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文檔簡介
1、高中化學第三單元-化學能與電能的轉(zhuǎn)化蘇教版必修二, 將將Zn片插入片插入H2SO4溶液溶液中有什么現(xiàn)象?為什么?中有什么現(xiàn)象?為什么?, 將將Cu片插入片插入H2SO4溶液溶液中有什么現(xiàn)象?為什么?中有什么現(xiàn)象?為什么?演示探究演示探究,若將若將Zn片片,Cu片用一導線片用一導線連接再浸在連接再浸在H2SO4溶液中,有溶液中,有什么現(xiàn)象?為什么?什么現(xiàn)象?為什么?,將一將一Zn片片,Cu片平行插入片平行插入H2SO4溶液中,有什么現(xiàn)象?溶液中,有什么現(xiàn)象?為什么?為什么?,導線間接一電流計有何導線間接一電流計有何現(xiàn)象產(chǎn)生?為什么?現(xiàn)象產(chǎn)生?為什么?,用一干電池連接電流計用一干電池連接電流計驗證
2、電子流向,確定驗證電子流向,確定Zn片片, Cu片的正負極是怎樣的?片的正負極是怎樣的?實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論實驗 1實驗2實驗3實驗4銅片上沒有明顯現(xiàn)象,鋅片銅片上沒有明顯現(xiàn)象,鋅片上有無色氣體產(chǎn)生。上有無色氣體產(chǎn)生。銅片上沒有明顯現(xiàn)象,鋅片銅片上沒有明顯現(xiàn)象,鋅片上有無色氣體產(chǎn)生。上有無色氣體產(chǎn)生。銅片上有無色氣體產(chǎn)生,鋅銅片上有無色氣體產(chǎn)生,鋅片無明顯現(xiàn)象。片無明顯現(xiàn)象。銅片上有無色氣體產(chǎn)生,鋅銅片上有無色氣體產(chǎn)生,鋅片無明顯現(xiàn)象,電流計發(fā)生片無明顯現(xiàn)象,電流計發(fā)生偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)。H+在銅片上得到電子被在銅片上得到電子被還原成氫氣。還原成氫氣。H+在銅片上得到電子被在銅片上得到電子被還原成氫氣,說
3、明有還原成氫氣,說明有電電子從鋅片流入到銅片子從鋅片流入到銅片.銅片與稀硫酸不反應(yīng),銅片與稀硫酸不反應(yīng),2H+Zn=Zn2+H2銅片與稀硫酸不反應(yīng),銅片與稀硫酸不反應(yīng),2H+Zn=Zn2+H2原電池原電池 問題探究問題探究 1 1、你能找到原電池的正負極嗎、你能找到原電池的正負極嗎? ?這一原電池在工作時的電流流動這一原電池在工作時的電流流動方向是怎樣的?方向是怎樣的?定義定義: :把把化學能化學能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔艿难b置。的裝置。 電子由鋅片經(jīng)導線流向銅片,電流由銅電子由鋅片經(jīng)導線流向銅片,電流由銅片流出,從鋅片流入。片流出,從鋅片流入。、鋅片:鋅片: ZnZn2e2eZnZn2+2+(氧
4、化反應(yīng))(氧化反應(yīng))銅片:銅片: 2H2H+ +2e+2eH H2 2(還原反應(yīng))(還原反應(yīng)) 問題探究問題探究 2 2、你知道原電池的工作原理嗎?、你知道原電池的工作原理嗎?能不能寫出在二個電極上的離子反能不能寫出在二個電極上的離子反應(yīng)方程式?應(yīng)方程式?原電池的工作原理:原電池的工作原理:氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)電極電極材料材料電極反應(yīng)電極反應(yīng)反應(yīng)類型反應(yīng)類型原電池的原電池的電極電極ZnZn片片CuCu片片電池總電池總反應(yīng)反應(yīng)氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)ZnZn2e2e- - ZnZn2+2+2H2H+ + + 2e+ 2e- -H H2 2負極負極正極正極Zn+2HZn+2H+ +ZnZn2+2+H+
5、H2 2鋅銅原電池原理鋅銅原電池原理還原還原反應(yīng)反應(yīng)負極負極正極正極Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2還原劑還原劑(Zn)失去電失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)子,發(fā)生氧化反應(yīng)氧化劑氧化劑(H+)在銅極上在銅極上得到電子,發(fā)生還得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)原反應(yīng)還原劑失去的還原劑失去的電子從鋅極流電子從鋅極流出出流入銅極流入銅極.經(jīng)外電路經(jīng)外電路Zn2+H+SO42-電流方向電流方向意大利物理學家亞歷山德羅.伏打(Alessandro Volta)伏打電池1.原電池:原電池:將將化學能化學能轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成電能電能的的化學能轉(zhuǎn)化為電能原電池的原理: 氧化還原反應(yīng)總反應(yīng):總反應(yīng):2H+2e-=H2Zn2e
6、-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(離子方程式)離子方程式)(化學方程式)(化學方程式)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))2.電極反應(yīng)電極反應(yīng)實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件形成條件一:活潑性不同的兩個電極形成條件一:活潑性不同的兩個電極負極:較活潑的金屬負極:較活潑的金屬正極:較不活潑的金屬、石墨等正極:較不活潑的金屬、石墨等形成條件二:電極需插進形成條件二:電極需插進電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液中中實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件形成條件三:必須形成閉合回路形成條件三:必須形成閉合回路實驗探
7、究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件形成條件四:必須存在形成條件四:必須存在自發(fā)自發(fā)的氧化還原反的氧化還原反應(yīng)應(yīng)3.構(gòu)成原電池的條件構(gòu)成原電池的條件(1)有有活潑性不同活潑性不同的兩個電極的兩個電極(2)兩電極都接觸兩電極都接觸電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液(3)正極、負極、電解質(zhì)溶液構(gòu)成)正極、負極、電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路閉合回路( 4 )在電極表面上能發(fā)生在電極表面上能發(fā)生自發(fā)進行自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)。的氧化還原反應(yīng)。電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液失失e,沿導線傳遞,有電流產(chǎn)生,沿導線傳遞,有電流產(chǎn)生陽離子陽離子負極負極正極正極 陽離子陽離子原電池工作原
8、理:原電池工作原理:有下列材料:有下列材料:Zn片、片、Cu片、導線、水果片、導線、水果 、電流計,請設(shè)計一個裝置使電流計指針發(fā)生電流計,請設(shè)計一個裝置使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)。本節(jié)要點本節(jié)要點:1,原電池概念。,原電池概念。2,構(gòu)成原電池的條件。,構(gòu)成原電池的條件。3,原電池的正負極和電子流向判斷。,原電池的正負極和電子流向判斷。4,原電池的工作原理。,原電池的工作原理。小小 結(jié)結(jié)例題:例題: 把把A A、B B、C C、D4D4塊金屬片浸入稀硫酸中,用塊金屬片浸入稀硫酸中,用導線兩兩相連組成導線兩兩相連組成原電池原電池。若若A A、B B相連時,相連時,A A為負極;為負極;C C、D
9、D相連時,相連時,D D上產(chǎn)生大量氣泡;上產(chǎn)生大量氣泡;A A、C C相連時,電流由相連時,電流由C C經(jīng)導線流向經(jīng)導線流向A A;B B、D D相連時,電子由相連時,電子由D D經(jīng)導線流向經(jīng)導線流向B B,則此則此4 4種金屬的活動性由強到弱的順序為(種金屬的活動性由強到弱的順序為( ) A AB BC CD D A AC CD DB B C CA AB BD D B BA AC CD D A AB BC CD DA AC CD DB B試試一一試試1、 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池?若不是,判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池?若不是,請說明理由;若是,請指出正負極名稱,并請說明理由;若是,請指出
10、正負極名稱,并寫出電極反應(yīng)式寫出電極反應(yīng)式.()()()2H+2e-H2負極:負極:總反應(yīng):總反應(yīng):正極正極:Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()負極負極:正極正極:總反應(yīng)總反應(yīng):正極:正極:負極負極:總反應(yīng):總反應(yīng):Zn2e- Zn2+2H+2e- H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+Cu 、四種金屬,將和用導線連接、四種金屬,將和用導線連接起來,浸入電解質(zhì)溶液中,不易腐蝕。將、分起來,浸入電解質(zhì)溶液中,不易腐蝕。將、分別放入等濃度鹽酸中,比反應(yīng)劇烈。將浸入別放入等濃度鹽酸中,比反應(yīng)劇烈。將浸入的鹽溶液中無明顯變化,如果把
11、浸入的鹽溶的鹽溶液中無明顯變化,如果把浸入的鹽溶液中,有金屬析出。其活動順序為:(液中,有金屬析出。其活動順序為:( ) 、 、 、 、B3 3、一個原電池的總反應(yīng)的離子方程式是、一個原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn + CuZn + Cu2+2+ = = ZnZn2+2+ + Cu + Cu,該反應(yīng)的原電池的組成正確的是(,該反應(yīng)的原電池的組成正確的是( )A AB BC CD D正極正極ZnZnAgAgCuCuCuCu負極負極CuCuCuCuZnZnZnZn電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 CuClCuCl2 2H H2 2SOSO4 4CuSOCuSO4 4FeClFeCl2 2C二、二、 原電池原
12、理的應(yīng)用:原電池原理的應(yīng)用:1 1、研制分析化學電源;、研制分析化學電源;2 2、促進某些氧化還原反應(yīng)的進行,加快反應(yīng)速率促進某些氧化還原反應(yīng)的進行,加快反應(yīng)速率 3 3、尋找鋼鐵防腐蝕的方法、尋找鋼鐵防腐蝕的方法4、原電池的設(shè)計、原電池的設(shè)計 閱讀教材閱讀教材39頁頁 資料卡資料卡 分析鋼鐵電化學腐蝕分析鋼鐵電化學腐蝕的原因,探討防止鋼鐵的方法及原理。的原因,探討防止鋼鐵的方法及原理。鋼鐵的吸氧腐蝕原理:在潮濕空氣中鋼鐵表面形成無數(shù)微小的原電池。負極:Fe2e=Fe2+正極:2H20+O2+4e=4OHFe2+ +2OH =Fe(OH)24Fe(OH)2 +2H20+O2 = 4Fe(OH)
13、32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2OFeCGNaCl鋼鐵的防腐蝕:鋼鐵的防腐蝕:(1 1)覆蓋保護層;)覆蓋保護層;(2 2)改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu);)改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu);(3 3)鋼鐵表面鑲嵌活潑金屬,如鋅;)鋼鐵表面鑲嵌活潑金屬,如鋅;(4 4)鋼鐵連接電源負極。)鋼鐵連接電源負極。4、 原電池的設(shè)計原電池的設(shè)計(1) 請結(jié)合組成原電池的條件,將氧化還原反應(yīng):請結(jié)合組成原電池的條件,將氧化還原反應(yīng): Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 設(shè)計成一個原電池。設(shè)計成一個原電池。1、電解液:、電解液: 。2、電極材、電極材料:料: 正極正極 ,負極,負極 。3、電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式 : 負極負
14、極: . 正極正極: . 4. 原電池的設(shè)計原電池的設(shè)計(2) 將氧化還原反應(yīng):將氧化還原反應(yīng):Cu+2FeCl3= 2FeCl2 +CuCl2設(shè)計成一個原電池。設(shè)計成一個原電池。1、電解液:、電解液: 。2、電極材、電極材料:料: 正極正極 ,負極,負極 。3、電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式 : 負極負極: . 正極正極: . 4. 原電池的設(shè)計原電池的設(shè)計(3) 將氧化還原反應(yīng):將氧化還原反應(yīng):2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 設(shè)計成一個原電池。設(shè)計成一個原電池。1、電解液:、電解液: 。2、電極材、電極材料:料: 正極正極 ,負極,負極 。3、電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式 : 負極負極: . 正極正
15、極: . 4. 原電池的設(shè)計原電池的設(shè)計(4) 將氧化還原反應(yīng):將氧化還原反應(yīng):Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 設(shè)計成一個原電池。設(shè)計成一個原電池。1、電解液:、電解液: 。2、電極材、電極材料:料: 正極正極 ,負極,負極 。3、電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式 : 負極負極: . 正極正極: . 問題探究問題探究 將銅棒和鋁棒用導線連接后將銅棒和鋁棒用導線連接后插入濃硝酸中插入濃硝酸中, ,是否構(gòu)成了原電池是否構(gòu)成了原電池? ? 若構(gòu)成了原電池若構(gòu)成了原電池, ,負極材料是負極材料是什么什么? ? 電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式? ?4.化學電源化學電源(1)一次電池(如干電池)一次電池(如
16、干電池): :用過后不能復原用過后不能復原(2)二次電池(如蓄電池)二次電池(如蓄電池): :充電后能繼續(xù)使用充電后能繼續(xù)使用(3)燃料電池)燃料電池(4)海水電池)海水電池 負極(鋅筒):負極(鋅筒):Zn-2e-=Zn2+正極(石墨):正極(石墨):2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O總反應(yīng):總反應(yīng):Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2+ Mn2O3+2NH3+H2O干電池 Zn- Mn普通普通干電池干電池(1)一次電池鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。正極材料為正極材料為MnO2 ,負極材料為負極材料為Zn,還原產(chǎn)物為還原產(chǎn)物為MnO
17、OH,電解質(zhì)是電解質(zhì)是KOH溶液,溶液,總:總: Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH請寫出電極反應(yīng)式并分析其工作原理。請寫出電極反應(yīng)式并分析其工作原理。負極:負極:Zn + 2OH2e- = Zn(OH)2正極:正極:2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO(OH) + 2OH 總反應(yīng):總反應(yīng): Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO(OH)堿性堿性Zn- Mn干電池干電池 銀鋅電池銀鋅電池鈕扣電池鈕扣電池 該電池使用壽命較長,廣該電池使用壽命較長,廣泛用于電子表和電子計算機。其電極分別為泛用于電子表和電子計算機。
18、其電極分別為Ag2O和和Zn,電解質(zhì)為,電解質(zhì)為KOH溶液。發(fā)生反應(yīng)后生成溶液。發(fā)生反應(yīng)后生成Ag和和ZnO,其電極反應(yīng)式為:其電極反應(yīng)式為:負極:負極:Zn+2OH-2e- = ZnO+H2O 正極:正極:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-銀鋅銀鋅紐紐扣電池扣電池總反應(yīng)式為:總反應(yīng)式為:Zn+ Ag2O= ZnO+2Ag(2)二次電池鉛蓄電池鉛蓄電池(1)電極材料及原料)電極材料及原料(2)電解質(zhì)溶液)電解質(zhì)溶液(3)電極反應(yīng)式:)電極反應(yīng)式:正極:正極:PbO2 負極:負極:PbH2SO4溶液溶液負極(負極(Pb): Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2
19、H2SO4 =2PbSO4 +2H2O正極(正極(PbO2): PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O總反應(yīng):總反應(yīng):負極:負極:Pb+SO42- =PbSO4+2e-正極:正極:PbO2+SO42-+4H+2e - =PbSO4+ 2H2O 電池總反應(yīng):電池總反應(yīng):Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ =2PbSO4+2H2O陰極:陰極: PbSO4 +2e- Pb+SO42- 陽極:陽極: PbSO4+ 2H2O PbO2+SO42-+4H+2e- 電池總反應(yīng):電池總反應(yīng):2PbSO4+2H2O Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ 鉛蓄電池的放電過程鉛蓄
20、電池的放電過程原電池原電池鉛蓄電池的充電過程鉛蓄電池的充電過程電解池電解池放電放電充電充電2 PbSO4 + 2H2OPbO2 + Pb + 2H2SO4鉛蓄電池的充放電過程鉛蓄電池的充放電過程 把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器能量轉(zhuǎn)換器”優(yōu)點:優(yōu)點:效率高、無污染,裝置可持續(xù)使用效率高、無污染,裝置可持續(xù)使用 燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi),而是在工作時,不斷從外部貯藏在電池內(nèi),而是在工作時,不斷從外界輸入,同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池界輸入,同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電
21、池 (3)新型燃料電池)新型燃料電池演示探究演示探究教材教材4040頁頁燃料電池燃料電池負極:負極:2H2+4OH-4e-=4H2O 正極:正極:O2+2H2O+4e-=4OH- 總反應(yīng):總反應(yīng):O2+2H2=2H2O常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、鋁鋁- -空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等??諝馊剂想姵?、熔融鹽燃料電池等。如圖電池反應(yīng)如圖電池反應(yīng)(4)海水電池)海水電池1991年,我國首創(chuàng)以年,我國首創(chuàng)以鋁鋁-空氣空氣-海水海水為能源的新型電為能源的新型電池,用作航海標志燈。該電池以取之不的海水為電池,用作航海標志燈。該電池以取之不的海水
22、為電解質(zhì),靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。解質(zhì),靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。這種海水電池的能量比這種海水電池的能量比“干電池干電池”高高2050倍。電極倍。電極反應(yīng)式為:反應(yīng)式為:負極:負極:正極:正極:電池總反應(yīng):電池總反應(yīng):4Al - 12e-= 4Al 3+3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH -4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式?怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式?書寫步驟書寫步驟:(:(1)寫出燃燒反應(yīng),根據(jù)電解液改寫燃寫出燃燒反應(yīng),根據(jù)電解液改寫燃料電池總反應(yīng);料電池總反應(yīng);(2)寫出正極的電極反應(yīng)式
23、)寫出正極的電極反應(yīng)式(一般較簡單一般較簡單);(3)由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負極)由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負極的電極反應(yīng)式。的電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)一般為正極反應(yīng)一般為酸性介質(zhì)酸性介質(zhì) 堿性介質(zhì)堿性介質(zhì)O2+4H+4e=2H2OO2+2H2O+4e=4OH- CH4、O2、NaOH組成的燃料電池組成的燃料電池1.燃燒總化學反應(yīng)燃燒總化學反應(yīng): CH4+2O2CO2+2H2O2.燃料電池總反應(yīng):燃料電池總反應(yīng):3.正極:正極:4.負極:負極:CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O2O2+4H2O+8e= 8OH-CH4+10OH-8e= CO32-+7
24、H2O甲醇甲醇燃料電池是由甲醇和氧氣及燃料電池是由甲醇和氧氣及強堿強堿電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液構(gòu)成的新型手機電池,電量可達現(xiàn)用鎳氫或液構(gòu)成的新型手機電池,電量可達現(xiàn)用鎳氫或鋰電池的十倍,可連續(xù)使用一個月才充一次電。鋰電池的十倍,可連續(xù)使用一個月才充一次電。據(jù)此回答:據(jù)此回答: (1)甲醇是甲醇是 極極,電極反應(yīng)式是電極反應(yīng)式是: ;(2)電池反應(yīng)的離子方程式電池反應(yīng)的離子方程式: 2CH3OH+16OH-12e=2CO32-+12H2O2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O. 負負 在生產(chǎn)和生活中我們不但要利用化學反應(yīng),使化在生產(chǎn)和生活中我們不但要利用化學反應(yīng),使化學能轉(zhuǎn)化為電能,而
25、且要利用化學反應(yīng)使電能轉(zhuǎn)學能轉(zhuǎn)化為電能,而且要利用化學反應(yīng)使電能轉(zhuǎn)化為化學能?;癁榛瘜W能。電能轉(zhuǎn)化為化學能一般通過電解的電能轉(zhuǎn)化為化學能一般通過電解的方法來完成。方法來完成。我們已學過的化學課程里涉及利用我們已學過的化學課程里涉及利用電解反應(yīng)來制取新物質(zhì)的例子嗎?電解反應(yīng)來制取新物質(zhì)的例子嗎? 實實 例例被電解物質(zhì)被電解物質(zhì) 電電 解解 產(chǎn)產(chǎn) 物物 化化 學學 方方 程程 式式電解水電解水水水H2、O22H2O=2H2 +O2 電解食鹽水電解食鹽水 H2O、NaClNaOH 、H2 、 Cl22NaCl +2H2O= 2NaOH +H2 + Cl2 電解融熔電解融熔 氯化鈉氯化鈉NaClNa、
26、 Cl22NaCl = 2NaCl+ Cl2 電解融熔電解融熔 氧化鋁氧化鋁Al2O3Al 、 O22Al2O3=2Al +3 O2 在在U形管中加入飽和氯化銅溶液,用形管中加入飽和氯化銅溶液,用石墨棒作電極,接通電源,電解數(shù)分石墨棒作電極,接通電源,電解數(shù)分鐘后,觀察現(xiàn)象。鐘后,觀察現(xiàn)象。(1)接電源負極的石墨棒上有)接電源負極的石墨棒上有 , 電極反應(yīng)為電極反應(yīng)為。(2)接電源正極的石墨棒上有)接電源正極的石墨棒上有 , 電極反應(yīng)為電極反應(yīng)為。 (3)電解反應(yīng)的化學方程式)電解反應(yīng)的化學方程式。 (4)在上述電解反應(yīng)中,被氧化的物質(zhì)是)在上述電解反應(yīng)中,被氧化的物質(zhì)是, 被還原的物質(zhì)是被還
27、原的物質(zhì)是。(5)比較電解飽和氯化鈉溶液與電解飽和氯化銅溶液,)比較電解飽和氯化鈉溶液與電解飽和氯化銅溶液,有什么不同?為什么?有什么不同?為什么?有銅析出有銅析出Cu2+ + 2e- = Cu有有Cl2放出放出2Cl- - 2e- = Cl2CuCl2 = Cu + Cl2 CuCl2CuCl2因參與電解的微粒不同。因參與電解的微粒不同。電解氯化銅溶液微觀模擬電解氯化銅溶液微觀模擬三三.電解原理及電解池電解原理及電解池3.電極名稱和電極反應(yīng)電極名稱和電極反應(yīng)與電源負極相連的電極叫與電源負極相連的電極叫陰極陰極,陰極上發(fā)生還原反應(yīng)陰極上發(fā)生還原反應(yīng)。與電源正極相連的電極叫與電源正極相連的電極叫
28、陽極陽極,陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)。 構(gòu)成電解池有什么條件?電解池有什么條件?構(gòu)成條件構(gòu)成條件: (1)與外加電源相連的兩個電極)與外加電源相連的兩個電極 (2)有電解質(zhì)溶液)有電解質(zhì)溶液 (3)形成閉合回路)形成閉合回路1.電解電解:使使電流電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起 氧化還原反應(yīng)的過程氧化還原反應(yīng)的過程.2.電解池電解池:借助于電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置,借助于電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置, 即把即把 電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為化學能化學能的裝置叫的裝置叫電解池電解池或或電解槽電解槽陰極陰極:與電源負極相連,與電源負極相連,電子流入,發(fā)生電子
29、流入,發(fā)生還原還原反應(yīng)反應(yīng)陽極陽極:與電源正極相連,與電源正極相連,電子流出,發(fā)生電子流出,發(fā)生氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)4. 電極的判斷電極的判斷eeCC陰極陰極陽極陽極電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液5. 電子、離子的流向電子、離子的流向電子電子從從陽極陽極通過電源流向通過電源流向陰極陰極陽離子陽離子在電解質(zhì)溶液中在電解質(zhì)溶液中移向移向陰極陰極陰離子陰離子在電解質(zhì)溶液中在電解質(zhì)溶液中移向移向陽極陽極比較原電池、電解池的異同點。比較原電池、電解池的異同點。原電池原電池電解池電解池定義定義化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置?;瘜W能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。自發(fā)的自發(fā)的氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝
30、置。置。非自發(fā)的非自發(fā)的氧化還原反氧化還原反應(yīng)應(yīng)形成形成條件條件活動性不同兩電極活動性不同兩電極電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液形成閉合回路形成閉合回路兩電極接直流電源兩電極接直流電源電極插入電解質(zhì)溶液電極插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路形成閉合回路電極電極名稱名稱負極:較活潑金屬;負極:較活潑金屬;正極:較不活潑金屬正極:較不活潑金屬(或或能導電的非金屬等能導電的非金屬等)陽極:電源正極相連陽極:電源正極相連陰極:電源負極相連陰極:電源負極相連電極電極反應(yīng)反應(yīng)負極:氧化反應(yīng)負極:氧化反應(yīng)正極:還原反應(yīng)正極:還原反應(yīng)陽極:氧化反應(yīng)陽極:氧化反應(yīng)陰極:還原反應(yīng)陰極:還原反應(yīng)原電池、電解池的比較原電池、電解池的比較
31、稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 硫酸硫酸 A B C D A B C D 例題例題1:下列裝置中屬于原電池的是下列裝置中屬于原電池的是 ( ) 屬于電解池的是屬于電解池的是 ( ) BC D 怎樣區(qū)分原電池、電解池?怎樣區(qū)分原電池、電解池?原電池、電解池的區(qū)分關(guān)鍵看原電池、電解池的區(qū)分關(guān)鍵看是否有外接電源是否有外接電源;練習練習 分析下圖,哪個是原電池,哪個是電解池。 多池組合判斷:多池組合判斷: 無外電源無外電源:一池為原電池,其余為電解池;:一池為原電池,其余為電解池; 有外電源有外電源:全部為電解池或電鍍池、精煉池。:全部為電解池或電鍍池、精煉池。 6.電極產(chǎn)物的判斷及電極反應(yīng)
32、的書寫電極產(chǎn)物的判斷及電極反應(yīng)的書寫 陽極陽極:先看電極后看溶液先看電極后看溶液 (1) 活潑金屬電極活潑金屬電極:金屬電極失電子(除金和鉑金屬電極失電子(除金和鉑) (2) 惰性電極惰性電極:溶液中陰離子失去電子溶液中陰離子失去電子, 失電子能力為失電子能力為: S2- I - Br - Cl - OH - 含氧酸根含氧酸根F- 陰極陰極: 溶液中陽離子得電子溶液中陽離子得電子,得電子能力為得電子能力為: Ag+ Fe3+ Cu2+ H+ (酸)(酸) Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ H+ (水)(水) Al3+ Mg2+ 陰極陰極: _電子,發(fā)生電子,發(fā)生_反應(yīng),離子反應(yīng),離子_越
33、強,反應(yīng)越容易。越強,反應(yīng)越容易。常見陽離子放電順序:常見陽離子放電順序:Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+陽極陽極:_電子,發(fā)生電子,發(fā)生_反應(yīng),離子反應(yīng),離子_越強,反應(yīng)越容易。越強,反應(yīng)越容易。當陽極為惰性電極當陽極為惰性電極(石墨、鉑、金石墨、鉑、金)時時,常見常見陰離子放電順序:陰離子放電順序:S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F得得還原還原氧化性氧化性失失氧化氧化還原性還原性離子放電規(guī)律離子放電規(guī)律記記筆筆記記分析電解反應(yīng)的一般思路分析電解反應(yīng)的一般思路溶液中存在的離子溶液中存在的離子兩極上的電極反應(yīng)兩極上的電極反應(yīng)離子的移動方向
34、及放電順序離子的移動方向及放電順序判斷電解池的陰、陽極判斷電解池的陰、陽極電解電解Na2SO4溶液的分析溶液的分析陰極陰極陽極陽極氧氧氣氣氫氫氣氣陽極陽極: 4OH- 4e- = 2H2O+O2 實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復原復原Na2SO4 陰極陰極: 4H + 4e- = 2H2 變大變大不不變變 加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通電通電如電解如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶等溶液時其電極反應(yīng)式為:液時其電極反應(yīng)式為:陽極陽極 : 4OH4e2H2O +O2陰極:陰極: 4H+ +4e2H2 總反應(yīng):總反應(yīng):2H2O O2 +2H2 電解 電解
35、后溶液中電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)增大溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)增大,若要恢,若要恢復原來的濃度,只需加入一定量的水即可。復原來的濃度,只需加入一定量的水即可。用惰性電極電解電解質(zhì)溶液規(guī)律用惰性電極電解電解質(zhì)溶液規(guī)律(1)電解水型:電解水型:電解電解CuCl2溶液的分析溶液的分析陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復原復原CuCl2 CuCl2 Cu+Cl2 電解陽極:陽極:2Cl-2 e- =Cl2陰極:陰極:Cu2+ 2e-=2Cu減小減小增增大大 加加CuCl2如電解鹽酸、如電解鹽酸、CuCl2溶液等溶液等 電解后溶液中電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減
36、小,若要,若要恢復原來的組成和濃度,需加入一定量的溶質(zhì)恢復原來的組成和濃度,需加入一定量的溶質(zhì)(通入一定量的通入一定量的HCl氣體氣體)陽極:陽極: 2Cl 2eCl2陰極:陰極: 2H+ +2e H2 總反應(yīng):總反應(yīng):2HCl Cl2 + H2 電解電解鹽酸電解鹽酸(2)電解本身:電解本身:電解電解CuSO4溶液的分析溶液的分析陰極陰極陽極陽極氧氧氣氣銅銅實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復原復原CuSO4 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4電解陰極:陰極:Cu2+ 2e-=Cu減小減小 加加CuO陽極陽極: 4OH- 4e- = 2H2O+O2 減減小小如電
37、解如電解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液等。溶液等。陽極陽極 : 4OH4e2H2O +O2陰極:陰極: 2Cu2+ +4e2Cu總反應(yīng):總反應(yīng): 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 電解 電解后原溶液中電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小,若,若要恢復原來的組成和濃度,需加入一定量金屬要恢復原來的組成和濃度,需加入一定量金屬氧化物。氧化物。電解電解CuSO4溶液溶液(3)放氧生酸型:放氧生酸型:電解電解NaCl溶液的分析溶液的分析陰極陰極陽極陽極氫氫氣氣氯氯氣氣實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復原復原NaCl 陽極陽極: 2Cl- 2e- =
38、Cl 2陰極陰極: 2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 電解減小減小增增大大 加加HCl如電解如電解NaCl、KCl、MgCl2溶液等。溶液等。 電解后原溶液中電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小,若,若要恢復原來的組成和濃度,需通入一定量的要恢復原來的組成和濃度,需通入一定量的HCl氣體。氣體。陽極陽極 (C): 2Cl 2eCl2陰極陰極 (C): 2H+ +2e H2 總反應(yīng):總反應(yīng):2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 電解(4)放氫生堿型:放氫生堿型:2.(2002廣東廣東10)在原電池和電解池的電極上所)在原電
39、池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng),同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是發(fā)生的反應(yīng),同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是A.原電池的正極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)原電池的正極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)B.原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)C.原電池的負極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)原電池的負極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)D.原電池的負極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)原電池的負極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)高考題例析高考題例析B C 3. (05全國卷全國卷I)11關(guān)于電解關(guān)于電解NaCl水溶液,下列敘述水溶液,下列敘述正確的是正確的是A電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉電解
40、時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉B若在陽極附近的溶液中滴入若在陽極附近的溶液中滴入KI試液,溶液呈棕色試液,溶液呈棕色C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無色若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無色D電解一段時間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分電解一段時間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分攪拌后溶液呈中性攪拌后溶液呈中性B4.(2003上海上海16右圖是電解右圖是電解CuCl2溶液的裝置,溶液的裝置,其中其中c、d為石墨電極。則下列有關(guān)的判斷正確的為石墨電極。則下列有關(guān)的判斷正確的是是A.a為負極、為負極、b為正極為正極 B.a為陽極、為陽極、b為陰極為陰極C.電解過程中,電解過程中,d電極質(zhì)量增加電極質(zhì)量增加 D.電解過程中,氯離子濃度不變電解過程中,氯離子濃
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