化学：1.1《原电池与电解池的判断与分析》学案（苏教版选修4）
文档属性
| 名称 | 化学：1.1《原电池与电解池的判断与分析》学案（苏教版选修4） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 253.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2009-07-05 09:17:00 | ||
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文档简介
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原电池和电解池的判断和分析
江苏省江阴市祝塘中学 赵忠波 邮编;214415 电话：15961628437
1. 原电池和电解池的判断
判断依据：原电池中发生的是自发进行的氧化还原反应（不需要电源帮助），例如。电解池中发生的是被迫进行的氧化还原反应（即需要有电源作用才能发生），例如。下面我们来分析图1装置：
（1）若只闭合K1，其装置为原电池。
正极 负极
总反应
（2）若只闭合K2，其装置成为电解池。
阴极 阳极
总反应
（3）闭合K3，组成原电池并与电源串联。
正极 负极
总反应
2. 根据原电池原理设计原电池
一般自发进行的氧化还原反应都可以通过原电池来实现。设计原电池一般要考虑三个方面的问题： ①用什么材料作正极； ②用什么材料作负极； ③用什么电解质溶液。
例如，根据来设计原电池，先把反应拆开为氧化反应和还原反应： 负极： 正极：
因此，负极用Cu；正极不能用Fe，必须用活泼性比Cu还差的材料，如Pt电极或石墨电极；电解质溶液可用FeCl3溶液，如图2。
3. 由电极反应式过渡到化学方程式
电解规律的主要应用内容是：依据电解的基本原理分析判断电解质溶液。下面我们以电解稀硫酸和NaOH溶液为例来说明此问题。其他由读者举一反三。
如下图3，在稀硫酸中存在、、，通电后，向阴极移动并在阴极得到电子被还原生成H2。和向阳极移动，不失去电子，在阳极失去电子被氧化后生成氧气。由于稀硫酸中很少，发生氧化反应后，H2O的电离平衡被破坏并向电离方向移动，又电离出和。故有
阴极：.......①
阳极：.......②
（向右移动）.......③
总反应①＋②＋③：
如上图4，在NaOH溶液中存在、、，通电后，向阳极移动并在阳极失去电子被氧化生成O2。和向阴极移动，不得电子，得到电子被还原生成H2。由于NaOH溶液中很少，发生还原反应后，H2O的电离平衡向电离方向移动，又电离出和。故有：
阳极：.......①
阴极：.......②
（向右移动）.......③
总反应①＋②＋③：
4. 例题解析
例.蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：
下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是：
A．放电时，Fe是负极，NiO2是正极
B．蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中
C．充电时，阴极上的电极反应为：
D．放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动
解析：蓄电池放电时起原电池作用，原电池的负极是较活泼的金属，A正确。放电时，Fe是原电池的负极，Fe失电子被氧化成Fe2+离子。由于负极——Fe的附近聚集较多的Fe2+离子，电解质溶液中的阴离子向负极移动，D不正确。充电时蓄电池起电解池作用，充电时电源的负极应与蓄电池的负极（Fe，此时作为电解池的阴极）相连接，发生还原反应：。C正确。该蓄电池的放电和充电时的电极反应分别是：
放电：负极
正极
充电：阴极
阳极
可见反应是在碱性溶液中进行的，B不正确。
答案：B、D。
5. 跟踪练习
（1）（2004天津理综）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不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
（2）（2005上海）关于如图所示装置的叙述，正确的是
A． 铜是阳极，铜片上有气泡产生
B． 铜片质量逐渐减少
C． 电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原
（3）(1998年上海，31)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图
14-4如下
图14-4
依据上图，完成下列填空：
(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为 ，与电源负极相连的电极附近，溶液pH (选填“不变”“升高”或“下降”)。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为
、 。
(3)如果粗盐中SO2－4含量较高，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以
是 (选填a，b，c多选扣分)。
a．Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2
(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO，加入试剂的合理顺序为 (选填a、b、c多选扣分)。
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)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过 、冷却、 (填写操作名称)除去NaCl
(6)在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为 。
跟踪练习答案：（1）.B （2）.D
（3）.(1)2Cl-－2e-====Cl2；升高
(2)Ca2++CO=====CaCO3↓ Mg2++2OH－====Mg(OH)2↓
(3)a、c (4)b、c (5)蒸发；过滤
(6)NaCl+H2O=====NaClO+H2↑ 或 2NaCl+2H2O=======H2↑+Cl2↑+2NaOH
Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
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原电池和电解池的判断和分析
江苏省江阴市祝塘中学 赵忠波 邮编;214415 电话：15961628437
1. 原电池和电解池的判断
判断依据：原电池中发生的是自发进行的氧化还原反应（不需要电源帮助），例如。电解池中发生的是被迫进行的氧化还原反应（即需要有电源作用才能发生），例如。下面我们来分析图1装置：
（1）若只闭合K1，其装置为原电池。
正极 负极
总反应
（2）若只闭合K2，其装置成为电解池。
阴极 阳极
总反应
（3）闭合K3，组成原电池并与电源串联。
正极 负极
总反应
2. 根据原电池原理设计原电池
一般自发进行的氧化还原反应都可以通过原电池来实现。设计原电池一般要考虑三个方面的问题： ①用什么材料作正极； ②用什么材料作负极； ③用什么电解质溶液。
例如，根据来设计原电池，先把反应拆开为氧化反应和还原反应： 负极： 正极：
因此，负极用Cu；正极不能用Fe，必须用活泼性比Cu还差的材料，如Pt电极或石墨电极；电解质溶液可用FeCl3溶液，如图2。
3. 由电极反应式过渡到化学方程式
电解规律的主要应用内容是：依据电解的基本原理分析判断电解质溶液。下面我们以电解稀硫酸和NaOH溶液为例来说明此问题。其他由读者举一反三。
如下图3，在稀硫酸中存在、、，通电后，向阴极移动并在阴极得到电子被还原生成H2。和向阳极移动，不失去电子，在阳极失去电子被氧化后生成氧气。由于稀硫酸中很少，发生氧化反应后，H2O的电离平衡被破坏并向电离方向移动，又电离出和。故有
阴极：.......①
阳极：.......②
（向右移动）.......③
总反应①＋②＋③：
如上图4，在NaOH溶液中存在、、，通电后，向阳极移动并在阳极失去电子被氧化生成O2。和向阴极移动，不得电子，得到电子被还原生成H2。由于NaOH溶液中很少，发生还原反应后，H2O的电离平衡向电离方向移动，又电离出和。故有：
阳极：.......①
阴极：.......②
（向右移动）.......③
总反应①＋②＋③：
4. 例题解析
例.蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：
下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是：
A．放电时，Fe是负极，NiO2是正极
B．蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中
C．充电时，阴极上的电极反应为：
D．放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动
解析：蓄电池放电时起原电池作用，原电池的负极是较活泼的金属，A正确。放电时，Fe是原电池的负极，Fe失电子被氧化成Fe2+离子。由于负极——Fe的附近聚集较多的Fe2+离子，电解质溶液中的阴离子向负极移动，D不正确。充电时蓄电池起电解池作用，充电时电源的负极应与蓄电池的负极（Fe，此时作为电解池的阴极）相连接，发生还原反应：。C正确。该蓄电池的放电和充电时的电极反应分别是：
放电：负极
正极
充电：阴极
阳极
可见反应是在碱性溶液中进行的，B不正确。
答案：B、D。
5. 跟踪练习
（1）（2004天津理综）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不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
（2）（2005上海）关于如图所示装置的叙述，正确的是
A． 铜是阳极，铜片上有气泡产生
B． 铜片质量逐渐减少
C． 电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原
（3）(1998年上海，31)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图
14-4如下
图14-4
依据上图，完成下列填空：
(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为 ，与电源负极相连的电极附近，溶液pH (选填“不变”“升高”或“下降”)。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为
、 。
(3)如果粗盐中SO2－4含量较高，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以
是 (选填a，b，c多选扣分)。
a．Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2
(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO，加入试剂的合理顺序为 (选填a、b、c多选扣分)。
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)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过 、冷却、 (填写操作名称)除去NaCl
(6)在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为 。
跟踪练习答案：（1）.B （2）.D
（3）.(1)2Cl-－2e-====Cl2；升高
(2)Ca2++CO=====CaCO3↓ Mg2++2OH－====Mg(OH)2↓
(3)a、c (4)b、c (5)蒸发；过滤
(6)NaCl+H2O=====NaClO+H2↑ 或 2NaCl+2H2O=======H2↑+Cl2↑+2NaOH
Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
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