选修4第四章总结1

1、1原电池2化学电源4金属的电化学腐蚀与防护电化学基础3电解池氧化还原反应化学能转化为电能，自发进行电能转化为化学能，外界能量推动知识结构知识结构一、原电池原理一、原电池原理把化学能转变为电能的装置叫把化学能转变为电能的装置叫 原电池原电池要解决的问题：要解决的问题：1. 什么是什么是原电池原电池？2. 原电池的原电池的工作原理？工作原理？（电子的流向、电流的流向、离子的流向、形（电子的流向、电流的流向、离子的流向、形成条件、电极的判断、电极反应的写法）成条件、电极的判断、电极反应的写法）原电池及其工作原理：原电池及其工作原理：1.定义：定义： 化学能转化为电能的装置为原电池。化学能转化为电能的

2、装置为原电池。从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池；可设计成原电池；. .电极名称：电极名称：原电池原电池相对活泼的电极为负极相对活泼的电极为负极相对不活泼的电极为正极相对不活泼的电极为正极3.3.电极反应：电极反应：原电池原电池负极：负极：正极：正极：失电子的氧化反应失电子的氧化反应得电子的还原反应得电子的还原反应4. 4. 原电池的形成条件原电池的形成条件(4)形成闭合回路形成闭合回路。（两电极用导线连接（两电极用导线连接，或接触或接触。）。）（1）能自发地发生的氧化还原反应能自发地发生的氧化还原反应： 电极和电解质溶液电极和电解质

3、溶液 两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池）两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池）（2）电解质溶液电解质溶液： 参与电极反应或构成内电路参与电极反应或构成内电路（3）两导体作电极两导体作电极： 活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导 体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。 两不活泼的导体石墨或两不活泼的导体石墨或Pt等。（燃料电池电极）等。（燃料电池电极）5.5.定向移动方向定向移动方向：电子、离子：电子、离子原电池原电池“负极给出电子，并流向正极负极给出电子，并流向正极”必发生必发生失电子失电

4、子的的氧化反应氧化反应必发生必发生得电子得电子的的还原反应还原反应例例1. 下列哪几个装置能形成原电池？下列哪几个装置能形成原电池？CuFeH2SO4CuZnH2SO4CuFeNaCl溶溶液液CuFeNaCl溶液溶液CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4ABCDEFMnZnZ4OS2HNnZCu4OS2Cu CuSO4例例2. 在盛有稀在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是确的是( )(A)正极附近的正极附近的SO42 离子浓度逐渐增大离子浓度逐渐增大 (B)电子通过导线由铜片流向锌片电子通过导线由铜片流向锌片

5、(C)正极有正极有O2逸出逸出 (D)铜片上有铜片上有H2逸出逸出D氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液盐桥盐桥失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e- =H2阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极 2H+2e- =H2Zn-2e- =Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(离子方程式）离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电极反应电极反应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）阳离子阳离子外电路外电路内电路内电路强调：原电池的工

6、作原理：强调：原电池的工作原理：1.1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与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，此金属是锌组成原电池时，锌为负极，此金属是( )( )A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu2.2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的溶液的 pH( )pH( )A.A.不变不变 B B先变大后变小先变大后变小 C C逐渐变大逐渐变大 D.D.逐渐变小逐渐变小C练习：练习：例例3.3.市场上出售的市场上出售的“热敷袋热敷袋”，其主要成分是：，其主要成分是：铁屑、炭粉

7、、木屑与少量铁屑、炭粉、木屑与少量NaClNaCl、水、水等。它在使等。它在使用之前，需要塑料袋与空气隔绝。使用时开启用之前，需要塑料袋与空气隔绝。使用时开启塑料袋上的小孔，轻轻揉搓就会有热量放出。塑料袋上的小孔，轻轻揉搓就会有热量放出。当使用完后还会发现有铁锈生成。当使用完后还会发现有铁锈生成。(1) 热敷袋使用时，为什么会放出热量？热敷袋使用时，为什么会放出热量？(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。试写出有关的电极反应式和化学方程式。(2)碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？么作用？(1) 热敷袋使用时，为什么会放出热量？热敷袋使用时，为什

8、么会放出热量？(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。试写出有关的电极反应式和化学方程式。利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。负极：负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+正极：正极：O2+2H2O + 4e- = 4OH-总反应：总反应：4Fe+3O2+6H2O = 4Fe(OH)3(2)碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？用？碳粉碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原电池，加速铁屑的氧化。构成原电池，加速铁屑的氧化。氯化钠氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。溶于

9、水，形成了电解质溶液。（）（）盐桥的作用是什么？盐桥的作用是什么？可可提供定向移动的阴阳离子，提供定向移动的阴阳离子，使由它连接的两溶液保持电使由它连接的两溶液保持电中性中性，盐桥保障了电子通过，盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。得以继续进行。 导线的作用是传递电子，导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。则是沟通内电路。. 双液原电池的工作原理双液原电池的工作原理（有关概念）（有关概念）（）盐桥中装有饱和的（）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的溶

10、液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出 盐桥的作用：盐桥的作用：（1 1）形成闭合回路。）形成闭合回路。（2）平衡电荷。）平衡电荷。(3)双液原电池双液原电池的的优点：优点：能产生持续、稳能产生持续、稳定的电流。定的电流。例例4. 依据氧化还原反应：依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。设计的原电池如图所示。盐桥盐桥XYACuSO4溶液溶液电流计电流计Ag请回答下列问题：请回答下列问题：(1)电极电极X的材料是的材料是_；电解质溶液电解质溶液Y是是_；(2)银电极为电池的银电极为电池的_极，极

11、，发生的电极反应为发生的电极反应为_X电极上发生的电极反应为电极上发生的电极反应为_；(3)外电路中的电子是从外电路中的电子是从_电极流向电极流向_电极。电极。铜铜(或或Cu)AgNO3溶液溶液正正Age = AgCu -2e = Cu2负负(Cu)正正(Ag)利用反应利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。 (+)(-) G Zn Pt FeCl3溶液溶液负极（负极（Zn）：）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反

12、应）（氧化反应）正极（正极（Pt或或C）：）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）（还原反应）(+)(-)盐桥盐桥Zn C ZnCl2溶液溶液FeCl3溶液溶液 G 强调：原电池的强调：原电池的设计设计请将氧化还原反应请将氧化还原反应 Cu+2Ag+ = Cu2+2Ag 设计成一个设计成一个能产生能产生持续、持续、稳定电流的原电池装置稳定电流的原电池装置CuCuSO4AgAgNO3例例5 5、判断右边原电池的判断右边原电池的正、负极，正、负极，并写出电极反应式并写出电极反应式。强调：电极的判断及电极反应式的书写强调：电极的判断及电极反应式的书写AFeClFeCl3 3溶液溶液负极：负极：C

13、u -2e Cu 2+ 正极：正极：2Fe3+ +2e -2Fe2+Cu CMg AlA稀硫酸溶液稀硫酸溶液NaOHNaOH溶液溶液（稀硫酸）负极（稀硫酸）负极:Mg -2e-Mg2+ 正极：正极：2H+2e-H2（NaOH溶液）溶液） 负极：负极：2Al+8OH- -6e- 2AlO2-+4H2O 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2正极：正极：6H2O+6e- 3H2+6OH-方法一：根据电极材料的性质确定。方法一：根据电极材料的性质确定。 1.对于金属对于金属金属电极，金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；活泼金属是负极，不活泼金属是正极； 2.对于金属对于金属非金属电

14、极，非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；金属是负极，非金属是正极，如干电池等； 3.对于金属对于金属化合物电极，化合物电极，金属是负极，化合物是正极。金属是负极，化合物是正极。方法二：根据电极反应的本身确定。方法二：根据电极反应的本身确定。失电子的反应失电子的反应氧化反应氧化反应负极；负极；得电子的反应得电子的反应还原反应还原反应正极。正极。强调：电极的判断及电极反应式的书写强调：电极的判断及电极反应式的书写练习：练习：宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为为2H2+O2=2H2O，电解质溶液为，电解质溶液为KOH，反应，反应保持在高温

15、下，使保持在高温下，使H2O蒸发，正确叙述正确的蒸发，正确叙述正确的是：（是：（ ）AH2为正极反应物，为正极反应物，O2为负极反应物为负极反应物B电极反应（正极）：电极反应（正极）： O2+2H2O+4e- = 4OH-C电极反应（负极）：电极反应（负极）： 2H2+4OH- + 4e- = 4H2OD负极发生氧化反应，正极发生还原反应负极发生氧化反应，正极发生还原反应 BD二、化学电源二、化学电源Zn+2OH-2e- = Zn(OH)22MnO+2HO+2e-=2MnO(OH)+2OH-Zn + 2MnO +2HO= Zn(OH)2+ 2MnO(OH)负极：负极：正极：正极：总反应：总反应

16、：1. 碱性锌锰电池碱性锌锰电池负极（锌筒）：负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+，正极（石墨）正极（石墨）:2NH4+2MnO2 + 2e-=2NH3+Mn2O3+H2O总反应：总反应：Zn+2NH4+2MnO2= Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O干电池干电池（NH4Cl糊状物为电解质）糊状物为电解质）2. 铅蓄电池铅蓄电池 PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e - = PbSO4 + 2H2OPb + PbO2 + 2H2SO4 =2PbSO4 + 2H2O总反应式为：总反应式为：Pb + SO42- -2e - = PbSO4负极：负极：正极：正极：放电放电当向外提供当向外

17、提供0.5mol电子时，消耗硫酸的电子时，消耗硫酸的物质的量为物质的量为 0.5mol2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4 PbSO4 + 2H2O - 2e - = PbO2 + 4H+ + SO42- PbSO4 + 2e - = Pb + SO42- 阳极：阳极：阴极：阴极：总反应总反应充电充电补：补：2. 铅蓄电池铅蓄电池 电解液电解液 H2O3. 氢氧燃料电池氢氧燃料电池2e-2e-氢气氢气氧气氧气H+ OH-A 负极负极 正极正极O2H2H2O3. 氢氧燃料电池氢氧燃料电池2H2 + 4OH- 4e- = 4H2OO2 + 2H2O + 4e- =

18、4OH-总反应式：总反应式：2H2 + O2 =2H2O碱性燃料电池碱性燃料电池KOHO2 2 H2OH H2 2H H2 2O O负极：负极：正极：正极：2H2 4e- = 4H+O2 +4e- + 4H = 2H2O 总反应式：总反应式：2H2 +O2 = 2H2O酸性酸性H2SO4O2 2 H2OH H2 2O OH H2 2负极：负极：正极：正极：3. 氢氧燃料电池氢氧燃料电池4. 甲烷燃料电池甲烷燃料电池（电解质为（电解质为KOH）负极：负极：CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O正极：正极：2O2 + 4H2O +8e- = 8OH-总反应：总反应：CH4

19、 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O思考：思考：甲醇燃料电池甲醇燃料电池 （电解质为电解质为KOHKOH）5. 锂电池锂电池（非水有机溶剂电解液）（非水有机溶剂电解液）负极：负极：2Li - 2e- = 2Li+，正极：正极：I2 + 2e- = 2I-，总反应：总反应：2Li + I2 = 2LiI跟其它金属作负极相比，使用寿命延长，跟其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。为什么？寿命长。为什么？与作负极材料的金属相比较，相同质量时锂与作负极材料的金属相比较，相同质量时锂提供电子数最多。提供电子数

20、最多。6. 银锌电池银锌电池（电解质为（电解质为KOH）负极：负极：Zn + 2OH- 2e- = Zn(OH)2正极：正极：Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-总反应：总反应：Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag 7. 海水电池海水电池（电解质溶液为海水）（电解质溶液为海水）负极：负极：4Al - 12e- = 4Al3+，正极：正极：3O2+ 6H2O + 12e- = 12OH-总反应：总反应：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)31、银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银，有人

21、设计用原电池原理加以除去，其处理化银，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，放置一段时间中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。后，黑色会褪去而银不会损失。试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为为 ；正极发生的反应为正极发生的反应为 ；反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，原电池总反反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，原电池总反应方程式为应方程式为 Al -3e- = Al3Ag2S+2e- = 2Ag+S2-3Ag2S

22、+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S？思考？思考2.熔融盐燃料电池具有高的发电效率，熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用因而受到重视，可用Li2CO3和和Na2CO3的的熔融盐混合物做电解质，熔融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气，为阳极燃气，空气与空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制的混合气为阴极助燃气，制得在得在650下工作的燃料电池，完成有关下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：的电池反应式：负极反应式：负极反应式：2CO+2CO32- = 4CO2+4e-正极反应式：正极反应式： 总电池反应：总电池反应： 2CO2+O2+4e- = 2CO32-2CO+

23、O2 = 2CO23. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是：电池的总反应式是： 1/2H2+NiO(OH) Ni(OH)2据此反应判断，下列叙述中正确的是（据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）A. 电池放电时，负极周围溶液的电池放电时，负极周围溶液的pH不不 断增大断增大B. 电池放电时，镍元素被氧化电池放电时，镍元素被氧化C. 电池充电时，氢元素被还原电池充电时，氢元素被还原D. 电池放电时，电池放电时，H2是负极是负极CD4. 有人设计出利用有人设计出利用CH

24、4和和O2的反应，用铂电极在的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在在O2中中燃烧，则下列说法正确的是燃烧，则下列说法正确的是 ( ) 每消耗每消耗1molCH4可以向外电路提供可以向外电路提供8mole- 负极上负极上CH4失去电子，电极反应式：失去电子，电极反应式： CH4 + 10 OH- 8e- = CO32- + 7 H2O 正极上是正极上是O2获得电子，电极反应式为：获得电子，电极反应式为： O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH- 电池放电后，溶液电池放电后，溶液pH升高升高 A. B. C. D. A 5

25、.“嫦娥一号嫦娥一号”的成功发射，标志着我国航天的成功发射，标志着我国航天技术已达到了一个新的领域。在航天技术上使技术已达到了一个新的领域。在航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有优点。氢氧燃料电池有酸式酸式和和碱式碱式两种，它们两种，它们放电时的总反应都可以表示为放电时的总反应都可以表示为2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，酸酸式式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2 H2 H2 2- 4 e- 4 e- -= 4 H= 4 H+ + ， 则 其， 则 其 正 极

26、正 极 反 应 式 为反 应 式 为_ _ _。碱式碱式电池的电解质是电池的电解质是碱，其正极反应式为碱，其正极反应式为O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -，则其，则其负负极极反应可表示为反应可表示为_ _。O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-4e-+4OH-=4H2O 思维拓展思维拓展 以镁条、铝片为电极，以稀以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池，人们普遍认为溶液为电解质溶液构成的原电池，人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下竟

27、谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下实验：实验：如图，剪取约如图，剪取约8cm的镁条及大小相近的铝片，用的镁条及大小相近的铝片，用砂纸去膜，使镁条与铝片分别与量程为砂纸去膜，使镁条与铝片分别与量程为500A的教学演示电表的的教学演示电表的“”、“”端相连接，迅端相连接，迅速将两电极插入盛有速将两电极插入盛有1mol/L NaOH溶液的烧溶液的烧杯中。杯中。开始，开始，电表指针向右偏移约电表指针向右偏移约500A，铝片表面，铝片表面有许多气泡，有许多气泡，很快很快电流逐渐减小至电流逐渐减小至0；随后随后，指，指针向左偏移，且电流针向左偏移，且电流逐渐逐渐增大至约增大至约400A，此此时时，铝

28、片表面气泡有所减少，但镁条表面只有，铝片表面气泡有所减少，但镁条表面只有极少量的气泡产生。极少量的气泡产生。根据以上实验现象，回答根据以上实验现象，回答下列问题：下列问题： MgAl1mol/LNaOH溶液溶液(1)开始阶段，原电池的正极是开始阶段，原电池的正极是_（填（填“Mg”或或“Al”）片；铝片表面产生的气泡是）片；铝片表面产生的气泡是_；负极发生的反应是负极发生的反应是 。(2)随后阶段，铝片发生的电极反应式是随后阶段，铝片发生的电极反应式是_；镁条表；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是：面只有极少量的气泡产生，其原因是：2H2O+2e-=H2+2OH-（极少），试判断此电极发生

29、的主要反（极少），试判断此电极发生的主要反应是应是_；铝片表面；铝片表面气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因是是 。Al H2 Mg+2OH-2e-=Mg(OH)2Al+4OH-3e-=AlO2-+2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 铝片中含有杂质，构成原电池。铝片中含有杂质，构成原电池。 三、金属的腐蚀与防护三、金属的腐蚀与防护1. 金属的腐蚀金属的腐蚀 金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的学反应而腐蚀损耗的过程过程。其。其本质本质是金属原子是金属原子失去失去电子被氧

30、化电子被氧化的过程。的过程。化学腐蚀电化腐蚀条件现象本质联系（1）化学腐蚀与电化腐蚀）化学腐蚀与电化腐蚀1. 金属的腐蚀：金属的腐蚀：金属或合金跟周围接触到的气体或液金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质本质是金属原子是金属原子失去电子被氧化失去电子被氧化的过程的过程。化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件金属跟非金属金属跟非金属单质直接接触单质直接接触不纯金属或合金跟不纯金属或合金跟电解质溶液接触电解质溶液接触现象无电流产生无电流产生有微弱电流有微弱电流产生产生本质金属被氧化金属被氧化较活泼金属较活泼金属被氧化被氧化联系两者往往

31、同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍（1）化学腐蚀与电化腐蚀）化学腐蚀与电化腐蚀2H+ 2e- = H2 Fe- 2e- = Fe2+Fe + 2H+ = Fe2+ + H2负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：当钢铁处于当钢铁处于酸性酸性环境中环境中析氢腐蚀析氢腐蚀和和吸氧腐蚀吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。都属于电化学腐蚀。练习：练习：请你根据原电池原理，写出请你根据原电池原理，写出钢铁吸钢铁吸氧腐蚀氧腐蚀的电极反应式及电池反应方程式。的电极反应式及电池反应方程式。2Fe - 4e- = 2Fe2+O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2Fe+ O2+2H2O =

32、2Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O进一步反应：进一步反应：负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：（2 2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以）析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以FeFe为例）为例）析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件电极反应电极反应负负极极正正极极总反总反应式应式水膜酸性较强水膜酸性较强水膜酸性很弱水膜酸性很弱或中性或中性Fe-2e- =Fe2+2H+2e- =H2O2+2H2O+4e- =4OH-Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2金属的腐蚀金属的腐蚀 金属或

33、合金跟周围金属或合金跟周围 到的气体或液到的气体或液体进行体进行 而腐蚀而腐蚀 的的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。过程。接触接触化学反应化学反应损耗损耗2. 金属防护的几种重要方法金属防护的几种重要方法（1）改变金属内部的组成结构，将金属）改变金属内部的组成结构，将金属制成制成合金合金，增强抗腐蚀能力。，增强抗腐蚀能力。（2）在金属表面）在金属表面覆盖保护层覆盖保护层，使金属和周围，使金属和周围物质隔离开来。物质隔离开来。（3）电化学保护法电化学保护法：利用电解池反应将需要：利用电解池反应将需要保护的金属作为电解池的阴极而受到保护或保护的金属

34、作为电解池的阴极而受到保护或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。池的正极而受到保护。还可以利用化学反应使金属钝化而受到保护还可以利用化学反应使金属钝化而受到保护上述各情况下，其中上述各情况下，其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的的顺序是顺序是 。3. 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解池阳极的腐蚀原电池阴极的腐蚀电解池阳极的腐蚀原电池阴极的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀有防腐措施的腐蚀5、2、1、3、4思考与练习思考与练习1. 保利集团在香港拍卖会上购回在火烧圆明园时流

35、保利集团在香港拍卖会上购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间 稍 久 容 易 出 现 铜 绿 ， 其 主 要 成 分 是间 稍 久 容 易 出 现 铜 绿 ， 其 主 要 成 分 是Cu2(OH)2CO3这三件这三件1760年铜铸的国宝在年铜铸的国宝在240 年年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是析，最可能的是( )A. 它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；B. 环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解环境污染日趋

36、严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；洗去；C. 铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；D. 它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；D 2. 下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是（性强的是（ ）A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙 溶解，甲上有溶解，甲上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中甲比乙失去的电子多还原反应中甲比乙失去的电子多；C.将甲乙作电极稀硫酸作电解质溶液组将甲乙作电极稀硫酸作电解质溶液组成原电池时甲是负极；成原电池时

37、甲是负极；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；C3. 有有M、N两种金属，分别与盐酸反两种金属，分别与盐酸反应，产生应，产生H2速率相近，试速率相近，试设计一个设计一个实验比较实验比较M、N两种金属的活泼性。两种金属的活泼性。MN盐酸盐酸若若N产生气泡，则活泼性产生气泡，则活泼性MN4. 将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液中中,下列各叙述正确性的是下列各叙述正确性的是( ) A.锌片做负极，锌发生还原反应锌片做负极，锌发生还原反应 B.铜片做正极，铜得电子铜片做正极，铜得电子 C.溶液中的溶液中的PH值增大值增大 D.锌

38、片、铜片同时有气泡冒出，说明锌片不纯锌片、铜片同时有气泡冒出，说明锌片不纯5. 把把a、b、c三种金属片浸泡在稀三种金属片浸泡在稀H2SO4中。中。若若a、b相连时，相连时，a为负极；为负极；b、c相连时，相连时，c 为负极；为负极；a、c相连时，相连时，c上有气泡冒出。上有气泡冒出。 则这三种金属的活动性顺序（则这三种金属的活动性顺序（ ） A. abc; B. acb C. cab; D.bacCDB 5. a今有今有2H2+O2=2H2O反应反应,KOH为电解质溶液为电解质溶液构成燃料电池构成燃料电池,则负极应通入则负极应通入_气气,正极通入正极通入_气气,电极反应为电极反应为:负极负极

39、_ 正极正极_ b如把如把KOH改为改为H2SO4作导电物质则电极反应作导电物质则电极反应:负极负极_正极正极_ a和和b的电池液不同的电池液不同,反应进行后溶液的反应进行后溶液的PH值各有值各有何变化何变化_ c.如把如把H2改改CH4 , KOH作导电物质则电极反应为作导电物质则电极反应为:负极负极_ 正极正极_ 总反应式总反应式_氢氢氧氧2H2+4OH- - 4e- =4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2H2 -4e- = 4H+O2+4H+4e-=2H2Oa变小变小 b变大变大CH4+10OH- -8e- =CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e-=8OH-CH4+2O2+2

40、OH-=CO32- +3H2O四、电解原理的应用四、电解原理的应用（一）电解池的定义、构成条件（一）电解池的定义、构成条件(1)直流电源直流电源(2)两个电极（活性或惰性）两个电极（活性或惰性）(3)电解质溶液（或熔融电解质）电解质溶液（或熔融电解质）(4)闭合回路闭合回路 1.概念：概念：电能转化为化学能的装置为电解池，电能转化为化学能的装置为电解池，它是一个它是一个非自发非自发的氧化还原反应。的氧化还原反应。2.构成条件：构成条件：3.3.电极名称：电极名称：与电源负极相连的电极为与电源负极相连的电极为阴极阴极与电源正极相连的电极为与电源正极相连的电极为阳极阳极电极的判断方法？电极的判断方

41、法？4.带电粒子定向移动方向带电粒子定向移动方向：“负极出电子，电子回正极负极出电子，电子回正极”电解池电解池必发生必发生得电子得电子的的还原反应还原反应必发生必发生失电子失电子的的氧化反应氧化反应例例1.1.判断下列装置的性质、现象、产物判断下列装置的性质、现象、产物1.通电前，溶液中有哪些离子？通电前，溶液中有哪些离子？运动情况如何？运动情况如何？思考3.3.当离子定向移动到电极表面时，发生的是当离子定向移动到电极表面时，发生的是什么类型的反应？什么类型的反应？2.2.通电时，离子的运动情况有什么改变？通电时，离子的运动情况有什么改变？CuCl2 = Cu2+ + 2Cl- H2O H+

42、+ OH- 阳离子：阳离子：Cu2+、H+ 移向阴极移向阴极阴离子：阴离子：SO42-、OH-移向阳极移向阳极 无规则运动无规则运动定向运动定向运动氧化还原反应氧化还原反应4.离子放电顺序离子放电顺序活泼金属阳极活泼金属阳极S2-I-Br-Cl-OH含氧酸根含氧酸根（1）阳极上（氧化反应）阳极上（氧化反应）(2)阴极上（还原反应）阴极上（还原反应）无论是惰性电极还是金属电极都不参与电极反应，发无论是惰性电极还是金属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生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：序是：上述顺序基本上是金属活动性顺序，越活泼的金属上述顺序基

43、本上是金属活动性顺序，越活泼的金属其阳离子越难得到电子，但其阳离子越难得到电子，但FeFe3+3+氧化性较氧化性较CuCu2+2+强。强。K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+Fe2+ H+Cu2+Ag+阳离子放电能力（得电子能力）逐渐增强阳离子放电能力（得电子能力）逐渐增强阴离子放电（失电子）能力：阴离子放电（失电子）能力：逐渐减弱逐渐减弱分析电解反应的一般思路分析电解反应的一般思路（惰性电极电解时）（惰性电极电解时）明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子阴阳两极附近有哪些离子说出下列装置中电

44、解池的阴阳极，写出电极说出下列装置中电解池的阴阳极，写出电极反应式及总反应的化学方程式、离子方程式。反应式及总反应的化学方程式、离子方程式。阳极：阳极：阴极：阴极：总反应：总反应：2Cl- - 2e- = Cl2 2H+2e- = H2 2HCl = H2HCl = H2 +Cl+Cl2 通电通电2H2H+2Cl+2Cl- = H = H2 +Cl+Cl2 通电通电（二）电极反应书写（二）电极反应书写HCl溶液溶液阳极：阳极：阴极：阴极：4H+ + 4e- = 2H2 H2SO4溶液溶液2H2O = 2H2 + O2 通电通电总反应：总反应：4OH- - 4e- = 2H2O + O2 4H

45、+ 4e - = 2H2 NaOH溶液溶液阳极：阳极：阴极：阴极：总反应：总反应：2H2O = = 2H2 + O2 通电通电4OH- - 4e- = 2H2O + O2 阳极：阳极：阴极阴极：4H + 4e - = 2H2 总反应：总反应：Na2SO4溶液溶液2H2O = 2H2 +O2 通电通电4OH- - 4e- = 2H2O+O2 阳极：阳极：阴极：阴极：总反应：总反应：2Cl- - - 2e- = Cl2 2H+ + 2e- = H2 2NaCl+2H2O = = = 2NaOH + H2 +Cl2 通电通电2Cl-+2H2O = 2OH- + H2 +Cl2 通电通电阳极：阳极：4

46、OH- - 4e- = 2H2O + O2 阴极阴极：Cu 2+ 2e -= Cu2CuSO4+2H2O = 2H2 SO4+O2 +2Cu 通电通电总反应：总反应：2Cu2+2H2O = 4H+O2 +2Cu 通电通电（三）电解质溶液发生电解的类型（三）电解质溶液发生电解的类型1.分解溶质型分解溶质型 例：CuCl2 HCl 2.电解水型电解水型 例：NaOH H2SO4 Na2SO43.放氢生碱型放氢生碱型 例：NaCl KBr4.放氧生酸型放氧生酸型 例：CuSO4 AgNO3（1）电解时，只生成）电解时，只生成H2而不生成而不生成O2，则溶，则溶液的液的pH 。 （2）电解时，只生成）

47、电解时，只生成O2而不生成而不生成H2，则溶，则溶液的液的pH 。（3）电解时，既生成）电解时，既生成H2又生成又生成O2，则实际，则实际为电解水。为电解水。若为酸性若为酸性 pH ，若碱性溶液，则溶液的若碱性溶液，则溶液的pH ，若为中性，则若为中性，则pH 。增大增大减小减小减小减小增大增大不变不变（四）电解过程中溶液pH的变化规律电解电解类型类型 举举 例例 电极反应电极反应 溶液溶液pHpH变化变化 溶液复溶液复原方法原方法 实例实例 水水电电解解H H2 2SOSO4 4 NaOH NaOH NaNa2 2SOSO4 4 溶溶质质电电解解HCl HCl CuClCuCl2 2 溶质和

48、溶质和水同时水同时电解电解NaCl NaCl CuSOCuSO4 4 阳极：阳极：4OH4OH- - - 4e- 4e- - = O= O2 2+2H+2H2 2O O阳极：阳极：4OH4OH- -4e-4e- - = O= O2 2+2H+2H2 2O O阴极：阴极：4H4H+ +4e+4e- - = 2H= 2H2 2阳极阳极2Cl2Cl- -2e-2e- - = Cl= Cl2 2阴极：阴极：4H4H+ +4e+4e- - = 2H= 2H2 2阳极：阳极：2Cl2Cl- -2e-2e- =Cl=Cl2 2阴极：阴极：CuCu2+2+2e+2e- - = Cu= Cu阳极阳极2Cl2Cl

49、- - -2e-2e- - = Cl = Cl2 2阴极：阴极：2H2H+ + + 2e+ 2e- - = H= H2 2阴极：阴极：2Cu2Cu2+2+4e+4e- - = 2Cu= 2Cu增大增大减小减小增大增大不变不变增大增大减小减小H H2 2O OCuClCuCl2 2 HClHClHClHClCuOCuO 【思考】“实验派实验派”经过反复、多次、精确的实验测经过反复、多次、精确的实验测定，证明电解氯化铜溶液时定，证明电解氯化铜溶液时pH值的变化如下图曲线：值的变化如下图曲线：（1）电解前氯化铜溶液的）电解前氯化铜溶液的 pH 值处于值处于A点位置的原因点位置的原因是什么？是什么？（

50、2）“实验派实验派”的实验结论是的实验结论是 ，该观点，该观点的理由是（从化学原理上加以简述）的理由是（从化学原理上加以简述）:随着电解的进行随着电解的进行,溶液的溶液的pH下降下降.生成的氯气溶生成的氯气溶于水使溶液酸性增强于水使溶液酸性增强.氯化铜为强酸弱碱盐氯化铜为强酸弱碱盐,铜离子水解使溶液呈酸性铜离子水解使溶液呈酸性.电离电离 电解电解 条件条件过过程程 特特点点 联系联系 电解质溶于水或电解质溶于水或受热融化状态受热融化状态电解质电离后，电解质电离后，再通直流电再通直流电电解质电离成为自电解质电离成为自由移动的离子。由移动的离子。CuClCuCl2 2=Cu=Cu2+2+2Cl+2

51、Cl- -通电通电阴阳离子定向移动，阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成在两极上失得电子成为原子或分子。为原子或分子。CuClCuCl2 2=Cu+Cl=Cu+Cl2 2 只产生自由移动只产生自由移动的离子的离子 发生氧化还原反应发生氧化还原反应生成了新物质生成了新物质 电解必须建立在电离的基础上电解必须建立在电离的基础上 小结小结1电解与电离的区别与联系电解与电离的区别与联系电解池与原电池的比较电解池与原电池的比较内容内容原电池原电池电解池电解池电极电极规定规定电极电极反应反应电子移电子移动方向动方向能量能量转变转变较活泼金属做负极较活泼金属做负极阴极：连接电源负极阴极：连接电源负极的一极的

52、一极负极发生氧化反应负极发生氧化反应阳极氧化阳极氧化负极流向正极负极流向正极阳极流向阴极阳极流向阴极化学能变为电能化学能变为电能电能变为化学能电能变为化学能小结小结2例例.(2008江苏江苏13)用惰性电极实现电解，下列用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（说法正确的是（ ）A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液液pH不变不变B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶，故溶液液pH减小减小C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为产物的物质的量之比为1:2D.电解氯化铜溶液，在

53、阴极上和阳极上析出电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为产物的物质的量之比为1:1D想一想？ 如果要在某铁制品表面镀上一层银，如果要在某铁制品表面镀上一层银，请你选择合适的电极材料和电镀液，并写请你选择合适的电极材料和电镀液，并写出电极反应方程式。出电极反应方程式。 阴极阴极某铁制品某铁制品 阳极阳极金属银金属银 电镀液电镀液含有硝酸银的溶液含有硝酸银的溶液阳极：阳极：Ag = Ag+ +e- 阴极：阴极：Ag+e = Ag电解原理的应用电解原理的应用-电镀电镀1. 1. 定义：定义：利用电解原理在某些金属的表面镀利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程上

54、一薄层其它金属或是合金的过程。2. 2. 目的：目的：4. . 电镀的特点：电镀的特点：3. 3. 电镀材料的选择：电镀材料的选择：阴极阴极镀件镀件电镀液电镀液含有镀层金属离子的溶液含有镀层金属离子的溶液阳极阳极镀层金属镀层金属 使金属增强抗腐使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和蚀的能力，增加美观和表面硬度。表面硬度。1 1）阳极本身参加电极反应阳极本身参加电极反应2 2）电解质溶液的浓度保持不变电解质溶液的浓度保持不变电解原理的应用电解原理的应用-铜的电解精炼铜的电解精炼阳极：阳极：Cu Cu = Cu Cu2+2+ +2e-阴极：阴极：CuCu2+2+ 2e+ 2e- - = Cu Cu 杂

55、质比铜活泼的杂质比铜活泼的ZnZn、FeFe等：等：Zn Zn = ZnZn2+ 2+ + +2e- Fe Fe = Fe Fe2+ 2+ + +2e-活泼性在铜之后的银、金等：活泼性在铜之后的银、金等：还原性比铜差的，不能失去电子，它们以单还原性比铜差的，不能失去电子，它们以单质的形式留在溶液中，成为阳极泥。质的形式留在溶液中，成为阳极泥。电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。（08天津高考天津高考12 ）金属镍有广泛的用途。粗镍中含金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确

56、的是（度的镍，下列叙述正确的是（ ） （已知：氧化性（已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）A阳极发生还原反应，其电极反应式：阳极发生还原反应，其电极反应式： Ni2+ + 2e = NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加 相等相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和和 Zn2+D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和和PtD工业上利用这一反应，制取烧碱、氯气和氢气。工业上利用这一反应，制取烧碱、氯气和氢气。 电解原理的应用电解原理的应用-氯碱工业氯碱工业想一想：在左面的电解想一想：在左面的电解饱和食盐水的实验中，饱和食盐水的实验中，电解产物之间可能发生电解产物之间可能发生哪些化学反应哪些化学反应 ？通电2NaCl+2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 （1 1）NaClNaCl溶液中溶液中,NaCl,NaCl电离出电离出 ，H H2 2O O电离出电离出 。 通电后，在电场的作用下，通电后，在电场的作用下， 向阴极移动，向阴极移动， 向阳极移动。向阳极移动。 在阳极，由于在阳极，由于 容易