电极方程式书写.doc

原电池 电解池适用学科高中化学适用年级高三年级适用区域全国人教版课时时长（分钟）60知识点1、 了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2、 理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。教学目标1了解金属腐蚀及其危害。2了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。3了解金属防护的一般方法，特别是电化学方程式的书写。教学重点原电池原理电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理。教学难点电化学知识与生产、生活知识(如金属的腐蚀与防护、铜的电解精炼、氯碱工业)以及新科技知识相结合。电化学、氧化还原反应、特别是新型电池等联系，考查的知识有一定的综合度。教学过程一、 课堂导入二、复习预习1、回忆上节课学习的内容并进行简单的提问：原电池、电解池、正负极、阴阳极等的判断；电子的移动阴阳离子的移动。2、电解池3、放电顺序：1、 如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序写电极反应式。阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2-I-Br -Cl-OH-含氧酸根离子F-。阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+Fe3+Cu2+（酸电离出的H+）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+（水电离出的H+）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。（注：在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原，这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得）。 1. 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( )A. 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C. 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答案：B、C 解析：中学教材中，讲电池的两极是正、负极，讲电解的两极则是阴、阳极。实际上, 负极和阳极是起氧化反应的电极, 英文中用同一个词Anode; 正极和阴极则是起还原反应的电极，英文中用同一个词Cathode。同一充电电池中，放电的负极反应是失电子的氧化反应，因而充电时，其逆过程必然是得电子的还原反应(阴极)。 三、知识讲解1.原电池中电极反应式的书写a、先确定原电池的正负极，列出反应物，标出电子的得失。b、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。c、（熟记）若正极上的反应物质是O2，电解质溶液为中性、碱性或弱酸性，正极式：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-电解质溶液为酸性， 正极式：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O2、电解池中电极反应式的书写1、看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），是阳极失电子。注意阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），电解质溶液中的离子放电，根据离子的放电顺序书写电极反应式。3、分析电解池中离子、电子流向及电解质溶液成分变化。四、例题精析【例题1】【题干】有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+ 和Zn2+ 进行工作，试写出该电池的两极反应式。答案：负极：2Zn4e-= 2Zn2+， 正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。解析：注重实际，正负极的判断跟氧化还原反应这一章有着很大的联系，通过口诀 升失氧、降得还 判断；负极是化合价升高、正极化合价降低【例题2】【题干】用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通入甲烷和氧气，形成甲烷氧气燃料电池，该电池反应的离子方程式为：CH4+2O2+2OH- = CO32-+3H2O，试写出该电池的两极反应式。答案：负极：CH4+10OH-8e-= CO32-+7H2O。正极：O2+2H2O+4e- =4OH- 解析：正负极的判断跟氧化还原反应这一章有着很大的联系，通过口诀 升失氧、降得还 判断；负极是化合价升高、正极化合价降低【例题3】【题干】Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净水的水处理剂,其电解制法如下图所示,请根据图示分析:Fe电极与电源的 极相连，电极式为 。 答案：Fe 6e- + 8OH- = FeO42- + 4H2O解析：铁从零价升到高铁酸钠的+6价化合价升高，可以判断负极，其余就出来了【例题3】【题干】熔融状态下，Na单质和FeCl2能组成可充电电池（装置示意图如下），反应原理为： 2Na + FeCl2 Fe + 2NaCl放电时，电池的正极反应式为_：充电时，_（写物质名称）电极接电源的负极；该电池的电解质为_。答案：Fe2+ + 2e= Fe； Na； B-Al2O3固体解析：Na：熔融Z电极 FeCl2：熔融FeG2电极 ；正负极的判断跟氧化还原反应这一章有着很大的联系，通过口诀 升失氧、降得还 判断；负极是化合价升高、正极化合价降低五、课堂运用【基础】AlCuNaHCO3溶液构成的原电池中， 铝电极为 极，电极反应为：答案：负极 Al3e - +3HCO3 = Al(OH)3+3CO2， 解析：正负极的判断跟氧化还原反应这一章有着很大的联系，通过口诀 升失氧、降得还 判断；负极是化合价升高、正极化合价降低【巩固】1、下列事实不能用电化学理论解释的是（ ）A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块B.铝片不用特殊方法保存C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快D.镀锌的铁比镀锡的铁耐用答案：B解析：A选项是通过构成ZnFe原电池，在船壳上加Zn块构成原电池负极，从而保护船体不被腐蚀。B选项是靠氧化膜保护铝。C选项Zn+Cu2+=Cu+Zn2+，生成的Cu与Zn在溶液中构成原电池加快反应的速率。D选项中ZnFe原电池Zn为负极，而FeSn原电池中Fe为负极，故前者Zn被氧化保护了铁。2.(2010江苏高考，16)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是( )A.电池工作时，锌失去电子B.电池正极的电极反应式为2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g答案：C解析：由所给电池的总反应式可知，电池工作时，每有1 mol Zn参加反应，失去2 mol电子，则会有2 mol电子从负极Zn开始，流经外电路而流向正极，并在正极发生反应，2MnO2（s）+H2O+2e-=Mn2O3（s）+2OH-（aq)，故外电路每通过0.2 mol电子，Zn的质量就减轻6.5 g。【拔高】1.我国发射上天的宇宙飞船“神舟”六号上使用氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H2+O2=2H2O，电解质溶液溶质为KOH，溶剂是水，反应保持在较高温度下进行，使生成的水不断蒸发，经过一定的处理后供宇航员使用，下列关于该电池的说法中正确的是（ ）A.此电池能发出蓝色火焰B.工作时电解溶液的pH不断减小C.H2为正极、O2为负极D.电池放电时负极反应为：2H2+4OH-4e-=4H2O,正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-答案：D解析：原电池是将化学能转化为电能的装置。显然A不正确。由于电池总反应为：2H2+O2=2H2O,通H2的极为负极，发生的反应为：2H2+4OH-4e-=4H2O,通入O2的极为正极，发生反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-。整个过程中KOH没有消耗，而且生成的水不断蒸发，pH基本保持不变。2.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，实质上是电解水，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12D.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11答案：D解析：电解稀H2SO4，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减少，浓度增大，故溶液pH减小，A不正确。电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH-，阴极消耗H+，实质也是电解水，NaOH溶液浓度增大，故溶液的pH增大，B不正确。电解Na2SO4溶液时，析出H2与O2的物质的量之比为21，C不正确。电解CuCl2溶液时，Cu和Cl2的物质的量之比为11，D正确。课堂小结： 无论原电池还是电解池，其反应都是氧化还原反应，应根据氧化还原反应写电极反应式: 判断：是原电池还是电解池，电极名称，电极反应类型。 书写：熟记粒子放电顺序，满足电荷守恒。 兼顾：即注意介质，考虑介质中的微粒是否参与电极反应。 检验：即检验电极反应式是否满足质量守恒和电荷守恒。 无论原电池还是电解池，其反应都是氧化还原反应，应根据氧化还原反应书写电极反应式，一般步骤是： 判断，书写，兼顾，检验。判断：即准确判断电解池的电极名称和电极反应类型。判断方法阳极阴极与电源连接方式与电源正极相连与电源负极相连电子流动方向电子流出电子流入离子移动方向阴离子移向阳离子移向反应类型氧化反应还原反应电极现象溶解或产生有色气体析出金属或产生氢气书写：即在确认电极材料的基础上，准确书写电极反应式和总反应式。这是学生感觉最难的地方，要突破这一点，需