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文档简介
1、第一课时第一课时 化学能转化为电能化学能转化为电能化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机(分析火力发电的利与弊)(分析火力发电的利与弊)、将将Zn片插入片插入H2SO4溶溶液中有什么现象?为什么?液中有什么现象?为什么?、将将Cu片插入片插入H2SO4溶液溶液中有什么现象?为什么?中有什么现象?为什么?演示演示探究探究、若将、若将Zn片片,Cu片用一导线片用一导线连接再浸在连接再浸在H2SO4溶液中,有溶液中,有什么现象?为什么?什么现象?为什么?、将一、将一Zn片片,Cu片平行插入片平行插入H2SO4溶液中,有什么现象?溶液中,有什么现象?为什么?为什么?
2、、导线间接一电流计有何、导线间接一电流计有何现象产生?为什么?现象产生?为什么?原电池原电池1 1、定义、定义: :把化学能转变为电能的装置。把化学能转变为电能的装置。 问题探究问题探究 你知道原电池的工作原理吗?你知道原电池的工作原理吗?能不能写出在二个电极上的离子反能不能写出在二个电极上的离子反应方程式?应方程式?电极电极材料材料电极反应电极反应反应类型反应类型原电池的原电池的电极电极ZnZn片片CuCu片片电池总电池总反应反应氧化氧化反应反应ZnZn2e2e- - ZnZn2+2+2H2H+ + + 2e+ 2e- -H H2 2负极负极正极正极Zn+2HZn+2H+ +ZnZn2+2+
3、H+H2 2锌铜原电池工作原理锌铜原电池工作原理还原还原反应反应负极负极正极正极Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2还原剂还原剂(Zn)失去电失去电子,发生氧化反应子,发生氧化反应氧化剂氧化剂(H+)在铜极上在铜极上得到电子,发生还得到电子,发生还原反应原反应还原剂失去的还原剂失去的电子从锌极流电子从锌极流出出流入铜极流入铜极.经外电路经外电路Zn2+H+SO42-电流方向电流方向1.原电池:原电池:将化学能转化成电能的将化学能转化成电能的化学能转化为电能原电池的原理: 氧化还原反应总反应:总反应:2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnS
4、O4+H2(离子方程式)离子方程式)(化学方程式)(化学方程式)正极:正极:负极:负极:(氧化反应)(氧化反应)(还原反应)(还原反应)2.电极反应电极反应电子流向(外电路)电子流向(外电路):负极流向正极:负极流向正极 离子流向(内电路):离子流向(内电路): 阴离子移向负极阴离子移向负极 阳离阳离 子移向正极子移向正极电流走向电流走向:正极流向负极正极流向负极e负极负极正极正极二、原电池工作原理二、原电池工作原理意大利物理学家亚历山德罗.伏打(Alessandro Volta)伏打电池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一:活泼性不同的两个电极形成条件一:活泼性不同的两
5、个电极负极:较活泼的金属负极:较活泼的金属正极:较不活泼的金属、石墨等正极:较不活泼的金属、石墨等形成条件二:电极需插进电形成条件二:电极需插进电解质溶液解质溶液中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:必须形成闭合回路形成条件三:必须形成闭合回路实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件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四:必须存在自发的氧化还原反形成条件四:必须存在自发的氧化还原反应应3.构成原电池的条件构成原电池的条件(1)有活泼性不同的两个电极有活泼性不同的两个电极(2)两电极都接触电解质溶液两电极都接触电解质溶液(3)正极、负极、电解
6、质溶液构成闭合回路)正极、负极、电解质溶液构成闭合回路( 4 )在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。试试一一试试1、 判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,请说明理由;若是,请指出正负极名称,并请说明理由;若是,请指出正负极名称,并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极:负极:总反应:总反应:正极正极:Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极:正极正极:总反应总反应:正极:正极:负极负极:总反应:总反应:Zn2e- Zn2+2H+2e- H2Zn+2H+Zn2+H2F
7、e2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+Cu电解质溶液电解质溶液失失e,沿导线传递,有电流产生,沿导线传递,有电流产生阳离子阳离子负极负极正极正极 阳离子阳离子原电池工作原理:原电池工作原理:本节要点本节要点:1,原电池概念。,原电池概念。2,构成原电池的条件。,构成原电池的条件。3,原电池的正负极和电子流向判断。,原电池的正负极和电子流向判断。4,原电池的工作原理。,原电池的工作原理。小小 结结 练习练习11下列关于原电池的叙述正确的是下列关于原电池的叙述正确的是( )( )A. A. 构成原电池的正极和负极必须是两种活泼的金属构成原电池的正极和负极必须是两种活泼的金属
8、B. B. 原电池中做正极的金属也可失电子原电池中做正极的金属也可失电子C C、原电池中电子流出的一极是负极,该极被氧化、原电池中电子流出的一极是负极,该极被氧化D D、原电池放电时,电流的方向是从负极到正极、原电池放电时,电流的方向是从负极到正极C C 把把A A、B B、C C、D4D4块金属片浸入稀硫酸中,用块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成导线两两相连组成原电池原电池。若若A A、B B相连时,相连时,A A为负极;为负极;C C、D D相连时,相连时,D D上产生大量气泡;上产生大量气泡;A A、C C相连时,电流由相连时,电流由C C经导线流向经导线流向A A;B B、D D
9、相连时,电子由相连时,电子由D D经导线流向经导线流向B B,则此则此4 4种金属的活动性由强到弱的顺序为(种金属的活动性由强到弱的顺序为( ) A AB BC CD D A AC CD DB B C CA AB BD D B BA AC CD D A AB BC CD DA AC CD DB B1、从两极的材料分析:、从两极的材料分析: 负极负极较活泼一极较活泼一极 正极正极较不活泼一极较不活泼一极2、从电子的流向分析:、从电子的流向分析: 负极负极电子流出一极电子流出一极 正极正极电子流入一极电子流入一极3、从电流的流向分析:、从电流的流向分析: 负极负极电流流入一极电流流入一极 正极正极
10、电流流出一极电流流出一极4、从电极的反应类型分析:、从电极的反应类型分析: 负极负极氧化反应氧化反应 正极正极还原反应还原反应5、从实验现象分析:、从实验现象分析: 负极负极溶解,质量减小溶解,质量减小 正极正极有气体生成有气体生成/质量增加质量增加判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法 练习练习55把把A,BA,B两种不同的未知活泼性的金属用两种不同的未知活泼性的金属用导线连接后同时插入稀硫酸中导线连接后同时插入稀硫酸中, ,结果发现结果发现A A金属金属上有气体产生上有气体产生, ,则下列说法正确的是则下列说法正确的是( )( )A. AA. A为正极为正极,A,A较活泼较活泼B
11、. BB. B为负极为负极,B,B较活泼较活泼C. AC. A上发生的是氧化反应上发生的是氧化反应D. AD. A的质量减小的质量减小B B二、二、 原电池原理的应用:原电池原理的应用:4 4、研制分析化学电源;、研制分析化学电源;3 3、促进某些氧化还原反应的进行,加快反应速率促进某些氧化还原反应的进行,加快反应速率1 1、金属腐蚀的原因分析及寻找钢铁防腐蚀的、金属腐蚀的原因分析及寻找钢铁防腐蚀的方法方法2、原电池的设计、原电池的设计 阅读教材阅读教材39页页 资料卡资料卡 分析钢铁电化学腐蚀分析钢铁电化学腐蚀的原因,探讨防止钢铁的方法及原理。的原因,探讨防止钢铁的方法及原理。原理:在潮湿空
12、气中钢铁表面形成无数微小的原电池。负极:Fe2e=Fe2+正极:2H20+O2+4e=4OHFe2+ +2OH =Fe(OH)24Fe(OH)2 +2H20+O2 = 4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2OFeCGNaCl(1 1)覆盖保护层;)覆盖保护层;(2 2)改变金属内部结构;)改变金属内部结构;(3 3)钢铁表面镶嵌活泼金属,如锌;)钢铁表面镶嵌活泼金属,如锌;有下列材料:有下列材料:Zn片、片、Cu片、导线、水果片、导线、水果 、电流计,请设计一个装置使电流计指针发生电流计,请设计一个装置使电流计指针发生偏转。偏转。2 2、原电池的设计、原电池的设计2、 原电池的设
13、计原电池的设计(1) 请结合组成原电池的条件,将氧化还原反应:请结合组成原电池的条件,将氧化还原反应: Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液:、电解液: 。2、电极材、电极材料:料: 正极正极 ,负极,负极 。3、电极反应式电极反应式 : 负极负极: . 正极正极: . (2) 将氧化还原反应:将氧化还原反应:Cu+2FeCl3= 2FeCl2 +CuCl2设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液:、电解液: 。2、电极材、电极材料:料: 正极正极 ,负极,负极 。3、电极反应式电极反应式 : 负极负极: . 正极正极: . (3)
14、将氧化还原反应:将氧化还原反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液:、电解液: 。2、电极材、电极材料:料: 正极正极 ,负极,负极 。3、电极反应式电极反应式 : 负极负极: . 正极正极: . (4) 将氧化还原反应:将氧化还原反应:Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液:、电解液: 。2、电极材、电极材料:料: 正极正极 ,负极,负极 。3、电极反应式电极反应式 : 负极负极: . 正极正极: . 问题探究问题探究 将铜棒和铝棒用导线连接后将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸中插
15、入浓硝酸中, ,是否构成了原电池是否构成了原电池? ? 若构成了原电池若构成了原电池, ,负极材料是负极材料是什么什么? ? 电极反应式电极反应式? ? 练习练习11如图所示,在铁圈和银圈的焊接处,用如图所示,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;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小心的向烧杯中央滴入CuSOCuSO4 4溶液,片刻后可观溶液,片刻后可观察到的现象是察到的现象是( D )A. A. 铁圈和银圈左右摇摆不定;铁圈和银圈左右摇摆不定;B. B. 保持平衡状态;保持平衡状态;C. C. 铁圈向下倾斜;铁圈向下倾斜;D. D. 银圈向
16、下倾斜;银圈向下倾斜;练习、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时、下列措施练习、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时、下列措施不能使氢气生成速率加大的是不能使氢气生成速率加大的是 ( ) A.加热加热 B.不用稀硫酸改用不用稀硫酸改用98%浓硫酸浓硫酸 C、滴加少量、滴加少量CuSO4溶液溶液 D.不用铁片改用铁粉不用铁片改用铁粉 (3 3)、形成原电池能加快化学反应速率)、形成原电池能加快化学反应速率B 练习练习 由碳棒、铁片和由碳棒、铁片和200mL200mL稀稀H H2 2SOSO4 4组成的原电池中,组成的原电池中,当在碳棒上共放出当在碳棒上共放出3.36L3.36L(标准状况)气体时,求消耗铁(标准
17、状况)气体时,求消耗铁多少克?有多少个电子通过了电线?多少克?有多少个电子通过了电线? 解解: :负极反应负极反应: Fe : Fe 2e 2e- - = Fe = Fe2+2+ 正极反应:正极反应: 2H2H+ + + 2e + 2e- - = H = H2 2 总反应:总反应: Fe + 2HFe + 2H+ + = Fe = Fe2+2+ + H + H2 2 56g 22.4L56g 22.4Lm(Fe) 3.36Lm(Fe) 3.36Lm(Fe)= 8.4gm(Fe)= 8.4g 电子数电子数= 8.4g= 8.4g56g/mol56g/mol2mol2mol6.026.021010
18、2323/mol /mol = 1.806= 1.80610102323(1)一次电池(如干电池)一次电池(如干电池) 用过后不能复原用过后不能复原(2)二次电池(如蓄电池)二次电池(如蓄电池) 充电后能继续使用充电后能继续使用(3)燃料电池)燃料电池(4)海水电池)海水电池 化学电源:化学电源:负极(锌筒):负极(锌筒):Zn-2e-=Zn2+正极(石墨):正极(石墨):2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应:总反应:Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2+ Mn2O3+2NH3+H2O干电池 Zn- Mn普通普通干电池干电池(1)一次电池锌锰碱性电池是一种新型的干
19、电池。锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为正极材料为MnO2 ,负极材料为负极材料为Zn,还原产物为还原产物为MnOOH,电解质是电解质是KOH溶液,溶液,总:总: Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH请写出电极反应式并分析其工作原理。请写出电极反应式并分析其工作原理。负极:负极:Zn + 2OH2e- = Zn(OH)2正极:正极:2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO(OH) + 2OH 总反应:总反应: Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO(OH)碱性碱性Zn- Mn干电池干电池 银锌电池银锌电池钮扣
20、电池钮扣电池 该电池使用寿命较长,广该电池使用寿命较长,广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和和Zn,电解质为,电解质为KOH溶液。发生反应后生成溶液。发生反应后生成Ag和和ZnO,其电极反应式为:其电极反应式为:负极:负极:Zn+2OH-2e- = ZnO+H2O 正极:正极:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-银锌银锌纽纽扣电池扣电池总反应式为:总反应式为:Zn+ Ag2O= ZnO+2Ag(2)二次电池铅蓄电池铅蓄电池(1)电极材料及原料)电极材料及原料(2)电解质溶液)电解质溶液(3)电极反应式:)电极反应式:正极:正极:PbO2
21、 负极:负极:PbH2SO4溶液溶液负极(负极(Pb): Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O正极(正极(PbO2): PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O总反应:总反应:负极:负极:Pb+SO42- =PbSO4+2e-正极:正极:PbO2+SO42-+4H+2e - =PbSO4+ 2H2O 电池总反应:电池总反应:Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ =2PbSO4+2H2O阴极:阴极: PbSO4 +2e- Pb+SO42- 阳极:阳极: PbSO4+ 2H2O PbO2+SO42-+4H
22、+2e- 电池总反应:电池总反应:2PbSO4+2H2O Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ 铅蓄电池的放电过程铅蓄电池的放电过程原电池原电池铅蓄电池的充电过程铅蓄电池的充电过程电解池电解池放电放电充电充电2 PbSO4 + 2H2OPbO2 + Pb + 2H2SO4铅蓄电池的充放电过程铅蓄电池的充放电过程 把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器能量转换器”优点:优点:效率高、无污染,装置可持续使用效率高、无污染,装置可持续使用 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是在工作时
23、,不断从外部贮藏在电池内,而是在工作时,不断从外界输入,同时将电极反应产物不断排出电池界输入,同时将电极反应产物不断排出电池 (3)新型燃料电池)新型燃料电池演示探究演示探究教材教材4040页页负极:负极:2H2+4OH-4e-=4H2O 正极:正极:O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应:总反应:O2+2H2=2H2O常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、铝铝- -空气燃料电池、熔融盐燃料电池等。空气燃料电池、熔融盐燃料电池等。如图电池反应如图电池反应(4)海水电池)海水电池1991年,我国首创以年,我国首创以铝铝-空气空气-海水海水为能源
24、的新型电为能源的新型电池,用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电池,用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。这种海水电池的能量比这种海水电池的能量比“干电池干电池”高高2050倍。电极倍。电极反应式为:反应式为:负极:负极:正极:正极:电池总反应:电池总反应:4Al - 12e-= 4Al 3+3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH -4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式?怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式?书写步骤书写步骤:(:(1)写出燃烧
25、反应,根据电解液改写燃写出燃烧反应,根据电解液改写燃料电池总反应;料电池总反应;(2)写出正极的电极反应式)写出正极的电极反应式(一般较简单一般较简单);(3)由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极)由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。的电极反应式。正极反应一般为正极反应一般为酸性介质酸性介质 碱性介质碱性介质O2+4H+4e=2H2OO2+2H2O+4e=4OH- CH4、O2、NaOH组成的燃料电池组成的燃料电池1.燃烧总化学反应燃烧总化学反应: CH4+2O2CO2+2H2O2.燃料电池总反应:燃料电池总反应:3.正极:正极:4.负极:负极:CH4+2OH-+2O
26、2 = CO3 2 -+3H2O2O2+4H2O+8e= 8OH-CH4+10OH-8e= CO32-+7H2O甲醇甲醇燃料电池是由甲醇和氧气及燃料电池是由甲醇和氧气及强碱强碱电解质溶电解质溶液构成的新型手机电池,电量可达现用镍氢或液构成的新型手机电池,电量可达现用镍氢或锂电池的十倍,可连续使用一个月才充一次电。锂电池的十倍,可连续使用一个月才充一次电。据此回答:据此回答: (1)甲醇是甲醇是 极极,电极反应式是电极反应式是: ;(2)电池反应的离子方程式电池反应的离子方程式: 2CH3OH+16OH-12e=2CO32-+12H2O2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O. 负
27、负3 3、一个原电池的总反应的离子方程式是、一个原电池的总反应的离子方程式是Zn + CuZn + Cu2+2+ = = ZnZn2+2+ + Cu + Cu,该反应的原电池的组成正确的是(,该反应的原电池的组成正确的是( )A AB BC CD D正极正极ZnZnAgAgCuCuCuCu负极负极CuCuCuCuZnZnZnZn电解质溶液电解质溶液 CuClCuCl2 2H H2 2SOSO4 4CuSOCuSO4 4FeClFeCl2 2C 在生产和生活中我们不但要利用化学反应,使化在生产和生活中我们不但要利用化学反应,使化学能转化为电能,而且要利用化学反应使电能转学能转化为电能,而且要利用
28、化学反应使电能转化为化学能。化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。方法来完成。我们已学过的化学课程里涉及利用我们已学过的化学课程里涉及利用电解反应来制取新物质的例子吗?电解反应来制取新物质的例子吗? 实实 例例被电解物质被电解物质 电电 解解 产产 物物 化化 学学 方方 程程 式式电解水电解水水水H2、O22H2O=2H2 +O2 电解食盐水电解食盐水 H2O、NaClNaOH 、H2 、 Cl22NaCl +2H2O= 2NaOH +H2 + Cl2 电解融熔电解融熔 氯化钠氯化钠NaClNa、 Cl22NaCl = 2NaCl+ Cl2 电解
29、融熔电解融熔 氧化铝氧化铝Al2O3Al 、 O22Al2O3=2Al +3 O2 在在U形管中加入饱和氯化铜溶液,用形管中加入饱和氯化铜溶液,用石墨棒作电极,接通电源,电解数分石墨棒作电极,接通电源,电解数分钟后,观察现象。钟后,观察现象。(1)接电源负极的石墨棒上有)接电源负极的石墨棒上有 , 电极反应为电极反应为。(2)接电源正极的石墨棒上有)接电源正极的石墨棒上有 , 电极反应为电极反应为。 (3)电解反应的化学方程式)电解反应的化学方程式。 (4)在上述电解反应中,被氧化的物质是)在上述电解反应中,被氧化的物质是, 被还原的物质是被还原的物质是。(5)比较电解饱和氯化钠溶液与电解饱和
30、氯化铜溶液,)比较电解饱和氯化钠溶液与电解饱和氯化铜溶液,有什么不同?为什么?有什么不同?为什么?有铜析出有铜析出Cu2+ + 2e- = Cu有有Cl2放出放出2Cl- - 2e- = Cl2CuCl2 = Cu + Cl2 CuCl2CuCl2因参与电解的微粒不同。因参与电解的微粒不同。电解氯化铜溶液微观模拟电解氯化铜溶液微观模拟3.电极名称和电极反应电极名称和电极反应与电源负极相连的电极叫阴极,阴极上发生还原反应。与电源负极相连的电极叫阴极,阴极上发生还原反应。与电源正极相连的电极叫阳极与电源正极相连的电极叫阳极,阳极上发生氧化反应,阳极上发生氧化反应。 构成电解池有什么条件?电解池有什
31、么条件?构成条件构成条件: (1)与外加电源相连的两个电极)与外加电源相连的两个电极 (2)有电解质溶液)有电解质溶液 (3)形成闭合回路)形成闭合回路1.电解电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起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氧化还原反应的过程.2.电解池电解池:借助于电流引起氧化还原反应的装置,借助于电流引起氧化还原反应的装置, 即把即把 电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽三、电解池及电解原理三、电解池及电解原理阴极阴极:与电源负极相连,与电源负极相连,电子流入,发生电子流入,发生还原还原反应反应阳极阳极:与电源正
32、极相连,与电源正极相连,电子流出,发生电子流出,发生氧化氧化反应反应4. 电极的判断电极的判断eeCC阴极阴极阳极阳极电解质溶液电解质溶液5. 电子、离子的流向电子、离子的流向电子电子从从阳极阳极通过电源流向通过电源流向阴极阴极阳离子阳离子在电解质溶液中在电解质溶液中移向移向阴极阴极阴离子阴离子在电解质溶液中在电解质溶液中移向移向阳极阳极比较原电池、电解池的异同点。比较原电池、电解池的异同点。原电池原电池电解池电解池定义定义化学能转变成电能的装置。化学能转变成电能的装置。自发的自发的氧化还原反应氧化还原反应将电能转变成化学能的装将电能转变成化学能的装置。置。非自发的非自发的氧化还原反氧化还原反
33、应应形成形成条件条件活动性不同两电极活动性不同两电极电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路两电极接直流电源两电极接直流电源电极插入电解质溶液电极插入电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路电极电极名称名称负极:较活泼金属;负极:较活泼金属;正极:较不活泼金属正极:较不活泼金属(或或能导电的非金属等能导电的非金属等)阳极:电源正极相连阳极:电源正极相连阴极:电源负极相连阴极:电源负极相连电极电极反应反应负极:氧化反应负极:氧化反应正极:还原反应正极:还原反应阳极:氧化反应阳极:氧化反应阴极:还原反应阴极:还原反应原电池、电解池的比较原电池、电解池的比较稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 硫
34、酸硫酸 A B C D A B C D 例题例题1:下列装置中属于原电池的是下列装置中属于原电池的是 ( ) 属于电解池的是属于电解池的是 ( ) BC D 怎样区分原电池、电解池?怎样区分原电池、电解池?原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源;分析下图,哪个是原电池,哪个是电解池。 多池组合判断:多池组合判断: 无外电源:一池为原电池,其余为电解池;无外电源:一池为原电池,其余为电解池; 有外电源:全部为电解池或电镀池、精炼池。有外电源:全部为电解池或电镀池、精炼池。 阳极阳极:先看电极后看溶液先看电极后看溶液 (1) 活泼金属电极活泼金属电极:金属
35、电极失电子(除金和铂金属电极失电子(除金和铂) (2) 惰性电极惰性电极:溶液中阴离子失去电子溶液中阴离子失去电子, 失电子能力为失电子能力为: S2- I - Br - Cl - OH - 含氧酸根含氧酸根F-阴极阴极: 溶液中阳离子得电子溶液中阳离子得电子,得电子能力为得电子能力为: Ag+ Fe3+ Cu2+ H+ (酸)(酸) Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ H+ (水)(水) Al3+ Mg2+ 阴极阴极: _电子,发生电子,发生_反应,离子反应,离子_越强,反应越容易。越强,反应越容易。常见阳离子放电顺序:常见阳离子放电顺序:Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3
36、+Mg2+Na+阳极阳极:_电子,发生电子,发生_反应,离子反应,离子_越强,反应越容易。越强,反应越容易。当阳极为惰性电极当阳极为惰性电极(石墨、铂、金石墨、铂、金)时时,常见常见阴离子放电顺序:阴离子放电顺序:S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F得得还原还原氧化性氧化性失失氧化氧化还原性还原性离子放电规律离子放电规律记记笔笔记记分析电解反应的一般思路分析电解反应的一般思路溶液中存在的离子溶液中存在的离子两极上的电极反应两极上的电极反应离子的移动方向及放电顺序离子的移动方向及放电顺序判断电解池的阴、阳极判断电解池的阴、阳极电解电解Na2SO4溶液的分析溶液的分析阴极阴极
37、阳极阳极氧氧气气氢氢气气阳极阳极: 4OH- 4e- = 2H2O+O2 实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4 阴极阴极: 4H + 4e- = 2H2 变大变大不不变变 加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通电通电如电解如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶等溶液时其电极反应式为:液时其电极反应式为:阳极阳极 : 4OH4e2H2O +O2阴极:阴极: 4H+ +4e2H2 总反应:总反应:2H2O O2 +2H2 电解 电解后溶液中电解后溶液中溶质的质量分数增大溶质的质量分数增大,若要恢,若要恢复原来的浓度,只需加入一定量的水即可。复原来的浓度
38、,只需加入一定量的水即可。用惰性电极电解电解质溶液规律用惰性电极电解电解质溶液规律(1)电解水型:电解水型:电解电解CuCl2溶液的分析溶液的分析阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuCl2 CuCl2 Cu+Cl2 电解阳极:阳极:2Cl-2 e- =Cl2阴极:阴极:Cu2+ 2e-=2Cu减小减小增增大大 加加CuCl2如电解盐酸、如电解盐酸、CuCl2溶液等溶液等 电解后溶液中电解后溶液中溶质的质量分数减小溶质的质量分数减小,若要,若要恢复原来的组成和浓度,需加入一定量的溶质恢复原来的组成和浓度,需加入一定量的溶质(通入一定量的通入一定量的H
39、Cl气体气体)阳极:阳极: 2Cl 2eCl2阴极:阴极: 2H+ +2e H2 总反应:总反应:2HCl Cl2 + H2 电解电解盐酸电解盐酸(2)电解本身:电解本身:电解电解CuSO4溶液的分析溶液的分析阴极阴极阳极阳极氧氧气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuSO4 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4电解阴极:阴极:Cu2+ 2e-=Cu减小减小 加加CuO阳极阳极: 4OH- 4e- = 2H2O+O2 减减小小如电解如电解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液等。溶液等。阳极阳极 : 4OH4e2H2O +O2阴极:阴极: 2Cu2+
40、+4e2Cu总反应:总反应: 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 电解 电解后原溶液中电解后原溶液中溶质的质量分数减小溶质的质量分数减小,若,若要恢复原来的组成和浓度,需加入一定量金属要恢复原来的组成和浓度,需加入一定量金属氧化物。氧化物。电解电解CuSO4溶液溶液(3)放氧生酸型:放氧生酸型:电解电解NaCl溶液的分析溶液的分析阴极阴极阳极阳极氢氢气气氯氯气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原NaCl 阳极阳极: 2Cl- 2e- = Cl 2阴极阴极: 2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 电解减小减小增增大大
41、加加HCl如电解如电解NaCl、KCl、MgCl2溶液等。溶液等。 电解后原溶液中电解后原溶液中溶质的质量分数减小溶质的质量分数减小,若,若要恢复原来的组成和浓度,需通入一定量的要恢复原来的组成和浓度,需通入一定量的HCl气体。气体。阳极阳极 (C): 2Cl 2eCl2阴极阴极 (C): 2H+ +2e H2 总反应:总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 电解(4)放氢生碱型:放氢生碱型:2.(2002广东广东10)在原电池和电解池的电极上所)在原电池和电解池的电极上所发生的反应,同属氧化反应或同属还原反应的是发生的反应,同属氧化反应或同属还原反应的是A.原电池的正极和
42、电解池的阳极所发生的反应原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应高考题例析高考题例析B C 3. (05全国卷全国卷I)11关于电解关于电解NaCl水溶液,下列叙述水溶液,下列叙述正确的是正确的是A电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠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若在阳极附近的溶液中滴入KI试液,溶液呈棕色试液,溶液呈棕色C
43、若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色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搅拌后溶液呈中性B4.(2003上海上海16右图是电解右图是电解CuCl2溶液的装置,溶液的装置,其中其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的为石墨电极。则下列有关的判断正确的是是A.a为负极、为负极、b为正极为正极 B.a为阳极、为阳极、b为阴极为阴极C.电解过程中,电解过程中,d电极质量增加电极质量增加 D.电解过程中,氯离子浓度不变电解过程中,氯离子浓度不变C(2)活泼金属的冶炼)活泼金属的冶炼钠的制取钠的制取镁的制取镁的制取铝的制取铝的制取总反应式总反应式 : 2NaCl 2Na+Cl2通电总反应式总反应式 : MgCl2 Mg+Cl2通电总反应式总反应式
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