化學(xué)反應(yīng)與能量(共13頁(yè))

1、PAGE PAGE 21化學(xué)反應(yīng)(huxu fnyng)與能量化學(xué)能與熱能(rnng)一、反應(yīng)熱（焓變）1、化學(xué)反應(yīng)中存在的變化(binhu)： 物質(zhì)和能量 能量變化主要體現(xiàn)在熱量的變化上。2、反應(yīng)熱定義：在恒溫、恒壓下，化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量稱為反應(yīng)熱（焓變）。3、符號(hào)：H 單位： kJ/mol4、規(guī)定： 放熱： H0 5、測(cè)量方法： 用量熱計(jì)通過測(cè)量溫度變化計(jì)算出反應(yīng)熱6、反應(yīng)中為什么會(huì)有能量的變化？ 宏觀：能量（E）守恒作用 微觀：斷鍵吸熱，成鍵放熱從宏觀角度去考慮：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是放出能量，取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。H=E（生成物總能量） E（反

2、應(yīng)物總能量）E生總能量 E反總能量 吸熱反應(yīng) H0E反總能量 E生總能量 放熱反應(yīng) H 0 放熱反應(yīng)H 0化學(xué)反應(yīng)的過程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過程從微觀角度去考慮：化學(xué)反應(yīng)中,化學(xué)鍵的斷裂和形成是反應(yīng)過程中有能量變化的本質(zhì)原因。 H=E（反總鍵能）E（生總鍵能）反應(yīng)物斷鍵時(shí)吸收的能量生成物成鍵時(shí)釋放的能量放熱反應(yīng)H 生成物成鍵時(shí)釋放的能量吸熱反應(yīng)H 0二、常見的反應(yīng)熱中和熱和燃燒熱1、中和熱： 在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol H2O 時(shí)的所放出的能量。2、燃燒熱： 25,101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定 的氧化物所放出的熱量。 C CO2（g） H H

3、2O（l）三、熱化學(xué)方程式1、定義：表明反應(yīng)所放出或吸收熱量多少的式子。 2、書寫注意事項(xiàng)：需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(25、101kPa可不標(biāo))。 需注明H的“”與“”和單位。 要注明反應(yīng)物和生成物的聚集(jj)狀態(tài)。熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子(fnz)個(gè)數(shù)，只表示物質(zhì)的量的多少，它可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。對(duì)于相同物質(zhì)的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其H也不同(b tn)。 3、熱化學(xué)方程式的書寫步驟：（1）寫出化學(xué)方程式（2）標(biāo)明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)（3）注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)（4）寫出H 的值并標(biāo)明“+”（或“”） 單位為 kJ/mol（5）檢查化學(xué)計(jì)量數(shù)和H 值是否配套四、蓋斯定律內(nèi)

4、容： 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。熱化學(xué)方程式之間可以相加減五、實(shí)驗(yàn)中和熱的測(cè)定1、儀器及裝置：燒杯間填充泡沫塑料的作用是：保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失環(huán)形玻璃攪拌棒不能用環(huán)形銅絲攪拌棒代替。2、實(shí)驗(yàn)步驟 在大燒杯底墊泡沫塑料(或紙條)，使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料(或紙條)，大燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，以達(dá)到保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的，如圖所示。該實(shí)驗(yàn)也可在保溫杯中進(jìn)行。

5、用一個(gè)量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。用另一個(gè)量筒量取50mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記入下表。把溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯(注意不要灑到外面)。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。起始溫度t1/終止溫度溫度差HClNaOH平均值t2/(t2t1)/123重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù)。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算中和熱 原電池 電解池 金屬的腐蝕(

6、fsh)與防護(hù)1原電池和電解池的比較(bjio)：裝置原電池電解池實(shí)例原理使氧化還原反應(yīng)中電子作定向移動(dòng)，從而形成電流。這種把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程叫做電解。這種把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池。形成條件電極：兩種不同的導(dǎo)體相連；電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。電源； 電極（惰性或非惰性）；電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）。反應(yīng)類型自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極名稱由電極本身性質(zhì)決定：正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極；負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。由外電源決定：陽(yáng)極：連電源的正極；陰極：連電源的負(fù)極；電極反應(yīng)負(fù)極：Zn-2e-=Zn

7、2+ （氧化反應(yīng)）正極：2H+2e-=H2（還原反應(yīng)）陰極：Cu2+ +2e- = Cu （還原反應(yīng)）陽(yáng)極：2Cl-2e-=Cl2 （氧化反應(yīng)）電子流向負(fù)極正極電源負(fù)極陰極；陽(yáng)極電源正極電流方向正極負(fù)極電源正極陽(yáng)極；陰極電源負(fù)極能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能電能電能化學(xué)能應(yīng)用抗金屬的電化腐蝕；實(shí)用電池。電解食鹽水（氯堿工業(yè)）；電鍍（鍍銅）；電冶（冶煉Na、Mg、Al）；精煉（精銅）。2化學(xué)腐蝕(fsh)和電化腐蝕的區(qū)別化學(xué)腐蝕電化腐蝕一般條件金屬直接和強(qiáng)氧化劑接觸不純金屬，表面潮濕反應(yīng)過程氧化還原反應(yīng)，不形成原電池。因原電池反應(yīng)而腐蝕有無電流無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生反應(yīng)速率電化腐蝕化學(xué)腐蝕結(jié)果使金屬腐蝕使較活潑的

8、金屬腐蝕3吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別電化腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性較強(qiáng)正極反應(yīng)O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H+ + 2e-=H2負(fù)極反應(yīng)Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+腐蝕作用是主要的腐蝕類型，具有廣泛性發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi)4電解、電離(dinl)和電鍍的區(qū)別電解電離電鍍條件受直流電作用受熱或水分子作用受直流電作用實(shí)質(zhì)陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)陰陽(yáng)離子自由移動(dòng)，無明顯的化學(xué)變化用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金實(shí)例CuCl2 eq o(sup 7(電解),sdo0(=) CuCl2CuCl2=Cu2+2Cl陽(yáng)極 Cu

9、 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e- = Cu關(guān)系先電離后電解，電鍍是電解的應(yīng)用5電鍍銅、精煉(jnglin)銅比較電鍍銅精煉銅形成條件鍍層金屬作陽(yáng)極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子粗銅金屬作陽(yáng)極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解液電極反應(yīng)陽(yáng)極 Cu 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e- = Cu陽(yáng)極：Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等陰極：Cu2+ + 2e- = Cu溶液變化電鍍液的濃度不變?nèi)芤褐腥苜|(zhì)濃度減小6電解(dinji)方程式的實(shí)例（用惰性電極電解）：電解質(zhì)溶液陽(yáng)極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)方程式（條件：電解）溶液酸堿性變化CuCl2

10、2Cl-2e-=Cl2Cu2+ +2e-= CuCuCl2= Cu +Cl2HCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22HCl=H2+Cl2酸性減弱Na2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2不變H2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，酸性增強(qiáng)NaOH4OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，堿性增強(qiáng)NaCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOHH+放電，堿性增強(qiáng)CuSO44OH-4e-=2H2O+O2Cu2+ +2e-=

11、 Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4OH 放電,酸性增強(qiáng)考點(diǎn)(ko din)解說1電化腐蝕：發(fā)生(fshng)原電池反應(yīng)，有電流產(chǎn)生（1）吸氧腐蝕(fsh)負(fù)極：Fe2e-=Fe2+正極：O2+4e-+2H2O=4OH-總式：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O（2）析氫腐蝕： CO2+H2OH2CO3H+HCO3-負(fù)極：Fe 2e-=Fe2+正極：2H+ + 2e-=H2總式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2Fe(HCO3)2經(jīng)雙水解、空氣氧化

12、、風(fēng)吹日曬得Fe2O3。2金屬的防護(hù)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。合金鋼中含有合金元素，使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，耐腐蝕。如：不銹鋼。在金屬表面覆蓋保護(hù)層。常見方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護(hù)作用的另一種金屬。電化學(xué)保護(hù)法外加電源的陰極保護(hù)法:接上外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作陰極。犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法：外加負(fù)極材料，構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極3。常見實(shí)用電池的種類和特點(diǎn)干電池（屬于一次電池）結(jié)構(gòu)：鋅筒、填滿MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊狀物。電極反應(yīng) 負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+正極：2NH4+2e-=2NH3+H2 NH3和H2被Zn

13、2、MnO2吸收： MnO2+H2=MnO+H2O,Zn24NH3=Zn(NH3)42鉛蓄電池（屬于二次電池、可充電電池）結(jié)構(gòu)：鉛板、填滿PbO2的鉛板、稀H2SO4。A.放電反應(yīng) 負(fù)極： Pb-2e-+ SO42- = PbSO4 正極： PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充電反應(yīng) 陰極：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42- 陽(yáng)極：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42- 總式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 eq o(sup 4(eq o(sup 2(放電),sdo 4(=),sdo 7(充電)2PbS

14、O4 + 2H2O 注意：放電和充電是完全相反的過程，放電作原電池，充電作電解池。電極名稱看電子得失，電極反應(yīng)式的書寫要求與離子方程式一樣，且加起來應(yīng)與總反應(yīng)式相同。鋰電池 結(jié)構(gòu)：鋰、石墨、固態(tài)碘作電解質(zhì)。 電極反應(yīng) 負(fù)極： 2Li-2e- = 2Li+正極： I2 +2e- = 2I- 總式：2Li + I2 = 2LiIA.氫氧燃料電池 結(jié)構(gòu)：石墨、石墨、KOH溶液。電極反應(yīng) 負(fù)極： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正極： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-總式：2H2+O2=2H2O（反應(yīng)過程中沒有火焰，不是放出光和熱，而是產(chǎn)生電流）注意：還原劑在負(fù)極上反應(yīng)，氧化劑在

15、正極上反應(yīng)。書寫電極反應(yīng)式時(shí)必須考慮介質(zhì)參加反應(yīng)（先常規(guī)后深入）。若相互反應(yīng)的物質(zhì)是溶液，則需要鹽橋（內(nèi)裝KCl的瓊脂，形成閉合回路）。BB.鋁、空氣(kngq)燃料電池 以鋁空氣(kngq)海水電池為能源(nngyun)的新型海水標(biāo)志燈已研制成功。這種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而源源不斷產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中，數(shù)分鐘后就會(huì)發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高2050倍。電極反應(yīng)：鋁是負(fù)極 4Al-12e-= 4Al3+；石墨是正極 3O2+6H2O+12e-=12OH-4電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷放電順序 陰極A.陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護(hù)。B.陽(yáng)離子得

16、電子順序 金屬活動(dòng)順序表的反表：K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ Cu2+ Hg2+ Ag+ 陽(yáng)極A.陽(yáng)極材料是惰性電極(C、Pt、Au、Ti等)時(shí)：陰離子失電子：S2- I- Br- Cl- OH- NO3- 等含氧酸根離子 F-B.陽(yáng)極是活潑電極時(shí)：電極本身被氧化，溶液中的離子不放電。 5電解反應(yīng)方程式的書寫步驟：分析電解質(zhì)溶液中存在的離子；分析離子的放電順序；確定電極、寫出電極反應(yīng)式；寫出電解方程式。如：解NaCl溶液：2NaCl+2H2O eq o(sup 7(電解),sdo0(=)H2+Cl2+2NaOH，溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電

17、解反應(yīng)，PH增大電解CuSO4溶液：2CuSO4 + 2H2Oeq o(sup 7(電解),sdo0(=)2Cu + O2+ 2H2SO4溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)， PH減小。 電解CuCl2溶液：CuCl2eq o(sup 7(電解),sdo0(=) CuCl2 電解鹽酸： 2HCl eq o(sup 7(電解),sdo0(=) H2Cl2溶劑不變，實(shí)際上是電解溶質(zhì)，PH增大。電解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：2H2Oeq o(sup 7(電解),sdo0(=) 2H2 + O2，溶質(zhì)不變，實(shí)際上是電解水，PH分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導(dǎo)電性,從而加快電

18、解速率（不是起催化作用）。電解熔融NaOH: 4NaOH eq o(sup 7(電解),sdo0(=)4Na + O2 + H2O 用銅電極電解Na2SO4溶液: Cu +2H2Oeq o(sup 7(電解),sdo0(=) Cu(OH)2 + H2 （注意：不是電解水。）6電解液的PH變化:根據(jù)電解產(chǎn)物判斷。口訣：“有氫生成堿，有氧生成酸；都有濃度大,都無濃度小”。（“濃度大”、“濃度小”是指溶質(zhì)的濃度）7使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法：先讓析出的產(chǎn)物（氣體或沉淀）恰好完全反應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：NaCl溶液：通HCl氣體（不能加鹽酸）；AgNO3溶液：加Ag2O固體（不

19、能加AgOH）；CuCl2溶液：加CuCl2固體；KNO3溶液： 加H2O；CuSO4溶液：CuO（不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3）等。誤區(qū)一：原電池中較活潑金屬一定作負(fù)極分析(fnx)：原電池反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，原電池形成電流，是由于兩極在電解質(zhì)溶液中放電能力不同而造成的，其中負(fù)極是在反應(yīng)中失電子的一極，負(fù)極材料必然(brn)是失電子能力較強(qiáng)，但是電極材料在電解質(zhì)溶液中的放電能力與金屬的活潑性并不完全一致，即金屬活動(dòng)性強(qiáng)的不一定是負(fù)極。哪一種金屬作負(fù)極，不僅與金屬的活潑性有關(guān)，還與該金屬與電解質(zhì)反應(yīng)的難易有關(guān)，即與電解質(zhì)的酸堿性、電解質(zhì)的強(qiáng)氧化性等性質(zhì)有關(guān)。如Mg、

20、Al為兩極(lingj)，NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，Al能與NaOH溶液反應(yīng)，而Mg不能與NaOH溶液反應(yīng)，雖然Al較Mg不活潑，但Al卻作該原電池的負(fù)極。誤區(qū)二：原電池中負(fù)極材料一定參與電極反應(yīng)分析：當(dāng)某種電極材料能直接與電解質(zhì)溶液（或H2O、O2）反應(yīng)時(shí)，負(fù)極本身失去電子而直接參與反應(yīng)。但當(dāng)電極材料不能與電解質(zhì)溶液（或H2O、O2）反應(yīng)時(shí)，應(yīng)是相應(yīng)的還原劑在負(fù)極上反應(yīng)，如燃料電池，其兩極一般用鎳、鉑等金屬粉末或活性炭壓制成透氣多孔且具有催化活性的電極，通可燃性氣體（H2、CH4、C2H6、CO、甲醇蒸氣等）的電極為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；通助燃性氣體（氧氣或空氣）的電極為正極，得到

21、電子發(fā)生還原反應(yīng)。但兩電極材料本身并不參與化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。誤區(qū)三：原電池中的電解質(zhì)一定參與原電池反應(yīng)分析：一般常見原電池的電解質(zhì)都是其中的陽(yáng)離子（或溶在電解質(zhì)中的分子）在正極上放電，如鋅銅原電池正極反應(yīng)：2H+2e-=H2，在鋼鐵的吸氧腐蝕中正極反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-等，易造成若電解質(zhì)本身不能得失電子就不能構(gòu)成原電池的錯(cuò)覺。其實(shí)大部分電池中的電解質(zhì)在充、放電時(shí)是沒有電子得失的，只是起著內(nèi)電路導(dǎo)電功能和調(diào)節(jié)離子濃度的作用。如以KOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池，負(fù)極：2H2+4OH-4e-=4H2O，正極：O2+2H2O+4e-=4OH-，電池總反應(yīng)式：2H2+O

22、2=2H2O，KOH沒有參加原電池反應(yīng)，只起增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性作用。1、電解飽和食鹽水： 用一根碳棒作陽(yáng)極，一根鐵棒作陰極，電解飽和食鹽水。溶液中存在的離子有Na+、Cl-、H+、OH-。根據(jù)放電的先后順序，H+Na+、Cl-OH-，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2Cl-2e-=Cl2，陰極電極反應(yīng)式為2H+2e-=H2?？偡磻?yīng)式為：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH。其中H2 、NaOH是陰極產(chǎn)物，Cl2是陽(yáng)極產(chǎn)物。如電解前向溶液中滴加酚酞，隨著電解反應(yīng)的進(jìn)行，溶液顏色由無色變?yōu)榧t色，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生。2、銅的電解精煉： 應(yīng)用電解原理，進(jìn)行粗銅的提純。粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，用CuSO4溶液

23、(含銅離子的電解質(zhì)溶液)作電解液。電極反應(yīng)：陰極：Cu2+2e-Cu 陽(yáng)極：Cu2e-Cu2+比銅活潑的金屬雜質(zhì)以陽(yáng)離子形式進(jìn)入溶液中；比銅不活潑的金屬雜質(zhì)(金銀等貴重金屬)形成陽(yáng)極泥，沉積在陽(yáng)極底部。說明：電解精煉銅過程中CuSO4溶液的濃度基本不變3、電鍍銅： 若把陰極精銅棒換成鐵棒，電解過程不變，但不是精煉銅了，而叫電鍍銅。電鍍：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。電鍍材料的選擇：陰極鍍件 陽(yáng)極鍍層金屬 電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液電鍍過程的特點(diǎn)：犧牲陽(yáng)極；電鍍液的濃度（嚴(yán)格說是鍍層金屬離子的濃度）保持不變；在電鍍的條件下，水電離產(chǎn)生的H+、OH-一般不放電。實(shí)例：

24、在鐵制品上鍍銅：陽(yáng)極銅 陰極鐵制品 電鍍液CuSO4溶液陰極：Cu2+2e-Cu 陽(yáng)極：Cu-2e-Cu2+注意：電鍍的目的是使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度，但如果鍍層被破壞，會(huì)增加金屬的腐蝕速率。4、電冶金： 用來冶煉活潑的金屬（適用范圍：活潑金屬KAl）例：電解熔融氯化鈉：2NaCl(熔融) 2Na+Cl2陽(yáng)極：2Cl-2e-=Cl2 陰極：2Na+2e-=2Na冶煉鋁(Al2O3)：2Al2O34Al+3O2 陽(yáng)極：6O2-12e- =3O2 陰極：4Al3+ + 12e- =4Al注意：工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁但不能用AlCl3，原因就是AlCl3是共價(jià)化合物，熔融

25、狀態(tài)下不導(dǎo)電。一、電解與電離的區(qū)別： 電離電解條件電解質(zhì)溶于水或受熱熔化狀態(tài)電解質(zhì)電離后再通直流電過程電解質(zhì)電離成為自由移動(dòng)的離子陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，在兩極上失得電子成為原子或分子特點(diǎn)只產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了新物質(zhì)聯(lián)系電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上二、溶液(rngy)導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電的區(qū)別： 從做定向移動(dòng)的微粒和是否發(fā)生(fshng)化學(xué)變化兩個(gè)角度比較：金屬導(dǎo)電是自由電子的定向移動(dòng)(ydng)，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)；金屬導(dǎo)電是物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是非自發(fā)的化學(xué)變化；溫度越高，金屬導(dǎo)電性越弱、電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性越強(qiáng)；電解質(zhì)溶液電解的過程就是電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程，電解

26、質(zhì)溶液導(dǎo)電的同時(shí)必定發(fā)生非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。三、原電池與電解池的比較及判斷 原電池電解池能量轉(zhuǎn)換化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能離子的遷移方向陰離子向負(fù)極遷移陽(yáng)離子向正極遷移陰離子向陽(yáng)極遷移陽(yáng)離子向陰極遷移發(fā)生氧化反應(yīng)的電極負(fù)極陽(yáng)極(連接電源正極)發(fā)生還原反應(yīng)的電極正極陰極(連接電源負(fù)極)相同點(diǎn)(從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)池型的判斷：有外接電源是電解池，無外接電源是原電池；多池組合時(shí)，一般含活潑金屬的池為原電池，其余都是在原電池帶動(dòng)(didng)下的電解池。電極的判斷：原電池看電極材料，電解池看電源的正負(fù)極連接順序。四、電解池電極反應(yīng)(fnyng)規(guī)律（陽(yáng)氧陰還）陰極：得電子，還原反應(yīng)。電

27、極(dinj)本身不參加反應(yīng)，一定是電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子“爭(zhēng)”得電子陽(yáng)極：失電子，氧化反應(yīng)。若為金屬（非惰性）電極，電極失電子；若為惰性電極，電解質(zhì)溶液中陰離子“爭(zhēng)”失電子 五、電解規(guī)律： 根據(jù)離子的放電順序，采用惰性電極電解酸堿鹽的水溶液時(shí)的規(guī)律。1、電解水型： 電解某些含氧酸、強(qiáng)堿及活潑金屬的含氧酸鹽的水溶液時(shí)，實(shí)質(zhì)是電解水。例：H2SO4、HNO3、KOH、NaOH、Na2SO4、KNO3、Na2CO3等物質(zhì)的水溶液。電解完后加水可使溶液恢復(fù)原樣。2H2O2H2+O2說明：電解水時(shí)加硫酸或氫氧化鈉增強(qiáng)導(dǎo)電性，不影響水的電解。電解硫酸和氫氧化鈉時(shí)因?yàn)檠鯕馊芙舛却笥跉錃猓琀2和O2之比大于22

28、、電解溶質(zhì)型： 電解不活潑金屬無氧酸鹽、無氧酸的水溶液時(shí)，實(shí)質(zhì)是電解電解質(zhì)本身。電解完后加入溶質(zhì)可使溶液恢復(fù)原樣。例：2HClH2+Cl2 CuCl2Cu+Cl23、放氧生酸型： 電解不活潑金屬的含氧酸鹽的水溶液時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣，同時(shí)生成H+，陰極析出不活潑金屬，電解質(zhì)和水都參加反應(yīng)。例：CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2等物質(zhì)的水溶液。2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4 電解完后加入CuO或CuCO3可使溶液恢復(fù)原樣。4、放氫生堿型： 電解活潑金屬（K、Ca、Na）的無氧酸鹽的水溶液時(shí)，陰極產(chǎn)生氫氣，陽(yáng)極析出非金屬單質(zhì)，電解質(zhì)和水都參加反應(yīng)。例：NaCl、KBr、BaCl

29、2等物質(zhì)的水溶液。2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH 電解完后加入HCl可使溶液恢復(fù)原樣。高中常見的原電池電極反應(yīng)式的書寫(shxi)（十年高考）書寫(shxi)過程歸納：列物質(zhì)，標(biāo)得失 （列出電極上的物質(zhì)變化(binhu)，根據(jù)價(jià)態(tài)變化標(biāo)明電子得失）。 選離子，配電荷 （根據(jù)介質(zhì)選擇合適的離子，配平電荷，使符合電荷守）。巧用水，配個(gè)數(shù) （通常介質(zhì)為水溶液，可選用水配平質(zhì)量守恒） 一次電池1、伏打電池：（負(fù)極Zn、正極Cu、電解液H2SO4） 負(fù)極： Zn2e-=Zn2+ (氧化反應(yīng)) 正極： 2H+2e-=H2 (還原反應(yīng))離子方程式 Zn + 2H+ = H2+ Zn2+ 2、鐵

30、碳電池：（負(fù)極Fe、正極C、電解液H2CO3 弱酸性) 負(fù)極： Fe2e-=Fe2+ (氧化反應(yīng)) 正極：2H+2e-=H2 (還原反應(yīng))離子方程式 Fe+2H+=H2+Fe2+ (析氫腐蝕)3、鐵碳電池：（負(fù)極Fe、正極C、電解液 中性或堿性)負(fù)極： 2Fe4e-=2Fe2+ (氧化反應(yīng)) 正極：O2+2H2O+4e-=4 (還原反應(yīng))化學(xué)方程式 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 (吸氧腐蝕) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3 H2O (鐵銹的生成過程)4.鋁鎳電池：（負(fù)極Al、正極Ni 電解液 NaCl溶液、O2)負(fù)極： 4Al

31、12e-=4Al3+ (氧化反應(yīng)) 正極：3O2+6H2O+12e-=12(還原反應(yīng))化學(xué)方程式 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 (海洋燈標(biāo)電池)5、普通鋅錳干電池：(負(fù)極Zn、正極C 、電解液NH4Cl、MnO2的糊狀物)負(fù)極：Zn2e-=Zn2+ (氧化反應(yīng)) 正極：2MnO2+2H+2e-=Mn2O3+H2O (還原反應(yīng))化學(xué)方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH36、堿性鋅錳干電池：（負(fù)極Zn、正極C、 電解液KOH 、MnO2的糊狀物）負(fù)極： Zn + 2OH 2e-= Zn(OH)2 (氧化反應(yīng))正極：2MnO2 + 2H2O + 2e-

32、=2MnOOH +2 OH （還原反應(yīng))化學(xué)方程式 Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnOOH7、銀鋅電池：(負(fù)極Zn、正極-Ag2O、電解液NaOH )負(fù)極 ：Zn+2OH2e-= Zn(OH)2 (氧化反應(yīng))正極 ：Ag2O + H2O + 2e-= 2Ag + 2 OH (還原反應(yīng))化學(xué)方程式 Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag8、鋁空氣海水（負(fù)極-鋁、正極-石墨、鉑網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料、電解液-海水）負(fù)極 ：4Al12e=4Al3+ (氧化反應(yīng)) 正極 ：3O2+6H2O+12e=12OH （還原反應(yīng))總反應(yīng)式為： 4Al+3O2+6

33、H2O=4Al(OH)3 （鉑網(wǎng)增大與氧氣的接觸面）9、鎂鋁電池 （負(fù)極-Al、正極-Mg 電解液KOH） 負(fù)極(Al)： 2Al + 8 OH- 6e- 2AlO2+4H2O (氧化反應(yīng))正極(Mg）： 6H2O + 6e- 3H2+6OH （還原反應(yīng))化學(xué)方程式： 2Al + 2OH + 2H2O 2AlO2+ 3H210、鋰電池一型：（負(fù)極-金屬鋰、正極-石墨、電解液LiAlCl4 -SOCl2）負(fù)極 ：8Li 8e8 Li + (氧化反應(yīng))正極(zhngj) ：3SOCl28eSO322S6Cl （還原(hun yun)反應(yīng))化學(xué)(huxu)方程式 8Li 3SOCl2 = Li2SO

34、3 6LiCl 2S，二次電池（又叫蓄電池或充電電池）1、鉛蓄電池：（負(fù)極Pb 正極PbO2 電解液 濃硫酸） 放電時(shí) 負(fù)極： Pb2eSO42=PbSO4(氧化反應(yīng))正極： PbO22e4HSO42=PbSO42H2O (還原反應(yīng)) 充電時(shí) 陰極： PbSO4 + 2H+ 2e-= Pb+H2SO4(還原反應(yīng))陽(yáng)極： PbSO4 + 2H2O 2e-= PbO2 + H2SO4 + 2H+ (氧化反應(yīng))總化學(xué)方程式 PbPbO2 + 2H2SO42PbSO4+2H2O2、鐵-鎳電池：（負(fù)極- Fe 、正極NiO 2、電解質(zhì)溶液為KOH溶液）放電時(shí) 負(fù)極： Fe2e+ 2 OH = Fe (O

35、H)2 (氧化反應(yīng))正極： NiO2 + 2H2O + 2e= Ni(OH)2 + 2 OH (還原反應(yīng))充電時(shí) 陰極： Fe (OH)2 + 2e= Fe + 2 OH (還原反應(yīng))陽(yáng)極： Ni(OH)2 2e+ 2 OH = NiO 2 + 2H2O (氧化反應(yīng))總化學(xué)方程式 Fe + NiO 2+ 2H2O Fe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO4電池（正極LiFePO4，負(fù)極石墨，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)）放電時(shí) 負(fù)極： Li e =Li + (氧化反應(yīng))正極： FePO4 + Li+ + e= LiFePO4 (還原反應(yīng))充電時(shí)： 陰極： Li+ + e= Li (還原

36、反應(yīng))陽(yáng)極： LiFePO4e= FePO4 + Li+ (氧化反應(yīng))總化學(xué)方程式 FePO4 + Li LiFePO44、鎳-鎘電池（負(fù)極-Cd 、正極NiOOH、電解質(zhì)溶液為KOH溶液）放電時(shí) 負(fù)極： Cd 2e+ 2 OH = Cd(OH)2 (氧化反應(yīng))Ni(OH)2+Cd(OH)2正極： 2NiOOH + 2e + 2H2O = 2Ni(OH)2+ 2OH (還原反應(yīng))充電時(shí) 陰極： Cd(OH)2 + 2e= Cd + 2 OH (還原反應(yīng))陽(yáng)極：2 Ni(OH)2 2e+ 2 OH = 2NiOOH + 2H2O (氧化反應(yīng))總化學(xué)方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd

37、(OH)2 + 2Ni(OH)25、氫-鎳電池：（負(fù)極-LaNi5儲(chǔ)氫合金、正極NiOOH、電解質(zhì)KOH+LiOH）放電時(shí) 負(fù)極： LaNi5H 66e+ 6OH= LaNi5 + 6H2O (氧化反應(yīng))正極： 6NiOOH +6e+ 6H2O =6 Ni(OH)2 + 6OH (還原反應(yīng)) 充電時(shí) 陰極： LaNi5 +6e+ 6H2O= LaNi5H 6+ 6OH (還原反應(yīng))陽(yáng)極： 6 Ni(OH)2 6e+ 6OH= 6NiOOH + 6H2O (氧化反應(yīng))總化學(xué)方程式 LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 + 6Ni(OH)26、高鐵電池：（負(fù)極Zn、正極石墨、電解質(zhì)為浸濕

38、固態(tài)堿性物質(zhì)）放電時(shí) 負(fù)極：3Zn 6e- + 6 OH= 3 Zn(OH)2 (氧化反應(yīng)) 正極：2FeO42 +6e-+ 8H2O =2 Fe (OH)3 + 10OH (還原反應(yīng)) 充電時(shí) 陰極：3Zn(OH)2 +6e-=3Zn + 6 OH (還原反應(yīng)) 陽(yáng)極：2Fe(OH)3 6e-+ 10OH=2FeO42+ 8H2O (氧化反應(yīng)) 總化學(xué)(huxu)方程式 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、鋰電池二型（負(fù)極(fj)LiC6、正極(zhngj)含鋰的二氧化鈷LiCoO2、充電時(shí)LiCoO2中Li被氧化，Li+還原以Li

39、原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳C6中，以LiC6表示）放電時(shí) 負(fù)極: LiC6 xe- Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反應(yīng))正極： Li（1-x)CoO2 + xe- + x Li+ = LiCoO2 (還原反應(yīng))充電時(shí) 陰極： Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- LiC6 (還原反應(yīng)) 陽(yáng)極： LiCoO2 xe- Li(1-x)CoO2 + x Li+ (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 Li(1-x)CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6 燃料電池根據(jù)題意敘述書寫常見于燃料電池，由于燃料電池的優(yōu)點(diǎn)較多，成為了近年高考的方向。燃料電池是原電池中一種比較特殊的

40、電池，它與原電池形成條件有一點(diǎn)相悖，就是不一定兩極是兩根活動(dòng)性不同的電極，也可以用相同的兩根電極。解決此類問題必須抓住一點(diǎn)：燃料電池反應(yīng)實(shí)際上等同于燃料的燃燒反應(yīng)，但要特別注意介質(zhì)對(duì)產(chǎn)物的影響。一、氫氧燃料電池氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉑（Pt）或石墨 做電極材料，負(fù)極通入H2，正極通入 O2，總反應(yīng) 為：2H2 + O2 = 2H2O 電極反應(yīng)特別要注意電解質(zhì)，有下列三種情況：1、電解質(zhì)是KOH溶液（堿性電解質(zhì)）負(fù)極：H2 2e- + 2OH = 2H2O (氧化反應(yīng))正極：O2 + H2O + 4e- = OH(還原反應(yīng))總反應(yīng)方程式 2H2 + O2 = 2H2O2、電解質(zhì)是H2SO4

41、溶液（酸性電解質(zhì)） 負(fù)極：H2 2e- = 2H+ (氧化反應(yīng)) 正極：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O (還原反應(yīng)) 總反應(yīng)方程式 2H2 + O2 = 2H2O 3、電解質(zhì)是NaCl溶液（中性電解質(zhì)） 負(fù)極：H2 2e- = 2H+(氧化反應(yīng))正極：O2 + H2O + 4e- = 4OH 總反應(yīng)方程式 2H2 + O2 = 2H2O說明1、堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無H+ 2、.水溶液中不能出現(xiàn)O2- 3、中性溶液反應(yīng)物中無H+ 和OH- 4、酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無OH- 二、甲醇燃料電池1堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液KOH溶液） 正極：3O2 + 12e- + 6H20= 12OH- (還原反應(yīng)) 負(fù)極：2CH3OH 12e- + 16OH = 2CO32- +12H2O (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O 2. 酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極：3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O (還原反應(yīng))（注：乙醇燃料電池與甲醇 負(fù)極：2CH3OH 12e- +2H2O=12H+2CO2 (氧化反應(yīng)) 燃料電池原理基本相） 總反應(yīng)式 2CH3OH + 3O