原電池 電解池絕對有價(jià)值的教案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——原電池電解池絕對有價(jià)值的教案原電池原理及其應(yīng)用

1.定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

2.基本組成：由電極材料和電解質(zhì)溶液形成兩個(gè)半電池，兩個(gè)隔離的半電池通過鹽橋連接。3.構(gòu)成原電池的條件：

（1）不同的兩種金屬或者一種金屬與一種非金屬導(dǎo)體(如石墨)作電極，并用導(dǎo)線連接或直接接觸。（兩個(gè)活潑性不同的電極）

（2）兩電極都插入電解質(zhì)溶液（酸、堿、鹽）中（電解質(zhì)溶液，形成閉合回路）（3）在電極表面上發(fā)生有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)，既氧化—還原反應(yīng)。4.原電池的工作原理

（1）正負(fù)兩極上進(jìn)出電子總數(shù)相等，椐此電子守衡原理可進(jìn)行兩極上物質(zhì)變化的計(jì)算。

（2）原電池的工作原理是將氧化、還原兩反應(yīng)分割在正負(fù)兩極同時(shí)不同地進(jìn)行，電子從負(fù)極定向流入正極，從而產(chǎn)生了道路電流。

（3）利用原電池原理可制作各種電池，如干電池、鉛蓄電池、銀鋅電池、鋰電池、氫氧燃料電池?。5.鹽橋的作用：使溶液始終保持電中性，使電極反應(yīng)得以持續(xù)進(jìn)行。使兩燒杯中的溶液連成一個(gè)通路。6.銅鋅原電池工作原理

示意圖：

7.原電池的正負(fù)極的判斷方法

（1）活潑金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，一般是負(fù)極（2）電子流出的極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)（3）電流流入的極為負(fù)極（4）電流表偏向的極為正極

（5）有氣泡產(chǎn)生或沉淀生成（質(zhì)量增加）的極為正極

（6）溶解的極，質(zhì)量減小，為負(fù)極；

8.化學(xué)電源：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置

（一）一次電池，活性物質(zhì)消耗到一定程度，就不再能使用。

（1）普通鋅錳干電池（2）堿性鋅錳干電池（3）鋰電池（4）鋅銀電池（二）二次電池，放電后可再充電使活性物質(zhì)獲得再生，（充電電池，蓄電池）。（三）燃料電池，

9.金屬的腐蝕===金屬或合金與周邊接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。（1）化學(xué)腐蝕==金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕

1

（2）電化學(xué)腐蝕==不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子而被氧化條件現(xiàn)象（電流）發(fā)生反應(yīng)相互關(guān)系條件電極負(fù)極反應(yīng)反應(yīng)正極反應(yīng)總反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殍F銹的過程兩者關(guān)系析氫腐蝕吸氧腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較

金屬腐蝕的快慢程度：電解池的陽極＞原電池的負(fù)極＞化學(xué)腐蝕＞原電池的正極＞電解池的陰極

10.金屬的電化學(xué)防護(hù)

(1)制成合金（不銹鋼）——改善金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)(內(nèi)因)(2)在金屬表面覆蓋保護(hù)層——電鍍、油漆、鈍化等(3)電化學(xué)保護(hù)法——

犧牲陽極的陰極保護(hù)法====形成反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而反應(yīng)受到腐蝕。如在船舶外殼裝上鋅塊

外加直流電源的陰極保護(hù)法===將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。

11.原電池電極反應(yīng)方程式的書寫和可充電電池的反應(yīng)規(guī)律

（1）列物質(zhì)，標(biāo)得失====確定原電池的正負(fù)極，確定得失電子數(shù)。

選離子，配電荷====根據(jù)介質(zhì)選擇適合的離子，配平電荷，使符合電荷守恒巧用水，配個(gè)數(shù)====尋常介質(zhì)為水溶液，可選用水配平質(zhì)量守恒

（2）放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)和充電時(shí)的陰極反應(yīng)、放電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽極反應(yīng)在形式上互逆。將負(fù)（正）極的反應(yīng)式變方向，并將電子移項(xiàng)即可得出陰（陽）極反應(yīng)式。

練習(xí)題：

1.以下有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是（）

A．純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗

B．當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對鐵制品起保護(hù)作用

C．在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕2.以下制氫氣的反應(yīng)速率最快的是（）

A.純鋅和1mol/L硫酸B.純鋅和18mol/L硫酸C.粗鋅和1mol/L硫酸D.粗鋅和18mol/L硫酸3.以下表達(dá)中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是（）

A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極D.同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性弱

2

4、“CH3OHO2KOH溶液〞的燃料電池反應(yīng)方程式的書寫

負(fù)極：正極：總反應(yīng)：“CH3OHO2H2SO4溶液〞的燃料電池反應(yīng)方程式的書寫

負(fù)極：正極：總反應(yīng)：“CH3OHO2中性溶液〞的燃料電池反應(yīng)方程式的書寫

負(fù)極：正極：總反應(yīng)：5、（2023海淀一模9）．查處酒后駕駛采用的“便攜式乙醇測量儀〞以燃料電池為工作原理，在酸性環(huán)境中,理論上乙醇可以被完全氧化為CO2，但實(shí)際乙醇被氧化為X，其中一個(gè)電極的反應(yīng)式為：CH3CH2OH－2e-→X+2H+。以下說法中正確的是()

A．電池內(nèi)部H+由正極向負(fù)極移動(dòng)

B．另一極的電極反應(yīng)式為：O2+4e-+2H2O=4OH-C．乙醇在正極發(fā)生反應(yīng)，電子經(jīng)過外電路流向負(fù)極D．電池總反應(yīng)為：2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O6.(09年上海高考,13)．右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各參與生鐵塊，放置一段時(shí)間。以下有關(guān)描述錯(cuò)誤的是（）

A．生鐵塊中的碳是原電池的正極B．紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?/p>

C．兩試管中一致的電極反應(yīng)式是：Fe?2e?FeD．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕

2+電解原理及其應(yīng)用

1.使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極發(fā)生反應(yīng)的過程，電流是發(fā)生氧化—還原反應(yīng)的根源、動(dòng)力。

2.電解裝置——電解池==把轉(zhuǎn)化為的裝置。

組成===直流電源、兩個(gè)電極、電解質(zhì)水溶液（或熔融電解質(zhì)）、形成閉合回路

3.電解的原理====電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）里自由移動(dòng)的離子在時(shí)發(fā)生移動(dòng)，陽離子移向，在陰極發(fā)生反應(yīng)；陰離子移向，在陽極發(fā)生反應(yīng)4.電子滾動(dòng)方向：電源負(fù)極→電解池陰極；電解池陽極→電源正極離子移動(dòng)方向：陰離子→電解池陽極；陽離子→電解池陰極電流方向：電源正極→電解池陽極→電解池陰極→電源負(fù)極5.陽離子在陰極放電：

3+

K+＜Ca2+＜Na+＜Mg2+＜Al3+＜（H2O中的H+）＜Zn2+＜Fe2+＜Sn2+＜Pb2+＜（酸）H+＜Cu2+＜Fe＜Hg2+＜Ag+陰離子在陽極放電：

－－—－－

除Au、Pt外的金屬＞S2＞I＞Br＞Cl-＞OH＞含氧酸根離子＞F6.電解規(guī)律：常見酸堿鹽溶液的電解規(guī)律(惰性陽極)電解反應(yīng)型電解水電解質(zhì)分解放氧生酸放氫生堿

3

電解質(zhì)類型含氧酸強(qiáng)堿溶液活潑金屬含氧酸鹽無氧酸不活潑金屬無氧酸鹽不活潑金屬含氧酸鹽活潑金屬無氧酸鹽規(guī)律舉例PH變化溶液復(fù)原法降低升高不變升高加H2O加H2O加H2O加HCl加CuCl2Cu（CuCO3）實(shí)質(zhì)電解水-->H2+O2電解稀H2SO4實(shí)質(zhì)電解水-->H2+O2電解NaOH溶液實(shí)質(zhì)電解水-->H2+O2電解Na2SO4溶液酸>H2+非金屬鹽+水->金屬+O2+酸2HCl==H2+Cl2鹽>金屬+非金屬CuCl2=Cu+Cl2鹽+水-->H2+非金屬+堿2KCl+2H2O=H2+Cl2+2KOH2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4降低升高加HCl7.電解的應(yīng)用

電鍍

電鍍裝置:以鍍層金屬作,鍍件掛在,含的鹽為電鍍液。電鍍特點(diǎn)：電鍍過程中鍍層金屬離子濃度不變。

氯堿工業(yè)

(1)立式隔膜電解槽的結(jié)構(gòu)

①陽極：由金屬鈦網(wǎng)（涂有釕氧化物制成）；②陰極：由碳鋼網(wǎng)涂有Ni涂層）制成；③陽離子交換膜；電解槽框及導(dǎo)電銅。

--(2)陽離子交換膜的作用：阻止Cl、OH等陰離子及氣體分子通過。防止陰極產(chǎn)生的H2與陽極產(chǎn)生的Cl2混合而爆炸，也避免了Cl2與陰極產(chǎn)生的的NaOH作用生成NaClO而影響NaOH產(chǎn)品質(zhì)量。(3)反應(yīng)原理：

陽極：：陰極：電解反應(yīng)化學(xué)方程式離子方程式

(4)產(chǎn)品：

電解精煉(電解精煉銅為例)

（1）裝置：陽極--粗銅；陰極—純銅；電解質(zhì)溶液--銅鹽溶液(如CuSO4)（2）電極反應(yīng)

陽極：粗銅失電子放電“溶解〞，方程式：。粗銅中比銅活潑的金屬溶解變成進(jìn)入溶液，比銅活潑性差的金屬如Au、Ag等寶貴金屬則落入中。

2+

陰極：溶液中Cu得電子放電：生成的Cu沉積在陰極上而得到精銅。電解法制鋁（電解熔融氯化鈉，氯化鎂，氧化鋁煉制單質(zhì)）

8.電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫：

寫出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式及總的電解方程式，（1）首先找出溶液中全部陰、陽離子，比較陰、陽離子的放電順序：

－

CuSO4＝Cu2++SO42H+＜Cu2+

－－－

H2O＝H++OHOH＞SO42

（2）寫電極反應(yīng)式(3)最終使得失數(shù)相等，兩極半反應(yīng)相加得總方程式；

高考模擬題：

1.（2023年朝陽區(qū)一模8）．右圖是探究鐵發(fā)生腐蝕的裝置圖。發(fā)現(xiàn)開始時(shí)U型管左端紅墨水水柱下降，一段時(shí)間后U型管左端紅墨水水柱又上升。以下說法不正確的是()．．．A．開始時(shí)發(fā)生的是析氫腐蝕B．一段時(shí)間后發(fā)生的是吸氧腐蝕

C．兩種腐蝕負(fù)極的電極反應(yīng)均為：Fe-2e==FeD．析氫腐蝕的總反應(yīng)為：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2

-

2+

pH=3的

雨水浸泡過的鐵釘

紅墨水

4

2.（石景山區(qū)2023年一模9）．將清白的金屬片甲、乙、丙、丁分別放置在浸有某種鹽溶液的濾紙上面并壓緊（如下圖所示）。在每次試驗(yàn)時(shí)，記錄電壓指針的移動(dòng)方向和電壓表的讀數(shù)如下表：（已知構(gòu)成兩電極的金屬其金屬活潑性相差越大，電壓表的讀數(shù)越大。）

依據(jù)記錄數(shù)據(jù)判斷，以下結(jié)論中正確的是（）A．金屬乙能從硫酸銅溶液中置換出銅B．甲、乙形成合金時(shí)，將該合金露置在空氣中，甲先被腐蝕C．在四種金屬中乙的還原性最強(qiáng)D．甲、丁若形成原電池時(shí)，甲為正極3.（2023豐臺(tái)區(qū)一模7）．以下表達(dá)正確的是()

A．電鍍時(shí)，尋常把待鍍的金屬制品作陽極

B．氯堿工業(yè)是電解熔融的NaCl，在陽極能得到Cl2

—

C．氫氧燃料電池（酸性電解質(zhì)）中O2通入正極，電極反應(yīng)為O2+4H++4e=2H2O

—

D．右圖中電子由Zn極流向Cu，鹽橋中的Cl移向CuSO4溶液

4.（09年安徽高考12）．Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解池示意圖如下，點(diǎn)解

總反應(yīng)：2Cu+H2O

Cu2O+H2?。以下說法正確的是()

A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣

B．銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C．銅電極接直流電源的負(fù)極

D．當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成5.（10年東城一模9）．有關(guān)下圖所示原電池的表達(dá)不正確的是（）A．電子沿導(dǎo)線由Cu片流向Ag片

－

B．正極的電極反應(yīng)是Ag++e=AgC．Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)D．用該電池電解飽和食鹽水，3.2gCu溶解時(shí)生成1.12LCl2

－

6.（10年宣武一模10）．CuI是一種不溶于水的白色固體，它可由反應(yīng)：2Cu2++4I=2CuI↓+I2而得到?，F(xiàn)用銅片、

石墨作電極，電解KI溶液制取CuI。為確認(rèn)反應(yīng)狀況，通電前在溶液中又參與了少量的酚酞試液和淀粉溶液。電解一段時(shí)間后得到白色沉淀，同時(shí)陰極區(qū)溶液變紅，陽極區(qū)溶液變藍(lán)。以下說法正確的是（）①銅片做陰極，石墨做陽極②銅片做陽極，石墨做陰極③陽極有氧氣生成④陰極有氫氣生成⑤白色沉淀在陽極附近生成⑥白色沉淀在陰極附近生成

―－

⑦陽極區(qū)溶液變藍(lán)的原因是2Cu+4I―4e=2CuI↓+I2碘遇淀粉變藍(lán)

――－

⑧陽極區(qū)溶液變藍(lán)的原因是4OH―4e=2H2O+O2↑O2將I氧化為I2，碘遇淀粉變藍(lán)A．只有②④⑤⑦B．只有①④⑥⑦C．只有②③⑤⑧D．只有①③⑥⑧7.（2023年北京6）．以下有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是（）

Ａ．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)Ｂ．鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕Ｃ．鋼管與銅管露天堆放在一起，鋼管不易被腐蝕Ｄ．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe?3e??Fe3?

5

8.(2023新科標(biāo)11).鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2以下有關(guān)該電池的說法不正確的是（）．．．

A.電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe

--B.電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH-2e=Fe(OH)2C.電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低

--D.電池充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH-2e=Ni2O3+3H2O9．（09石景山一模11）生物燃料電池（BFC）是以有機(jī)物為燃料，直接或間接利用酶作為催化劑的一類特別的燃料電池，其能量轉(zhuǎn)化率高，是一種真正意義上的綠色電池，其工作原理如下圖。已知C1極的電極反應(yīng)方程式為：C2H5OH+3H2O－－

12e=2CO2+12H+。以下說法不正確的是（）．．．

A．C1極為電池負(fù)極，C2極為電池正極B．C2極的電極反應(yīng)式為O2+4H++4e=2H2O

－

C．該生物燃料電池的總反應(yīng)方程式為

C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O

D．電子由C2極經(jīng)外電路