四川省成都市高中化学电化学综合课件新人教版选修4

1、电化学复习电化学复习理解原电池原理理解原电池原理掌握原电池原理的应用掌握原电池原理的应用原电池原理原电池原理外电路外电路（电子流动电子流动）内电路内电路（离子流动）（离子流动）负极负极氧化氧化本身失电子溶解本身失电子溶解或通入的还原剂反应或通入的还原剂反应正极正极还原还原溶液中氧化剂得电子溶液中氧化剂得电子或电极表面覆盖的氧化剂得电子或电极表面覆盖的氧化剂得电子或通入的氧化剂得电子或通入的氧化剂得电子氧化还原反应氧化还原反应以得失电子数相等叠加以得失电子数相等叠加原电池电极的判断原电池电极的判断负极负极失电子发生氧化反应的电极失电子发生氧化反应的电极 正极正极得电子发生还原反应的电极得电子发生

2、还原反应的电极 原电池原理的应用原电池原理的应用原电池原理的应用原电池原理的应用判断电池在放电时的电极材料判断电池在放电时的电极材料 名称名称 放放 电电 反反 应应 负极负极锌锰电池锌锰电池 Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+2MnO(OH)+2NH3锌汞电池锌汞电池 Zn+HgO+H2O=Zn(OH)2+Hg铅蓄电池铅蓄电池 Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O镍镉电池镍镉电池 Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Zn Zn PbCd原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写找出两极放电的物质找出两极放电的物质分析放电后的产物是否

3、与溶液中溶质反应分析放电后的产物是否与溶液中溶质反应原电池原理的应用原电池原理的应用例：铅蓄电池放电时的反应总方程式例：铅蓄电池放电时的反应总方程式 Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O例：银锌纽扣电池放电时反应的总方程式例：银锌纽扣电池放电时反应的总方程式 Zn+Ag2O +H2O =2Ag+Zn(OH) 2氢氧燃料电池（电解质溶液为硫酸溶液）：氢氧燃料电池（电解质溶液为硫酸溶液）： （电解质溶液为氢氧化钾溶液）（电解质溶液为氢氧化钾溶液）两电极都不参与反应两电极都不参与反应（1）负氧正还。）负氧正还。（2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式

4、两边添加极方程式两边添加H+、OH、H2O，以遵，以遵循电荷守恒和质量守恒。循电荷守恒和质量守恒。（3）要注意电极反应产物是否与电解质）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。溶液发生反应。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）、今有）、今有2H2+O2=2H2O反应，构成燃反应，构成燃料电池，则负极通的是料电池，则负极通的是_，正极通的是，正极通的是_，电极反应式分别是：电极反应式分别是：_、_。（2）若把）若把KOH改为稀改为稀H2SO4作导电物质，则电作导电物质，则电极反应式为：极反应式为：_、_。（1）和（）和（2）的电解液不同，反应进行后，其）的电

5、解液不同，反应进行后，其溶液的溶液的PH各有何变化？各有何变化？KOH(1)H2、O2 负极：2H2+4OH-4e-=4H2O；正极：O2+2H2O+4e-=4OH-（2）负极：2H24e-=4H+；正极：O2+4H+4e-=2H2O；（1）PH变小、（2）PH变大原电池原理的应用原电池原理的应用设计简单的原电池设计简单的原电池例：将氧化还原反应：例：将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计设计成一个原电池成一个原电池Fe比比Fe活泼差的金属或石墨活泼差的金属或石墨 CuSO4 、CuCl2等等负极：负极：正极：正极：电解质溶液：电解质溶液：正正负负例：用足量锌和一定量稀

6、硫酸制取氢气时，例：用足量锌和一定量稀硫酸制取氢气时，保持温度不变，在不影响生成氢气总量的保持温度不变，在不影响生成氢气总量的前提下，若要使反应速率减慢，可向稀硫前提下，若要使反应速率减慢，可向稀硫酸中加入一种盐的晶体，若要使反应速度酸中加入一种盐的晶体，若要使反应速度加快，也可向稀硫酸中另一种盐的晶体。加快，也可向稀硫酸中另一种盐的晶体。这两种盐分别是什么？这两种盐分别是什么？ 原电池原理的应用原电池原理的应用加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率例：把例：把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连

7、时，相连时，a为负极；为负极；c、d相连时，电流相连时，电流由由d到到c；a、c相连时，相连时，c极上产生大量气极上产生大量气泡；泡；b、d相连时，相连时，b上有大量气泡产生，上有大量气泡产生，则这四种金属的活动性顺序由强到弱为则这四种金属的活动性顺序由强到弱为 。原电池原理的应用原电池原理的应用判断金属的活泼性判断金属的活泼性acdb化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件金属跟非金属单质金属跟非金属单质直接接触直接接触不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触区别区别无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生本质本质金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧

8、化联系联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍金属的腐蚀及其防护金属的腐蚀及其防护原电池原理的应用原电池原理的应用 碱性电池具有容量大、放电电流大特点，得到广泛应用。碱性电池具有容量大、放电电流大特点，得到广泛应用。锌锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池反应式：锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池反应式： Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列说法错误的是下列说法错误的是 A .电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子 B .电池正极的电极反应式为：电池正极的电极反应式为： 2MnO2(s)+H2O(1)+

9、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.外电路中每通过外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小电子，锌的质量理论上减小6.5g（）（）a a极是（）极，电极反应式是（极是（）极，电极反应式是（）（）（）b b极是（）极，电极反应式是（极是（）极，电极反应式是（ ）美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，反应是是一种新型的化学电源，反应是2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O其结其结构如右图所示。两个电极均构如右图所示。

10、两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由多孔碳制成，通入的气体在在 空隙中逸出空隙中逸出, , 并在电并在电 极表面放电。极表面放电。负负- -2e2e- - + 2OH+ 2OH- - = 2H= 2H2 2O O正正 O O2 2 + + 2H2H2 2O O + +e e- - = 4OH = 4OH- -回答回答：xk 若以若以KOHKOH为电解质，在两极上分别通入甲为电解质，在两极上分别通入甲烷和氧气构成燃料电池烷和氧气构成燃料电池, ,请写出电极反应式和请写出电极反应式和总反应方程式。总反应方程式。总反应式总反应式： CHCH4 42 O2 O2 22 KOH2 KOHK K2 2CO

11、CO3 33 H3 H2 2O O负极负极： CHCH4 410 OH10 OH8e8e- - COCO3 32 27 H7 H2 2O O正极正极： 2O2O2 24H4H2 2O O8e8e- -8OH8OH 天然气燃料电池天然气燃料电池：电解复习：电解复习：电极的判断；电极的判断；离子放电顺序及电极反应；离子放电顺序及电极反应；电解的应用；电解的应用；电解的计算。电解的计算。阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连发生氧化反应的电极发生氧化反应的电极阴离子移向的电极阴离子移向的电极电子流出的电极电子流出的电极阴极阴极：与：与电源负极相连电源负极相连发生还原反应的电极发生还原反应的电极阳离

12、子移向的电极阳离子移向的电极电子流入的电极电子流入的电极俗称：正俗称：正-阳阳-氧氧4、离子放电顺序会因电极材料不同而变化、离子放电顺序会因电极材料不同而变化若以活性电极若以活性电极(除除C、Pt、Au等以外的其他金属等以外的其他金属)作阳作阳极，金属被溶解，阳极本身发生氧化反应极，金属被溶解，阳极本身发生氧化反应若以活性电极作阴极，与惰性电极一样若以活性电极作阴极，与惰性电极一样5 5、在惰性电极（如在惰性电极（如C C、PtPt等）上离子放电顺序：等）上离子放电顺序：阴极上阳离子放电顺序一般为：阴极上阳离子放电顺序一般为：Ag+HgHg2+2+ FeFe3+3+ Cu2+H+ PbPb2+

13、2+ZnZn2+ 阳极上阴离子放电顺序一般为：阳极上阴离子放电顺序一般为：S2-I - Br - Cl - OH - 含氧酸根离子含氧酸根离子 高价含氧酸根离子一般不放电高价含氧酸根离子一般不放电 离子浓度对放电顺序有影响离子浓度对放电顺序有影响三池比较三池比较一判断一判断什么池什么池电解池电解池原电池原电池二判断二判断什么极什么极正负极正负极阴阳极阴阳极三判断三判断何电极何电极电镀池电镀池惰性电极惰性电极活泼电极活泼电极四判断四判断何放电何放电阳极镀层阳极镀层阴极镀件阴极镀件离子放电离子放电电极放电电极放电阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuCl

14、2 CuCl2 Cu+Cl2 电解阳极：阳极：2Cl-2 e- =Cl2阴极：阴极：Cu2+ 2e-=2Cu减小减小增增大大 加加CuCl2第一组：电解第一组：电解CuCl2电解:CuCl2Cu+Cl22Cl-2 e- =Cl2阴离子移向阳离子移向电子流向阳极阳极阴极阴极CuCl2溶液溶液e-e-氧化反应还原反应电解Cu2+ 2e-=2Cu原理分析原理分析第二组：电解第二组：电解NaCl阴极阴极阳极阳极氢氢气气氯氯气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原NaCl 阳极阳极: 2Cl- 2e- = Cl 2阴极阴极:2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2

15、 + Cl2 电解减小减小增增大大 加加HCl问题三：你能写出实际电解氯化钠过程中的所有反应方程式你能写出实际电解氯化钠过程中的所有反应方程式吗？吗？根据上述原理，请自己设计一个装置制取家庭消毒液。根据上述原理，请自己设计一个装置制取家庭消毒液。氯碱工业（离子膜法）氯碱工业（离子膜法）+精制饱和精制饱和NaCl淡盐水淡盐水Cl2H2NaOH溶液溶液H2O含少量含少量NaOHClCl2H+OHNa+Na+交换膜交换膜电化学计算：电化学计算：实质是氧化还原的计算实质是氧化还原的计算要点：得失电子的总数相等要点：得失电子的总数相等典型习题：典型习题：1（06全国理综全国理综I 9）把分别盛有熔）把分

16、别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为：之比为：A1：2：3 B3：2：1 C6：3：1 D6：3：22. （06天津理综天津理综12）我国首创的海洋电池）我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：电池总反应为：432624（）（）3，下列说法不正确的是，下列说法不正确的是正极反应为：正极反应

17、为：22244电池工作时，电流由铝电极沿导线流电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极向铂电极以网状的铂为正极，可增大与氧气的以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积接触面积该电池通常只需要更换铝板就可继续该电池通常只需要更换铝板就可继续使用使用3、（、（06四川理综四川理综11）下列描述中，不符）下列描述中，不符合生产实际的是合生产实际的是A、电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁、电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极作阳极 B、电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极、电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C、电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢、电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极网作阴极D、在镀件上电镀锌，用锌

18、作阳极、在镀件上电镀锌，用锌作阳极4（06广东广东16）某可充电的锂离子电池以）某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列说法正确的是。下列说法正确的是 A放电时，放电时，LiMn2O4发生氧化反应发生氧化反应 B放电时，正极反应为：放电时，正极反应为：Li+LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4C充电时，充电时，LiMn2O4发生氧化反应发生氧化反应D充电时，阳极反应为：充电时，阳极反应为：Li+e-=Li5

19、5（0606江苏江苏1414）锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为负极反应：负极反应：C6Lixe=C6Li1xxLi+（C6Li表示锂原子嵌入石墨形表示锂原子嵌入石墨形成复合材料）成复合材料）正极反应：正极反应：Li1xMO2xLi+x e=LiMO2（LiMO2表示含锂的过渡表示含锂的过渡金属氧化物）金属氧化物）下列有关说法正确的是下列有关说法正确的是A锂离子电池充电时电池反应为锂离子电池充电时电池反应为C6Li iLi1xMO2=LiMO2C6Li1