电化学基础(普及读物)

10第四章电化学根底Ⅰ原电池教学目标学问与技能让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程；使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；能够写出电极反响式和电池反响方程式.过程与方法通过分组试验培育学生观看力量与分析思维力量。试验引导学生以问题为中心的学习方法，学会觉察问题、解决问题的方法。加深理解实践→生疏→再实践→再生疏的辨证唯物主义的思维方法情感态度与价值观向。教学重点：进一步了解原电池的工作原理和构成条件；能够写出电极反响式和电池反响方程式.教学难点：原电池的工作原理教学方法：试验探究法教学过程：引入、介绍电化学学能与电能的相互转换装置、过程和效率的科学。1、电化学——争论化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学2、电化学过程〔及其装置〕的分类：产生电流的装置——原电池借助电流而发生的反响——电解池2P32—37化学能与电能演示试验：后浸入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。现象：铜片外表明显有铜析出，电流计指示无电流通过。计指示无电流通过？无电流通过，可能与铜片与锌片直接接触有关。问题：假设要证明以上装置就是原电池，确实凿现了化学能与电能之间的转换，就必需证明铜片与锌片之间有电流流过，如何证明？再同时浸入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。现象：电流计指针偏转，有电子有锌片流向铜片，铜片外表有红色的铜析出。问题：由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，不行避开地有铜离子在锌片外表直接被当锌片被铜完全掩盖，反响终止，就再无电流产生。作为原电池，上述负极的反响必定影响原电池的供电效果，如何阻挡反响的发生呢？试验三：课本P704-1现象：改进后的装置能持续、稳定地产生电流。3、原电池：、功能：将化学能转换成电能、组成：电极材料、电解质溶液、盐桥、导线、电子流向：外电路：负极——导线——正极内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，、电极反响：以锌铜原电池为例：负极：氧化反响：Zn—2e—==Zn2+〔较活泼金属〕

+2e—

==Cu↓〔较不活泼金属〕总反响式：Zn+Cu2+==Zn2++Cu↓非金属为正极。思考：P72科学探究Ⅱ化学电池教学目标学问与技能1.一次电池与二次电池的不同 2.一次电池、二次电池电极反响式的书写3.明确充电与放电电极反响式的书写过程与方法紧紧抓隹“化合价”这一主线，明确正极反响、负极反响留意与生活化学相联系、特别是铅蓄电池等情感态度与价值观通过学习，进一步生疏到一次电池、二次电池在工业、国防、生活中的重要应用，特别是氢氧燃料电池，既供给了能源又不污染环境，同时应留意对其它电池的回收，保护环境教学重点：一次电池、二次电池和燃料电池的反响原理、性能和应用教学难点：化学电池的反响原理教学方法：启发诱导法、争论法等教学过程：2P37—39进展中的化学电源思考：P73学与问1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池：将化学能转化为电能的装置3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池一、一次电池〔发生氧化复原反响的物质〕消耗到肯定程度，就不能使用的电池，也叫干电池。2、常见一次电池：锌锰干电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等3、电极反响：碱性锌锰电池负极：锌：Zn+2OH—–2e—==Zn(OH)2正极：氧化锰：2MnO2+2H2O2e—2MnOOH2OH—总反响式：Zn+2MnO2+2H2O==2MnOOH+Zn(OH)2二、二次电池充电电池或蓄电池。2、电极反响：铅蓄电池

+SO

2—4 〔aq〕

—2e—==PbSO44s正极：氧化铅PbO2s +4H+aq

+SO2—aq

+2e—==PbSO4s +2H2Ol〔〕 〔〕

4 〔〕

〔〕 〔〕总反响式：Pb〔s〕+PbO2〔s〕+2H2SO4〔aq〕==2PbSO4〔s〕+2H2O〔l〕充电：阴极：PbSO4s +2e— ==Pbs

+SO2—aq〔〕 〔〕

4 〔〕阳极：PbSO4s +2H2Ol

—2e— ==PbO2s +4H+aq

+SO2—aq〔〕

〔〕 〔

4 〔〕总反响式：2PbSO4〔s〕+2H2O〔l〕==Pb〔s〕+PbO2〔s〕+2H2SO4〔aq〕两式可以写成一个可逆反响：Pbs +PbO2s

+2H2SO4aq 放电2PbSO4s

+2H2Ol〔〕 〔〕三、燃料电池

〔 〕 充电

〔〕 〔〕1、燃料电池：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。负极：通入氢气：H2—2e—2H+正极：通入氧气：1/2O2 +2H++2e—==H2O总反响式：H2+1/2O2==H2O四、废弃电池的处理：回收利用Ⅲ电解池教学目的：学问与技能使学生理解电解原理，初步把握一般电解反响产物的推断方法。使学生了解铜的电解精炼和电镀铜的原理。培育学生的试验操作力量、团结协作力量、观看力量、分析力量、归纳总结力量以及运用学问解决问题的力量。通过电镀工业废水处理的简洁介绍，增加学生的环境保护意识。过程与方法将离子放电挨次与阴极反响严密结合起来，正确写出电极反响式和总化学方程式情感、态度与价值观教学重点难点：电解原理及其应用教学方法：试验分析法、争论法等教学过程：一、电解原理试验：P794-22〔1UCuCl2

溶液中，观看现象现象：碳棒外表无明显现象2、将两根碳棒用导线相连后，浸入U型管内的CuCl2

溶液中，观看现象现象：碳棒外表无明显现象2、将两根碳棒分别跟直流电源的正、负极相连接，浸入U型管内的CuCl2溶液中，接通电流，观看现象碳棒外表有气泡产生〔产生氯气〕2结论：在直流电的作用下，溶液中CuCl2

的被分解了，在阴极、阳极分〔1、通电前，溶液中存在哪些离子，它们如何运动？〔由于电离，溶液中存在着Cu2+、Cl—、H+、OH—，在溶液中做自由运动〕、通电后，电子运动有什么变化？〔电子由自由运动改作定向运动，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极〕、当离子定向移到电极外表时，发生什么变化？〔离子在电极外表放电，发生氧化复原反响〕1、电解池：电能转变成化学能的装置，也叫电解槽2、电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极发生氧化复原反响的过程3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化复原反响的过程4、电子流向〔电源〕负极——〔电解池〕阴极——〔离子定向运动〕液——〔电解池〕阳极——〔电源〕正极5、电极名称及反响：阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反响阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生复原反响26CuCl2

溶液的电极反响：2阳极：2Cl——2e—==Cl↑ 〔氧化反响〕2阴极：Cu2++2e—==Cu 〔复原反响〕2总反响式：Cu2++ 2Cl— 电解 Cu+Cl↑27、电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程思考：P82思考与沟通电离电解条件电离电解条件电解质溶于水或熔化状态电解质电离后，再通直流电过程 电解质电离成为自由移动的离子电举例举例CuCl==Cu2++2Cl—电解2CuClCu+Cl↑22特点只产生自由移动的离子发生氧化复原反响，形成物质联系电解必需建立在电离的根底上2、原电池与电解池的比较举例

原电池锌铜原电池1、活泼性不同的两电极〔用导线相连〕〔电极插入其中电极自发反响〕3、形成闭合回路负极：较活泼金属〔或能导电的非金属〕〔由电极本身打算〕

电解池电解氯化铜溶液1、两电极接直流电源2、两电极插入电解质溶液中3、形成闭合回路〔由外加电源打算〕阳极：氧化反响，溶液中的阴

负极：氧化反响，金属失电子 离子失电子，或电极金属失电子正极：复原反响，溶液中的阳 反响，溶液中的阳离子得电子 离子得电子

负极——导线——正极

电源负极 阴极电源正极 阳极能量转变主要应用

化学能转换为电能 电能转换为化学能反响能够自发进展 反响不能够自发进展1、金属电化腐蚀分析 1、电解食盐水〔氯碱工业〕2、金属牺牲阳极的阴极保护法2、冶炼活泼金属3、制造多种化学电源 3、电解精练实质二、电解原理的应用

使氧化复原反响中的电子

程思考及试验：P82科学探究，〔1、通电前，饱和食盐水中存在哪些离子？它们的运动状况如何？〔自由移动的离子：H+、OH—、Cl—、Na+2HO H++OH—，NaCl==Na++Cl—〕2、在电解装置中，可否选用铜作阴、阳极的电极材料，为什么？〔可以用铜做阴极，不能用铜做阳极，否则，阳极溶解〕、通电后，溶液中的离子发生了什么变化？向阴极，在电极外表放电〕、溶液中的Na+是否可能被复原为金属钠，为什么？〔不能，放电的离子有肯定的挨次，金属越活泼，越难放电，溶液中的H+Na+〕、电解后，在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么？如何证明？〔阴极：氢气，收集后在火焰上产生爆鸣；阳极：氯气，产生刺激性气味阴极区的溶液变红〕1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气H+、OH—、Cl—、Na+H+、Cl—优先放电2阳极：2H++2e—==H↑22阴极：2Cl——2e— ==Cl↑222

2NaCl+2HO

电解 2NaOH+H2↑+Cl↑补充试验：铁钉电镀铜。铁钉处理：水洗、碱洗除油污、酸除铁锈、水洗，马上进展电镀、铁定做阴极，铜棒做阳极，电解质溶液：铜氨溶液蓝色，即为铜氨溶液〕10〔通电时用玻璃棒轻轻搅拌〕即可见到铁钉外表光亮的紫红色、电镀应用电解原理在某些金属外表镀上一薄层其他金属或合金的方法、电极、电解质溶液的选择：阳极：镀层金属，失去电子，成为离子进入溶液M—ne—==Mn+阴极：待镀金属〔镀件成为金属原子，附着在金属外表Mn++ ne—==M电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液、电镀应用之一：铜的精炼4阳极：粗铜；阴极：纯铜；电解质溶液：CuSO4电镀铜电解氯化铜溶液能量转换电镀铜电解氯化铜溶液能量转换将电能转变为化学能阳极材料镀层金属——铜石墨阴极材料待镀金属石墨阳极反响 铜溶解电Cl放出2镀阴极反响液中的Cu2+在阴极析出 液中的Cu2+在阴极析出时电解质溶液CuSO溶液，电镀过 CuCl溶液，电解过程中4 2及其变化程中溶液浓度不变 溶液浓度渐渐减小3、电冶金、电冶金：使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中复原出来用于冶炼活泼金属，如钠、镁、钙、铝、电解氯化钠：通电前，氯化钠高温下熔融：NaClNa+Cl—+—==2Na2阴极：2Cl——2e==Cl↑2Ⅳ金属的电化学腐蚀与防护教学目的：学问与技能化学腐蚀与电化学腐蚀析氢腐蚀和吸氧腐蚀金属的防护方法过程与方法将原电池反响、电解反响与金属的腐蚀与防护结合起来，理论联系实际情感、态度与价值观通过本节书的学习，了解金属的腐蚀给工业生产，人民生活带来的害，同时更需要利用电化学知识去防止金属腐蚀，增加保护金属、仪器设备的意识教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护教学难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理教学方法：试验分析法、争论法等教学过程一、金属的电化学腐蚀试验：P854-3金属腐蚀的本质：都是金属原子失去电子而被氧化的过程金属腐蚀的分类：化学腐蚀——金属跟接触到的枯燥气体〔如O、Cl、SO

等〕或非电解质液体2 2 2〔如石油〕等直接发生化学反响而引起的腐蚀。电化学腐蚀——不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反响，比较活泼的金属失去电子而被氧化。化学腐蚀电化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟氧化性物质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液及氧化剂接触质溶液及氧化剂接触现象无电流产生有微弱的电流产生本质金属被氧化的过程较活泼的金属被氧化的过程化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学相互关系腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，腐蚀速度也快得多。、电化学腐蚀的分类：析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出①、条件：潮湿空气中形成的水膜〔水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体〕Fe—2e—==Fe2+〔氧化反响〕—总反响式：Fe+2H2O==Fe〔OH〕2+H2↑③、生成的Fe〔OH〕2被空气中的O2氧化，生成Fe(OH)3Fe(OH)2O2+2H2O4Fe(OH)3④、Fe(OH)3脱去一局部水就生成Fe2O3·xH2O〔铁锈主要成分〕⑤、铁锈不能阻挡钢铁连续腐蚀吸氧腐蚀——反响过程吸取氧气①、条件：水膜的酸性很弱或中性②、电极反响：负极：2Fe4e—2Fe2+〔氧化反响〕正极：2H2OO2+4e—4OH—〔复原反响〕总反响式：2Fe+O2+2H2O==2Fe〔OH〕2③、生成的Fe(OH)2被空气中的O2氧化，生成Fe(OH)3，再形成铁锈思考：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较：析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强水膜呈弱酸性或中性正极反响2HO+2e—==H↑+2OH—2222负极反响Fe—2e—==Fe2+二、金属的电化学