的反应是
（
A
）
A、氧化还原反应
B、非氧化还原反应
C、可能是氧化还原反应，也可能是非氧化还原反应
D、无法判断
例3、新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。写出电极反应式：
【答
案】：
负极：CH4+10OH—-8e－=CO32－+7H2O
正极：2O2+4H2O+8e－=8OH－
电池的总反应式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
例4、银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的充放电过程可表示为：
2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+2H2O那么放电时，负极上发生反应的物质是( D )
A、Ag
B、Zn(OH)2
C、Ag2O
D、Zn
例5、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按此图的提示，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．燃料电池是一种不需将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
【解
析】：分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a极为负极，其电极反应为2H2-4e－==4H＋，b极为正极，其电极反应为O2+2H2O+4e－==4OH－，电池总反应式为2H2+O2==2H2O。H2为还原剂，O2为氧化剂，该电池只要通入H2、O2就能工作，无需将它们储藏在电池内部。氢氧燃料电池的能量效率较高，而且产物水是一种无污染物质，是一种具有应用前景的绿色电源，在航天领域已得到应用。答案为B。
【归纳总结】：四、书写由化学方程式书写电极反应式注意点：
①、找出氧化反应和还原反应的物质，确定正负极反应的物质；
②、利用电荷守恒分别写出电极反应式；
③、负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）
④、验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。
【课堂小结】：
任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。氧化剂和还原剂之间转移电子要通过导线（导体）传递才能实现，这样就形成了电流，将化学能转变为电能。
化学电池的反应本质是——氧化还原反应
板书设计：
第二节
化学电源
1、概念:是将化学能转化为电能的装置
①、一次电池又称不可充电电池——如：干电池
2、分类:
②、二次电池又称充电电池——蓄电池
③、燃料电池
①、能量转换效率高，供能稳定可靠
3、优点:
②、可以制成各种形状和大小、不同电压的电池，使用方便
③、易维护，可在各种环境下工作。
4、电池优劣的判断标准:
②、比功率：【符号是W/kg，W/L)】
③、比时间：电池的储存时间的长短
教学回顾：
锌锰干电池由于学生通过阅读教材就能理解明白，学生自学后立即进行自主测试，而铅蓄电池和氢氧燃料电池难度比较大，只看教材不能很好理解，在设计时增加了问题导学，运用多媒体FLASH帮助学生分析原理，可以降低学习难度,并且能大大调动学生的学习积极性。
放电
充电第四章
电化学基础章末检测
1.
实验发现，298
K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的
( )
A．该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋
B．左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去
C．该电池铂电极上有气泡出现
D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋
【答案】B
【解析】该电池的总反应为Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯Pt为正极，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，右烧杯Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋。由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。
2．关于下列各装置图的叙述中，不正确的是
( )
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②的总反应是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D．装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
【答案】B
【解析】A项，根据电流方向，a为阳极，b为阴极，粗铜作阳极。B项，装置②的总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋错误。C项，被保护的金属应作阴极。D项，铁钉所处的环境干燥不被腐蚀。
3.
关于如图装置的说法正确的是
( )
A．银电极是负极
B．铜电极上发生的反应为Cu－2e－===Cu2＋
C．外电路中的电子是从银电极流向铜电极
D．该装置能将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】Cu为负极，Ag为正极。
负极：Cu－2e－===Cu2＋
正极：2Ag＋＋2e－===2Ag
电子从Cu流向Ag。
4．已知有关M、N、P、Z四种金属的以下实验事实：①M＋N2＋===M2＋＋N ②用Pt作电极电解同物质的量浓度P和M的硫酸盐的混合溶液，在阴极上析出单质M ③把N和Z用导线相连并同时放入Z的硫酸盐溶液中，电极反应为Z2＋＋2e－===Z，N－2e－===N2＋。判断这四种金属的还原性由强到弱的正确顺序是
( )
A．M＞N＞P＞Z
B．M＞N＞Z＞P
C．Z＞P＞M＞N
D．P＞M＞N＞Z
【答案】D
【解析】①M＞N，②P＞M，③N＞Z。所以还原性P＞M＞N＞Z。
5.
某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是
( )
A．电源中“a”为负极，“b”为正极
B．电解池中的电解液不可以是NaCl溶液
C．B电极发生的反应：2H＋＋2e－===H2↑
D．A、B两端都必须使用铁作电极
【答案】C
【解析】根据图示，B电极是阴极，产生H2，A电极为Fe，作阳极，产生Fe2＋，OH－与Fe2＋反应生成Fe(OH)2沉淀。电源a为正极，b为负极。为了增强导电性，电解液可以是NaCl溶液，D项，阳极必须用铁，阴极可用石墨。
6.
如图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。
放电时该电池的电极反应式为：
负极：LixC6－xe－===C6＋xLi＋(LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)
正极：Li1－xMnO2＋xLi＋＋xe－===LiMnO2(LiMnO2表示含锂原子的二氧化锰)
下列有关说法不正确的是
( )
A．该电池的反应式为Li1－xMnO2＋LixC6===LiMnO2＋C6
B．K与M相接时，A是阳极，发生氧化反应
C．K与N相接时，Li＋由A极区迁移到B极区
D．在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化
【答案】C
【解析】A项，负极反应式和正极反应式相加得总反应式。B项，A与正极相连，作阳极，发生氧化反应。C项，K与N相连，形成原电池，Li＋移向正极，根据充电示意图判断，A为正极，B为负极。D项，充电电能转化为化学能，放电化学能转化为电能、光能等。
7．如图所示：a、b、c、d均为铂电极，供选择的四组电解质溶液列表中，电解时要求满足的条件是( )
①通电一段时间后，甲、乙两池的pH均下降，②电极a、c上得到电子形成的原子个数比为1∶2，则电解液的编号正确的是
( )
甲
乙
A
NaCl
AgNO3
B
AgNO3
CuCl2
C
CuSO4
AgNO3
D
H2SO4
AgNO3
【答案】C
【解析】A项，甲中pH升高，乙中pH降低。B项，甲中pH降低，乙中pH升高，a、c上得到原子数之比为2∶1。C项，电解CuSO4、AgNO3溶液pH均降低，析出Cu、Ag原子数之比为1∶2，正确。D项，电解H2SO4、AgNO3溶液pH均降低，a、c析出原子数之比为1∶1。
8．下列装置图及有关说法正确的是
( )
A．装置①中K键闭合时，片刻后CuSO4溶液中c(Cl－)增大
B．装置①中K键闭合时，片刻后可观察到滤纸a点变红色
C．装置②中铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：只闭合K1＞只闭合K3＞只闭合K2＞都断开
D．装置③中当铁制品上析出1.6
g铜时，电源负极输出的电子数0.025
NA
【答案】B
【解析】A项，K闭合时，Cl－移向ZnSO4溶液中。B项，a为阴极，b为阳极，在阴极上2H＋＋2e－===H2↑，呈碱性，酚酞变红。C项，闭合K1铁作阳极，闭合K2，铁作阴极，闭合K3铁作负极。D项，×2
NA＝0.05
NA。
9．电化学在日常生活中用途广泛，图①是镁－次氯酸钠燃料电池，电池总反应为：Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2↓，图②是Cr2O72－的工业废水的处理，下列说法正确的是
( )
A．图②中Cr2O72－离子向惰性电极移动，与该极附近的OH－结合转化成Cr(OH)3除去
B．图②的电解池中，有0.084
g阳极材料参与反应，阴极会有33.6
mL的气体产生
C．图①中发生的还原反应是：Mg2＋＋ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋Mg(OH)2
D．若图①中3.6
g镁溶解产生的电量用以图②废水处理，理论可产生10.7
g氢氧化铁沉淀
【答案】C
【解析】A项，阳极：Fe－2e－===Fe2＋
阴极：2H＋＋2e－===H2↑
Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
B项，×22.4×103＝33.6(mL)，但选项中没有指明气体是否处在标准状况。C项，负极：Mg－2e－===Mg2＋，正极：ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－。D项，Mg～2e－～Fe2＋～Fe3＋～Fe(OH)3
m[Fe(OH)3]＝×107
g·mol－1＝16.05
g。
10．近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：KI＋3H2OKIO3＋3H2↑。下列有关说法正确的是( )
A．电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极
B．电解时，阳极反应是：I－－6e－＋3H2O===IO3－＋6H＋
C．溶液调节至强酸性，对生产有利
D．电解前后溶液的pH几乎不变
【答案】D
【解析】电极反应式为
阳极：2I－－2e－===I2
阴极：2H＋＋2e－===H2↑
阴极附近的OH－迁移到阳极3I2＋6OH－===IO3－＋5I－＋3H2O，所以电解前后溶液的pH几乎不变。
11．在如图用石墨作电极的电解池中，放入500
mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6
g。
请回答下列问题；
(1)A接的是电源的________极，B是该装置____________________________。
(2)写出电解时反应的总离子方程式__________________________________。
(3)电解后溶液的pH为________；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入________，其质量为________。(假设电解前后溶液的体积不变)
【答案】(1)负 阳极 (2)2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ (3)1 CuO 2
g
【解析】 根据A电极表面有红色固态物质生成，可以判断A为阴极，B为阳极，阳极上产生O2。
(3)2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋
0.025
mol
0.05
mol
c(H＋)＝＝0.1
mol·L－1，pH＝1
加入CuO的质量为0.025
mol×80
g·mol－1＝2
g。
12．(1)①以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
②利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为____________________________________。
(2)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图。
①电源的负极为________(填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为________________、________________。
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将________；若两极共收集到气体13.44
L(标准状况)，则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。
(3)①电镀时，镀件与电源的________极连接。
②化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。
a．若用铜盐进行化学镀铜，应选用________(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。
b．某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如下图所示。该镀铜过程中，镀液pH控制在12.5左右。据图中信息，给出使反应停止的方法：_______________。
【答案】(1)①bd ②O2＋4e－＋4H＋===2H2O
(2)①B ②2Cl－－2e－===Cl2↑ CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl ③不变 7.2
(3)①负 ②a.还原剂 b．调节溶液pH在8～9之间
【解析】(1)①粗铜电解时，粗铜作阳极，Cu2＋移向阴极，但电能不会全部转化为化学能，有的转化为热能。②Cu作负极，O2在正极上得电子：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
(2)根据H2的产生区域可以判断，A为正极，B为负极。阳极上发生：2Cl－－2e－===Cl2↑，3Cl2＋CO(NH2)2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl，在阴极上发生：2H＋＋2e－===H2↑，但由于质子交换膜的作用，pH将不变。根据电子守恒可知，阳极室和阴极室生成气体体积之比为2∶3，n(N2)＝n(CO2)＝××＝0.12
mol
m[CO(NH2)2]＝0.12
mol×60
g·mol－1＝7.2
g。
(3)电镀时，镀件应连接电源负极作阴极。
根据题意，Cu2＋得电子生成Cu沉积在镀件表面，所以应选用还原剂与之反应。
根据图示，在pH＝8～9时，速率接近为零。
13．某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1
mol·L－1，溶液的体积均为200
mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
回答下列问题：
(1)此原电池的正极是石墨________(填“a”或“b”)，发生________反应。
(2)电池工作时，盐桥中的SO42－移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。
(3)两烧杯中的电极反应式分别为
甲______________________________________________________________，
乙______________________________________________________________。
(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5
mol·L－1，则反应中转移的电子为________mol。
【答案】(1)a 还原 (2)乙
(3)MnO4－＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O 5Fe2＋－5e－===5Fe3＋
(4)0.5
【解析】(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极。(2)电池工作时，SO42－向负极移动，即向乙烧杯移动。(3)甲烧杯中的电极反应式为MnO4－＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O；乙烧杯中的电极反应式为5Fe2＋－5e－===5Fe3＋。(4)溶液中的MnSO4浓度由1
mol·L－1变为1.5
mol·L－1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为0.5
mol·L－1×0.2
L＝0.1
mol，转移的电子为0.1
mol×5＝0.5
mol。
14．电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。
Ⅰ.每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。最近，我国在甲醇燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如下图1所示。
(1)请写出从C口通入O2发生的电极反应式____________________________
_________________________________________________________________。
(2)以石墨做电极电解饱和食盐水，如下图2所示。电解开始后在________的周围(填“阴极”或“阳极”)先出现红色。假设电池的理论效率为80%(电池的理论效率是指电池产生的最大电能与电池反应所释放的全部能量之比)，若消耗6.4
g甲醇气体，外电路通过的电子个数为________(保留两位有效数字，NA取6.02×1023)。
Ⅱ.随着电池使用范围的日益扩大，废旧电池潜在的污染已引起社会各界的广泛关注。
(1)电池生产企业排放的工业废水中常含有Cu2＋等重金属离子，直接排放会造成污染，目前在工业废水处理过程中，依据沉淀转化的原理，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子。已知室温下Ksp(FeS)＝6.3×10－18
mol2·L－2，Ksp(CuS)＝1.3×10－36
mol2·L－2。请用离子方程式说明上述除杂的原理_________________________________________________________________。
(2)工业上为了处理含有Cr2O72－的酸性工业废水，用绿矾(FeSO4·7H2O)把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，再加入过量的石灰水，使铬离子转变为Cr(OH)3沉淀。
①氧化还原过程的离子方程式为_____________________________________
_________________________________________________________________。
②常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝1×10－32
mol4·L－4，溶液的pH至少为________才能使Cr3＋沉淀完全[已知c(Cr3＋)≤1.0×10－5
mol·L－1表示沉淀完全]。
③现用上述方法处理100
m3含铬(＋6价)78
mg·L－1的废水，需用绿矾的质量为________kg。(写出主要计算过程)
【答案】Ⅰ.(1)O2＋4e－＋4H＋===2H2O
(2)阴极 5.8×1023
Ⅱ.(1)FeS(s)＋Cu2＋(aq)??CuS(s)＋Fe2＋(aq)
(2)①Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O ②5
③ ～ 3FeSO4·7H2O
1
3
n(FeSO4·7H2O)
n(FeSO4·7H2O)＝450
mol
其质量为450
mol×278
g·mol－1＝125
100
g
即125.1
kg。
【解析】Ⅰ.(2)负极反应式为CH3OH,0.2
mol
－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
外电路通过的电子个数为：
0．2×6×80%×6.02×1023＝5.8×1023
Ⅱ.(1)Cu2＋(aq)＋FeS(s)??CuS(s)＋Fe2＋(aq)
(2)②Cr(OH)3(s)??Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)
Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)
c(OH－)＝
＝1.0×10－9mol·L－1
c(H＋)＝10－5
mol·L－1，所以pH＝5。原电池
1．下列说法正确的是
( )
A．原电池中，负极上发生的反应是还原反应
B．原电池中，电流的方向是负极—导线—正极
C．双液原电池中的盐桥是为了联通电路，所以也可以用金属导线代替
D．在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极
【答案】D
【解析】A项，负极上发生氧化反应。B项，电流的方向应是正极—导线—负极。C项，盐桥不能用导线代替。
2．在铜—锌—硫酸构成的原电池中，当导线中有1
mol电子通过时，理论上的两极变化是
( )
①锌片溶解32.5
g ②锌片增重32.5
g ③铜片上析出1
g
H2 ④铜片上析出1
mol
H2
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
【答案】A
【解析】负极：Zn － 2e－===Zn2＋。
0.5
mol
1
mol
正极：2H＋＋2e－===H2↑
1
mol
0.5
mol
所以Zn溶解32.5
g，铜片上析出1
g
H2，①③正确。
3.
如图所示装置，电流计G发生偏转，同时A极逐渐变粗、B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的
( )
A．A是Zn，B是Cu，C为稀H2SO4
B．A是Cu，B是Zn，C为稀H2SO4
C．A是Fe，B是Ag，C为AgNO3液
D．A是Ag，B是Fe，C为AgNO3液
【答案】D
【解析】根据电极现象可以判断，A为正极，B为负极，电解质溶液必须为不活泼金属的盐溶液，D项符合。
4．某原电池的总反应离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池为
( )
A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液
B．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
C．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
【答案】B
【解析】根据2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可以判断，铁作负极，比Fe活泼性弱的Cu、Ag或C棒作正极，电解质溶液中含有Fe3＋，B不符合。
5．如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法正确的是( )
A．Fe是阴极，C是阳极
B．负极反应式为：Fe－3e－===Fe3＋
C．盐桥中阴离子移向FeCl3溶液
D．导线中的电流由石墨电极流向Fe电极
【答案】D
【解析】由于Fe＋2FeCl3===3FeCl2，所以Fe为负极，C为正极。负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。盐桥中的阴离子移向负极区域。
6．理论上不能设计为原电池的化学反应是
( )
A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＜0
B．HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l) ΔH＜0
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＜0
D．2FeCl3(aq)＋Fe(s)===3FeCl2(aq) ΔH＜0
【答案】B
【解析】任何自发的氧化还原反应从理论上都可以设计成原电池。B项不是氧化还原反应。
7．根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是
( )
A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)
B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)
C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)
D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)
【答案】A
【解析】根据原电池知识，金属活动性：负极＞正极，可得三种金属的活动性顺序应为：Cd＞Co＞Ag，则选项中符合此关系的置换反应成立。
8．银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的( )
A．处理过程中银器一直保持恒重
B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银
C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3
D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
【答案】B
【解析】电极反应式为：负极：2Al－6e－===2Al3＋，正极：3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－，会发生2Al3＋＋3S2－＋6
H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，所以总反应式为：2Al＋3Ag2S＋6
H2O===2Al(OH)3＋3H2S↑＋6Ag，所以B项正确。
9．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的
( )
A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Al－3e－===Al3＋
B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO2－＋2H2O
C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
【答案】C
【解析】原电池正、负极的判断不能完全依赖金属的活动性顺序，因为可能会出现特殊情况：浓硝酸使铁、铝钝化；铝与NaOH溶液反应，而镁不能与NaOH溶液反应等。
10．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是
( )
A．Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋
C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO2－
D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋
【答案】B
【解析】由总反应i＋nO2===nO2可知，Li元素在反应后化合价升高(0→＋1)，Mn元素在反应后化合价降低(＋4→＋3)。Li被氧化，在电池中作负极，电极反应为Li－e－===Li＋，MnO2在正极上反应，电极反应为MnO2＋e－===MnO2－。
11．某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件，按如图所示装置进行实验并得到下表实验结果：
分析上述实验，回答下列问题：
(1)实验2中电流由________极流向________极(填“A”或“B”)。
(2)实验6中电子由B极流向A极，表明负极是________(填“镁”或“铝”)电极。
(3)实验5表明________。
A．铜在潮湿空气中不会被腐蚀
B．铜的腐蚀是自发进行的
(4)分析上表有关信息，下列说法不正确的是________。
A．相对活泼的金属一定作负极
B．失去电子的电极是负极
C．烧杯中的液体必须是电解质溶液
D．原电池中，浸入同一电解质溶液中的两个电极，是活泼性不同的两种金属(或其中一种非金属导体)
【答案】(1)B A (2)铝 (3)B (4)A
【解析】(1)电流是由正极流向负极，实验2中，Cu为正极，Zn为负极；(2)电子由负极流向正极，实验6中电子由B极流向A极，表明负极是B(Al)；(3)实验5是铜的吸氧腐蚀，说明铜的腐蚀是自发进行的；(4)判断原电池负极时，不能简单地比较金属的活动性，要看反应的具体情况，如Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；在原电池中负极失去电子，发生氧化反应；必须有电解质溶液形成闭合回路；活泼性不同的两种金属，或一种金属和一种能导电的非金属都可以作电极。
12．一个完整的氧化还原反应方程式可以拆分，写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应”式，一个是“还原反应”式。例如，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，可以写成：氧化反应：Cu－2e－===Cu2＋；还原反应：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。
请回答下列问题：
(1)根据以上信息将反应3NO2＋H2O===2H＋＋2NO3－＋NO拆分为两个“半反应式”：
氧化反应式：______________________________________________________；
还原反应式：_____________________________________________________。
(2)已知某一反应的“半反应式”为CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O；O2＋2H2O＋4e－===4OH－，则总反应式为_________________________________。
【答案】(1)2NO2＋2H2O－2e－===2NO3－＋4H＋
NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O
(2)CH4＋2O2＋2OH－===CO32－＋3H2O
13．某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu金属活动性的相对强弱，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：
方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们活动性的相对强弱。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。
正极反应式：_____________________________________________________；
负极反应式：_____________________________________________________。
方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性相对强弱的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：_____________________________
_________________________________________________________________，
用离子方程式表示其反应原理：_____________________________________。
【答案】方案Ⅰ：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
方案Ⅱ：
2H＋＋2e－===H2↑ Fe－2e－===Fe2＋
方案Ⅲ：把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质(合理即可)
Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
【解析】比较或验证金属活动性相对强弱的方案有很多，可以利用金属与酸反应的难易来判断或验证；也可以利用原电池原理(负极是较活泼的金属)，也可以利用金属单质间的置换反应来完成。
14．Ⅰ.某化学活动小组利用如下甲装置对原电池进行研究，请回答下列问题：(其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂)
(1)在甲图装置中，当电流计中指针发生偏转时，盐桥中的离子移动方向为：K＋移向________烧杯，(填“A”或“B”)。
(2)锌电极为电池的________极，发生的电极反应式为
_________________________________________________________________；
铜电极上发生的电极反应式为_______________________________________；
Ⅱ.该小组同学提出设想：如果将实验中的盐桥换为导线(铜制)，电流计指针是否也发生偏转呢？带着疑问，该小组利用图乙装置进行了实验，发现电流计指针同样发生偏转。回答下列问题：
(3)对于实验中产生电流的原因，该小组进了深入探讨，后经老师提醒注意到使用的是铜导线，烧杯A实际为原电池，B成了用电器。对于图乙烧杯A实际是在原电池的问题上，该小组成员发生了很大分歧：
①一部分同学认为是由于ZnSO4溶液水解显酸性，此时原电池实际是由Zn、Cu做电极，H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池。如果这个观点正确，那么原电池的正极反应式为：_______________________________________。
②另一部分同学认为是溶液酸性较弱，由于溶解在溶液中的氧气的作用，使得Zn、Cu之间形成原电池。如果这个观点正确，那么原电池的正极反应式为：________________________________________。
(4)若第(3)问中②观点正确，则可以利用此原理设计电池为在偏远海岛工作的灯塔供电。其具体装置为以金属铝和石墨为电极，以海水为电解质溶液，最终铝变成氢氧化铝。请写出该电池工作时总反应的化学方程式_________________________________________________________________。
【答案】(1)B (2)负 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu
(3)①2H＋＋2e－===H2↑ ②O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(4)4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3
【解析】Ⅰ.电极反应式为
负极：Zn－2e－===Zn2＋
正极：Cu2＋＋2e－===Cu
所以K＋应移向正极区域即移向B。
Ⅱ(3)①若是酸性引起的，电极反应式为：
负极：Zn－2e－===Zn2＋
正极：2H＋＋2e－===H2↑
②若是O2作用引起的，电极反应式为：
负极：2Zn－4e－===2Zn2＋
正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
(4)Al作负极，石墨为正极，海水作为电解质溶液，电极反应式为：
负极：4Al－12e－===4Al3＋
正极：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－
总反应式为：
4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。4-1
原电池
学习目标：
1、了解原电池原理；
掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件；电极反应式的书写；
3、理解铜锌原电池的原理与结构。
学习重难点：
原电池工作原理、原电池的设计。
自主学习
一．1.氧化还原反应的本质是
2.
原电池是将
转化为
的装置。其本质是
原理的应用。
二．原电池工作原理：
1.
知识回顾—以
Cu-Zn-硫酸铜原电池为例，如右图
锌片：
极，_________
电子，发生________
反应。
铜片：
极，_________
电子，发生________
反应。
外电路：电子从
极流入
极
内电路：________
向负极移动，______
向正极移动
思考：如果用以上装置作电源，能持续稳定地产生电流吗？怎样进行改进？
探究活动—有盐桥的原电池的工作原理：阅读课本P71页有关【实验4-1】的论述，结合图4-1，和上述“题1”的Cu-Zn原电池装置对照，实验装置有何变化
_____________________
根据实验，填写下表：
电极
Zn电极
Cu电极
现
象
得失电子
电极名称
电子流向
反应类型
电极反应式
总反应式
【思考】原电池的工作原理是怎样的？（教材P72）
【结论】把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行，再以适当的方式连接起来，就可以获得电流
三．原电池的形成条件：
(1)两个活泼性不同的电极.相对活泼的金属作
，较不活泼的金属或能导电的非金属作
；(2)有
溶液；
(3)形成
回路；
(4)能自发地发生
反应。
四．原电池的设计方法—构成原电池的基本条件，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，以2Ag+(aq)
+
Cu(s)
==
Cu2+(aq)
+
2Ag(s)为例。把以上反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应。
氧化反应（负极）：
；
还原反应（正极）：
。
2．电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，往往以负极反应为依据确定电极材料，这里选用
为负极。正极与负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以正极和负极一般不用同一种材料，且正极材料的活动性比Ag弱，多采用惰性电极C。本例也可用
等金属
3．电解质溶液的选择。电解质溶液一般要能够与负极发生反应。本例电解质溶液要含有
，可以为
溶液。
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
，如下图，图中的X是
，Y是
4．形成闭合回路。
五．电极反应式的书写：
1.
如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极，再根据正、负极规律（负氧正还）书写电极反应式。
2.
如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应，再选择某一极上的简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或用总反应式减去已写出的电极反应式即可。
【例题】将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入稀H2SO4和NaOH溶液中，写出电池总反应方程式和两池中的电极反应式
Mg—Al—稀H2SO4原电池：
Al—Mg—NaOH原电池：
合作探究:
1.有盐桥的原电池为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥的作用是什么？
2.
原电池的正、负极的判断方法有哪些？
（1）由组成原电池的两极材料的活泼性强弱确定：活泼性
金属为负极，活泼性
的金属或能导电的非金属为正极。
（2）根据外电路中自由电子的移动方向或电流方向确定：
。
（3）根据内电路中阴阳离子的移动方向确定：
在内电路中
移向的电极为正极，
移向的电极为负极。
（4）根据在两电极发生的反应来判断：
。
（5）由电极变化情况确定：某一电极若不断溶解或其质量不断减少，该电极发生
反应，则此电极为原电池的
极；若某一电极的质量不断增加或不变或有气体产生，该电极发生
反应，为此电池的
极。
3.
利用反应（1）Zn+
2
Fe3+
=
Zn2+
+
2Fe2+
，
(2)
Fe＋
H2SO4（稀）===FeSO4＋H2
↑
设计能够产生持续稳定电流的原电池
电极反应式
负极
正极
电极材料与电解质溶液选择
负极
正极
材料
电解质溶液
材料
电解质溶液
装
置
图
分别写出其电极反应式:
巩固练习:
1．关于原电池的叙述中正确的是
A．构成原电池的两极必须是两种不同金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质析出
D．原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原
2．下列反应可用于设计原电池的是
A．H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O
B．2FeCl3＋Fe===3FeCl2
C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
D．NaCl＋AgNO3===NaNO3＋AgCl↓
3．有关原电池的下列说法中正确的是
A．在外电路中电子由正极流向负极
B．在原电池中，只有金属锌作为负极
C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动
D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动
4．由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH变化情况是
A．不变
B．先变小后变大
C．逐渐变大
D．逐渐变小
5.
下列制取氢气的反应速率最快的是
A.
纯铁和1mol/L
硫酸；
B.
纯铁和18
mol/L
硫酸；
C.
粗铁和
1mol/L
盐酸；
D.
粗铁和1mol/L
硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
6．把A、B、C、D四块金属泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池，若A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相连时，A极减轻；B、D相连时，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为
A．A＞B＞C＞D
B．A＞C＞B＞D
C．A＞C＞D＞B
D．B＞D＞C＞A
7.如右图装置，电流表G发生偏转，同时a极逐渐变粗，b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c可以是下列各组中的
A．a是Zn，b是Cu，c为稀H2SO4
B．a是Cu，b是Zn，c为稀H2SO4
C．a是Fe，b是Ag，c为AgNO3溶液
D．a是Ag，b是Fe，c为AgNO3溶液
8．将铜片和银片用导线连接插入硝酸银溶液中，当线路中有0.2
mol的电子发生转移时，负极质量的变化是
A．增加6.4
g
B．增加2.16
g
C．减轻6.4
g
D．减轻2.16
g
9．下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是
A、常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中
B、常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中
C、与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子
D、常温下，铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化
10．将Al片和Cu片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原电池。在这两个原电池中，负极分别为
A．Cu片、Al片 B．
Al片、Cu片
C．Al片、Al片
D．Cu片、Cu片
11.（双选）下列变化中，属于原电池反应的是
A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化
C．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层
D．铁与稀H2SO4反应时，加入少量CuSO4溶液时，可使反应加速
12.
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
0.336L气体（设为标准状况），则流过导线的电子为
mol,溶液的pH值变为_________
（溶液体积变化忽略不计）
13．银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出，银表面的黑色会褪去而银不会损失。
试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为____________________
；
正极发生的反应为_______
；
反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体，原电池总反应方程式为：
_________________________________________________________________
参考答案：
自主学习
、
一．1.反应物之间电子的转移；2.将化学能转化为电能能的装置；氧化还原反应
二．1.
锌与CuSO4溶液发生置换反应，溶液中的Cu2+在锌片表面被直接还原，析出的铜在锌片表面构成原电池，逐渐使向外输出的电流强度减弱直至无电流再产生。
2.
电极
Zn电极
Cu电极
现象
锌片逐渐溶解
铜片上有红色铜沉积
得失电子
失电子
得电子
电极名称
负极
正极
电子流向
流出
流入
反应类型
氧化反应
还原反应
电极反应式
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
总反应式
Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
三．构成原电池的条件：负极
正极
电解质
闭合
氧化还原
五．2.
①Mg—Al—稀H2SO4原电池：
负极（Mg）：Mg-2e-=Mg2+（氧化反应）
正极（Al）：2H++2e-=H2↑（还原反应）
电池反应：Mg+2H+=Mg2++H2↑
②Al—Mg—NaOH原电池：
负极（Al）：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O（氧化反应）
正极（Mg）：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-（还原反应）
电池反应：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
合作探究：
1.见“教材P72页”。
盐桥的作用：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，使连接的两溶液保持电中性，氧化还原反应得以继续进行，并形成闭合回路。
2.
原电池正负极判断的方法
（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。
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，活泼性较弱。
3.
（1）
Pt(或石墨) 2Fe3＋＋2e－
==
2Fe2＋ +
Zn
Zn－2e－
==
Zn2＋
（2）2H++2e-=H2↑
巩固练习：
1.B
2.B
3.C
4.C
5.D
6.C
7.D
8.C
9.B
10.A
11.BD
12.
0
.03
1
13．Al－3e－===Al3＋
Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－
3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
解析 要善于抓住题示信息。“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：Ag2S―→Ag，显然这是原电池的正极反应Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，负极反应应为活泼金属发生氧化反应：Al－3e－===Al3＋，正极生成的S2－和负极生成的Al3＋在溶液中发生双水解：
2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应式的加合：3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
Zn
Cu
×
Fe－2e＝Fe2+
Fe+2H+＝
Fe2++H2↑(共19张PPT)
组织建设
4-3-1
电解原理
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-→Cl2↑
+
2e-
氧化反应
阴极：2Na+
+2e-→2Na
还原反应
总式：
2NaCl
2Na+Cl2
↑
通电
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-→Cl2
↑
+
2e-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
CuCl2
Cu+Cl2
↑
电解
★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
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
CuCl2
阳极：2Cl--2
e-
=Cl2↑
阴极：Cu2++
2e-=2Cu↓
减小
减小
CuCl2
CuCl2溶液
CuCl2
Cu+Cl2
↑
电解
1、电解电解质型
阳极
阴极
氧气
氢
气
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
Na2SO4
阳极:
4OH-
→4e-＋2H2O+O2↑
阴极:
4H
++
4e-
→
2H2
↑
变大
不
变
加H2O
Na2SO4溶液
2H2O
2H2↑
+O2↑
电解
2、电解水型
阳极
阴极
氯气
氢
气
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
NaCl
阳极:
2Cl-
→
2e-
＋
Cl
2↑
阴极:
2H
++
2e-
→
H2
↑
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2
↑
+
Cl2
↑
电解
减小
增
大
加
HCl
NaCl溶液
3、放氢生碱型
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
CuSO4
阳极
阴极
氧
气
铜
阳极:
4OH-
→
4e-＋
2H2O+O2
↑
阴极：Cu2++
2e-
→
Cu
减小
减小
加
CuO
CuSO4溶液
2CuSO4+
2H2O
2Cu
+O2
↑+
2H2SO4
电解
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
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
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+
（
A
）
（B）
（C）
（D）
CuSO4
AgNO3
AgNO3
NaHSO4
Ag
Cu
Cu
C
Pt
Pt
Ag
Fe
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
a
X
Y
b
Pt
Cu
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
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、216mg
B(共38张PPT)
组织建设
4-3-2
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
－
+
Cl2
Cl2
Cl—
H2
Na+
H+
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
金属钛网
阴
极
碳钢网
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，
铁片
铜片
硫酸铜溶液
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-
=4Al
4.冶炼铝
通电
总式：2Al2O3
4Al+3O2
↑
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
阳极C
电解质
烟罩
熔融态铝
钢壳
钢导电棒
阴极C
耐火材料
电解池、电解精炼池、电镀池的比较
电解池
电解精炼池
电镀池
定义
形成
条件
电极
名称
电极
反应
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/L
A
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
A
B
C
D
阳极
石墨
Cu
Cu
Cu
阴极
石墨
石墨
Fe
Pt
电解液
CuSO4溶液
Na2SO4溶液
H2SO4溶液
H2O
B
3.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
答案：
阳极：3H2→6H+＋6e－
阴极：N2+6H++6e→2NH3
通电
电解反应
：N2+3H2
2NH3
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
待镀制品
铜片
硫酸铜溶液
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
氯碱工业（离子膜法）
+
－
精制饱和NaCl
淡盐水
Cl2
H2
NaOH溶液
H2O含少量NaOH
Cl－
Cl2
H+
OH－
Na+
Na+交换膜
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
.
Fe
Fe
C
Fe
Zn
Fe
Zn
Fe
Sn
A(海水)
B(海水)
C(海水)
D(海水)
Fe
Sn
F(天然水)
E(海水)
D
E
F
A
C
B
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+2H2O
Pb+
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：
还原反应极
→
得电子极→
电子流入极
放电：原电池
充电：电解池
负极：
阳极：
氧化反应极
→
电子流出极
失电子极
→
氧化反应极
失电子极→
电子流出极
→
还原反应极
得电子极
电子流入极
→
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
a
X
Y
b
Pt
Cu
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
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
习电解原理的应用
教学目标
知识与技能：了解氯碱工业，电镀，冶金的原理
过程与方法：培养学生的实验操作能力，团结协作能力、观察能力、分析能力、归纳总结能力以及运用知识解决问题的能力
情感态度与价值观：通过电镀工业废水处理的简单介绍，增强学生的环境保护意识
教学重点：电解池原理
教学难点：电解原理的应用
教学过程：
【引言】上节课我们学习了电解的原理，电解是通过电流引起化学反应的过程，即将电能转变成了化学能。电解的原理在工业上有哪些应用呢？这节课就向同学们介绍两个电解原理在工业上应用的事例.
【板书】二、电解原理的应用
【讲】电解饱和食盐水以制备烧碱、氢气和氯气，电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。
【板书】1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气
【投影】
实验装置及原理
按上图装置，在U形管里倒入饱和食盐水，插入一根石墨棒做阳极，一根铁棒做阴极。同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。接通直流电源后，注意管内发生的现象。
【讲】在这个反应中，由于H＋在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液里OH―浓度增大而呈碱性。
【板书】(1)
实验原理：
阳极(放电顺序：Cl―>OH―)：2Cl―-2e
==
Cl2
↑
(氧化反应)
阴极(放电顺序：H＋>Na＋)：2H＋+2e==H2
↑(还原反应)
总反应：2NaCl+2H2O2NaOH
+H2↑+
Cl2↑
阴极
阳极
【注意】在学习电解食盐水的化学原理时，学生往往不容易理解碱为什么在阴极区生成。这点可以从H＋在阴极上大量被还原，从而引起水的电离平衡被破坏，来分析在阴极区积累大量OH―的理由。
【板书】(2)工业制备方法---离子交换膜法
【讲】由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。
将电解槽隔成阴极室和阳极室和阴极室，它只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl―、OH―)和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO
而影响烧碱的质量。
【讲】其原料粗盐中含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42―等杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制。
【投影】
【讲】除杂质时所加试剂的顺序要求是Na2CO3必须在BaCl2之后，加入盐酸在过滤之后。
【问】工业上为什么要对粗铜进行电解精炼呢？
【学生活动】指导学生查找阅读教材中相关内容，请学生代表回答。
【问】怎样利用电解的原理精炼粗铜呢？
【板书】2、电解精炼铜
粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解液。
【投影】见下页
【学生活动】请学生讨论分析电解液中离子的种类，通电后溶液中离子的移动情况和阴极反应。
【学生总结】CuSO4溶液中有Cu2+、H+、SO42-、OH-等四种离子,通电后Cu2+、H+移向阴极，SO42-、OH-移向阳极，阴极上Cu2+放电变成Cu聚集在阴极板（精铜）上。
【板书】
阴极(精铜)：Cu2+＋2e－＝Cu
【讲】SO42-和OH-虽然移向了阳极，但是由于阳极板（粗铜）表面的Cu原子失电子能力强于二者，故阳极上Cu原子失电子被溶解。
【板书】阳极(粗铜)：Cu－2e－＝Cu2+
【问】粗铜中所含的杂质（如：Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）是如何除去的呢？
【讲】比铜活泼的金属杂质，在铜溶解的同时也会失电子形成金属阳离子而被溶解掉。如：
Zn－2e－＝Zn2+；Ni－2e－＝Ni2+；由于这些离子比Cu2+难以还原，故它们不能在阴极上得电子析出而存留在溶液中。比铜不活泼的金属杂质，在铜失电子溶解时,不能失电子而溶解，故它们以单质形式沉积于电解槽底部，形成阳极泥。
【板书】比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中
比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥
【投影】播放课前制作的多媒体课件,模拟电解精炼铜的过程中两极和电解液中离子的变化情况。
【问】请大家根据两极上所发生的主要反应分析电解精炼铜过程中的电解液有无变化。
【学生活动】学生分析、讨论并回答。
【板书】电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变。
【过渡】以上我们学习了铜的电解精炼原理，下面我们再共同学习电解原理的另一个应用实例——电镀铜。
【板书】3、电镀铜
【问】什么是电镀？电镀的优点有哪些？
【学生活动】指导学生查找阅读教材中相关内容，请学生代表回答。
【板书】(1)
电镀是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过程。
(2)
电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。
(3)
镀层金属：通常是在空气或溶液中不易起变化的金属，如Cr、Zn、Ag、Cu等
【讲】电镀时，把待镀金属制品作为阴极；把镀层金属作为阳极；用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液。通低压直流电，阳极金属在溶液中成为阳离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原成金属，在待镀件表面上覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层。
【讲】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。。
【问】请大家根据电解精炼铜过程中所发生的两极反应，选择在铁制品上镀铜装置的阴极材料、阳极材料和电镀液。
【学生活动】学生分析、讨论并回答。
【板书】(4)
在铁制品上镀铜：阳极——铜
阴极——铁制品
电镀液——CuSO4溶液
原理：阳极(Zn)
Zn-2e==Zn2+
阴极(Fe)
Zn2++2e
==
Zn
【讲】阳极的锌不断氧化成Zn2+进入溶液，阴极溶液中Zn2+被还原成锌镀层，因此电镀液中C(ZnCl2)保持不变。
【讲】电镀的特点是“一多、一少、一不变”。一多指阴极上有镀层金属沉积，一少指阳极上有镀层金属溶解，一不变指电解液浓度不变。
【讲】这里还需要我们注意的是，电镀生产过程中产生的废水、废气、废渣中含有多种对环境有害的物质，处理后应符合国家规定的排放标准，对其中的有用成分要回收利用。
【过】Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。这种方法是利用电解法来冶炼活泼金属，我们将其称之为电冶金。
【板书】4、电冶金
(1)
本质：利用电解使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来
(2)
适用范围：制取活泼金属单质，如电解NaCl、MgCl2、Al2O3制取Na、Mg、Al
【小结】本节课我们学习了铜的电解精炼和电镀铜的知识，铜的电解精炼类似于“在铜上镀铜”，故掌握电镀的原理是本节的重点。下面请同学们根据所学知识填写课前所发放的表格。
【投影】原电池、电解池与电镀池的比较
原电池
电解池
电镀池
定义
将化学能转变成电能的装置
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上镀一层其他金属的装置
形成条件
活泼性不同的两电极连接，电解质溶液，形成闭合电路
两电极接直流电源，并插入电解质溶液中，形成闭合回路
镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极，电镀液必须含有镀层金属的离子
电极名称
负极：较活泼金属正极：较不活泼金属或能导电的非金属
阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连
同电解池，但阳极：必须是镀层金属阴极：
镀件
电极反应
负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中阳离子得电子
阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中阳离子得电子
电子流向
负极—导线—正极
电源负极—导线—阴极—(阳离子向阴极移动，得电子；阴离子向阳极移动，失电子)—阳极—电源正极
板书设计：
二、电解原理的应用
1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气
(1)
实验原理：
阳极(放电顺序：Cl―>OH―)：2Cl―-2e
==
Cl2
↑
(氧化反应)
阴极(放电顺序：H＋>Na＋)：2H＋+2e==H2
↑(还原反应)
总反应：2NaCl+2H2O2NaOH
+H2↑+
Cl2↑
阴极
阳极
(2)工业制备方法---离子交换膜法
2、电解精炼铜
粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解液。
阳极(粗铜)：Cu－2e－＝Cu2+
阴极(精铜)：Cu2+＋2e－＝Cu
比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中
比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥
电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变。
3、电镀铜
(1)
电镀是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过程。
(2)
电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。
(3)
镀层金属：通常是在空气或溶液中不易起变化的金属，如Cr、Zn、Ag、Cu等
(4)
在铁制品上镀铜：阳极——铜
阴极——铁制品
电镀液——CuSO4溶液
原理：阳极(Zn)
Zn-2e==Zn2+
阴极(Fe)
Zn2++2e
==
Zn
4、电冶金
(1)
本质：利用电解使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来
(2)
适用范围：制取活泼金属单质，如电解NaCl、MgCl2、Al2O3制取Na、Mg、Al
教学回顾：
学生用肉眼是看不见微观粒子的运动的，中学阶段实验室设备又达不到要求，所以要充分发挥多媒体的作用，通过观看氯化铜溶液电解过程的电脑动画了解离子的移动情况，物质的生成情况，把微观的内容宏观化，让学生更直观地理解电解原理。
实验装置原电池
教学目标
知识与技能：
1、让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程；
2、使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；
3、能够写出电极反应式和电池反应方程式.
过程与方法：
1、通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。
2、实验引导学生以问题为中心的学习方法，学会发现问题、解决问题的方法。
3、加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法
情感态度与价值观：过一些实验和科学探究过程，使学生增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。
教学重点：通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。
教学难点：从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质
教学过程：
【引入】电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。
【板书】§4.1
原电池
一、原电池实验探究
【讲解】：铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点！
【实验探究】(铜锌原电池)
实
验
步
骤
现
象
1、锌片插入稀硫酸
2、铜片插入稀硫酸
3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸
【问题探究】
1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？
2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？
3、锌片的质量有无变化？溶液中c
(H+)如何变化？
4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？
5、电子流动的方向如何？
【讲解】：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。
【板书】（1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。
【提问】：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？
【学生】：
Zn+2H+=Zn2++H2↑
【讲解】：为什么会产生电流呢？
【回答】：其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时，由于分子热运动无一定的方向，因此电子转移不会形成电流，而通常以热能的形式表现出来，激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。显然从理论上讲，一个能自发进行的氧化还原反应，若能设法使氧化与还原分开进行，让电子的不规则转移变成定向移动，便能形成电流。所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。
【板书】（2）实质：将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能的形式释放。
【提问】：那么这个过程是怎样实现的呢？我们来看原电池原理的工作原理。
【板书】（3）原理：（负氧正还）
【提问】：在锌铜原电池中哪种物质失电子？哪种物质得到电子？
【学生】：活泼金属锌失电子，氢离子得到电子
【提问】：导线上有电流产生，即有电子的定向移动，那么电子从锌流向铜，还是铜流向锌？
【学生】：锌流向铜
【讲解】：当铜上有电子富集时，又是谁得到了电子？
【学生】：溶液中的氢离子
【讲解】：整个放电过程是：锌上的电子通过导线流向用电器，从铜流回原电池，形成电流，同时氢离子在正极上得到电子放出氢气，这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。
【讲解】：我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反，所以电流的方向是从铜到锌，在电学上我们知道电流是从正极流向负极的，所以，锌铜原电池中，正负极分别是什么？
【学生】：负极（Zn）
正极（Cu）
【实验】：我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确！
【讲解】：我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理，又叫电极方程式或电极反应。一般先写负极，所以可表示为：
负极（Zn）：Zn－2e＝Zn2＋
（氧化）
正极（Cu）：2H＋＋2e＝H2↑（还原）
【讲解】：其中负极上发生的是氧化反应，正极上发生的是还原反应，即负氧正还。
【注意】：电极方程式要①注明正负极和电极材料
②满足所有守衡
总反应是：Zn+2H+=Zn2++H2↑
【讲解】：原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。
【转折】：可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液，及导线。那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢？
【学生】：当然能，生活中有形形色色的电池。
【过渡】：也就是构成原电池要具备怎样的条件？
【板书】二、原电池的构成条件
1、活泼性不同的两电极
2、电解质溶液
3、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液
4、自发的氧化还原反应(本质条件)
【思考】：锌铜原电池的正负极可换成哪些物质？保证锌铜原电池原理不变，正负极可换成哪些物质？（
C、Fe、
Sn、
Pb、
Ag、
Pt、
Au等）
【提问】：锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗？
判断是否构成原电池，是的写出原电池原理。
（1）镁铝/硫酸；铝碳/氢氧化钠；锌碳/硝酸银
；铁铜在硫酸中短路；锌铜/水；锌铁/乙醇；硅碳/氢氧化钠
（2）[锌铜/硫酸（无导线）；碳碳/氢氧化钠]
若一个碳棒产生气体11.2升，另一个产生气体5.6升，判断原电池正负极并求锌片溶解了多少克？设原硫酸的浓度是1mol/L，体积为3L，求此时氢离子浓度。
（3）银圈和铁圈用细线连在一起悬在水中，滴入硫酸铜，问是否平衡？（银圈下沉）
（4）Zn/ZnSO4//Cu/CuSO4盐桥（充满用饱和氯化钠浸泡的琼脂）
（5）铁和铜一起用导线相连插入浓硝酸中
镁和铝一起用导线相连插入氢氧化钠中
【思考】：如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢？
请将氧化还原反应
Zn
+
Cu2+
=
Cu
+
Zn2+设计成电池：
此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。
其中，用到了盐桥
什么是盐桥？
盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。
盐桥的作用是什么？
可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。
盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。
导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。
【板书】三、原电池的工作原理：
正极反应：得到电子
（还原反应）
负极反应：失去电子
（氧化反应）
总反应：正极反应+负极反应
【思考】：如何书写复杂反应的电极反应式？
较繁电极反应式=总反应式-简单电极反应式
【例】：熔融盐燃料电池具有高的放电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，已制得在6500C下工作的燃料电池，试完成有关的电极反应式：
负极反应式为：2CO+2CO32--4e-=4CO2
正极反应式为：2CO2+O2+4e-=2CO32-
电池总反应式：2CO+O2=2CO2
【板书】四、原电池中的几个判断
1.正极负极的判断：
正极：活泼的一极
负极：不活泼的一极
【思考】：这方法一定正确吗？
2.电流方向与电子流向的判断
电流方向：正→负
电子流向：负→正
电解质溶液中离子运动方向的判断
阳离子:向正极区移动
阴离子:向负极区移动
板书设计：
第一节
原电池
一、原电池实验探究
二、原电池的构成条件
1、活泼性不同的两电极
2、电解质溶液
3、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液
4、自发的氧化还原反应(本质条件)
三、原电池的工作原理：
正极反应：得到电子
（还原反应）
负极反应：失去电子
（氧化反应）
总反应：正极反应+负极反应
四、原电池中的几个判断
1.正极负极的判断：（一般规律）
正极：活泼的一极
负极：不活泼的一极
2.电流方向与电子流向的判断
电流方向：正→负
电子流向：负→正
电解质溶液中离子运动方向的判断
阳离子:向正极区移动
阴离子:向负极区移动
教学回顾：
本课例是典型的师导生学的教学模式，学生能很好地掌握知识点。但本课内容与生活联系很多，可以在对培养学生观察能力，动手能力，发现问题方面都有很好的资源连接，例如音乐卡片、废旧干电池、电动玩具、手机、电子手表、照相机、电动车、汽车等等。
Zn
Cu
×
硫酸铜
硫酸铜电解原理
学习目标：
理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法
2.
掌握电解质溶液中离子的放电顺序及电解质溶液的电解规律（惰性电极）
3．掌握电解电极方程式的书写
学习重难点：
掌握电解电极方程式的书写；掌握电解质溶液中离子的放电顺序及电解质溶液的电解规律（惰性电极）。
自主学习
电解原理
1.实验探究：教材P79页“实验4-2”
【问题1】通电前，CuCl2溶液中存在
阳离子：
阴离子：
【问题2】如图所示：与电源正极相连的电极叫
极，
与电源负极相连的电极叫
极。
通电后，溶液中的离子如何运动？
阳离子向
极移动，阴离子向
极移动
【问题3】预测一下将发生怎样的电极反应？
在阴极上发生电极反应（或者说放电）的离子是
在阳极上放电的离子是
给CuCl2溶液通电时现象：
阴极上：
，经检验该物质是
。
阳极上：
，经检验该物质是
。
电极反应式：
阳极：
反应类型：
反应。
阴极：
反应类型：
反应。
总反应式：
过程分析：CuCl2溶液能导电是因为存在
，通电后这些自由移动的离子，在电场作用下作
移动，带负电的氯离子向
极移动，在阳极，氯离子失去电子被
为氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出，带正电的铜离子向
极移动，在阴极铜离子获得电子被
成铜原子，覆盖在阴极上。
2.
电解：使电流通过
溶液而在阴、阳两极引起
的过程。
该过程中
能转化为
能。
这是一个
过程（物理？化学？）
显然：电解质溶液的导电过程就是
的过程。
3.
电解池：将
能转化为
能的装置。
4．原电池与电解池的比较
装置类别
原电池
电解池
原理（能量转化）
离子迁移方向
发生氧化反应的电极
发生还原反应的电极
相同点(从原理分析
二．电解电极反应的分析
1.
放电顺序
阴极：
由于阴极上要
电子，不管阴极材料是金属还是石墨，此时都不能得电子，因此只能是溶液中的
得电子。阳离子氧化性越强就越
得电子。
金属越不活泼，对应阳离子氧化性越
，越
得电子。
由此根据金属活动顺序表，分析下列离子得电子能力的强弱：
（1）金属活动顺序表
（2）（用“〉”表示）Ag+
Hg2+
(Fe3+
)Cu2+
H+(酸)
Pb2+
Fe2+
Zn2+
Al3＋…
（3）
、
、
、
、
等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。
【小结】
质量增加，或有氢气产生的电极一定是
极。
阳极：
①活性材料作电极时：金属在阳极
电子被
成
离子进人溶液，
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由易到难）（用“〉”表示）：
S2－
I－
Br－
Cl－
OH－（水或碱）
最高价含氧酸根离子
F－
【小结】当阳极为活泼金属时，金属电极优先放电。
2.
电解质溶液电解规律:
实
例
电极反应
PH变化
使电解质溶液复原的物质
电解溶剂型
含氧酸
H2SO4
阴极：阳极：总反应：
强碱
NaOH
活泼金属的含氧酸盐
Na2SO4
电解溶质型
无氧酸
HCl
阴极：阳极：总反应：
不活泼金属的无氧酸盐
CuCl2
阴极：阳极：总反应：
溶剂和溶质均被电解型
活泼金属的无氧酸盐
NaCl
阴极：阳极：总反应：
不活泼金属的含氧酸盐
CuSO4
阴极：阳极：总反应：
【小结】
用惰性电极电解时，若使电解后的溶液恢复原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。
3.电极方程式的书写（以电解ZnSO4为例）
①标出电极名称—阴极或阳极；分析、比较出阴阳极分别放电的离子：
②写出电极方程式：
阳极：
；反应类型：
反应。
阴极：
；反应类型：
反应。
阴、阳两极中得、失电子的总数要
，每一极上都要满足
和
守恒，
③两极半反应相加得总方程式；
【练习】用石墨电极电解下列电解质溶液，写出其电极反应式（注意得失电子的顺序）
(1)
AgNO3
阴极：
阳极
总方程式：
(2)
KCl
阴极：
阳极
总方程式：
合作探究:
1.构成电解池的条件有哪些？
2.在电解池工作时，电子的流向是怎样的？电流的流向又是怎样的？
3.电离和电解有什么区别和联系？
4.
在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠，其结果又如何呢？写出电解
的化学方程式。
5.
电解水时常常需加入氢氧化钠或稀硫酸，为什么？可以加食盐吗？
6.
从NO、SO、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，
采用惰性电极对其溶液进行电解。
两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是
________________________________________________________________________
(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是
________________________________________________________________________
(3)两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是
_______________________________________________________________________
巩固练习:
下列说法正确的是
①电解是把电能转变成化学能 ②电解是化学能转变成电能 ③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 ④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现 ⑤任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生
A．①②③④
B．②③⑤
C．③④
D．①③④⑤
2．如图所示的装置能够组成电解池的是
3.
电解某盐溶液时在阴阳两极上一定相等的是
A．析出金属的物质的量 B．析出金属的质量
C．通过的电子数目
D．放出气体的体积
4.某同学为了使反应2HCl＋2Ag
=
2AgCl＋H2↑能进行，设计了如图所示的四个实验，你认为可行的方案是
5.
如图所示，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。符合这一情况的是下表中的
a极板
b极板
X电极
Z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
6.
按如图所示装置进行实验，并回答问题：
1)
判断装置的名称：A池为________
，
B池为________
．
(2)
锌极为________，电极反应式为_________________
；
铜极为___________，电极反应式为________________
；
石墨棒C1为________，电极反应式为________
；
石墨棒C2附近产生的实验现象为______
_．
(3)当C2极析出224
mL气体(标准状况下)，锌的质量变化(增加或减少)了_______
g．
CuSO4溶液的质量变化(增加或减少)了________
g.
参考答案：
自主学习
、
一、4
二、略
合作探究：
1.
①直流电源
②两个电极
③电解质溶液或熔融电解质
④构成闭合回路
2.
电子流向：电源负极→电解池阴极→电解质溶液→电解池阳极→电源正极
电流流向与电子流向相反。
3.
电离和电解的条件、过程不同，但电解必须建立在电离的基础上。
4、为了增强水的导电性，而氢氧化钠和硫酸本身不发生反应。不能加氯化钠。
5、
(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中任意一种
(2)AgNO3、Cu(NO3)2、Ag2SO4、CuSO4中的任意一种
(3)HCl、BaCl2中的任意一种
巩固练习：1.
D
2.
C
D
3.
C
4.
C
5.
A
6.
（1）原电池
电解池
（2）负
Zn
-
2e-
==
Zn2+
正
Cu2+
+
2e-
==
Cu
阳：Cl-
-
2e-
==
Cl2↑
阴
无色溶液变红色
（3）减少
0.65
增加
0.01金属的腐蚀与防护
教学目标
知识与技能：
1、了解金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因
2、掌握化学腐蚀和电化学腐蚀的区别。
3、认识金属腐蚀的危害及防腐措施，感受化学对人类生产和生活的影响。
过程与方法：通过学习增强保护环境的意识，节约意识。
情感态度与价值观：进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式，辩证的认识外因条件对化学变化的影响。
教学重点：吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理
教学难点：吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理
教学过程：
【投影】常见的金属腐蚀现象：
【导课】金属腐蚀的现象非常普遍，像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等，如保养不好，都会腐蚀，从而造成大量金属的损耗。至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康，甚至造成严重事故的损失，那就更无法估计了。因此，了解金属腐蚀的原因，掌握防护的方法，是具有十分重要的意义的。
【板书】
第二节
金属的腐蚀与防护
一、金属腐蚀
【阅读】回答什么是金属腐蚀？
【板书】金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。
【讲述】
金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
例如：铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
【板书】1、
化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
【讲述】温度对化学腐蚀的影响：
【科学探究】不同条件下铁钉的锈蚀
注意：①光亮铁钉浸没在菜油之中；②光亮铁钉半浸半露在菜油中；③光亮铁钉完全浸没在食盐水中；④光亮铁钉完全浸没在酸性溶液中或碱性溶液中。学生分别观察并写出报告以培养学生的观察与描述能力。教师不但要给学生出题目，还要发挥点拨作用，提出注意点：①观察的一周中不要振荡试管，否则会破坏生锈的界面；②把各人设置的具体条件和的状况详尽记录在案，以利分析和归纳，写出高质量的家庭探究报告。
实验方案
记录
结论
【总结】铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。
【思考】绝大多数钢铁生锈是否是化学腐蚀？为什么？
【板书】2、电化学腐蚀
【讲解】由于金属和液态介质(常为水溶液)构成微小的原电池而发生金属腐蚀的过程.电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式.例如:钢铁在潮湿的空气中生锈就是电化学腐蚀造成的.
【板书】
电化学腐蚀
：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
【共同分析】形成原电池的原因。
【板书】
【投影】钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀：
【讲解】
吸氧腐蚀与析氢腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。
【板书】
分类
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强（弱酸）
水膜酸性较弱或呈中性
负极反应
Fe
–2e
===
Fe2+
2Fe
–4e
===
2
Fe2+
正极反应
2H+
+
2e
===
H2
2H2O
+
O2
+
4e－
==
4OH-
总反应
Fe
+
2H+
==
Fe2+
+
H2
2Fe
+
2H2O
+
O2
==
2Fe(OH)2
4Fe(OH)2
+
2H2O
+
O2=
4Fe(OH)3
Fe2O3.xH2O
次要
主要
【归纳与交流】化学腐蚀与电化腐蚀的对比。
【板书】3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比
（1）本质：金属原子失电子而被氧化
M
–
ne
==
Mn+
(2)
（3）
相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。
【小结】略
【课堂练习】
1．把a、b、c、d4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。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为：
.(a>c>d>b)
2．烧过菜的铁锅未及时洗去含有NaCl的残液，过一段时间便出现红棕色的铁锈斑点，已知该锈斑为Fe(OH)3失水的产物。表示Fe(OH)3生成的电极反应式、离子方程式和化学方程式分别为；（1）负极
，
正极
；（2）
；（3）
。（Fe-2e=Fe2+
,2H2O+O2+4e=4OH-,）
(Fe2++2OH-=Fe(OH)2；4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3)
3.有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠人体内血液种含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。它的两极电极反应式分别为：
。（正极：Zn-2e=Zn2+
,负极：2H2O+O2+4e=4OH-,）
【过渡】金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低，影响使用以至报废，甚至发生严重事故。每年由于钢铁生锈会使我国损失大约100～150亿元。在英国，每90秒钟就有1吨钢被锈蚀掉。因此防止金属腐蚀有很重要的意义。
【板书】二、金属的防护
【思考与交流】讨论自行车不同构件的防锈措施：
【复习】电化学腐蚀的实质，写出两极反应方程式（析氢和吸氧）。
【思考】影响金属腐蚀的因素有那些？（阅读P56
最后一自然段）
【练习】
1、影响金属腐蚀的因素有＿＿和＿＿两个，就金属本身来说金属越＿＿，金属越易被
腐蚀，金属中含杂质越＿＿，金属越易被腐蚀；介质对金属腐蚀影响也很大，如果金属在＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿，金属越易被腐蚀。
【思考】海水中的金属为何容易被腐蚀？（提示：电解质溶液）
【讨论】要想减少或避免电化学腐蚀，我们应该采取什么措施？
①对金属做必要的精炼，以减少其中能导电的不活泼杂质。
②对机器、仪表及时保养，减少金属与腐蚀性气体、电解质溶液、潮湿气体的接触。
③根据用途不同采取不同的方法使金属与造成发生的介质隔离，如涂油脂、喷漆、镀层、表面钝化等。
④选用适宜的金属或非金属制成耐腐蚀的合金，如炼制不锈钢、耐酸钢等。
⑤采用电化学防护方法，如在钢铁的船体上焊接上较活泼的金属锌。
【投影】常见金属防腐蚀方法：
【板书】1、物理方法
【讲述】以上投影中方法都是物理方法。刚才同学们回答时已提到电化学防护方法。
【投影】两种电化学防护方法
【讲述】金属腐蚀本质就是金属失电子而被氧化的过程。金属越活泼，金属越易被腐蚀。因此在金属铁上连接一块比它更活泼的金属，发生原电池反应时，失电子的为活泼的金属，而铁被保护。
【探究活动1】
决策——采用哪种防锈方法
1镀铝后涂漆
2镀锌后涂漆
3镀镉后涂漆
4镀铬
5镀锡
6喷砂清理后涂漆
7一般清理后涂漆
8在锈上涂漆
上图对不同防锈方法的效果进行了比较，同时也粗略给出了这些方法的成本。
【问题】
采用哪种方法来保护铁不生锈，仔细考虑成本与效果。
（1）房子上的铸铁檐槽（2）海边码头上的钢轨（3）铁的徽章（4）放电熨斗的支架（5）钢刀片（6）铁钥匙（7）儿童游戏场中秋千的钢架
1至7中，要求针对所给出的不同情况，去决定应分别采用哪种防锈方法。这项工作最好在小组中进行。有一些做决定时应考虑的因素：
●物品需要保存多长时间 很明显，如果物品只需保存很短的时间，就没有必要去考虑给它一个长久的保护。
●
物品将用在哪里 如果物品主要用于室外，它就需要较好地进行保护。
●
物品是干什么用的 物品用途不同，保护方法也不同。例如，物品要接受高温，就不能用油漆进行保护。
●
物品外观重要吗 某些保护方法也是为了装饰外观用的。例如，镀铬。
【探究活动2】决策——怎样保护通向学校的小桥
假设你为地方政府的架桥部门工作，你要在一条河上修一座供人行走的小桥，有了这座桥，孩子们就可以从住宅区通过小河到学校上学了。这座桥要用铁建造，你要决定采用什么样的保护方法来防止它生锈．这座桥需要保存16年，因为16年后学校就要搬到另一个新的地方。
有四种防锈措施供选择：
选择1
不防锈，不采取防锈措施的桥，10年后必须进行更换，否则会由于锈蚀而发生危险。
选择2
在对桥进行一般性清理后，涂上油漆．这种保护措施需要每3年重新进行一次。
选择3
用喷砂清理法对桥清理后，涂上油漆。这种保护措施需要每6年重新进行一次。
选择4
将桥喷砂清理后，镀上锌再涂上漆。这种保护措施能使桥保存18年。
下面给出了以上四种选择的成本。
表：
四种选择的成本
【问题】
（1）计算每个选择从桥建造开始，16年所花的费用（包括建造费和维修保护费）（
2）采用哪个选择？
【讨论】
1．只有钢铁才能生锈，很多其他的金属，如铝和铜，几乎完全不发生锈蚀．可是为什么我们用钢铁比用其他金属多呢
2．假如有人发明了一种又便宜、又简单的方法，使锈永远不可能发生．显然这一发
明会带来很大的益处，你认为它也可能带来坏处吗
3．汽车排气系统受锈的影响很严重。一辆车，由普通钢制造的排气系统价值960元，由于生锈的原因，它使用大约2年就需要更换。对同一辆车，如果买一个由不锈钢制造的排气系统，受锈的影响就会减少，并且可以使用6年，不锈钢排气系统价值1900元。
从长远考虑，是普通钢排气系统便宜，还是不锈钢排气系统便宜 解释你的回答。
4．在英国才有不到10％的汽车拥有者购买不锈钢排气系统。请你评论一下这个事实。
【小结】略
【课堂练习】
1．解释下列现象并写出有关原电池的电极反应：
（1）马口铁（镀Sn铁皮）做的罐头，打开后为什么极易生锈？
（2）自来水管（镀Zn铁管）和白铁皮做的提桶，为什么不易生锈？
（3）轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量Zn块？
2．桥梁上钢结构接头处须用铆钉连结，以下三种铆钉，选用何种为好？
（1）铝铆钉
（2）铜铆钉
（3）钢铆钉
3．下列各烧杯中盛有海水，依次插入：
（1）Fe片；（2）Cu、Fe导线相连；（3）Sn、Fe导线相连；（4）Zn、Fe导线相连；（5）Al、Fe导线相连；铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
参考答案：1、略2、（3）3、（2）＞（3）＞（1）＞（4）＞（5）
【作业】
板书设计：
第二节
金属的腐蚀与防护
一、金属腐蚀
金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。
1、
化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
2、电化学腐蚀
不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
分类
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强（弱酸）
水膜酸性较弱或呈中性
负极反应
Fe
–2e
===
Fe2+
2Fe
–4e
===
2
Fe2+
正极反应
2H+
+
2e
===
H2
2H2O
+
O2
+
4e－
==
4OH－
总反应
Fe
+
2H+
==
Fe2+
+
H2
2Fe
+
2H2O
+
O2
==
2Fe(OH)2
4Fe(OH)2
+
2H2O
+
O2=
4Fe(OH)3
Fe2O3.xH2O
次要
主要
3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比
（1）本质：金属原子失电子而被氧化
M
–
ne
==
Mn+
（3）
二、金属的防护
1、物理方法
2、电化学法
教学回顾：
本节课介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法，重点是掌握金属电化学腐蚀（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）的本质（金属表面形成了微型原电池）和发现防护金属电化学腐蚀的方法，教材具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法，不但运用了原电池原理(牺牲阳极的阴极保护法)，也再次运用了电解池原理(外加电流的阴极保护法),加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。化学电源
1．下列说法正确的是
( )
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．铅蓄电池是一次电池
C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生
D．燃料电池的活性物质大量储存在电池内部
【答案】C
【解析】碱性锌锰电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池。
2．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是( )
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中石墨电极
【答案】B
【解析】汞、镉、铅等重金属离子会对土壤和水源造成污染。
3．锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为：Zn(s)＋2MnO2＋2NH4＋===Zn2＋＋Mn2O3(s)＋2NH3↑＋H2O，在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是
( )
A．Zn
B．碳
C．MnO2和NH4＋
D．Zn2＋和NH3
【答案】C
【解析】根据方程式可知：Zn为负极，碳棒为正极，负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：2MnO2＋2NH4＋＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O，所以正极上参与反应的物质是MnO2和NH4＋。
4．人造卫星用到的一种高能电池——银锌电池，其电极反应为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。根据反应式判断氧化银是
( )
A．负极 被氧化
B．正极 被还原
C．负极 被还原
D．正极 被氧化
【答案】B
【解析】Ag2O―→2Ag得电子，化合价降低，被还原。
5．目前人们正研究开发一种高能电池——钠硫电池，它以熔融的钠、硫为两极，以Na＋导电的β″－Al2O3陶瓷作固体电解质，反应为2Na＋x
SNa2Sx，以下说法正确的是
( )
A．放电时，钠作正极，硫作负极
B．放电时，Na＋向负极移动
C．充电时，钠极与外电源正极相连，硫极与外电源的负极相连
D．放电时，负极发生的反应是：2Na－2e－===2Na＋
【答案】D
【解析】放电时，负极失去电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，故钠作负极，硫作正极，A错误；放电时，阳离子向正极移动，B错误；充电时，钠极(负极)与外电源的负极相连，硫极(正极)与外电源的正极相连，C错误；放电时，负极发生氧化反应，D正确。
6．镍(Ni)镉(Cd)可充电的电池，放电时，电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质是KOH，电极反应分别是：Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2；2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。下列说法不正确的是( )
A．电池放电时，负极周围溶液的pH不断减小
B．电池放电时总反应是Cd＋2NiO(OH)＋2H2O===Cd(OH)2＋2Ni(OH)2
C．电池充电时，镉(Cd)元素被氧化
D．电池充电时，电池的正极和电源的正极相连接
【答案】C
【解析】C项，充电时，Cd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－，所以镉元素应被还原。
7．锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)，导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C＋xLi＋＋xe－===LixC6，充放电过程中，正极发生LiCoO2与Li1－xCoO2之间的转化。下列有关说法不正确的是
( )
A．放电时的负极反应式为：LixC6－xe－===6C＋xLi＋
B．钴酸锂(LiCoO2)中钴元素的化合价为＋3
C．放电时正极发生LiCoO2转化为Li1－xCoO2的反应
D．放电时锂离子向正极移动
【答案】C
【解析】放电时，电极反应式为
负极：LixC6－xe－===6C＋xLi＋
正极：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
所以放电时，Li1－xCoO2转化为LiCoO2。
8．美国《时代周刊》将氢燃料电池评为21世纪对人类生活具有重大影响的技术之一。培根电池是一种碱性的氢氧燃料电池，已经应用在“阿波罗六号”太空船上。将多个培根电池组合为电池组，向外供电，电池组工作稳定后，它的电动势和内阻基本保持不变。电池所产生的水可以作为饮用水，今欲得常温下水1
L，则电池内电子转移的物质的量约为
( )
A．8.9×10－3
mol
B．4.5×10－2
mol
C．1.1×102
mol
D．5.6×10
mol
【答案】C
【解析】负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O
正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
所以产生2
mol水，转移4
mol电子。制得1
L水转移电子数为×2＝1.1×102
mol。
9.
右图是甲醇燃料电池的结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列说法不正确的是
( )
A．左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇
B．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．负极反应式为：CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋
D．该电池提供1
mol
e－，消耗氧气0.25
mol
【答案】B
【解析】电极反应式为：
负极：2CH3OH－12e－＋2H2O===2CO2↑＋12H＋
正极：3O2＋12e－＋12H＋===6H2O。B错误；根据电子流向，可以判断a处通甲醇，b处通O2。当电池提供1
mol电子时，消耗O2为＝0.25
mol。
10.
美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同研制成功了用于潜航器的镁—过氧化氢燃料电池系统。其工作原理如图所示。以下说法中错误的是( )
A．电池的负极反应为Mg－2e－===Mg2＋
B．电池工作时，H＋向负极移动
C．电池工作一段时间后，溶液的pH增大
D．电池总反应式是Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
【答案】B
【解析】Mg－H2O2燃料电池中Mg作负极：Mg－2e－===Mg2＋，Pt作正极：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，总反应式为Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，消耗H＋，使c(H＋)减小，pH增大，且H＋移向正极。
11．“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。
(1)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将________能转化为________能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为
Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2
充电时，阳极的电极反应式为______________________；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn＋Ag2O＋H2O2Ag＋Zn(OH)2，其负极的电极反应式为________________________。
【答案】(1)太阳 电 Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O 减小
(2)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
【解析】(1)阳极是失电子发生氧化反应的一极，Ni(OH)2为阳极；放电时负极反应为Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，故溶液碱性减小。
12．原电池是化学对人类的一项重大贡献。
(1)某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。
①a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是________________________。
②a和b用导线连接，Cu极为原电池________极(填“正”或“负”)，电极反应式是________________________，Zn极发生________(填“氧化”或“还原”)反应，溶液中的H＋移向________(填“Cu”或“Zn”)极。
③无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2
mol电子，则理论上Zn片质量减轻________g。
(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①电池的负极是________(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为：________________________________________________________________________。
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)①Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ ②正 2H＋＋2e－===H2↑ 氧化 Cu ③6.5
(2)①a CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O
②减小
【解析】分析本题装置，若a和b不连接，不能构成原电池；若a和b连接，则符合构成原电池的条件。(1)①若a、b不连接则发生的是Zn与H2SO4的置换反应；②a、b连接后，构成原电池，Cu的活泼性弱于Zn，Cu为正极，Zn为负极，Zn极发生氧化反应；③若转移0.2
mol电子，则消耗0.1
mol
Zn，其质量为6.5
g。(2)CH4在反应时失去电子，故a电极是电池的负极。电极反应式可由总反应式CH4＋2OH－＋2O2===CO32－＋3H2O减去正极反应式O2＋2H2O＋4e－===4OH－，求得。由于电池工作过程中会消耗OH－，故一段时间后，电解质溶液的pH会减小。
13．某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压，该电池的总反应3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。
(1)放电时负极反应为_______________________________________________；
(2)充电时Fe(OH)3发生________反应；
(3)放电时电子由________极流向________极；
(4)放电时1
mol
K2FeO4发生反应，转移电子数是________。
【答案】(1)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
(2)氧化 (3)负 正 (4)1.806×1024
【解析】放电时锌在负极发生氧化反应，因为电解质是碱，故负极反应是Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，电子由负极流出，通过外电路流向正极，每1
mol
K2FeO4发生反应，转移电子是3
mol，数目是1.806×1024，充电时Fe(OH)3失去电子发生氧化反应。
14．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下列相关说法正确的是________(填序号)。
A．通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣
B．二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用
C．除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料
D．近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提上日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应式可表示为2Ni(OH)2＋Cd(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法正确的是________(填序号)。
A．以上反应是可逆反应
B．反应环境为碱性
C．电池放电时Cd作负极
D．该电池是一种二次电池
(3)在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电。
①a电极是电源的________极；
②若该电池为飞行员提供了360
kg的水，则电路中通过了________mol电子。
(4)请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱，请画出实验装置图并写出电极反应式。
【答案】(1)A (2)BCD (3)负 40
000
(4)装置如右图。
正极的电极反应式：2Fe3＋＋2e－
===2Fe2＋
负极的电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋
【解析】(1)B项二次电池可以多次使用，但不可能无限次重复使用。C项氧气可用作燃料电池的氧化剂，而不是燃料。D项废旧电池进行集中处理的主要原因是电池中含有汞、镉和铅等金属离子，它们会对土壤、水源造成污染。(2)两个方向的反应条件不同，不能称为可逆反应。(3)电路中通过的电子的物质的量为(360
000
g÷18
g·mol－1)×2＝40
000
mol。(4)三价铁离子能够氧化单质铜生成铜离子，从而设计成原电池证明该结论。(共30张PPT)
组织建设
4-4
金属的腐蚀和防护
钢铁生锈
金属的腐蚀在生活中非常普遍
铜器生锈
铜器表面生成铜绿
我国作为世界上钢铁产量最多的国家，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%～4%。
金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。
面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？
金属的电化学腐蚀
金属的腐蚀
金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。
M
-
ne-
→
Mn+
化学腐蚀
金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
电化学腐蚀
不纯的金属或合金与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化而消耗的过程叫做金属的电化学腐蚀。
n
Z
4
O
S
2
H
FeCl3
Fe
①
②
Cu
Fe
Fe
Cl
3
Zn
Fe
H2SO4溶液
③
④
⑤
化学腐蚀
电化学腐蚀
Zn腐蚀速率：③＞①＞⑤
Fe腐蚀速率：
⑤＞④＞②
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
现象
本质
影响
因素
联系
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
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
化学腐蚀与电化学腐蚀的区别
钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢
在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。
负极：
Fe
-
2e-
=
Fe2+
正极：
2H++
2e-
=H2
请写出下列电极方程式？
A
钢铁的析氢腐蚀示意图
总反应：
2H++
Fe
=Fe2+
+H2
条件：酸性环境
钢铁的析氢腐蚀
钢铁的吸氧腐蚀示意图
H2O
溶液反应：
Fe2++
2OH-
=Fe(OH)2
4Fe(OH)2
+O2
+
2H2O
=4
Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)
H2O
正极：
O2
+
2H2O
+
4e-=
4OH-
A
负极：
Fe
-
2e-
=
Fe2+
总反应:
2Fe
+O2
+
2H2O
=2Fe(OH)2
条件：中性或酸性极弱环境
钢铁的吸氧腐蚀
将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后放在如图所示
的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化
实验现象：
几分钟后,装置中的导管中水柱上升
说明装置中有气体参加反应。
结论：
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
电极反应
负极(Fe)
正极(C)
总反应
进一步反应
联系
水膜呈酸性
水膜呈弱酸性或呈中性
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3·nH2O
通常两种腐蚀同时存在,但以吸氧腐蚀为主
Fe-2e-
=
Fe2+
2Fe-4e-
=
2Fe2+
2H+
+
2e-
=H2
O2+4e-+2H2O=4OH-
Fe+2H+=Fe2++H2
〖讨论〗鉴于金属发生腐蚀的原因，我们可以从哪些
方面设想解决问题的思路
？
思路一：直接隔离
即可选用适当的材料使金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。
1、给金属穿上“保护膜”
例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。
二、金属的防护
思路二：改变本质
即改变金属的内部组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能。
2、加入其他金属改变其组成
在钢铁中加入一定比例的铬和镍（如14%～8%Cr，7%～9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。
思路三：因势利导
电化学腐蚀还是用电化学方法来解决，不回避金属与氧化剂的直接接触，采用还原性更强的物质或其他替代方式来满足氧化剂对电子的需求，从而保护主体金属构件免受腐蚀。
3、电化学防护法——重点掌握
牺牲阳极的阴极保护法
外加直流电源的阴极保护法
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
金属的电化学防护
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
将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。
金属的电化学防护
在同一电解质溶液中防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件
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)
金属腐蚀快慢的判断
(1)与构成微电池两极的材料有关。两极材料的活动性
差别越大，氧化还原反应的速率越
，活泼金属被
腐蚀的速度越
。
(2)
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。
(3)同一种金属的腐蚀：在强电解质中______
弱电解质中
非电解质中。
(4)一般说来：原电池原理引起的腐蚀
化学
腐蚀
有防腐措施的腐蚀。
>
>
>
>
>
快
快
>
>
1.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是(
)
①
Fe由单质转化为+2价；
②
Fe由+2价转化为+3价；
③
产生氢气；
④产生氧气；
⑤
杂质C被氧化除去；
⑥
Fe（OH）3失水变成Fe2O3·3H2O.
A.①②③⑥
B.①③④
C.只有①③
D.全部
A
2.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是(
)
A.与直流电源负极相连接
B.与直流电源的正极相连接
C.与铜板相连接
D.与锌板相连接
AD
3.以下现象与电化学腐蚀无关的是（
）
A.黄铜(铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿
B.生铁比纯铁容易生锈
C.铁质配件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D.银质物品久置表面变暗
D
A.潮湿疏松透气的土壤中
B.含铁元素较多的酸性土壤中
C.干燥致密不透气的土壤中
D.含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中
4.下列情况下，埋在地下的输油铸铁管道被腐蚀最慢的
是（
）
C金属的电化学腐蚀与防护
1．下列事实与电化学腐蚀无关的是
( )
A．光亮的自行车钢圈不易生锈
B．黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易生锈
C．铜、铝电线一般不连接起来作导线
D．生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈
【答案】A
【解析】B、C、D项均与原电池有关，能用电化学知识来解释，故选A。
2．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法不正确的是
( )
A．锡青铜的熔点比纯铜低
B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
【答案】D
【解析】锡青铜是合金，合金的熔点比任何一种纯金属的熔点低，一般合金的硬度比任何一种纯金属的硬度大，可判断A对；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀，C正确；电化学腐蚀过程实质是金属失去电子生成金属阳离子，有电子的转移，属于化学反应过程，D错。
3．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2
mol电子发生转移，下列说法正确的是
( )
①有5.6
g金属被腐蚀 ②有6.5
g金属被腐蚀 ③在标准状况下有2.24
L气体放出 ④在标准状况下有1.12
L气体放出
A．①②
B．②③
C．①④
D．③④
【答案】B
【解析】镀锌的铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn－2e－===Zn2＋，有0.2
mol电子转移，有0.1
mol
Zn溶解，在正极上：2H＋＋2e－===H2↑，生成0.1
mol
H2。
4．如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)，下列叙述正确的是
( )
A．a中铁钉附近呈现红色
B．b中铁钉上发生还原反应
C．a中铜丝上发生氧化反应
D．b中铝条附近有气泡产生
【答案】B
【解析】a中铁比铜活泼，铁作负极，发生氧化反应，铜作正极，发生还原反应，电极反应式分别为负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，因此A、C不正确。b中铝比铁活泼，铝作负极，发生氧化反应，铁作正极，发生还原反应，电极反应式分别为：负极：4Al－12e－===4Al3＋，正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－，因此B正确，D不正确。
5．下列说法中，正确的是
( )
①镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀 ②钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O
③锌和铁构成原电池时，铁作负极 ④铅蓄电池中铅作负极，PbO2作正极，两极浸到稀H2SO4中
A．只有②④
B．只有①③
C．①②③
D．①②③④
【答案】A
【解析】镀层破损后，白铁形成原电池时，因为锌比铁活泼，易失电子，从而保护了铁，而马口铁破损后，因为形成原电池时，铁比锡活泼，铁被腐蚀，所以在镀层破损后，马口铁比白铁更易被腐蚀。①说法错误。钢铁无论发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，铁都是失电子变成Fe2＋，吸氧腐蚀更普遍，O2得电子变成OH－，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中很易被氧化成Fe(OH)3，因此铁锈的成分常用Fe2O3·nH2O表示。②说法正确。锌和铁构成原电池时，锌比铁活泼，应该是锌作负极。③说法不正确。④说法正确，故A为正确选项。
6．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是
( )
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
【答案】B
【解析】生铁在a中发生吸氧腐蚀，压强降低，在b中发生析氢腐蚀，压强增大，所以红墨水应左高右低。
7．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是
( )
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图b中，开关由M改置于N时，Cu－Zn合金的腐蚀速率减小
C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D．图d中，Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
【答案】B
【解析】选项A，图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，错误；选项B，图b中开关置于M时，Cu－Zn合金作负极，由M改置于N时，Cu－Zn合金作正极，腐蚀速率减小，正确；选项C，图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，错误；选项D，图d中Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的还原作用引起的，错误。
8．古老的铁桥，经常每隔一段时间就要刷一遍油漆，但仍看到有锈迹。下列说法中合理的是
( )
A．油漆只起美观作用，而与腐蚀无关
B．铁桥生锈主要是铁和空气中的氧气发生了化学腐蚀
C．铁桥生锈主要是铁与空气中的O2、H2O等发生电化学腐蚀
D．铁桥腐蚀与外界环境无关，只由金属内部结构决定
【答案】C
【解析】油漆是在铁桥表面覆盖一种物质，使铁桥与空气隔绝，这是金属防护的一种重要方法。
9．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时，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＋
【答案】B
【解析】铁易失去电子，故钢管与电源正极相连时，更易使铁失去电子，故A项错误；铁遇冷浓硝酸时表面能形成一层致密的氧化物薄膜，B项正确；铁比铜活泼，当铁、铜相接触时构成原电池，铁作负极，被腐蚀，故C项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，故D项错误。
10．银器的保护主要是维持它的原貌。对于轻微腐蚀蒙有硫化银的银器，可将其和铝片一起接触浸泡在稀NaOH溶液中，经一定时间后污迹消失，取出后用水洗干净，再用软布或棉团擦光。下列有关叙述中，不正确的是
( )
A．溶液中的OH－向负极移动
B．在银表面上的反应为：Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－
C．在铝表面上的反应为：Al－3e－===Al3＋
D．在铝表面的反应为：Al＋4OH－－3e－===AlO2－＋2H2O
【答案】C
【解析】金属铝、硫化银和NaOH溶液构成了原电池，金属铝、硫化银分别充当了负极和正极，电极反应分别是：在银表面上：Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，在铝表面：Al－3e－===Al3＋。在碱性条件下，Al3＋又会与过量的OH－反应生成AlO2－，所以在铝表面的实际反应为：Al＋4OH－－3e－===AlO2－＋2H2O，溶液中的OH－向负极移动，A、B、D均正确。
11.
如右图所示，液面上浮着一个空心铁球。
(1)数天后可观察到的现象是
( )
①铁球表面出现红棕色锈斑 ②铁球表面出现黑色锈斑
③量筒内水位下降 ④量筒内水位上升
A．①③
B．①④
C．②③
D．③④
(2)发生上述现象的原因是___________________________________________
_________________________________________________________________
(用反应式及必要的文字予以说明。)
【答案】(1)B (2)铁球发生吸氧腐蚀。其负极反应为2Fe－4e－===2Fe2＋，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，总反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，随后反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O
【解析】量筒中的空气、溶有O2的食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池，发生了吸氧腐蚀。其负极反应是2Fe－4e－===2Fe2＋，正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。Fe2＋与OH－结合成Fe(OH)2，再被氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3脱水成为Fe2O3·xH2O而在铁球表面出现红棕色锈斑。由于量筒中的O2被吸收，所以量筒内的水位会上升。
12．铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了如下图所示的快速、易行的方法：
首先检查制取氧气的装置的气密性，然后按上图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3
min左右后，观察到的实验现象为：①直形管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；②直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；③烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。试回答下列问题。
(1)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于________。
能表示其原理的电极反应方程式为___________________________________
________________________________________________________________。
(2)仪器A的名称为________，其中装的药品可以是_______，其作用是________________________________________________________________。
(3)由实验可知，铁生锈的条件为________。决定铁生锈快慢的一个重要因素是_______________________________________________________________。
【答案】(1)电化学腐蚀 负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)球形干燥管 碱石灰(或无水CaCl2) 干燥O2
(3)与O2和水接触 氧气浓度
13．钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式是___________________________。
(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。
(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如右：
①A电极对应的金属是________(写元素名称)，B电极的电极反应式是_______________________________________
________________________________________________。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12
g，则电镀时电路中通过的电子为________mol。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因：__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
【答案】(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2 (2)BD
(3)①铜 Cu2＋＋2e－===Cu ②0.08 ③铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀；而锌比铁活泼，镀层破损后，在潮湿环境中形成原电池，锌为负极，减缓铁的腐蚀
14．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号
内容
实验现象
1
常温下将铁丝放在干燥空气中一个月
干燥的铁丝表面依然光亮
2
常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时
铁丝表面依然光亮
3
常温下将铁丝放在潮湿空气中一个月
铁丝表面已变得灰暗
4
将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时
铁丝表面略显灰暗
5
将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面已变得灰暗
6
将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________；在电化学腐蚀中，负极反应是___________________________________________________；
正极反应是_______________________________________________________
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是________________________
_________________________________________________________________；
(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是__________________________
__________________________________________________________________
(答两种方法)。
【答案】(1)3、4、5、6 Fe－2e－===Fe2＋(或2Fe－4e－===2Fe2＋) 2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质存在
(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法、外加电流阴极保护法等(任写其中两种)
【解析】解答第(1)题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别，不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，实验3、4、5、6发生了电化学腐蚀，其中负极反应是Fe－2e－===Fe2＋，正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
解答第(2)题时，对比实验1和3可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验2、4可知增大O2浓度可加快铁锈蚀的速率；对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比实验5、6可知电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快。
第(3)题，为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(合金)，亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止其腐蚀。(共28张PPT)
组织建设
4-2
化学电源
形形色色的电池
A
Cu
Zn
稀H2SO4
KOH溶液
CH4
O2
H2O
a极
b极
用途广泛的电池
用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
用途广泛的电池
用于“神六”的太阳能电池
笔记本电脑专用电池
手机专用电池
摄像机专用电池
各式各样的纽扣电池
化学电池
一次电池
二次电池
燃料电池
碱性锌锰电池
铅蓄电池
氢氧燃料电池
锂离子电池
银锌蓄电池
普通锌锰干电池
锌银纽扣电池
一、化学电池的分类
正极：Ag2O
+
H2O+
2e-
=2Ag+2OH－
负极：Zn
+2OH－-2e-
=Zn(OH)2
总反应：
Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag
电池比能量大、电压稳定，储存时间长，
适宜小电流和连续放电
电解液：KOH
二、一次电池
银锌原电池是用不锈钢制成的小圆盒，形似纽扣，故称纽扣电池。盒内一端填充氧化银和石墨组成的活性材料，另一端填充锌汞合金组成的活性材料。
1、银锌电池
普通锌锰电池
碱性电池
锌筒
石墨棒
MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
NH4Cl、ZnCl2
和
H2O等
2、普通干电池
负极
正极
电池反应：
（Zn）：Zn
–
2e-
=
Zn2+
（MnO2和C）：
优点：制作简单、价格便宜。
缺点：放电时间短，电压下降快。
3、碱性锌-锰干电池
电解质：
KOH
负极：
Zn
+
2OH-
-
2e-
=
Zn(OH)2
正极：
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流
和连续放电
电池反应：
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
三、二次电池
1、铅蓄电池
是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架，正极板上覆盖PbO2,负极板上覆盖Pb
放电过程总反应：
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
Pb
+
SO42-
-2e-
=PbSO4
正极：
PbO2
+
4H++SO42-+2e-
=2PbSO4
+2H2O
氧化反应
还原反应
负极：
①放电过程（是原电池反应，化学能转化为电能）
铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
人们常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电
②充电过程（是电解池反应，电能转化为化学能）
PbSO4
+2e-
=Pb
+
SO42-
还原反应
阴极：
阳极：
PbSO4
+2H2O
-2e-
=
PbO2
+
4H++
SO42-
氧化反应
接电源负极
接电源正极
充电过程总反应：
2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4
铅蓄电池的充放电过程：
Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O
放电
充电
人们常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电
缺点：
比能量低、笨重、废弃电池污染环境
优点：
可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉
其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池……
四、燃料电池：
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池……）
酸性电解质：
碱性电解质
负极:
2H2-4e-+4OH-==4H2O
正极:
O2+2H2O+4e-==4OH-
总反应:
2H2+O2==2H2O
负极：
2H2-4e-==4H+
正极：
O2+4H++4e-==2H2O
总反应：2H2+O2==2H2O
练习1:氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：
，
此时电池内总的反应式:
。
KOH溶液
CH4
O2
H2O
a
b
CH4+10OH-
-
8e-=CO32-
+7H2O
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
书写电极反应式应注意以下几点：
2．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）；
1．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；
3．溶液中不存在O2－：在酸性溶液中它与H＋结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH－；
练习2：
据媒体报道：以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行。质子交换膜燃料电池（PEMFC）常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢为燃料，空气为氧化剂，铂做催化剂，导电离子是H+。下列对该燃料电池的描述中正确的是(
)
点燃
①正极反应为：O2
+
4H+
+
4e－
=
2H2O
②负极反应为：2H2－4e－
=
4H+
③总的化学反应为：2H2
+
O2
===
2H2O
④氢离子通过电解质向正极移动
（A）①②③
（B）②③④
（C）①②④
（D）①②③④
D
练习3：
一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇 Y2O3 的氧化锆 ZrO2 晶体，在熔融状态下能传导O2 。下列对该燃料电池说法正确的是
A
在熔融电解质中，O2 由负极移向正极
B
电池的总反应是：2C4H10＋13O2
8CO2＋10H2O
C
通入空气的一极是正极，电极反应为：
O2＋4e ＝2O2
D
通入丁烷的一极是正极，电极反应为：
2C4H10＋26e ＋13O2 ＝4CO2＋5H2O
BC
练习4熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
阳极反应式：2CO+2CO32-
→4CO2+4e-
阴极反应式：________________________
总电池反应式：______________________
2CO+O2→2CO2
O2+2CO2+4e-→2CO32-
熔融盐燃料电池
（06重庆-27）铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：
请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
（1）放电时：正极的电极反应式是
；电解液中H2SO4的浓度将变
；当外电路通过1
mol电子时，理论上负极板的质量增加
g。
（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按右图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成
、B电极上生成
，此时铅蓄电池的正负极的极性将
。
Pb+PbO2+4H++2SO42-
2PbSO4+2H2O
PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－＝PbSO4＋2H2O
对换
小结：
化学电源
1、一次电池
2、二次电池
3、燃料电池
——锌锰干电池
——铅蓄电池
——氢氧燃料电池
掌握每一类典型
电池的正负极、
电极反应；了解
每一类电池的优
缺点；对其它电
池有初步的认识
减
少
污
染
节
约
资
源
2.判断金属的活动性
原电池的负极为较活泼的金属，发生氧化反应。
把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连，D上有气泡逸出；A、C相连时A极减轻；B、D相连，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为＿＿＿＿＿＿＿＿。
A>C>D>B
二、原电池原理的应用
3.改变化学反应速率
（1）加快反应速率
实验室制取氢气，用锌与稀硫酸反应。锌用纯锌好，还是用粗锌好（杂质为碳）？
为什么？如果只有纯锌、稀硫酸和硫酸铜，怎么办？
马口铁和白铁一旦有划痕后，在潮湿的空气中，谁被腐蚀的速度快？
（2）减缓反应速率-金属的电化防腐
4.钢铁的电化腐蚀
负
极：2Fe
-
4e-
=
2Fe2+
交流与讨论:
钢铁的电化学腐蚀
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Fe2O3·nH2O
(铁锈)
空气、H2O
氧化
失水
Fe
C
Fe2+
e－
O2
OH－
电解质溶液
钢铁
正
极：2H2O
+
O2
+
4e-
=
4OH
-
总反应：2Fe
+
2H2O
+
O2
=
2Fe(OH)2
4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
Fe2O3
·
nH2O
（铁锈）
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性。
水膜呈中性或酸性很弱。
CO2+H2O?H2CO3
?
H++HCO
3-
电极反应
负极Fe(-
)
Fe-2e=Fe2+
2Fe-4e=2Fe2+
正极C(+)
2H++2e=H2↑
O2+2H2O+4e=4OH-
总反应:
Fe+2H+=Fe2+＋H2↑
2Fe+2H2O+O2=
2
Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
联系
