原电池和电解池

1 原电池原电池 学习目标学习目标 1 了解原电池的工作原理 能写出电极反应和电池总反应式 2 了解常见化学电源的种类及其工作原理 基础自主梳理基础自主梳理 1 原电池原电池 小题引路小题引路 1 下列反应不可用于设计原电池的是 A NaOH HCl NaCl H2OB 2CH3OH 3O2 2CO2 4H2O C Zn 2HCl ZnCl2 H2 D 4Al 3O2 6H2O 4Al OH 3 基础梳理基础梳理 1 概念 把 转化为 的装置 2 工作原理 以铜 锌原电池为例 电极名称负极正极 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 盐桥中 含 KCl 离子流向 3 原电池构成条件 1 两个 的电极 常见为金属或石墨 2 将电极插入 中 3 将两极间构成 提示提示 要构成原电池必须同时满足上述三个条件 而电本质的判断 还是看电极是否发生 2 氧化还原反应而发生电子的转移 反应有直接的 金属与酸碱盐反应 也有间接的 中性 环境的吸氧腐蚀 2 常见的化学电源常见的化学电源 小题引路小题引路 2 氢氧燃料电池工作时的电解质可以是强酸溶液 也可以是强碱溶液 有关这两种条件下 的氢氧燃料电池叙述正确的是 A 它们的负极反应式相同B 它们的正极反应式相同 C 它们的总反应式相同D 它们的电流总是从负极流向正极 基础梳理基础梳理 1 一次电池 碱性锌锰干电池 1 负极材料 正极材料 电解质 2 电极反应 正极 负极 总反应 2 二次电池 可充电电池 铅蓄电池是常见的二次电池 负极材料是 正极材料是 1 放电时的反应 负极反应 正极反应 电池总反应 2 充电时的反应 阴 负 极反应 阳 正 极反应 电池总反应 提示提示 可逆电池充电时的电极接法为 3 3 燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池 可分为酸性和碱性两种 酸性碱性 负极反应式 正极反应式 电池总反应式 要点深化要点深化 1 正负极的判断 2 电极反应式的书写 1 一般电极反应式的书写 列物质 标得失 看环境 配守恒 两式加 验总式 2 复杂电极反应式的书写 复杂电极反应式 总反应式 较简单一极的电极反应式 提示 提示 1 弱电解质 气体和难溶物均写成化学式 其余的以离子符号表示 2 正极反应 负极反应产物根据题意或化学方程式确定 也要注意电解质溶液的成分对 电极产物的影响 3 燃料电池的正极 O2作氧化剂 反应式一般为 酸性条件 O2 4e H 2H2O 碱性或中性条件 O2 4e 2H2O 4OH 高温无水固体电解质 O2 4e 2O2 小试身手小试身手 1 铜锌原电池 如图 工作时 下列叙述正确的是 A 正极反应为 Zn 2e Zn2 B 电池反应为 Zn Cu2 Zn2 Cu C 在外电路中 电子多负极流向正极 D 盐桥中 K 移向 ZnSO4溶液 4 2 一种新型燃料电池 一极通入空气 另一极通入丁烷气体 电解质是掺杂氧化钇 Y2O3 的氧化锆 ZrO2 晶体 在熔融状态下能传导 O2 下列对燃料电池说法正确的 是 A 在熔融电解质中 O2 由负极移向正极 B 电池的总反应是 2C4H10 13O2 8CO2 10H2O C 通入空气的一极是负极 电极反应为 O2 4e 2O2 D 通入丁烷的一极是正极 电极反应为 C4H10 26e 13O2 4CO2 5H2O 3 控制适当的条件 将反应 Fe3 AgFe2 Ag 设计成如图所示的原电池 下列判断 正确的是 A 反应开始时 石墨棒作阳极 银棒作阴极 B 灵敏电流计的读数由小变大 再变小 C 反应达化学平衡时 电流计读数最大 D 反应达化学平衡时 在乙烧杯中滴入一定量 的 NaCl 溶液 电流计指针又偏转 4 某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为 Fe NiO2 2H2OFe OH 2 Ni OH 2 下列说法中正确的是 A 放电时 负极上发生反应的物质是 Fe B 放电时正极反应是 NiO2 2e 2H Ni OH 2 C 充电时 阴极反应是 Ni OH 2 2e 2OH NiO2 2H2O D 充电时 阳极附近 pH 增大 5 固体氧化物燃料电池 SOFC 的工作原理如图所示 已知电池中电解质为熔融固体氧 化物 O2 可以在其中自由移动 下列有关说法科学合理的是 A 电极 b 为电池负极 电极反应式为 O2 4e 2O2 B 固体氧化物的作用是让电子在电池内通过 C 若 H2作为燃料气 接触面上发生的反应为 H2 OH 2e H H2O 5 D 若 C2H4作为燃料气 接触面上发生的反应为 C2H4 6O2 12e 2CO2 2H2O 电解池电解池 学习目标学习目标 1 了解电解池的工作原理 能写出电极反应和电池反应方程式 2 了解金属发生电化学腐蚀的原因 金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施 基础自主梳理基础自主梳理 一 电解原理一 电解原理 小题引路小题引路 1 某同学按如图所示装置进行电解实验 下列说法正确的是 A 电解过程中 铜电极上有 H2产生 B 电解初期 总反应方程式为 Cu H2SO4 CuSO4 H2 C 长时间电解后 石墨电极的质量不会增加 D 整个电解过程中 H 浓度不断增大 基础梳理基础梳理 1 电解电解 1 定义 使电流通过电解质溶液 或熔融的电解质 而在 引起 的过程 2 特点 电解是不可逆的 电解质导电一定发生 变化 2 电解池 也叫电解槽 把 转变为 的装置 3 电解池的组成和工作原理 用惰性电极电解 CuSO4溶液为例 电极名称负极正极 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 6 离子流向 提示 提示 一般地 有外加直流电源的是电解池 没有外加直流电源的是原电池 判断时可 三看 看电极 看溶液 看回路 2 电解原理的应用电解原理的应用 小题引路小题引路 2 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用 下列说法正确的是 A 氯碱工业中 X 电极上反应式是 4OH 4e 2H2O O2 B 电解精炼铜时 Z 溶液中的铜离子浓度不变 C 在铁片上镀铜时 Y 是纯铜 D 制取金属镁时 Z 是熔融的氯化镁 基础梳理基础梳理 1 电解饱和食盐水 1 电极反应 阳极 阴极 2 总反应方程式 3 应用 氯碱工业制 和氢气 2 电镀铜或电解精炼铜 1 两极材料 待镀金属或精铜做 极 镀层金属或粗铜做 极 2 电极反应 阳极 阴极 3 电解冶炼钠 电解熔融 NaCl 1 电极反应 阳极 阴极 2 总反应方程式 提示 提示 粗铜中含有 Zn Fe Ni Ag Au 等杂质 电解精炼铜时 较活泼的金属杂质形 成阳离子进入溶液 比铜活泼性差的金属 Ag 和 Au 沉积在电解槽底部 形成阳极泥 阳极质量减少不等于阴极质量增加 电解液浓度下降 用电解法冶炼活泼金属时 只能 电解熔融盐 或氧化物 7 3 3 金属的腐蚀与防腐金属的腐蚀与防腐 小题引路小题引路 3 相同材质的铁在图中的四种情况下最不容易被腐蚀的是 基础梳理基础梳理 1 化学腐蚀与电化学腐蚀 化学腐蚀电化学腐蚀 定义金属跟接触到的物质 如 O2 Cl2 SO2等 直接发生化学反 应而引起的腐蚀 不纯金属与电解质溶液接触时 发生 原电池反应 比较活泼的金属失电子 而被腐蚀 特点无电流产生有微弱电流产生 实质与 联系 1 实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗 2 化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生 但电化学腐蚀更普遍 危害性 更大 腐蚀速率更快 2 钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 类型析氢腐蚀吸氧腐蚀 水膜性质酸性碱性或中性 负极反应Fe 2e Fe2 正极反应 其他反应 及产物 普遍性吸氧腐蚀更普遍 3 金属的防腐法 8 1 牺牲阳极的阴极保护法 原电池原理 在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属作原电池的 极 如锌块 让被保 护的金属作原电池的 极 2 外加电源的阴极保护法 电解池原理 用被保护的钢铁设备作 极 惰性电极作 极 外接直流电源 3 其他方法 改变金属内部结构 如把金属制成防腐的合金 加防护层如喷油漆 涂油 脂 电镀 喷镀或表面钝化等方法 要点深化要点深化 1 电解池的电极判断 2 电解时电极产物的判断 1 阳极产物的判断 首先看电极 如果是活性电极 金属活动性顺序表 Ag 以前 则 电极材料失电子 电极被溶解 溶液中