四川省成都市高中化学 电化学综合课件 新人教版选修4.ppt

电化学复习,理解原电池原理,掌握原电池原理的应用,复习目标,原电池原理,外电路,（电子流动）,内电路,（离子流动）,闭合回路,负极,氧化,本身失电子溶解,或通入的还原剂反应,正极,还原,溶液中氧化剂得电子,或电极表面覆盖的氧化剂得电子或通入的氧化剂得电子,氧化还原反应,以得失电子数相等叠加,原电池电极的判断,负极失电子发生氧化反应的电极,正极得电子发生还原反应的电极,原电池原理的应用,原电池原理的应用,判断电池在放电时的电极材料,名称放电反应负极,锌锰电池Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+2MnO(OH)+2NH3,锌汞电池Zn+HgO+H2O=Zn(OH)2+Hg,铅蓄电池Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,镍镉电池Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,Zn,Zn,Pb,Cd,思考：判断原电池的正负极还有哪些方法？,原电池电极反应式的书写,找出两极放电的物质,分析放电后的产物是否与溶液中溶质反应,原电池原理的应用,例：铅蓄电池放电时的反应总方程式Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O例：银锌纽扣电池放电时反应的总方程式Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2,两电极材料都参与反应,氢氧燃料电池（电解质溶液为硫酸溶液）：（电解质溶液为氢氧化钾溶液）,两电极都不参与反应,（1）负氧正还。（2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。（3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。,原电池电极反应式的书写注意事项：,（1）、今有2H2+O2=2H2O反应，构成燃料电池，则负极通的是_，正极通的是_，电极反应式分别是：_、_。（2）若把KOH改为稀H2SO4作导电物质，则电极反应式为：_、_。（1）和（2）的电解液不同，反应进行后，其溶液的PH各有何变化？,KOH,(1)H2、O2负极：2H2+4OH-4e-=4H2O；正极：O2+2H2O+4e-=4OH-（2）负极：2H24e-=4H+；正极：O2+4H+4e-=2H2O；（1）PH变小、（2）PH变大,原电池原理的应用,设计简单的原电池,例：将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成一个原电池,Fe,比Fe活泼差的金属或石墨,CuSO4、CuCl2等,负极：正极：电解质溶液：,例：Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：Cu作_极,Fe作_极电极反应式：负极_正极_如将稀硫酸改为浓硝酸则：Cu作_极,Fe作_极电极反应式：负极_正极_,正,负,Fe-2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,负,正,Cu-2e-=Cu2+,2NO3-+4H+2e-=2NO2+2H2O,例：铜片和铝片作两极，分别用接线柱平行固定在塑料板上，取两只50mL小烧杯，一只中注入40ml浓硝酸，另一只烧杯中注入40mL0.5mol/L稀硫酸，试回答：（1）两电极用导线连接后同时插入稀硫酸中，铝片上的电极反应方程式为。（2）两电极用导线连接后同时插入浓硝酸中，铝片上的电极反应方程式为。,举一反三,例：用足量锌和一定量稀硫酸制取氢气时，保持温度不变，在不影响生成氢气总量的前提下，若要使反应速率减慢，可向稀硫酸中加入一种盐的晶体，若要使反应速度加快，也可向稀硫酸中另一种盐的晶体。这两种盐分别是什么？,原电池原理的应用,加快氧化还原反应的速率,例：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，则这四种金属的活动性顺序由强到弱为。,原电池原理的应用,判断金属的活泼性,acdb,金属的腐蚀及其防护,原电池原理的应用,碱性电池具有容量大、放电电流大特点，得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池反应式：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是A.电池工作时，锌失去电子B.电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e_=Mn2O3(s)+2OH_(aq)C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g,高考真题,（）a极是（）极，电极反应式是（）,（）b极是（）极，电极反应式是（）,美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，反应是2H2+O2=2H2O其结构如右图所示。两个电极均由多孔碳制成，通入的气体在空隙中逸出,并在电极表面放电。,负,-2e-+2OH-=2H2O,正,O2+2H2O+e-=4OH-,回答：,xk,若以KOH为电解质，在两极上分别通入甲烷和氧气构成燃料电池,请写出电极反应式和总反应方程式。总反应式：CH42O22KOHK2CO33H2O负极：CH410OH8e-CO327H2O正极：2O24H2O8e-8OH,天然气燃料电池：,电解复习：电极的判断；离子放电顺序及电极反应；电解的应用；电解的计算。,阳极：与电源正极相连发生氧化反应的电极阴离子移向的电极电子流出的电极,阴极：与电源负极相连发生还原反应的电极阳离子移向的电极电子流入的电极,俗称：正-阳-氧,4、离子放电顺序会因电极材料不同而变化,若以活性电极(除C、Pt、Au等以外的其他金属)作阳极，金属被溶解，阳极本身发生氧化反应若以活性电极作阴极，与惰性电极一样,注意点：,5、在惰性电极（如C、Pt等）上离子放电顺序：阴极上阳离子放电顺序一般为：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Zn2+阳极上阴离子放电顺序一般为：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子高价含氧酸根离子一般不放电离子浓度对放电顺序有影响,三池比较,一判断什么池,电解池,原电池,二判断什么极,正负极,阴阳极,三判断何电极,电镀池,惰性电极,活泼电极,四判断何放电,阳极镀层阴极镀件,离子放电,电极放电,阴极,阳极,氯气,铜,CuCl2Cu+Cl2,阳极：2Cl-2e-=Cl2,阴极：Cu2+2e-=2Cu,减小,增大,加CuCl2,第一组：电解CuCl2,电解:CuCl2Cu+Cl2,2Cl-2e-=Cl2,阴离子移向,阳离子移向,电子流向,阳极,阴极,CuCl2溶液,氧化反应,还原反应,Cu2+2e-=2Cu,原理分析,第二组：电解NaCl,阴极,阳极,氢气,氯气,阳极:2Cl-2e-=Cl2,阴极:2H+2e-=H2,2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,减小,增大,加HCl,问题三：你能写出实际电解氯化钠过程中的所有反应方程式吗？,根据上述原理，请自己设计一个装置制取家庭消毒液。,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,电化学计算：实质是氧化还原的计算要点：得失电子的总数相等,典型习题：1（06全国理综I9）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：A1：2：3B3：2：1C6：3：1D6：3：2,2.（06天津理综12）我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：432624（）3，下列说法不正确的是正极反应为：22244电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积该电池通常只需要更换铝板就可继续使用,3、（06四川理综11）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,4（06广东16）某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列说法正确的是A放电时，LiMn2O4发生氧化反应B放电时，正极反应为：Li+LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4C充电时，LiMn2O4发生氧化反应D充电时，阳极反应为：Li+e-=Li,5（06江苏14）锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为负极反应：C6Lixe=C6Li1xxLi+（C6Li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料）正极反应：Li1xMO2xLi+xe=LiMO2（LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物）下列有关说法正确的是A锂离子电池充电时电池反应为C6LiLi1xMO2=LiMO2C6Li1xB电池反应中，锂、锌、银、铅各失去1mol电子，金属锂所消耗的质量最小C锂离子电池放电时电池内部Li+向负极移动D锂离子电池充电时阴极反应为C6Li1xxLi+xe=C6Li,6（06重庆理综27）.(14分)(请在答题卡上作答)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+2SO2-42PbSO4+2H2O请回答下