化學(xué)：第四章《電化學(xué)基礎(chǔ)》課件(新人教版選修4)

1、1原電池2化學(xué)電源4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護電化學(xué)基礎(chǔ)3電解池氧化還原反應(yīng)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，自發(fā)進行電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，外界能量推動知識結(jié)構(gòu)知識結(jié)構(gòu)一、原電池及其工作原理：一、原電池及其工作原理：1.定義：定義： 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置為原電池?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置為原電池。從理論上說，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均從理論上說，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池；可設(shè)計成原電池；. .電極名稱：電極名稱：原電池原電池相對活潑的電極為負極相對活潑的電極為負極相對不活潑的電極為正極相對不活潑的電極為正極3.3.電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：原電池原電池負極：負極：正極：正極：失電子的氧化反應(yīng)失電子的氧化

2、反應(yīng)得電子的還原反應(yīng)得電子的還原反應(yīng)4. 4. 原電池的形成條件原電池的形成條件(4)形成閉合回路形成閉合回路。（兩電極用導(dǎo)線連接（兩電極用導(dǎo)線連接，或接觸，或接觸。）。）（1）能自發(fā)地發(fā)生的氧化還原反應(yīng)能自發(fā)地發(fā)生的氧化還原反應(yīng)： 電極和電解質(zhì)溶液電極和電解質(zhì)溶液 兩電極上分別有還原劑和氧化劑（燃料電池）兩電極上分別有還原劑和氧化劑（燃料電池）（2）電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液： 參與電極反應(yīng)或構(gòu)成內(nèi)電路參與電極反應(yīng)或構(gòu)成內(nèi)電路（3）兩導(dǎo)體作電極兩導(dǎo)體作電極： 活動性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)活動性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導(dǎo) 體石墨），與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的活潑金屬為負極。體石墨），

3、與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的活潑金屬為負極。 兩不活潑的導(dǎo)體石墨或兩不活潑的導(dǎo)體石墨或Pt等。（燃料電池電極）等。（燃料電池電極）5.5.定向移動方向定向移動方向：電子、離子：電子、離子原電池原電池“負極給出電子，并流向正極負極給出電子，并流向正極”必發(fā)生必發(fā)生失電子失電子的的氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)必發(fā)生必發(fā)生得電子得電子的的還原反應(yīng)還原反應(yīng)例例1. 下列哪幾個裝置能形成原電池？下列哪幾個裝置能形成原電池？CuFeH2SO4CuZnH2SO4CuFeNaCl溶溶液液CuFeNaCl溶液溶液CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4ABCDEFMnZnZ4OS2HNnZCu4OS2Cu CuSO4例例2. 在

4、盛有稀在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是確的是( )(A)正極附近的正極附近的SO42 離子濃度逐漸增大離子濃度逐漸增大 (B)電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片(C)正極有正極有O2逸出逸出 (D)銅片上有銅片上有H2逸出逸出D氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+ 銅鋅原電池銅鋅原電池電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液鹽橋鹽橋失失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)2H+2e- =H2陰離子陰離子陽離子陽離子總反應(yīng)：總反應(yīng)：負極負極正極正極 2H+2e- =H2Zn-2e- =

5、Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(離子方程式）離子方程式）（化學(xué)方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)電極反應(yīng)正極：正極：負極：負極：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽離子陽離子外電路外電路內(nèi)電路內(nèi)電路強調(diào)：原電池的工作原理：強調(diào)：原電池的工作原理：1.1.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，此金屬是鋅組成原電池時，鋅為負極，此金屬是( )( )A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu2.2.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)由銅鋅和稀硫酸組成

6、的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的溶液的 pH( )pH( )A.A.不變不變 B B先變大后變小先變大后變小 C C逐漸變大逐漸變大 D.D.逐漸變小逐漸變小C練習(xí)：練習(xí)：（）鹽橋的作用是什么？（）鹽橋的作用是什么？可提供定向移動的陰陽離子，可提供定向移動的陰陽離子，使由它連接的兩溶液保持電使由它連接的兩溶液保持電中性中性，鹽橋保障了電子通過，鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過程使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進行。得以繼續(xù)進行。 導(dǎo)線的作用是傳遞電子，導(dǎo)線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。則

7、是溝通內(nèi)電路。. 雙液原電池的工作原理雙液原電池的工作原理（有關(guān)概念）（有關(guān)概念）（）鹽橋中裝有飽和的（）鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出 鹽橋的作用：鹽橋的作用：（1 1）形成閉合回路。）形成閉合回路。（2）平衡電荷。）平衡電荷。(3)雙液原電池雙液原電池的的優(yōu)點：優(yōu)點：能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。定的電流。例例4. 依據(jù)氧化還原反應(yīng)：依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。設(shè)計的原電池如圖所示。鹽橋鹽橋XYACuSO4溶液溶液電流計電流

8、計Ag請回答下列問題：請回答下列問題：(1)電極電極X的材料是的材料是_；電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液Y是是_；(2)銀電極為電池的銀電極為電池的_極，極，發(fā)生的電極反應(yīng)為發(fā)生的電極反應(yīng)為_X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_；(3)外電路中的電子是從外電路中的電子是從_電極流向電極流向_電極。電極。銅銅(或或Cu)AgNO3溶液溶液正正Age = AgCu -2e = Cu2負負(Cu)正正(Ag)利用反應(yīng)利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，設(shè)計，設(shè)計一個單液原電池，一個雙液原電池（使用鹽一個單液原電池，一個雙液原電池（使用鹽橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)。

9、橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)。 (+)(-) G Zn Pt FeCl3溶液溶液負極（負極（Zn）：）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）正極（正極（Pt或或C）：）：2Fe3+2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）(+)(-)鹽橋鹽橋Zn C ZnCl2溶液溶液FeCl3溶液溶液 G 強調(diào)：原電池的強調(diào)：原電池的設(shè)計設(shè)計例例5 5、判斷右邊原電池的判斷右邊原電池的正、負極，正、負極，并寫出電極反應(yīng)式并寫出電極反應(yīng)式。強調(diào)：電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫強調(diào)：電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫AFeClFeCl3 3溶液溶液負極：負極：Cu -2e Cu 2+ 正極：正極：

10、2Fe3+ +2e -2Fe2+Cu CMg AlA稀硫酸溶液稀硫酸溶液NaOHNaOH溶液溶液（稀硫酸）負極（稀硫酸）負極:Mg -2e-Mg2+ 正極：正極：2H+2e-H2（NaOH溶液）溶液） 負極：負極：2Al+8OH- -6e- 2AlO2-+4H2O 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2正極：正極：6H2O+6e- 3H2+6OH-方法一：根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。方法一：根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。 1.對于金屬對于金屬金屬電極，金屬電極，活潑金屬是負極，不活潑金屬是正極；活潑金屬是負極，不活潑金屬是正極； 2.對于金屬對于金屬非金屬電極，非金屬電極，金屬是負極，非金屬是

11、正極，如干電池等；金屬是負極，非金屬是正極，如干電池等； 3.對于金屬對于金屬化合物電極，化合物電極，金屬是負極，化合物是正極。金屬是負極，化合物是正極。方法二：根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定。方法二：根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定。失電子的反應(yīng)失電子的反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)負極；負極；得電子的反應(yīng)得電子的反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)正極。正極。強調(diào)：電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫強調(diào)：電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫練習(xí)：練習(xí)：宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為為2H2+O2=2H2O，電解質(zhì)溶液為，電解質(zhì)溶液為KOH，反應(yīng)，反應(yīng)保持在高溫下，使保持在高溫下，使H2O蒸發(fā)，正

12、確敘述正確的蒸發(fā)，正確敘述正確的是：（是：（ ）AH2為正極反應(yīng)物，為正極反應(yīng)物，O2為負極反應(yīng)物為負極反應(yīng)物B電極反應(yīng)（正極）：電極反應(yīng)（正極）： O2+2H2O+4e- = 4OH-C電極反應(yīng)（負極）：電極反應(yīng)（負極）： 2H2+4OH- + 4e- = 4H2OD負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng) BD二、化學(xué)電源二、化學(xué)電源Zn+2OH-2e- = Zn(OH)22MnO+2HO+2e-=2MnO(OH)+2OH-Zn + 2MnO +2HO= Zn(OH)2+ 2MnO(OH)負極：負極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：1. 堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池負極

13、（鋅筒）：負極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+，正極（石墨）正極（石墨）:2NH4+2MnO2 + 2e-=2NH3+Mn2O3+H2O總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn+2NH4+2MnO2= Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O干電池干電池（NH4Cl糊狀物為電解質(zhì)）糊狀物為電解質(zhì)）2. 鉛蓄電池鉛蓄電池 PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e - = PbSO4 + 2H2OPb + PbO2 + 2H2SO4 =2PbSO4 + 2H2O總反應(yīng)式為：總反應(yīng)式為：Pb + SO42- -2e - = PbSO4負極：負極：正極：正極：放電放電當(dāng)向外提供當(dāng)向外提供0.5mol電子時，消耗硫酸的電

14、子時，消耗硫酸的物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為 0.5mol2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4 PbSO4 + 2H2O - 2e - = PbO2 + 4H+ + SO42- PbSO4 + 2e - = Pb + SO42- 陽極：陽極：陰極：陰極：總反應(yīng)總反應(yīng)充電充電補：補：2. 鉛蓄電池鉛蓄電池 電解液電解液 H2O3. 氫氧燃料電池氫氧燃料電池2e-2e-氫氣氫氣氧氣氧氣H+ OH-A 負極負極 正極正極O2H2H2O3. 氫氧燃料電池氫氧燃料電池2H2 + 4OH- 4e- = 4H2OO2 + 2H2O + 4e- = 4OH-總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2H2

15、+ O2 =2H2O堿性燃料電池堿性燃料電池KOHO2 2 H2OH H2 2H H2 2O O負極：負極：正極：正極：2H2 4e- = 4H+O2 +4e- + 4H = 2H2O 總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2H2 +O2 = 2H2O酸性酸性H2SO4O2 2 H2OH H2 2O OH H2 2負極：負極：正極：正極：3. 氫氧燃料電池氫氧燃料電池4. 甲烷燃料電池甲烷燃料電池（電解質(zhì)為（電解質(zhì)為KOH）負極：負極：CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O正極：正極：2O2 + 4H2O +8e- = 8OH-總反應(yīng)：總反應(yīng)：CH4 + 2O2 + 2OH- = CO

16、32- + 3H2O思考：思考：甲醇燃料電池甲醇燃料電池 （電解質(zhì)為電解質(zhì)為KOHKOH）5. 鋰電池鋰電池（非水有機溶劑電解液）（非水有機溶劑電解液）負極：負極：2Li - 2e- = 2Li+，正極：正極：I2 + 2e- = 2I-，總反應(yīng)：總反應(yīng)：2Li + I2 = 2LiI跟其它金屬作負極相比，使用壽命延長，跟其它金屬作負極相比，使用壽命延長，高能、質(zhì)輕、電壓高、工作效率高、儲存高能、質(zhì)輕、電壓高、工作效率高、儲存壽命長。為什么？壽命長。為什么？與作負極材料的金屬相比較，相同質(zhì)量時鋰與作負極材料的金屬相比較，相同質(zhì)量時鋰提供電子數(shù)最多。提供電子數(shù)最多。6. 銀鋅電池銀鋅電池（電解質(zhì)

17、為（電解質(zhì)為KOH）負極：負極：Zn + 2OH- 2e- = Zn(OH)2正極：正極：Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag 7. 海水電池海水電池（電解質(zhì)溶液為海水）（電解質(zhì)溶液為海水）負極：負極：4Al - 12e- = 4Al3+，正極：正極：3O2+ 6H2O + 12e- = 12OH-總反應(yīng)：總反應(yīng)：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)31、銀器皿日久表面逐漸變黑色，這是由于生成硫銀器皿日久表面逐漸變黑色，這是由于生成硫化銀，有人設(shè)計用原電池原理加以除去，其處理化銀

18、，有人設(shè)計用原電池原理加以除去，其處理方法為：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器方法為：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時間中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時間后，黑色會褪去而銀不會損失。后，黑色會褪去而銀不會損失。試回答：在此原電池反應(yīng)中，負極發(fā)生的反應(yīng)試回答：在此原電池反應(yīng)中，負極發(fā)生的反應(yīng)為為 ；正極發(fā)生的反應(yīng)為正極發(fā)生的反應(yīng)為 ；反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，原電池總反反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，原電池總反應(yīng)方程式為應(yīng)方程式為 Al -3e- = Al3Ag2S+2e- = 2Ag+S2-3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(

19、OH)3+3H2S？思考？思考2.熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用因而受到重視，可用Li2CO3和和Na2CO3的的熔融鹽混合物做電解質(zhì)，熔融鹽混合物做電解質(zhì)，CO為陽極燃氣，為陽極燃氣，空氣與空氣與CO2的混合氣為陰極助燃氣，制的混合氣為陰極助燃氣，制得在得在650下工作的燃料電池，完成有關(guān)下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：的電池反應(yīng)式：負極反應(yīng)式：負極反應(yīng)式：2CO+2CO32- = 4CO2+4e-正極反應(yīng)式：正極反應(yīng)式： 總電池反應(yīng)：總電池反應(yīng)： 2CO2+O2+4e- = 2CO32-2CO+O2 = 2CO23. 氫鎳電池是近

20、年開發(fā)出來的可充電電池，氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：電池的總反應(yīng)式是： 1/2H2+NiO(OH) Ni(OH)2據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是（據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是（ ）A. 電池放電時，負極周圍溶液的電池放電時，負極周圍溶液的pH不不 斷增大斷增大B. 電池放電時，鎳元素被氧化電池放電時，鎳元素被氧化C. 電池充電時，氫元素被還原電池充電時，氫元素被還原D. 電池放電時，電池放電時，H2是負極是負極CD4. 有人設(shè)計出利用有人設(shè)計出利用CH4和和O2的反應(yīng)，用鉑電極在的反應(yīng)，

21、用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于CH4在在O2中中燃燒，則下列說法正確的是燃燒，則下列說法正確的是 ( ) 每消耗每消耗1molCH4可以向外電路提供可以向外電路提供8mole- 負極上負極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式：失去電子，電極反應(yīng)式： CH4 + 10 OH- 8e- = CO32- + 7 H2O 正極上是正極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為：獲得電子，電極反應(yīng)式為： O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH- 電池放電后，溶液電池放電后，溶液pH升高升高 A. B. C. D. A 5.“嫦娥一號嫦娥一號”的成功發(fā)射，標

22、志著我國航天的成功發(fā)射，標志著我國航天技術(shù)已達到了一個新的領(lǐng)域。在航天技術(shù)上使技術(shù)已達到了一個新的領(lǐng)域。在航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優(yōu)點。氫氧燃料電池有優(yōu)點。氫氧燃料電池有酸式酸式和和堿式堿式兩種，它們兩種，它們放電時的總反應(yīng)都可以表示為放電時的總反應(yīng)都可以表示為2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，酸酸式式電池中電解質(zhì)是酸，其負極反應(yīng)可表示為電池中電解質(zhì)是酸，其負極反應(yīng)可表示為2 H2 H2 2- 4 e- 4 e- -= 4 H= 4 H+ + ， 則 其， 則 其 正 極正 極 反 應(yīng) 式 為反 應(yīng) 式 為

23、_ _ _。堿式堿式電池的電解質(zhì)是電池的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)式為堿，其正極反應(yīng)式為O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -，則其，則其負負極極反應(yīng)可表示為反應(yīng)可表示為_ _。O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-4e-+4OH-=4H2O 三、金屬的腐蝕與防護三、金屬的腐蝕與防護1. 金屬的腐蝕金屬的腐蝕 金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進行化金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程過程。其。其本質(zhì)本質(zhì)是金屬原子是金屬原子失去失去電子被氧化電子被氧化的過程。的過程?；瘜W(xué)腐蝕電化腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系（1）化學(xué)腐蝕與電

24、化腐蝕）化學(xué)腐蝕與電化腐蝕1. 金屬的腐蝕：金屬的腐蝕：金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。其體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。其本質(zhì)本質(zhì)是金屬原子是金屬原子失去電子被氧化失去電子被氧化的過程的過程?；瘜W(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化腐蝕電化腐蝕條件金屬跟非金屬金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生有微弱電流有微弱電流產(chǎn)生產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化金屬被氧化較活潑金屬較活潑金屬被氧化被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍（1）化學(xué)腐蝕與電化腐

25、蝕）化學(xué)腐蝕與電化腐蝕2H+ 2e- = H2 Fe- 2e- = Fe2+Fe + 2H+ = Fe2+ + H2負極：負極：正極：正極：電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：當(dāng)鋼鐵處于當(dāng)鋼鐵處于酸性酸性環(huán)境中環(huán)境中析氫腐蝕析氫腐蝕和和吸氧腐蝕吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。都屬于電化學(xué)腐蝕。練習(xí)：練習(xí)：請你根據(jù)原電池原理，寫出請你根據(jù)原電池原理，寫出鋼鐵吸鋼鐵吸氧腐蝕氧腐蝕的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。2Fe - 4e- = 2Fe2+O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3

26、 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O進一步反應(yīng)：進一步反應(yīng)：負極：負極：正極：正極：電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：（2 2）析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以）析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以FeFe為例）為例）析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕條件條件電極反應(yīng)電極反應(yīng)負負極極正正極極總反總反應(yīng)式應(yīng)式水膜酸性較強水膜酸性較強水膜酸性很弱水膜酸性很弱或中性或中性Fe-2e- =Fe2+2H+2e- =H2O2+2H2O+4e- =4OH-Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2金屬的腐蝕金屬的腐蝕 金屬或合金跟周圍金屬或合金跟周圍 到的氣體或液到的氣體或液體進行體進行 而腐蝕而腐蝕

27、 的的過程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。過程。接觸接觸化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)損耗損耗2. 金屬防護的幾種重要方法金屬防護的幾種重要方法（1）改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，將金屬）改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，將金屬制成制成合金合金，增強抗腐蝕能力。，增強抗腐蝕能力。（2）在金屬表面）在金屬表面覆蓋保護層覆蓋保護層，使金屬和周圍，使金屬和周圍物質(zhì)隔離開來。物質(zhì)隔離開來。（3）電化學(xué)保護法電化學(xué)保護法：利用電解池反應(yīng)將需要：利用電解池反應(yīng)將需要保護的金屬作為電解池的陰極而受到保護或保護的金屬作為電解池的陰極而受到保護或者利用原電池反應(yīng)將需要保護的金屬作為電者利用原電池

28、反應(yīng)將需要保護的金屬作為電池的正極而受到保護。池的正極而受到保護。還可以利用化學(xué)反應(yīng)使金屬鈍化而受到保護還可以利用化學(xué)反應(yīng)使金屬鈍化而受到保護上述各情況下，其中上述各情況下，其中Fe片腐蝕由片腐蝕由快快到到慢慢的的順序是順序是 。3. 在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解池陽極的腐蝕原電池陰極的腐蝕電解池陽極的腐蝕原電池陰極的腐蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕有防腐措施的腐蝕5、2、1、3、4思考與練習(xí)思考與練習(xí)1. 保利集團在香港拍賣會上購回在火燒圓明園時流保利集團在香港拍賣會上購回在火燒圓明園時流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普

29、通銅器時失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時間 稍 久 容 易 出 現(xiàn) 銅 綠 ， 其 主 要 成 分 是間 稍 久 容 易 出 現(xiàn) 銅 綠 ， 其 主 要 成 分 是Cu2(OH)2CO3這三件這三件1760年銅鑄的國寶在年銅鑄的國寶在240 年年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因的分后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因的分析，最可能的是析，最可能的是( )A. 它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；B. 環(huán)境污染日趨嚴重，它們表面的銅綠被酸雨溶解環(huán)境污染日趨嚴重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去；洗去；C. 銅的金屬活動性比氫小，因此不宜

30、被氧化；銅的金屬活動性比氫小，因此不宜被氧化；D. 它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；D 2. 下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強的是（性強的是（ ）A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙 溶解，甲上有溶解，甲上有H2氣放出氣放出；B.在氧化在氧化還原反應(yīng)中甲比乙失去的電子多還原反應(yīng)中甲比乙失去的電子多；C.將甲乙作電極稀硫酸作電解質(zhì)溶液組將甲乙作電極稀硫酸作電解質(zhì)溶液組成原電池時甲是負極；成原電池時甲是負極；D.同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強；同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性

31、強；C3. 有有M、N兩種金屬，分別與鹽酸反兩種金屬，分別與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生應(yīng)，產(chǎn)生H2速率相近，試速率相近，試設(shè)計一個設(shè)計一個實驗比較實驗比較M、N兩種金屬的活潑性。兩種金屬的活潑性。MN鹽酸鹽酸若若N產(chǎn)生氣泡，則活潑性產(chǎn)生氣泡，則活潑性MN4. 將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接置于稀硫酸溶液將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接置于稀硫酸溶液中中,下列各敘述正確性的是下列各敘述正確性的是( ) A.鋅片做負極，鋅發(fā)生還原反應(yīng)鋅片做負極，鋅發(fā)生還原反應(yīng) B.銅片做正極，銅得電子銅片做正極，銅得電子 C.溶液中的溶液中的PH值增大值增大 D.鋅片、銅片同時有氣泡冒出，說明鋅片不純鋅片、銅片同時有氣泡冒出，說明鋅片不純5.

32、 把把a、b、c三種金屬片浸泡在稀三種金屬片浸泡在稀H2SO4中。中。若若a、b相連時，相連時，a為負極；為負極；b、c相連時，相連時，c 為負極；為負極；a、c相連時，相連時，c上有氣泡冒出。上有氣泡冒出。 則這三種金屬的活動性順序（則這三種金屬的活動性順序（ ） A. abc; B. acb C. cab; D.bacCDB 5. a今有今有2H2+O2=2H2O反應(yīng)反應(yīng),KOH為電解質(zhì)溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成燃料電池構(gòu)成燃料電池,則負極應(yīng)通入則負極應(yīng)通入_氣氣,正極通入正極通入_氣氣,電極反應(yīng)為電極反應(yīng)為:負極負極_ 正極正極_ b如把如把KOH改為改為H2SO4作導(dǎo)電物質(zhì)則電極反應(yīng)作導(dǎo)電物

33、質(zhì)則電極反應(yīng):負極負極_正極正極_ a和和b的電池液不同的電池液不同,反應(yīng)進行后溶液的反應(yīng)進行后溶液的PH值各有值各有何變化何變化_ c.如把如把H2改改CH4 , KOH作導(dǎo)電物質(zhì)則電極反應(yīng)為作導(dǎo)電物質(zhì)則電極反應(yīng)為:負極負極_ 正極正極_ 總反應(yīng)式總反應(yīng)式_氫氫氧氧2H2+4OH- - 4e- =4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2H2 -4e- = 4H+O2+4H+4e-=2H2Oa變小變小 b變大變大CH4+10OH- -8e- =CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e-=8OH-CH4+2O2+2OH-=CO32- +3H2O四、電解原理的應(yīng)用四、電解原理的應(yīng)用（一）電解池

34、的定義、構(gòu)成條件（一）電解池的定義、構(gòu)成條件(1)直流電源直流電源(2)兩個電極（活性或惰性）兩個電極（活性或惰性）(3)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）(4)閉合回路閉合回路 1.概念：概念：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置為電解池，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置為電解池，它是一個它是一個非自發(fā)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。的氧化還原反應(yīng)。2.構(gòu)成條件：構(gòu)成條件：3.3.電極名稱：電極名稱：與電源負極相連的電極為與電源負極相連的電極為陰極陰極與電源正極相連的電極為與電源正極相連的電極為陽極陽極電極的判斷方法？電極的判斷方法？4.帶電粒子定向移動方向帶電粒子定向移動方向：“負極出電子，電子回正極負極

35、出電子，電子回正極”電解池電解池必發(fā)生必發(fā)生得電子得電子的的還原反應(yīng)還原反應(yīng)必發(fā)生必發(fā)生失電子失電子的的氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)例例1.1.判斷下列裝置的性質(zhì)、現(xiàn)象、產(chǎn)物判斷下列裝置的性質(zhì)、現(xiàn)象、產(chǎn)物1.通電前，溶液中有哪些離子？通電前，溶液中有哪些離子？運動情況如何？運動情況如何？思考3.3.當(dāng)離子定向移動到電極表面時，發(fā)生的是當(dāng)離子定向移動到電極表面時，發(fā)生的是什么類型的反應(yīng)？什么類型的反應(yīng)？2.2.通電時，離子的運動情況有什么改變？通電時，離子的運動情況有什么改變？CuCl2 = Cu2+ + 2Cl- H2O H+ + OH- 陽離子：陽離子：Cu2+、H+ 移向陰極移向陰極陰離子：陰離子：S

36、O42-、OH-移向陽極移向陽極 無規(guī)則運動無規(guī)則運動定向運動定向運動氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)4.離子放電順序離子放電順序活潑金屬陽極活潑金屬陽極S2-I-Br-Cl-OH含氧酸根含氧酸根（1）陽極上（氧化反應(yīng)）陽極上（氧化反應(yīng)）(2)陰極上（還原反應(yīng)）陰極上（還原反應(yīng)）無論是惰性電極還是金屬電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)無論是惰性電極還是金屬電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上放電順生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上放電順序是：序是：上述順序基本上是金屬活動性順序，越活潑的金屬上述順序基本上是金屬活動性順序，越活潑的金屬其陽離子越難得到電子，但其陽離子越難得到電子

37、，但FeFe3+3+氧化性較氧化性較CuCu2+2+強。強。K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+Fe2+ H+Cu2+Ag+陽離子放電能力（得電子能力）逐漸增強陽離子放電能力（得電子能力）逐漸增強陰離子放電（失電子）能力：陰離子放電（失電子）能力：逐漸減弱逐漸減弱分析電解反應(yīng)的一般思路分析電解反應(yīng)的一般思路（惰性電極電解時）（惰性電極電解時）明確溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子陰陽兩極附近有哪些離子說出下列裝置中電解池的陰陽極，寫出電極說出下列裝置中電解池的陰陽極，寫出電極反應(yīng)式及總反應(yīng)的化

38、學(xué)方程式、離子方程式。反應(yīng)式及總反應(yīng)的化學(xué)方程式、離子方程式。陽極：陽極：陰極：陰極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：2Cl- - 2e- = Cl2 2H+2e- = H2 2HCl = H2HCl = H2 +Cl+Cl2 通電通電2H2H+2Cl+2Cl- = H = H2 +Cl+Cl2 通電通電（二）電極反應(yīng)書寫（二）電極反應(yīng)書寫HCl溶液溶液陽極：陽極：陰極：陰極：4H+ + 4e- = 2H2 H2SO4溶液溶液2H2O = 2H2 + O2 通電通電總反應(yīng)：總反應(yīng)：4OH- - 4e- = 2H2O + O2 4H + 4e - = 2H2 NaOH溶液溶液陽極：陽極：陰極：陰極：總反應(yīng)：總反

39、應(yīng)：2H2O = = 2H2 + O2 通電通電4OH- - 4e- = 2H2O + O2 陽極：陽極：陰極陰極：4H + 4e - = 2H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：Na2SO4溶液溶液2H2O = 2H2 +O2 通電通電4OH- - 4e- = 2H2O+O2 陽極：陽極：陰極：陰極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：2Cl- - - 2e- = Cl2 2H+ + 2e- = H2 2NaCl+2H2O = = = 2NaOH + H2 +Cl2 通電通電2Cl-+2H2O = 2OH- + H2 +Cl2 通電通電陽極：陽極：4OH- - 4e- = 2H2O + O2 陰極陰極：Cu 2+ 2e -=

40、Cu2CuSO4+2H2O = 2H2 SO4+O2 +2Cu 通電通電總反應(yīng)：總反應(yīng)：2Cu2+2H2O = 4H+O2 +2Cu 通電通電（三）電解質(zhì)溶液發(fā)生電解的類型（三）電解質(zhì)溶液發(fā)生電解的類型1.分解溶質(zhì)型分解溶質(zhì)型 例：CuCl2 HCl 2.電解水型電解水型 例：NaOH H2SO4 Na2SO43.放氫生堿型放氫生堿型 例：NaCl KBr4.放氧生酸型放氧生酸型 例：CuSO4 AgNO3（1）電解時，只生成）電解時，只生成H2而不生成而不生成O2，則溶，則溶液的液的pH 。 （2）電解時，只生成）電解時，只生成O2而不生成而不生成H2，則溶，則溶液的液的pH 。（3）電解時

41、，既生成）電解時，既生成H2又生成又生成O2，則實際，則實際為電解水。為電解水。若為酸性若為酸性 pH ，若堿性溶液，則溶液的若堿性溶液，則溶液的pH ，若為中性，則若為中性，則pH 。增大增大減小減小減小減小增大增大不變不變（四）電解過程中溶液pH的變化規(guī)律電解電解類型類型 舉舉 例例 電極反應(yīng)電極反應(yīng) 溶液溶液pHpH變化變化 溶液復(fù)溶液復(fù)原方法原方法 實例實例 水水電電解解H H2 2SOSO4 4 NaOH NaOH NaNa2 2SOSO4 4 溶溶質(zhì)質(zhì)電電解解HCl HCl CuClCuCl2 2 溶質(zhì)和溶質(zhì)和水同時水同時電解電解NaCl NaCl CuSOCuSO4 4 陽極：陽

42、極：4OH4OH- - - 4e- 4e- - = O= O2 2+2H+2H2 2O O陽極：陽極：4OH4OH- -4e-4e- - = O= O2 2+2H+2H2 2O O陰極：陰極：4H4H+ +4e+4e- - = 2H= 2H2 2陽極陽極2Cl2Cl- -2e-2e- - = Cl= Cl2 2陰極：陰極：4H4H+ +4e+4e- - = 2H= 2H2 2陽極：陽極：2Cl2Cl- -2e-2e- =Cl=Cl2 2陰極：陰極：CuCu2+2+2e+2e- - = Cu= Cu陽極陽極2Cl2Cl- - -2e-2e- - = Cl = Cl2 2陰極：陰極：2H2H+ +

43、 + 2e+ 2e- - = H= H2 2陰極：陰極：2Cu2Cu2+2+4e+4e- - = 2Cu= 2Cu增大增大減小減小增大增大不變不變增大增大減小減小H H2 2O OCuClCuCl2 2 HClHClHClHClCuOCuO 【思考】“實驗派實驗派”經(jīng)過反復(fù)、多次、精確的實驗經(jīng)過反復(fù)、多次、精確的實驗測定，證明電解氯化銅溶液時測定，證明電解氯化銅溶液時pH值的變化如下圖曲線：值的變化如下圖曲線：（1）電解前氯化銅溶液的）電解前氯化銅溶液的 pH 值處于值處于A點位置的原因點位置的原因是什么？是什么？（2）“實驗派實驗派”的實驗結(jié)論是的實驗結(jié)論是 ，該觀點，該觀點的理由是（從化學(xué)

44、原理上加以簡述）的理由是（從化學(xué)原理上加以簡述）:隨著電解的進行隨著電解的進行,溶液的溶液的pH下降下降.生成的氯氣溶生成的氯氣溶于水使溶液酸性增強于水使溶液酸性增強.氯化銅為強酸弱堿鹽氯化銅為強酸弱堿鹽,銅離子水解使溶液呈酸性銅離子水解使溶液呈酸性.電離電離 電解電解 條件條件過過程程 特特點點 聯(lián)系聯(lián)系 電解質(zhì)溶于水或電解質(zhì)溶于水或受熱融化狀態(tài)受熱融化狀態(tài)電解質(zhì)電離后，電解質(zhì)電離后，再通直流電再通直流電電解質(zhì)電離成為自電解質(zhì)電離成為自由移動的離子。由移動的離子。CuClCuCl2 2=Cu=Cu2+2+2Cl+2Cl- -通電通電陰陽離子定向移動，陰陽離子定向移動，在兩極上失得電子成在兩極

45、上失得電子成為原子或分子。為原子或分子。CuClCuCl2 2=Cu+Cl=Cu+Cl2 2 只產(chǎn)生自由移動只產(chǎn)生自由移動的離子的離子 發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了新物質(zhì)生成了新物質(zhì) 電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上 小結(jié)小結(jié)1電解與電離的區(qū)別與聯(lián)系電解與電離的區(qū)別與聯(lián)系電解池與原電池的比較電解池與原電池的比較內(nèi)容內(nèi)容原電池原電池電解池電解池電極電極規(guī)定規(guī)定電極電極反應(yīng)反應(yīng)電子移電子移動方向動方向能量能量轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變較活潑金屬做負極較活潑金屬做負極陰極：連接電源負極陰極：連接電源負極的一極的一極負極發(fā)生氧化反應(yīng)負極發(fā)生氧化反應(yīng)陽極氧化陽極氧化負極流向正極負極流向正極陽

46、極流向陰極陽極流向陰極化學(xué)能變?yōu)殡娔芑瘜W(xué)能變?yōu)殡娔茈娔茏優(yōu)榛瘜W(xué)能電能變?yōu)榛瘜W(xué)能小結(jié)小結(jié)2例例.(2008江蘇江蘇13)用惰性電極實現(xiàn)電解，下列用惰性電極實現(xiàn)電解，下列說法正確的是（說法正確的是（ ）A.電解稀硫酸溶液，實質(zhì)上是電解水，故溶電解稀硫酸溶液，實質(zhì)上是電解水，故溶液液pH不變不變B.電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH，故溶，故溶液液pH減小減小C.電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2D.電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為產(chǎn)物

47、的物質(zhì)的量之比為1:1D想一想？ 如果要在某鐵制品表面鍍上一層銀，如果要在某鐵制品表面鍍上一層銀，請你選擇合適的電極材料和電鍍液，并寫請你選擇合適的電極材料和電鍍液，并寫出電極反應(yīng)方程式。出電極反應(yīng)方程式。 陰極陰極某鐵制品某鐵制品 陽極陽極金屬銀金屬銀 電鍍液電鍍液含有硝酸銀的溶液含有硝酸銀的溶液陽極：陽極：Ag = Ag+ +e- 陰極：陰極：Ag+e = Ag電解原理的應(yīng)用電解原理的應(yīng)用-電鍍電鍍1. 1. 定義：定義：利用電解原理在某些金屬的表面鍍利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過程上一薄層其它金屬或是合金的過程。2. 2. 目的：目的：4. . 電鍍的特點：電

48、鍍的特點：3. 3. 電鍍材料的選擇：電鍍材料的選擇：陰極陰極鍍件鍍件電鍍液電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液含有鍍層金屬離子的溶液陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬 使金屬增強抗腐使金屬增強抗腐蝕的能力，增加美觀和蝕的能力，增加美觀和表面硬度。表面硬度。1 1）陽極本身參加電極反應(yīng)陽極本身參加電極反應(yīng)2 2）電解質(zhì)溶液的濃度保持不變電解質(zhì)溶液的濃度保持不變電解原理的應(yīng)用電解原理的應(yīng)用-銅的電解精煉銅的電解精煉陽極：陽極：Cu Cu = Cu Cu2+2+ +2e-陰極：陰極：CuCu2+2+ 2e+ 2e- - = Cu Cu 雜質(zhì)比銅活潑的雜質(zhì)比銅活潑的ZnZn、FeFe等：等：Zn Zn = ZnZn2

49、+ 2+ + +2e- Fe Fe = Fe Fe2+ 2+ + +2e-活潑性在銅之后的銀、金等：活潑性在銅之后的銀、金等：還原性比銅差的，不能失去電子，它們以單還原性比銅差的，不能失去電子，它們以單質(zhì)的形式留在溶液中，成為陽極泥。質(zhì)的形式留在溶液中，成為陽極泥。電解質(zhì)溶液硫酸銅的濃度略有減小。電解質(zhì)溶液硫酸銅的濃度略有減小。（08天津高考天津高考12 ）金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（度的鎳，下列敘述正確的是（ ） （已知：氧化性（已知：氧化性Fe2+Ni

50、2+Cu2+）A陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式： Ni2+ + 2e = NiB電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加 相等相等C電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+ 和和 Zn2+D電解后，電解槽底部的陽極泥中只有電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和和PtD工業(yè)上利用這一反應(yīng)，制取燒堿、氯氣和氫氣。工業(yè)上利用這一反應(yīng)，制取燒堿、氯氣和氫氣。 電解原理的應(yīng)用電解原理的應(yīng)用-氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)想一想：在左面的電解想一想：在左面的電解飽和食鹽水的實驗中，飽和食鹽水的實驗中，電解產(chǎn)物之間可能發(fā)生電解產(chǎn)物之間可能發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)哪些化學(xué)反應(yīng) ？通電2NaCl+2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 v （1 1）NaClNaCl溶液中溶液中,NaCl,NaCl電離出電離出 ，H H2 2O O電離出電離出 。 通電后，在電場的作用下，通電后，在電場的作用下， 向陰極移動，向陰極移動， 向陽極移動。向陽極移動。 在陽極，由于在陽極，由于 容易失去電子，被氧化生成容易失去電子，被氧化生成 。 陽極方程式：陽極方程式： ; ; （2 2