《原电池的形成条》PPT课件

一、原电池1.原电池的形成条件,2.原电池的工作原理,3.电极反应式的书写,4.原电池原理的应用,5.常见的化学电源(1)一次电池(碱性锌锰干电池)。正极(C)：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-负极(Zn):Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2总反应式：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH,(2)二次电池(铅蓄电池)。放电时：负极：Pb+SO42-2e-=PbSO4正极：PbO2+SO42-+4H+2e-=PbSO4+2H2O总反应式：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O充电时：阴极：与外接电源负极相连PbSO4+2e-=Pb+SO42-阳极：与外接电源正极相连PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+总反应式：2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4,元贝驾考元贝驾考2016科目一科目四驾考宝典网,(3)氢氧燃料电池。酸性电解液：正极：O2+4H+4e-=2H2O负极：2H2-4e-=4H+总反应式：O2+2H2=2H2O碱性电解液：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-负极：2H2+4OH-4e-=4H2O总反应式：O2+2H2=2H2O,6.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀,二、电解池1.电解池的形成条件,2.电解池的工作原理,3.电极反应式的书写,4.电解原理的应用(1)电解食盐水。阴极：2H+2e-=H2阳极：2Cl-2e-=Cl2总反应式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,(2)铜的电解精炼。阳极:Fe-2e-=Fe2Zn-2e-=Zn2Ni-2e-=Ni2Cu-2e-=Cu2+(主要)阴极:Cu2+2e-=Cu(3)电镀(镀件上镀锌)。阴极：Zn2+2e-=Zn阳极：Zn-2e-=Zn2+,5.惰性电极电解电解质溶液的规律(1)电解无氧酸(HF除外)或不活泼金属无氧酸盐的水溶液时，其实质是电解电解质。如电解CuCl2溶液时：阴极：Cu2+2e-=Cu阳极：2Cl-2e-=Cl2总反应：CuCl2Cu+Cl2,(2)电解某些强含氧酸、强碱、某些活泼金属含氧酸盐的水溶液时，实际上是电解水。如电解H2SO4溶液时：阴极：4H+4e-=2H2阳极：4OH-4e-=2H2O+O2总反应：2H2O2H2+O2,(3)电解活泼金属无氧酸盐的水溶液时(如NaCl、KBr)，电解质和水都参加反应，阳极产物是非金属单质，阴极产物是H2同时生成碱(OH-)。如电解NaCl溶液时：阴极：2H+2e-=H2阳极：2Cl-2e-=Cl2总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,(4)电解某些不活泼金属含氧酸盐的水溶液时(如CuSO4、AgNO3)，电解质和水都参加反应，阴极产物是不活泼金属单质，阳极产物是O2同时生成酸(H+)。如电解CuSO4溶液时：阴极：Cu2+2e-=Cu阳极：4OH-4e-=2H2O+O2总反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4,6.金属的防护(1)改变金属内部结构，如制成合金。(2)涂保护层，如涂油漆、搪瓷、电镀、覆盖塑料等。(3)电化学保护法。牺牲阳极的阴极保护法，如在钢铁制品上连接锌块。外加电流的阴极保护法，将金属制品连接到电源负极上。,原电池原理及化学电源1.原电池原理考查“五要素”(1)正负极确定。一般较活泼金属作负极。(2)电极反应类型判断。负极发生氧化反应，正极发生还原反应。(3)电子移动方向。电子由负极流出经导线流向正极。,(4)离子移动方向。阳离子移向正极，阴离子移向负极。(5)电极产物的判断。较活泼金属在负极失去电子生成金属阳离子，较不活泼的金属阳离子或H在正极得电子析出金属或H2。,2.化学电源新型化学电源，特别是可充电电池和燃料电池是高考的热点，试题往往起点高、新颖，陌生度高，但落点低，判断或填空的项目均是原电池原理考查的“五要素”，因此要深刻理解原电池原理，同时要注意可充电电池放电时是原电池，充电时是电解池，且放电时的负极反应与充电时的阴极反应相反，同样，放电时的正极反应与充电时的阳极反应相反。,【典例1】(2012遵义高二检测)如图所示，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是()A.B极为原电池的正极B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸C.C中阳离子向A极移动D.A极发生氧化反应,【思路点拨】解答本题时要注意以下三点：(1)负极金属失去电子溶解，质量减小。(2)离子移动方向：阳正阴负。(3)反应类型：负极氧化正极还原。【解析】选C。原电池中，负极金属失去电子溶解，质量减小，故A极是负极，B极是正极，根据构成情况可判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸，A、B两项正确；离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D项正确。,【典例2】(2012杭州高二检测)人造地球卫星用到的一种高能电池银锌蓄电池，它在放电时的电极反应式为：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，下列叙述中，正确的是()A.Ag2O是负极，并被氧化B.电流由锌经外电路流向氧化银C.工作时，负极区溶液pH减小D.溶液中OH-向正极移动,【解析】选C。据给出的电极反应式可知，负极是锌失去电子，发生氧化反应，消耗OH-，所以负极区溶液pH减小；Ag2O在正极得电子，发生还原反应；电子由锌经外电路流向氧化银，电流的方向与之相反；溶液中OH-向负极移动，故A、B、D错误，C正确。,电解池原理考查“五要素”1.阴阳极的判断与电源负极相连的是电解池的阴极，与电源正极相连的是电解池的阳极。2.电极反应类型的判断阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。,3.电子移动方向电子由电源的负极流出，流向电解池的阴极(电池内电路靠离子定向移动完成)，电子再由电解池的阳极流出，流回电源的正极。4.离子移动方向阳离子流向阴极，阴离子流向阳极。5.电极产物的判断金属溶解或产生Cl2、O2的一极是阳极，析出金属或产生H2的一极是阴极。,【典例3】(2012黄冈高二检测)如图所示，a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是()A.a是正极，发生还原反应B.b是阳极，发生氧化反应C.稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变D.往滤纸上滴加酚酞溶液，a极附近颜色变红,【解析】选C。据图可知，左端是原电池，负极是锌，正极是铜，总电池反应式是Zn2H=Zn2H2，故硫酸根离子的物质的量不变，C正确。右端是电解池，其中a是阳极，发生氧化反应，电极反应式是2Cl-2e-=Cl2，b是阴极，发生还原反应，电极反应式是2H+2e-=H2，A、B、D错误。,【典例4】(2012天津高二检测)用惰性电极实现下列电解实验，其说法正确的是()A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液的pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液，阳极消耗OH，故溶液的pH减小C.电解硫酸钠溶液，阴极和阳极析出产物的物质的量之比为2：1D.电解氯化铜溶液，通电一段时间后，向溶液中加入适量的CuO或CuCO3均可使电解液恢复到起始状态,【解析】选C。电解含氧酸，实质上是电解水，但因溶质的浓度增大，故溶液的pH减小，A错误；电解可溶性强碱，阳极OH-放电，阴极H放电，实质是电解水，因溶质的浓度增大，故溶液的pH增大，B错误；电解活泼金属的含氧酸盐实质是电解水，阴极产生氢气，阳极产生氧气，二者物质的量之比为21，C正确；电解氯化铜溶液，实质就是电解氯化铜，故要想恢复原状态，应加氯化铜，D错误。,金属腐蚀与防护1.金属失电子被腐蚀，构成原电池会加快腐蚀，根据电解质溶液的酸碱性把电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，金属腐蚀中以电化学腐蚀更普遍，电化学腐蚀中以吸氧腐蚀更普遍。2.金属防护的通常做法是加保护层，使金属与能引起金属腐蚀的物质隔离，切断形成原电池的条件。为使保护效果更好，通常采用电化学防护，即牺牲阳极的阴极保护法和外加电源的阴极保护法。,【典例5】下列叙述中不正确的是()A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍B.钢铁在干燥空气中不易被腐蚀C.用铝质铆钉铆接铁板，铆钉易被腐蚀D.原电池中电子由正极流入负极【解析】选D。金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，A正确；钢铁在干燥空气中不易构成原电池，故不易被腐蚀，B正确；铝和铁可以形成原电池，铝比较活泼，因此在原电池中作原电池的负极，在反应中被氧化，容易被腐蚀，C正确；在原电池中电子由负极经外电路流向正极，D错误。,【典例6】某铁件需长期浸于水下，为了减少腐蚀，想采取下列措施，其中正确的有()A.给铁件铆上一些铅板B.给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接C.在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金D.在铁件表面涂上一层较厚的沥青【解析】选D。保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极的阴极保护法，A、C两项形成原电池时，铁件作负极，会加快铁的腐蚀；B项，构成电解池，铁件作阳极，会加快铁的腐蚀，故选D。,电化学综合应用1.原电池和电解池组合装置的分析,如该装置图中，左图是原电池，右图是电解池。,分析方法：根据原电池中两电极金属的活动性顺序先确定原电池的正负极，再根据与负极相连的是电解池的阴极，与正极相连的是电解池的阳极，继而判断分析各电极的电极反应及实验现象，有时也反向推断。,2.多个电解池串联组合装置的分析如该装置图中，是两个电解池串联组合。分析方法：根据外接电源的正负极判断出各个电极的类型，继而根据离子放电顺序写出各个电极的电极反应式，并分析相关问题。,回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应式分别为_、_；(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到