2023学年完整公开课版电解

一原电池第四节电化学一原电池2、组成原电池的条件：（1）有两种活动性不同的金属（或一种非金属导体）做电极负极（活泼）：电子流出正极（不活泼）：电子流入（2）电极材料均插入电解质溶液中一般至少有一极能与电解质溶液发生氧化还原反应（3）两极相连形成闭合电路（4）能自发的发生氧化还原反应一、原电池1、定义：把化学能转化为电能的装置叫做原电池3、电极反应总反应：使两极得失电子相等后加和，消去相同的化学式。n2H=n2＋H2↑负极（锌片）：n－2e-=n2失电子，发生氧化反应负极材料本身被腐蚀正极（铜片）：2H＋2e-=H2↑（得电子，发生还原反应）一般为溶液中易得电子的离子发生反应，正极材料被保护，不被腐蚀。电子从负极经导线流向正极4、电子流动方向三、金属的腐蚀与防护1、化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀电化腐蚀含义电子得失电流腐蚀现象实例金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应消耗的过程不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程金属直接将电子转移给氧化性物质活泼金属间接将电子转移给氧化性物质无电流产生 有微弱的电流产生金属单质 较活泼金属金属与Cl2、O2等直接反应钢铁在潮湿的空气中被腐蚀电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因．2、金属的防护1制成合金。如不锈钢2在金属表面覆盖保护层。如涂上防锈漆、电镀等3电化学保护法。4缓蚀剂法。如将金属进行表面钝化处理1．铜片和锌片用导线连接后插入硫酸铜溶液中，锌片是A．阴极B．正极C．阳极D．负极D课堂练习干电池上图是锌－锰干电池二、常见的化学电源随着用电器朝着小型化、多功能化发展的要求，对电池的发展也提出了小型化、多功能化发展的要求。体积小、性能好的碱性锌－锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。铅蓄电池锂电池锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。新型燃料电池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，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池二、常见的化学电源1、干电池负极（锌筒）：n-2e-=n2正极（石墨）：2NH42e-=2NH3↑H2↑总反应式：n2NH4=n22NH3↑H2↑2、铅蓄电池负极（Pb）：PbSO42--2e-=PbSO4正极（PbO2）：PbO24HSO42-2e-=PbSO42H2O总反应式：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O二、常见的化学电源3、锂电池组成：锂作负极，其他导体作正极，锂盐作电解质。优点：质量轻，电压高、工作效率高、贮存寿命长应用：照相机、电脑、手表、移动电话、火箭、导弹4、新型燃料电池氢氧燃料电池（碱性电解质）负极：2H24OH--4e-=4H2O正极：O22H2O4e-=4OH-总反应式：2H2O2=2H2O2．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_________________a＞c＞d＞b3、（1998年上海高考题）以下现象与电化学腐蚀无关的是A黄铜（铜锌合金）制做的铜锣不易产生铜绿B生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈C铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D银质奖牌久置后表面变暗D2O2===2H2O反应,构成燃料电池,则负极应通入___气,正极通入___气,电极反应为:负_______正极____b如把OH改为H2SO4作导电物质则电极反应:负极______正极____________a和b的电池液不同,反应进行后溶液的PH值各有何变化_________________作导电物质则电极反应为:负_________________________正极__________________________总反应式______________氢氧2H24OH--4e=4H2OO22H2O4e=4OH-2H2-4e=4HO24H4e=2H2Oa变小b变大CH410OH--8e=CO32-7H2O2O24H2O8e=8OH-CH42O22OH=2CO33H2OOH5、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在6500C下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式阳极反应式:2CO2CO32-==4CO24e阴极反应式_______________________总反应式_______________________O2+2CO2+4e2CO32-2CO+O22CO2二电解原理一、原电池与电解池的比较原电池电解池组成电极名称电极反应电子流向能量转变电极、电解质溶液、导线电极电解质溶液导线电源负极：活泼金属正极：不活泼金属阴极：与电源负极相连阳极：与电源正极相连负极：失电子，氧化反应正极：得电子，还原反应阴极：得电子，还原反应阳极：失电子，氧化反应负极→导线→正极负极→阴极阳极→正极化学能→电能电能→化学能二、电解时的电极反应1、阴极：溶液中阳离子得电子，发生还原反应离子放电顺序：Ag＞Fe3>Cu2＞H＞Fe2＞n2＞（H）＞Al3＞Na＞其中~Al3在水溶液中不放电。2、阳极：失电子，发生氧化反应①如果电极为非惰性电极石墨、Pt、Au为惰性电极，则电极本身失电子溶解。②如果是石墨、Pt、Au等惰性电极，溶液中的阴离子反应阴离子：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根、F-含氧酸根、F-在水溶液中不放电酸中水中三、电解规律1、使用惰性电极类型电解质类别电解质浓度pH电解质溶液复原电解溶质型电解水型电解质和水都参与电解Al后无氧酸盐（如CuCl2无氧酸（除HF,如HCl）含氧酸（H2SO4）强碱（如NaOH活泼金属含氧酸盐（如NaNO3放氢生碱型放氧生酸型减小减小增大增大增大生成新物质生成新物质增大增大增大减小减小变化不大不变加HCl加CuCl2加水加水通HCl加CuO活泼金属无氧酸盐如（NaCl不活泼金属含氧酸盐（CuSO4加水①电极：阳极——镀层金属阴极——待镀金属制品2、电镀待镀制品铜片硫酸铜溶液②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。例：在铁制品上镀铜三、电解原理的应用1、铜的电解精炼粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解液。阳极：Cu－2e－＝Cu2n－2e－＝n2Ni－2e－＝Ni2阴极：Cu2＋2e－＝Cu比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变。三、电解原理的应用3、氯碱工业（1）电解原理：阳极（C）：2Cl--2e-=Cl2阴极（Fe：2H2e-=H2↑总反应：2NaCl2H2O====2NaOHH2↑Cl2↑电解（2）装置：离子交换膜电解槽由阳极（钛网）、阴极（碳钢网）、离子交换膜、电解槽柜、导电铜棒等组成（3）流程：粗盐水精盐水加Na2CO3、NaOH、BaCl2等过滤，加HCl，通过阳离子交换膜精盐水阳极淡盐水Cl2纯水（含NaOH阴极H2NaOH溶液二使用非隋性电极电解阳极：电极材料本身失电子溶解阴极：溶液中氧化性强的阳离子得电子例1：用铜作电极电解AgNO3溶液阳极：Cu-2e－=Cu2阴极：2Ag2e-=2Ag总反应：Cu2AgNO3CuNO322Ag例2：用铜作电极电解Na2SO4溶液阳极：Cu-2e－=Cu2阴极：2H2e-=H2↑总反应：Cu2H2OCuOH2H2↑例3：用Ag作电极电解AgNO3溶液阳极：Ag-e－=Ag阴极：Ag＋e－=Ag溶液中AgNO3浓度保持不变。FeCu氯化铜溶液氯化铜溶液CuC氯化铜溶液CuC1、写出下列装置的反应，并标明氧化反应、还原反应ABC练习32005·理综关于电解食盐水溶液，下列叙述正确的是（）A．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I溶液，溶液呈棕色C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，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，充分搅拌后溶液呈中性B例1：用石墨电极电解2L饱和NaCl溶液，电子时，所得溶液pH为多少？两极各收集到标准状况下的气体多少升？溶液体积变化忽略不计

例2：溶于水，配成1L溶液，用惰性电极进行电解，铜时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是。四、计算13，VCl2=VH2=1下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢顺序FeFeCFeZnFenFeSnA海水B海水C海水D海水E海水拓展练习DEACB2、2003年江苏高考题用惰性电极实现电解，下列说法正确的是A．电解稀硫酸溶液，实质是电解水，故溶液pH不变B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小C．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1∶2D．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1∶1D

此电池放电时，负极发生反应的物质为A．AgB．nOH2C．Ag2OD．n充电放电2AgnOH2Ag2OnH2O5．银锌电池广泛用于电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：D3、设计原电池，要求（1）铁作正极，（2）铁作负极，则另一电极和电解质溶液如何选择？4、设计一原电池，完成反应Fe2Fe3=3Fe2

仔细分析下列装置，请写出A、B、C、D、E、F六个电极的名称及电极反应方程式：NaClCC1．镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛的应用，它的充电放电反应按下式进行：由此可知，该电池放电时的负极材料是（）A．B．C．CdD．2．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一物质（中括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（）A．B．C．D．CC2．如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是

A、P是电源的正极B、F极上发生的反应为：4OH--4e-=2H2OO2↑C、电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余