高考第一轮复习—知识点化学反应与能量原电池电解原理及其应用PPT学习教案

1、会计学1高考第一轮复习高考第一轮复习知识点化学反应与能知识点化学反应与能量原电池电解原理及其应用量原电池电解原理及其应用2第1页/共39页31、概念：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例：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 - = Zn

2、2+氧化正2H+ +2e- =H2还原负Zn 2e - = Zn 2+氧化正Cu2+ + 2e - = Cu还原一、原电池第2页/共39页4氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池电解质溶液盐桥失e，沿导线传递，有电流产生还原反应Cu2+2e- =Cu阴离子阳离子总反应：负极正极 Cu2+2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）阳离子外电路内电路第3页/共39页53、原电池的形成条件： 两极一液一连线（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

3、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。 锌半电池， 铜半电池第4页/共39页64、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：根据电极材料根据原电池电极 发生的反应根据电极增重还是减重根据电极有气泡冒出：负极正极第5页/共39页7学与问在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗？ 电池化学电池太阳能电

4、池原子能电池将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置第6页/共39页8知识点1：化学电池1)概念:将化学能变成电能的装置2)分类:一次电池又称不可充电电池如：干电池二次电池又称充电电池蓄电池燃料电池3)优点:4)电池优劣的判断标准:能量转换效率高，供能稳定可靠。可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。易维护，可在各种环境下工作。比能量 符号(Ah/kg)，(Ah/L)指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少比功率符号是W/kg，W/L)指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小电池的储存时间的长短

5、第7页/共39页9锂电池干电池叠层电池纽扣电池各类电池知识点2：各类电池第8页/共39页10电极反应和总化学反应方程式。负极正极总反应Zn-2e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2Zn+2NH4+=Zn2+2NH3 +H2 1、干电池(酸性锌锰电池）负极: Zn正极：石墨 MnO2电解质：NH4Cl、ZnCl2(一) 一次电池P932NH4Cl+Zn+2MnO2=ZnCl22NH3+Mn2O3+H2O第9页/共39页11负极（锌筒）：正极（石墨）：总反应：碱性锌锰干电池Zn+ 2MnO2+2 H2O =2 Mn OOH+ Zn(OH)2 （或Mn2O3）负极: Zn正极：MnO2电解质

6、：KOHZn-2e- + 2OH - =Zn(OH)22MnO2+2e -+2H2O=2MnOOH+2 OH 第10页/共39页122、迷你型电池（电解质KOH）汞锌电池： HgO（S）+Zn（S）=Hg（l）+ZnO（S）银锌电池： Ag2O （S） + Zn（S）=2Ag （S） +ZnO（S）负极（锌）：Zn-2e- + 2OH - =ZnO+H2O正极（银）： Ag2O+ 2e- + H2O=2Ag+2OH-写出银锌电池电极反应式：第11页/共39页133、锂电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)： 8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极： ；正极： 。8Li-8e-

7、=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S该电池可不可用H2SO4做电解质？第12页/共39页14电池铅蓄电池电解质溶液电极反应式：负极： Pb 正极： PbO2H2SO4溶液负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O 正极（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O总反应：(二)二次电池(可充电)思考：转移1mole-消耗多少molH2SO4第13页/共39页152PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电过程PbSO4

8、(s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应负极：正极：PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) 氧化反应接电源负极接电源正极充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)铅蓄电池的充放电过程：放电充电第14页/共39页16NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电充电负极材料：Cd；正极材料：涂有NiO2，电解质：KOH溶液。电极反应：负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极：NiO2 +2e-+2H2O=Ni(OH)

9、2+2OH-第15页/共39页17氢氧燃料电池工作原理介质介质电池反应：电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-(三)燃料电池第16页/共39页18固体氢氧燃料电池固体电解质介质固体电解质介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 负极正极负极 正极2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 +

10、 4e-= 2O2 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 第17页/共39页19它是以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通入甲烷和氧气。电极反应为：负极：正极：电池总反应：2O2+ 4H2O +8e-= 8OH -CH4+ 10OH -8e-= CO32- + 7H2OCH4+ 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3 H2O甲烷新型燃料电池分析溶液的pH变化。电解质为KOH溶液若用C2H6、CH3OH呢？第18页/共39页20C2H6燃料电池、电解质为KOH溶液负极：正极：电池总反应：CH3OH燃料电池、电解质为KOH溶液负极：正极：电

11、池总反应：7O2+ 14H2O +28e-=28OH -2C2H6+ 36OH -28e-= 4CO32- + 24H2O2C2H6+ 7O2 +8KOH = 4K2CO3 + 10 H2O3O2+6H2O +12e-= 12OH -2CH3OH+ 16OH -12e-= 2CO32- + 12H2O2CH3OH+ 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6 H2O第19页/共39页21C4H10、空气燃料电池、电解质为熔融K2CO3, 用稀土金属材料作电极（具有催化作用）负极：正极：电池总反应：13O2 +52e- + 26CO2 =26CO3 2-2C4H10 -52e- + 26CO

12、32- = 34 CO2+ 10H2O2C4H10+ 13O2 = 8CO2 + 10 H2O第20页/共39页22铝空气燃料电池（海水）：负极：正极：电池总反应：3O2 +12e- + 6H2O =12OH-4Al -12e- = 4Al3+4Al +3O2 +6H2O = 4Al(OH)3第21页/共39页231.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。三、原电池的主要应用：5.解释某些化学现象第22页/共39页24(1)比较金属活动性强弱。(

13、四)原电池原理应用：(2)比较反应速率(3)比较金属腐蚀的快慢例：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)第23页/共39页25A非氧化还原反应不能设计为原电池反应第24页/共39页26CuCl2溶液阴离子移向阳极阴极氧化反应还原反应电子流向阳离子移向e-e-Cu2+ 2e-=2Cu2Cl-2 e- =Cl2电解池 P971.电解原理 电解:CuCl2 Cu+Cl2 电解第25页/共39页272.离子放电顺序 （要记住） 活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不放电。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

14、到易）是：阳极：阴极:阳离子在阴极上放电顺序是：第26页/共39页283.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 CuCl2 Cu+Cl2 电解减小增大CuCl2CuCl2溶液第27页/共39页29第28页/共39页30阳极阴极氧气氢气实例电极反应 浓度PH值复原Na2SO4 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H2ONa2SO4溶液2H2O 2H2 +O2 电解第29页/共39页31阳极阴极氯气氢气实例电极

15、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HClNaCl溶液第30页/共39页32实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阴极氧气铜阳极: 4OH- 4e- = 2H2O+O2 阴极：Cu2+ 2e-=Cu 2CuSO4+ 2H2O = 2Cu +O2 + 2H2SO4电解减小减小 加CuOCuSO4溶液第31页/共39页33电解原理的应用1、镀铜反应原理 阳极(纯铜)：Cu-2e=Cu2+， 阴极(镀件)：Cu2+2e=Cu， 电解液：可溶性

16、铜盐溶液，如CuSO4 .2、氯碱工业反应原理 阳极：2Cl-2e- =Cl2，阴极：2H+2e- =H2 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+ Cl23、电解精炼反应原理(电解精炼铜) 粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等 阳极(粗铜)：Cu-2e- = Cu2+， （Zn-2e- = Zn2+， Ni-2e- = Ni2+， Fe-2e- = Fe2+，等） 阴极(精铜)： Cu2+2e- =Cu， 电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4。 Zn2、Ni2等 阳离子得电子能力小于Cu2+而留在电解质溶液中。金属活动顺序排在Cu后的Ag、Pt、Au等失电子能力小于Cu，以金属单质沉

17、积于阳极，成为“阳极泥”。第32页/共39页34第33页/共39页35总结:原电池、电解池、电镀池的比较原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池定义定义形成形成条件条件电极电极名称名称电极电极反应反应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镀上一层其它金属的装置。活动性不同两电极电解质溶液形成闭合回路两电极接直流电源电极插入电解质溶液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须含有镀层金属的离子负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；阴极：镀件负极：氧化反应正极：还原反应阳极：氧化

18、反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应评讲习题第34页/共39页36高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH下列叙述不正确的是（ ） A放电时负极反应为：Zn2e +2OH= Zn(OH)2 B充电时阳极反应为： Fe(OH)3 3e + 5 OH = FeO42+ 4H2O C放电时每转移3 mol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24放电 例题1:充电C第35页/共39页37例2:金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（ ） （已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）A阳极发生还原反应，其电极反应式： Ni2+ + 2e = NiB电解过程中，阳极