化学能与电能的转化PPT课件

1、 原原 电电 池池 第九章第九章 电化学基础电化学基础 一、原电池的结构及工作原理 1. 1.原电池是原电池是_的装置的装置. . 原电池反应的本质是原电池反应的本质是_ 将化学能转化为电能将化学能转化为电能 氧氧 化化 还还 原原 反应反应. . 2. 2. 工作原理（以工作原理（以CuZnCuZn原电池为例）原电池为例） (1).(1).当电解质溶液为当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时： 负极是负极是_极，正极是极，正极是_极，极， 负极反应为负极反应为_， 其电极反应为其电极反应为_,._,. (2).(2).电子的移动方向为：电子的移动方向为： 。 电流的移动方向为：电

2、流的移动方向为： 。 ZnZn Zn Zn 2e 2e - - = Zn = Zn 2+ 2+ Cu CuCu2+ 2+ +2e +2e- - =Cu=Cu 负极负极正极正极 正极正极负极负极 (3).(3).离子的移动方向为：阳离子移向离子的移动方向为：阳离子移向 。 阴离子移向阴离子移向 。 正极 负极 二、形成原电池的条件 （可以）（可以） （可以可以）（可以可以） （不可以不可以） 形成条件一：形成条件一： 活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极： 负极负极:较活较活 泼的金属泼的金属. 正极正极:较不活泼的金属、石墨等较不活泼的金属、石墨等. （可以可以）（不可以不可以） 形成条件

3、二：电极需插进电解质溶液中形成条件二：电极需插进电解质溶液中. 形成条件三：有自发的氧化还原反应形成条件三：有自发的氧化还原反应. （不可以不可以） 形成条件四：必须形成闭合回路形成条件四：必须形成闭合回路. 盐桥的作用： 使Cl-向锌盐方向移动, K+向铜盐方向移动,使Zn盐 和Cu盐溶液一直保持电中 性,从而使电子不断从Zn 极流向Cu极。 装置装置1 1中还原剂中还原剂ZnZn与氧化剂与氧化剂CuCu2+ 2+直接接触， 直接接触， 易造成能量损耗；装置易造成能量损耗；装置2 2能避免能量损耗；能避免能量损耗； 1.X、Y两种金属用导线连接置于稀H2SO4中，发现X极 溶解，Y极上有气泡

4、产生，则X、Y的活动性谁强？ X X的金属性强的金属性强 三、原电池原理的应用 比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱. . 2.下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序 是 比较金属腐蚀的快慢. 三、原电池原理的应用 1 1、比较金属活动性强弱、比较金属活动性强弱. . 2、比较金属腐蚀的快慢. 下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是( )( ) C.C.粗锌和粗锌和 1mol/L 1mol/L 盐酸盐酸 A.A.纯锌和纯锌和1mol/L 1mol/L 硫酸硫酸 B.B.纯锌和纯锌和18 mol/L 18 mol/L 硫酸硫酸 D.D.粗锌和粗锌和1m

5、ol/L 1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSOCuSO4 4溶液溶液 D D 3、金属的防护 加快氧化还原反应的快慢 负极负极 正极正极 Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2 还原剂还原剂(Zn)失去电子，发失去电子，发 生氧化反应生氧化反应 氧化剂氧化剂(H+)在铜极上得在铜极上得 到电子，发生还原反应到电子，发生还原反应 还原剂失去的电子从还原剂失去的电子从 锌极流出锌极流出 流入铜极流入铜极.经外电路经外电路 Zn2+ H+ 电流方向电流方向 SO42- 根据电极材料判断根据电极材料判断 ZnCu 稀硫酸稀硫酸 ZnFe A 稀硫酸稀硫酸 CZnFeC

6、A 稀硫酸稀硫酸 A 稀硫酸稀硫酸 A 负极负极: 较活泼的金属较活泼的金属 正极正极: 较不活泼的金属或非金属导体较不活泼的金属或非金属导体 - +-+- +- + 考点1-电极的判断 根据电子或电流流动方向判断（外电路）：根据电子或电流流动方向判断（外电路）： 电子从负极流出电子从负极流出 沿导线 沿导线 流入正极 流入正极 电流从正极流出电流从正极流出 沿导线 沿导线 流入负极 流入负极 根据离子的定向移动方向（内电路）根据离子的定向移动方向（内电路） 阳离子向正极移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阴离子向负极移动 根据电极反应判断根据电极反应判断 失电子的反应失电子的反应氧化反应氧化

7、反应负极负极 得电子的反应得电子的反应还原反应还原反应正极正极 结合参考资料结合参考资料151页页 考点2-电极方程式的书写 （1）一原则：遵循原子守恒、电荷守恒）一原则：遵循原子守恒、电荷守恒 （2）三步骤：）三步骤： 步骤一：写出总反应式，标出电子转移的方向和数目步骤一：写出总反应式，标出电子转移的方向和数目 步骤二：找出正负极，并分析溶液的酸碱性步骤二：找出正负极，并分析溶液的酸碱性 步骤三：步骤三： 写电极反应式写电极反应式 负极：还原剂负极：还原剂ne-= 氧化产物氧化产物 正极：氧化剂正极：氧化剂 +ne- = 还原产物还原产物 以以CuZn稀硫酸原电池为例稀硫酸原电池为例 考点2

8、-电极方程式的书写 （3）三技巧：）三技巧： 技巧一：电极反应如较难书写，可先写出较易的电极反应，技巧一：电极反应如较难书写，可先写出较易的电极反应， 再用总反应减去较易电极反应即得较难的电极反应。再用总反应减去较易电极反应即得较难的电极反应。如如151 问题思考问题思考2 技巧二：溶液酸碱性不同，技巧二：溶液酸碱性不同，O、H元素的写法不同。元素的写法不同。【水溶液水溶液 中无中无O2-；酸性溶液中不出现；酸性溶液中不出现OH-；碱性溶液中不出现；碱性溶液中不出现H+】 技巧三：要注意电极产物与电解质是否反应技巧三：要注意电极产物与电解质是否反应 以氢氧燃料电池（稀硫酸或氢氧化钠为介质）为例

9、以氢氧燃料电池（稀硫酸或氢氧化钠为介质）为例 练习：练习：1、写出甲烷氧气燃料电池（稀硫酸或氢氧化钠为介质）的电极反应式和、写出甲烷氧气燃料电池（稀硫酸或氢氧化钠为介质）的电极反应式和 总反应总反应 2、写出以、写出以Al、Mg和氢氧化钠溶液组成原电池的电极反应和总反应。和氢氧化钠溶液组成原电池的电极反应和总反应。 已知氧化还原反应:Fe+2FeCl3 =3FeCl2,利用这一反应设计一个原电池,画 出示意图,标出电极材料,电解质溶液,写出电极反应式。 A FeC 正正 极：极： 负负 极极： 总反应：总反应： Fe-2eFe-2e- -FeFe2+ 2+ 2Fe2Fe3+ 3+2e +2e-

10、 - 2Fe2Fe2+ 2+ 2Fe2Fe3+ 3+Fe +Fe3Fe3Fe2+ 2+ FeC FeCl3 A FeCl2FeCl3 三、原电池的设计 设计原电池的思路: 1、还原剂和氧化产物为负极的半电池 2、氧化剂和还原产物为正极的半电池 3、根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液 外电路用导线连通,可以接用电器，内电路是将电极浸入电解质溶液中, 并通过盐桥沟通内电路 4、画出装置示意图 三、原电池的设计 练习：练习：1 1、利用、利用Fe+CuFe+Cu2+ 2+=Fe =Fe2+ 2+Cu +Cu设计一个原电池设计一个原电池, ,画出示意图画出示意图, ,写出电极反写出电极反 应。

11、应。 负极：负极：Fe 2e- =Fe2+ 正极：正极：Cu2+ +2e- =Cu Cu Fe CuSO4FeSO4 FeCu CuSO4 A AB BC CD D 正极正极ZnZnCuCuCuCuFeFe 负极负极CuCuZnZnZnZnZnZn 电解质溶液电解质溶液CuClCuCl2 2H H2 2SOSO4 4CuSOCuSO4 4HClHCl 3.Cu、Fe作两极，浓硝酸作电解质溶液的原电池中：.Cu作_极, .Fe作_极 电极反应式是：负极_ 正极_ 总反应式是：_ 负负正正 CuCu-2e-2e- -=Cu=Cu2+ 2+ 2NO2NO3 3- -+4H+4H+ +2e+2e- -

12、=2NO=2NO2 2 +2H+2H2 2O O Cu+4HNOCu+4HNO3 3( (浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2 +2H+2H2 2O O 以Al、Mg和氢氧化钠溶液组成原电池： 电极反应为：（负极）Ale- +OH- = AlO2- + H2O （正极）H2O +e- = OH-2 根据金属材料的相对活泼性判断电极的正负时，还应考虑电解质 的酸碱性和特性。 燃料电池燃料电池 活性物质消耗到一定程 度就不能再用了。也叫 干电池 放电后可以再充电使活性 物质获得再生。又称充电 电池或蓄电池。 连续地将燃料和氧化 剂的化学能直接转换 成电能的电池

13、碱性锌锰电池碱性锌锰电池 普通锌锰干电池 锌银纽扣电池 铅蓄电池铅蓄电池 锂离子电池 银锌蓄电池 氢氧燃料、甲烷燃料电池氢氧燃料、甲烷燃料电池 电池、甲醇燃料电池等电池、甲醇燃料电池等 1.1.银锌钮扣电池银锌钮扣电池. . 钮扣电池钮扣电池: :不锈钢制成一个由正极壳和不锈钢制成一个由正极壳和 负极盖组成的小圆盒负极盖组成的小圆盒, ,盒内靠正极一端填充盒内靠正极一端填充 由由AgAg2 2O O和少量石墨组成的正极活性材料和少量石墨组成的正极活性材料, ,负负 极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料, ,电电 解质溶液为浓解质溶液为浓KOHKOH溶液溶液, ,

14、电池内电池内ZnZn的氧化产物的氧化产物 为为Zn(OH)Zn(OH)2 2. . 负极：负极： Zn+ 2OHZn+ 2OH- - -2e -2e- - =Zn(OH) =Zn(OH)2 2 正极正极 ：AgAg2 2O+HO+H2 2O+2eO+2e- -=2Ag+2OH=2Ag+2OH- - 总反应式总反应式 ：Zn+AgZn+Ag2 2O+HO+H2 2O=Zn(OH)O=Zn(OH)2 2+2Ag+2Ag 2.2.干电池干电池( (碱性锌锰电池）碱性锌锰电池）. . 2Zn+2MnO2Zn+2MnO2 2+2H+2H2 2O = Zn(OH)O = Zn(OH)2 2 + 2MnOO

15、H + 2MnOOH 负极负极( (锌筒锌筒) )： Zn-2eZn-2e- - + 2OH + 2OH- - = Zn(OH) = Zn(OH)2 2 正极正极( (石墨石墨) ) ：2H2H2 20+2MnO0+2MnO2 2 +2e +2e- - =2MnOOH +2OH =2MnOOH +2OH- - 3.3.二次电池二次电池-铅蓄电池铅蓄电池. . (1)(1)正负极材料和电解液正负极材料和电解液. . 正极正极:PbO:PbO2 2负极负极:Pb:Pb (2)(2)工作机制工作机制. . 电解质电解质:H:H2 2SOSO4 4溶液溶液 铅蓄电池为典型的可充电电池铅蓄电池为典型的可

16、充电电池, ,其电极反应分为放电和充电两个过程其电极反应分为放电和充电两个过程. . 放电过程总反应放电过程总反应: Pb+PbOPb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4=2PbSO=2PbSO4 4+2H+2H2 2O O Pb + SOPb + SO4 42- 2- -2e -2e- - =PbSO =PbSO4 4 正极正极: PbOPbO2 2 + 4H + 4H+ +SO+SO4 42- 2- +2e +2e- - =PbSO =PbSO4 4 +2H +2H2 2O O 负极负极: 放电过程为原电池放电过程为原电池 充电过程充电过程-电解电解 PbSOPbSO4 4+2e

17、+2e- -=Pb+SO=Pb+SO4 42- 2- 阴极阴极( (接电源负极接电源负极):): 阳极阳极(接电源正极接电源正极):PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e- -=PbO=PbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42- 2- 充电过程总反应：充电过程总反应：2PbSO2PbSO4 4+2H+2H2 2O=Pb+PbOO=Pb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4 铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程： Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 放电放电 充电充电 如何判断铅蓄电池是否需要充电？如何判断铅蓄电池是否需要充电？ 根据硫酸

18、密度的大小进行判断根据硫酸密度的大小进行判断. . (3)(3)优缺点简析优缺点简析. . 缺点：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、笨重、废弃电池污染环境. . 优点：优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉. . 3.3.锂电池也叫锂离子电池锂电池也叫锂离子电池 锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材 料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂 电池来自于伟大的发明家爱迪生。 由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金 属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所 以,锂电池长期没有得到应用。 随着二十世纪微电子技术的发

19、展,小型化的 设备日益增多,对电源提出了很高的要求。锂电 池随之进入了大规模的实用阶段。 燃料电池燃料电池是利用是利用氢气、天然气、甲醇氢气、天然气、甲醇等燃料与等燃料与氧气或空气氧气或空气进行电化学进行电化学 反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。 目前燃料电池的目前燃料电池的能量转化率近能量转化率近80%80%, ,约为火力发电的约为火力发电的2 2倍倍. .这是因为火力这是因为火力 发电中放出的废热太多发电中放出的废热太多. .燃料电池燃料电池没有噪声及硫、氮氧化物等废气污染没有噪声及硫、氮氧化物等废气污染; ;燃燃 料电池发

20、明于料电池发明于1919世纪世纪3030年代末年代末, ,经反复试验、改进经反复试验、改进, ,到到2020世纪世纪6060年代才开始年代才开始 进入实用阶段。进入实用阶段。 电解液电解液 H2O 氢氧燃料电池氢氧燃料电池 2e - 2e - 氢气氢气 氧气氧气 H + OH - A 负极负极 正极正极 O2 H2 H2O 原电池电极反应式的书写注意事项原电池电极反应式的书写注意事项 (1)(1)电极反应是一种离子反应电极反应是一种离子反应, ,遵循书写离子反应的所遵循书写离子反应的所 有规则（如有规则（如“拆拆”、“平平”）. . (4)(4)要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应要注意

21、电极反应产物是否与电解质溶液发生反应 (2)(2)将两极反应的电子得失数配平后将两极反应的电子得失数配平后, ,相加得到总反应相加得到总反应, , 总反应减去一极反应即得到另一极反应总反应减去一极反应即得到另一极反应. . (3)(3)负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产 物物, ,与溶液的酸碱性有关（如与溶液的酸碱性有关（如4 4价的价的C C在在酸性酸性溶液中溶液中 以以COCO2 2形式存在形式存在, ,在在碱性碱性溶液中以溶液中以COCO3 32 2 形式存在 形式存在).). (5)(5)溶液中不存在溶液中不存在O O2 2 : :

22、在酸性溶液中它与 在酸性溶液中它与H H 结合成 结合成H H2 2O O、 在碱性或中性溶液中它与水结合成在碱性或中性溶液中它与水结合成OHOH ； ； 电池的污染和回收电池的污染和回收 1.电池中含有大量的重金属、酸、碱等物质 2.一粒小小的钮扣电池可污染600立方米水， 相当于一个人一生的饮水量 一节一号电池烂在地里,能使一平方米的 土地失去利用价值,并造成永久性公害。 3.电池的回收 减减 少少 污污 染染 节节 约约 资资 源源 阴极阴极 【复习回顾复习回顾】： 1.通电前溶液中有哪些离子？通电前溶液中有哪些离子？ 阳离子：阳离子：CuCu2+ 2+、 、 H H+ +； 阴离子：阴

23、离子：ClCl- -、 OHOH- -. . CuCu2+ 2+ H H+ +向阴极区移动；向阴极区移动； ClCl- - OH OH- -向阳极区移动向阳极区移动. . 阴极和阳极如何确定？阴极和阳极如何确定？ 与电源正极相连的为阳极与电源正极相连的为阳极, ,与负极相连的为阴极与负极相连的为阴极. . 电解CuClCuCl2 2 2.通电后两个电极上有何实验现象？通电后两个电极上有何实验现象？ 阳极阳极: 产生产生刺激性气味气体刺激性气味气体, ,并能使湿润的并能使湿润的KI-KI-淀粉试纸变蓝淀粉试纸变蓝(Cl(Cl2 2).). 阴极：阴极： 碳棒上有一层红色的铜析出碳棒上有一层红色的

24、铜析出. . 通电后这些离子如何移动？通电后这些离子如何移动？ 3.写出电极反应式和总反应式写出电极反应式和总反应式.阳极：阳极： 2Cl-2e-=Cl2 阴极：阴极： Cu2+2e-=2Cu 总反应式：总反应式： 4.CuCl4.CuCl2 2溶液的浓度如何变化？如何恢复成原溶液？溶液的浓度如何变化？如何恢复成原溶液？ 浓度降低浓度降低.加入加入CuCl2固体固体. 阳极阳极 一、电解池的工作原理一、电解池的工作原理. . 1. 1.电解：电解：使电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生氧化还原的过程使电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生氧化还原的过程. 2. 2.电解池：电解池：借助氧化还原反应借

25、助氧化还原反应,把电能转化为化学能的装置把电能转化为化学能的装置. 3. 3.电子的流向：电子的流向： 电子从外加电源的负极流出电子从外加电源的负极流出,流到电解池的阴极流到电解池的阴极,再从阳极流再从阳极流 回电源正极回电源正极. 5. 5.离子放电顺序离子放电顺序. . (2)(2)阳极阳极: : 若为惰性电极若为惰性电极,则阴离子放电则阴离子放电,放电顺序为：放电顺序为： 若为活性电极若为活性电极, ,则电极本身失去电子而放电则电极本身失去电子而放电. . 因为活性电极的还原性大于一切的阴离子因为活性电极的还原性大于一切的阴离子. . (3)(3)阴极阴极: : 4. 4.离子定向移动的

26、方向：离子定向移动的方向： 阳离子运动到阳离子运动到 阴极阴极阴离子运动到阴离子运动到 阳极阳极 阴极:_电子,发生_反应,离子_越强,反应越容易。 _电子,发生_反应,离子_ _越强,反应越容易。 失失氧化氧化还原性还原性 得得还原还原 氧化性氧化性 通电前, ,NaNa+ + Cl Cl- - 在 _ _运动。 通电后, ,NaNa+ +向_极( (与电源_相连) )移动，ClCl- -向_极( (与电源_相连) )移动。 电子从电源负极流向_极, ,电极反应为_,_,发生_反应。 电子从电解池阳极流向_极, ,电极反应为_,_,发生_反应。 总反应为_。 阴阴 无规则自由无规则自由 负极

27、负极 阳阳正极正极 电解池阴电解池阴 2NaCl 2Na+Cl2NaCl 2Na+Cl2 2 通 电 氧化氧化 还原还原 电源正电源正 2Na2Na+ + + 2e + 2e- - =2 =2NaNa 2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2 电解池形成的条件：电解池形成的条件： a.a.有有 与直流电源相连的两极与直流电源相连的两极 b.b.电解质溶电解质溶 液或熔融的电解质液或熔融的电解质 c.c.形成闭合回路形成闭合回路 2H+2e-=H2 （还原反应） 2Cl-2e-=Cl2 （氧化反应） 有气泡 滴加酚酞 溶液红色 有气泡， 刺激性气味， 湿润的碘化钾 淀粉试纸变蓝 1.

28、电解饱和食盐水电解饱和食盐水 通电 2NaCl+2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 二、电解原理的应用二、电解原理的应用 想一想:在电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间可能发生 哪些化学反应？ 生成NaClO ,使NaOH不纯 H2和Cl2混合遇火发生爆炸 (1)生产设备名称: 阳离子交换膜电解槽 阳离子交换膜: 只允许阳离子通过,把 电解槽隔成阴极室和阳极室。 (2)离子交换膜的作用： a.防止Cl2和H2混合而引起爆炸 b.避免Cl2与NaOH反应生成NaClO影响NaOH的产量。 (3) 生产流程 一、原电池与电解池的比较 整理与归纳： 负极负极 ：氧化反应：氧化反应 正极正

29、极 ：还原反应：还原反应 阳极阳极 ：氧化反应：氧化反应 阴极阴极 ：还原反应：还原反应 电极反应电极反应 形成条件形成条件 能量转换能量转换 电子流向电子流向 化学能转化为电能化学能转化为电能电能转化为化学能电能转化为化学能 负极正极负极正极阳极流出；阴极流入阳极流出；阴极流入 装置举装置举 例例 离子的迁移方向 阴离子向阳极迁移阴离子向阳极迁移 阳离子向阴极迁移阳离子向阴极迁移 阴离子向负极迁移阴离子向负极迁移 阳离子向正极迁移阳离子向正极迁移 1、明确电极反应实质：（ 。） 2、注意阳极材料是否为活性电极： 3、分析电解质中的离子 4、应用放电顺序： 5、用电荷守恒、质量守恒配平反应式

30、若为活性电极，金属材料本身失电子，变为阳离子；若为活性电极，金属材料本身失电子，变为阳离子；如为惰性（如为惰性（PtPt、C)C)电极，则电极，则 为电解质中阴离子失电子发生氧化反应。为电解质中阴离子失电子发生氧化反应。 Ag+Hg2+Cu2+H+ (酸酸)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(水）水） Al3+Mg2+ Na+ Ca2+K+ 完成下列溶液的电极反应(以石墨为电极电解) 硫酸溶液： NaOHNaOH溶液: : NaNa2 2SOSO4 4溶液： 盐酸： CuBrCuBr2 2溶液： KClKCl溶液： CuSOCuSO4 4溶液： 阳极：4OH-4e-=2H2O+O2 阴极：4

31、H+4e-=2H2 总反应： 通电 2H2H2 2O 2HO 2H2 2+ O+ O2 2 2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2 2H2H+ + + 2e + 2e- - = H = H2 2 阳极阳极: : 阴极阴极: : 总反应：总反应： 通电通电 2KCl+2H2KCl+2H2 2O=2KOH+ClO=2KOH+Cl2 2+H+H2 2 2Cl 2Cl- -+ 2H+ 2H2 2O=2OHO=2OH- - +Cl +Cl2 2+H+H2 2 通电通电 阳极：阳极：4OH4OH- - - 4e - 4e- - = 2H = 2H2 2O + OO + O2 2 阴极：阴极：

32、2Cu2Cu2+ 2+ + 4e + 4e- - = 2Cu = 2Cu 通 电 2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O O2Cu+2H2Cu+2H2 2SOSO4 4+O+O2 2 电解水型 电解电解质型 放氧生酸型 阴极阴极: Cu2+ + 2e- = Cu 阳极阳极: Cu - 2e- = Cu2+ 三、电解原理的应用-铜的电解精炼 思考：阳极溶解铜的质量等于阴极析出铜的质量吗？思考：阳极溶解铜的质量等于阴极析出铜的质量吗？ 原理:应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上 一层其他金属或合金的过程. 三、电解原理的应用-电镀 阴极:待镀件 阳极:镀层金属 电镀液:含镀层金属离子

33、的溶液 电镀铜原理电镀铜原理 CuSOCuSO4 4溶液溶液 铜片铜片 待镀件待镀件 目的:使金属增强抗腐蚀的能力, 增加美观和表面硬度。 浓度保持不变浓度保持不变 阳极:Cu - 2e- = Cu2+ 阴极:Cu2+ + 2e- = Cu 电极反应 (1).电解熔融状态的氯化钠. 阳极阳极: :2Cl-2e- =Cl2 阴极阴极: :2Na+ + 2e- =2Na 总反应式：总反应式：2NaCl(2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl) 2Na + Cl2 2 电解电解 (2).冶炼铝. 阳极: 阴极: 总反应式：总反应式： 6O2-12 e- =3O2 4Al3+ + 12e- =4Al

34、 通电通电 2Al2O3 4Al+3O2 注意注意: :反应过程中使用冰晶石反应过程中使用冰晶石(Na(Na3 3AlFAlF6 6) )作为熔剂作为熔剂, , 使使AlAl2 2O O3 3在较低的温度下熔化在较低的温度下熔化 思考：思考： 1.1.为什么不电解熔融的为什么不电解熔融的AlClAlCl3 3 ？ ？ 2.2.工业上制金属镁是电解氧化镁还是电解熔融的氯化镁？工业上制金属镁是电解氧化镁还是电解熔融的氯化镁？ 三、电解原理的应用-金属冶炼 (1)生产设备名称: 阳离子交换膜电解槽 阳离子交换膜:只允许阳离子通过,把电解槽隔成阴极室和阳极室 (2)离子交换膜的作用： a.防止Cl2和

35、H2混合而引起爆炸 b.避免Cl2与NaOH反应生成NaClO影响NaOH的产量。 三、电解原理的应用-氯碱工业 上图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后， 在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。回答： （1）直流电源中，M为极。 （2）Pt电极上生成的物质是 ，其质量为g。 题型突破-原电池与电解池的结合 要点：要点：1 1、分析各电极的名称，、分析各电极的名称， 2 2、串联电路中通过的电量处处相等。、串联电路中通过的电量处处相等。 A B C CuSO4AgNO3 AgNO3 NaHSO4 AgCu Cu C Pt Pt AgFe D

36、负极负极正极正极 题型突破-原电池与电解池的结合 试写出装置试写出装置A A中的电极反应中的电极反应 四、金属分腐蚀与防护四、金属分腐蚀与防护 1、金属的电化学腐蚀 金属的化学腐蚀： 金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。 铁在氧气中燃烧铁在氧气中燃烧 钠在空气中燃烧钠在空气中燃烧 金属的电化学腐蚀： 不纯的或合金发生原电池反应，使活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 a a试管中的物质为：试管中的物质为：铁粉、碳粉铁粉、碳粉 和氯化钠溶液。和氯化钠溶液。 b b试管中的物质为试管中的物质为：铁粉、碳粉：铁粉、碳粉 和稀醋酸溶液。和稀醋酸溶液。 负极：负极：2Fe 4e- = 2Fe2Fe 4e- = 2Fe2+ 2+ （氧化反应）（氧化反应） 正极：正极：O O2 2+ 2H+ 2H2 2O + 4e- = 4OHO + 4e- = 4OH- - （还原反应）（还原反应） 总反应：总反应：