原電池原理及電解原理

1、 1、理解原電池、電解池的概念和原理解原電池、電解池的概念和原理理。 2、掌握、掌握原電池、電解池的構(gòu)成條件原電池、電解池的構(gòu)成條件。 3、掌握、掌握原電池、電解池的電極判斷原電池、電解池的電極判斷方法及電極方程式的書寫方法及電極方程式的書寫。 4、掌握、掌握電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷。 高高 考考 要要 求：求：原電池原理及電解原理原電池原理及電解原理有比較才有鑒有比較才有鑒別別一、金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電：一、金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電：金屬導(dǎo)電金屬導(dǎo)電電解質(zhì)溶液導(dǎo)電電解質(zhì)溶液導(dǎo)電導(dǎo)電材料導(dǎo)電材料依靠粒子依靠粒子導(dǎo)電過程導(dǎo)電過程結(jié)論：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是結(jié)論：電

2、解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是該溶液的電解過程。該溶液的電解過程。金屬單質(zhì)或合金金屬單質(zhì)或合金電解質(zhì)溶液或熔電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)融的電解質(zhì)自由移動的陰、陽離自由移動的陰、陽離子子自由電子自由電子沒有新物質(zhì)生成沒有新物質(zhì)生成物理過程物理過程有新的物質(zhì)生成有新的物質(zhì)生成化學(xué)過程化學(xué)過程有比較才有鑒有比較才有鑒別別二、電離與電解：二、電離與電解：電離電離電解電解條件條件過程過程結(jié)果結(jié)果本質(zhì)本質(zhì)聯(lián)系聯(lián)系電解質(zhì)溶于水或熔化電解質(zhì)溶于水或熔化通電通電陰陽離子在兩極上得失陰陽離子在兩極上得失電子（電子（活性電極例外活性電極例外）產(chǎn)生能自由移動的離產(chǎn)生能自由移動的離子子在水和熱作用下，電在水和熱作用下，電解質(zhì)發(fā)生

3、離解解質(zhì)發(fā)生離解產(chǎn)生新的物質(zhì)產(chǎn)生新的物質(zhì)物理變化物理變化化學(xué)變化化學(xué)變化電離是電解發(fā)生的前提條件電離是電解發(fā)生的前提條件總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2正極：正極：2.負(fù)極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）負(fù)負(fù)正正3.溶液中離子運動方向溶液中離子運動方向陰離子：陰離子：移向負(fù)極移向負(fù)極 陽離子：陽離子：移向正極移向正極原電池原理原電池原理1構(gòu)成條件構(gòu)成條件(1)具有兩個具有兩個活潑性活潑性不同的電極不同的電極(金屬和金屬或金屬和非金屬金屬和金屬或金屬和非金屬)。(2)具有具有電解質(zhì)電解質(zhì)溶液

4、。溶液。(3)形成形成閉合回路閉合回路或在溶液中相互或在溶液中相互接觸接觸) 。 是將是將自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行的的氧化、還原氧化、還原兩反應(yīng)兩反應(yīng)分割在分割在負(fù)、正負(fù)、正兩極兩極同時同時進(jìn)行，電子從負(fù)極進(jìn)行，電子從負(fù)極定向流入正極，定向流入正極，陰離子陰離子在電解質(zhì)溶液中移在電解質(zhì)溶液中移向向負(fù)極負(fù)極，陽離子陽離子在電解質(zhì)溶液中移向在電解質(zhì)溶液中移向正極正極，從而形成從而形成閉合回路閉合回路，產(chǎn)生了電流。，產(chǎn)生了電流。原電池的工作原理：原電池的工作原理： 自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)：一般是負(fù)極能與電：一般是負(fù)極能與電解質(zhì)溶液提供的陽離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)解質(zhì)溶液提供的陽離子發(fā)生氧化

5、還原反應(yīng)以以氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)為依據(jù)，使為依據(jù)，使氧氧化化、還原還原兩個反應(yīng)分別在兩個反應(yīng)分別在負(fù)負(fù)、正正兩個電極上進(jìn)行，從而產(chǎn)生兩個電極上進(jìn)行，從而產(chǎn)生電流的裝置。電流的裝置。原電池概念原電池概念從能量角度：從能量角度：從原理角度：從原理角度：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。化學(xué)能化學(xué)能 電能電能原電池原電池從理論上說，凡是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反從理論上說，凡是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，均可設(shè)計為原電池。應(yīng)，均可設(shè)計為原電池。正極（銅電極）：正極（銅電極）： CuCu2+ 2+ + 2e+ 2e- - = = CuCu 負(fù)極（鋅電極）：負(fù)極（鋅電極）： Zn - 2

6、eZn - 2e- - = = ZnZn2+2+ 氧化態(tài)氧化態(tài) + ne+ ne- - = = 還原態(tài)還原態(tài) 半反應(yīng)（電極反應(yīng)）涉及同一元素半反應(yīng)（電極反應(yīng)）涉及同一元素的氧化價態(tài)和還原價態(tài)的氧化價態(tài)和還原價態(tài)： 原電池是由原電池是由兩個半電池兩個半電池組成的；半組成的；半電池中的反應(yīng)就是半反應(yīng)電池中的反應(yīng)就是半反應(yīng), ,即電極反應(yīng)即電極反應(yīng)。還原態(tài)還原態(tài) - ne- ne- - = = 氧化態(tài)氧化態(tài)練習(xí)練習(xí)1：判斷下列裝置，哪些能形成原電池并判斷下列裝置，哪些能形成原電池并發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生反應(yīng)。NaOHAlC(A)酒精酒精 ZnCu(B)H2SO4ZnZn(C)CuSO4PtC(D)(E)電解

7、電解CuCl2溶液示意圖溶液示意圖溶液中離子種類：溶液中離子種類： 2Cl2eCl2 Cu2+2eCuCuCl2 CuCl2電解電解電解原理電解原理Cu2、H、Cl、OH陽極：陽極：陰極：陰極：總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）溶液中離子運動方向溶液中離子運動方向陽離子：陽離子：陰離子：陰離子：移向陽極移向陽極移向陰極移向陰極 電解質(zhì)在溶液中或熔融狀態(tài)下電離出電解質(zhì)在溶液中或熔融狀態(tài)下電離出自由移動的離子自由移動的離子；通電時，在電場作用下，；通電時，在電場作用下，自由移動的離子發(fā)生自由移動的離子發(fā)生定向運動定向運動陽離子陽離子移向陰極，在陰極得到電子發(fā)生還原

8、反應(yīng)；移向陰極，在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；陰離子移向陽極，在陽極失去電子陰離子移向陽極，在陽極失去電子（陽極（陽極是惰性電極）是惰性電極）發(fā)生氧化反應(yīng)，從而形成閉發(fā)生氧化反應(yīng)，從而形成閉合回路，電流促使了氧化還原反應(yīng)的發(fā)生。合回路，電流促使了氧化還原反應(yīng)的發(fā)生。電解池的工作原理：電解池的工作原理：電流電流通過電解質(zhì)溶液而使通過電解質(zhì)溶液而使陰、陰、陽兩極陽兩極分別發(fā)生分別發(fā)生還原、氧化還原、氧化反反應(yīng)的裝置。應(yīng)的裝置。電解池概念電解池概念從能量看：從能量看：從原理看：從原理看：把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。電能電能 化學(xué)能化學(xué)能電解池電解池電解池必須要有外加電源的參與。

9、電解池必須要有外加電源的參與。三、裝置的構(gòu)成條件三、裝置的構(gòu)成條件 兩個活動性不同的電兩個活動性不同的電極極用導(dǎo)線相連用導(dǎo)線相連(或直接接或直接接觸觸)，插入含有能，插入含有能自發(fā)進(jìn)自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)行氧化還原反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的電電解質(zhì)溶液解質(zhì)溶液中，形成一個中，形成一個閉閉合回路合回路，即構(gòu)成原電池。，即構(gòu)成原電池。 將將兩個電極兩個電極插入插入電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液(或熔融的電解質(zhì)或熔融的電解質(zhì))中，中，并通過導(dǎo)線連接在一個并通過導(dǎo)線連接在一個直流直流電源電源上，形成一個上，形成一個閉合回路閉合回路，即構(gòu)成電解池。即構(gòu)成電解池。練習(xí)練習(xí)2：下列裝置中屬于原電池的是下列裝置中屬于原電池的是(

10、) 屬于電解池的是屬于電解池的是( ) A B C D 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 硫酸銅硫酸銅BCD練習(xí)練習(xí)3：在下列裝置中，屬于原電池的在下列裝置中，屬于原電池的是（是（ ），屬于電解池的是（），屬于電解池的是（ ）BA四、電極反應(yīng)四、電極反應(yīng)原電池原電池電解池電解池負(fù)極：失電子負(fù)極：失電子(氧化氧化反應(yīng)反應(yīng))正極：得電子正極：得電子(還原還原反應(yīng)反應(yīng))陽極：失電子陽極：失電子(氧化氧化反應(yīng)反應(yīng))陰極：得電子陰極：得電子(還原還原反應(yīng)反應(yīng)) 電極本身或電極本身或其他還其他還原性物質(zhì)原性物質(zhì)(CH4、H2等等) 電極本身（活性電極）電極本身（活性電極）或溶液中的陰離子?；蛉芤褐?/p>

11、的陰離子。 溶液中的陽離子或溶液中的陽離子或其他氧化性物質(zhì)其他氧化性物質(zhì)(O2、PbO2等等)。 溶液中的陽離子。溶液中的陽離子。五、放電順序五、放電順序陰極放電順序陰極放電順序與金屬活動順序相反與金屬活動順序相反。即：。即：K +、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+ 、 Zn2+ 、 Fe2+ Sn2+ 、Pb2+ (H+) Cu2+ 、Fe3+ 、 Hg2+ 、 Ag+. 得得e-能力依次增強(qiáng)能力依次增強(qiáng)陽極放電順序陽極放電順序除除Au 、Pt外的金屬做電極放電能力外的金屬做電極放電能力陰離子。即：陰離子。即：失失e-能力依次減弱能力依次減弱 Al、Zn、Fe Cu 、 Hg 、

12、 Ag S2、I 、 Br 、 Cl 、(OH )、 NO3 、SO4 2F原電池的分析方法原電池的分析方法一、看清電極與溶液一、看清電極與溶液二、確定正、負(fù)極反應(yīng)的物質(zhì)：二、確定正、負(fù)極反應(yīng)的物質(zhì)：三、書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式：三、書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式：四、分析溶液及電極的變化：四、分析溶液及電極的變化： 原電池中。負(fù)極質(zhì)量一般是減小，不會原電池中。負(fù)極質(zhì)量一般是減小，不會增多。而正極質(zhì)量只能增多增多。而正極質(zhì)量只能增多(或者不變或者不變)，不會，不會減少。減少。練習(xí)練習(xí)4：銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源電源,它的充電和放電過程可以表示為它的充電和放電過

13、程可以表示為:在此電池放電時在此電池放電時,負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是 Ag (B) Zn(OH)2(A)(C) Ag2O (D) ZnD電解池的分析方法電解池的分析方法一、看清電極與溶液一、看清電極與溶液二、羅列可放電的離子二、羅列可放電的離子三、比較放電順序三、比較放電順序四、書寫電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式四、書寫電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式五、分析電解前后溶液及兩極變化五、分析電解前后溶液及兩極變化(兩極的質(zhì)量、兩極的質(zhì)量、溶液的質(zhì)量、濃度、成分及溶液的溶液的質(zhì)量、濃度、成分及溶液的pH等變化等變化)陽極：陽極：先看電極，后看溶液中的陰離子；先看電極，后看溶液中的陰離子；陰極：陰極：溶液中的陽離子放電順序溶液中的陽離子放電順序 電解反應(yīng)中，陽極質(zhì)量只會減少電解反應(yīng)中，陽極質(zhì)量只會減少(或者不變或者不變)，不會增加。陰極質(zhì)量只會增加不會增加。陰極質(zhì)量只會增加(或者不變或者不變)，不會，不會減少。減少。練習(xí)練習(xí)5：右圖中右圖中x、y分別是直流電源的兩分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)極，通電后發(fā)現(xiàn)