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關(guān)于化學(xué)反應(yīng)原理全部第1頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三1780年,伽伐尼(Galvani,L.)
青蛙抽搐實(shí)驗(yàn)。原電池的雛形理論解釋:生物電觀點(diǎn)第2頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三
伏打?qū)ι镫娪^點(diǎn)的質(zhì)疑
(Volta,A.1745-1827)
1800年建立伏打電堆模型。伏打電池是實(shí)用電池的開端。第3頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:鋅片上有氣泡產(chǎn)生而銅片上沒有第4頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),Cu片上有氣泡產(chǎn)生第5頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三復(fù)習(xí)回顧一、原電池是______________________的裝置。原電池反應(yīng)的本質(zhì)是_______________反應(yīng)。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能氧化還原反應(yīng)2、如右圖所示,組成的原電池:(1)當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時(shí):Zn電極是____(填“正”或“負(fù)”)極,其電極反應(yīng)為_______________,該反應(yīng)是______(填“氧化”或“還原”,下同)反應(yīng);Cu電極是______極,其電極反應(yīng)為_______________,該反應(yīng)是_________反應(yīng)。(2)當(dāng)電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液時(shí):Zn電極是____極,其電極反應(yīng)為_____________,該反應(yīng)是________反應(yīng);Cu電極是____極,其電極反應(yīng)為_______________,該反應(yīng)_________反應(yīng).負(fù)Zn-2e-=Zn2+氧化正2H++2e-=H2↑還原負(fù)Zn-2e-=Zn2+氧化正Cu2++2e-=Cu還原第6頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+
銅鋅原電池電解質(zhì)溶液鹽橋失e,沿導(dǎo)線傳遞,有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)2H++2e-=H2↑陰離子陽(yáng)離子總反應(yīng):負(fù)極正極2H++2e-=H2↑Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(離子方程式)(化學(xué)方程式)電極反應(yīng)正極:負(fù)極:(氧化反應(yīng))(還原反應(yīng))陽(yáng)離子二、原電池原理外電路內(nèi)電路第7頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三三、原電池相關(guān)的概念1.電路:外電路內(nèi)電路電子流向:負(fù)極流向正極電流方向:正極流向負(fù)極陰離子流向負(fù)極陽(yáng)離子流向正極2.電極:正極:電子流入的一極負(fù)極:電子流出的一極3.電極反應(yīng)式:正極:2H++2e-=H2↑負(fù)極:Zn-2e-=Zn2+4.總反應(yīng)式:Zn+2H+
=Zn2++H2↑第8頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件(可以)(可以)(可以)(不可以)形成條件一:活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極:較活潑的金屬正極:較不活潑的金屬、石墨等第一組實(shí)驗(yàn)第9頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三(可以)(不可以)形成條件二:電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中第二組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件第10頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三第三組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件三:必須形成閉合回路(不可以)第11頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三(1)有兩種活動(dòng)性不同的金屬(或一種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物)作電極。(2)電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。
(3)兩極相連形成閉合電路。
(4)內(nèi)部條件:能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。四、組成原電池的條件第12頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三ABCDEFMN1.下列哪幾個(gè)裝置能形成原電池?OVXVVXXXXV原電池構(gòu)成條件典型例題:第13頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三2.一個(gè)電池反應(yīng)的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,
該反應(yīng)的的原電池正確組合是()C原電池構(gòu)成條件ABCD正極ZnCuCuFe負(fù)極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl典型例題:第14頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三對(duì)鋅銅原電池工作原理的進(jìn)一步探究上圖是我們?cè)诒匦?中學(xué)習(xí)過的將鋅片和銅片置于稀硫酸的原電池,如果用它做電源,不但效率低,而且時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很快減弱,因此不適合實(shí)際應(yīng)用。這是什么原因造成的呢?有沒有什么改進(jìn)措施?第15頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三造成的主要原因:由于在銅極上很快就聚集了許多氫氣泡,把銅極跟稀硫酸逐漸隔開,這樣就增加了電池的內(nèi)阻,使電流不能暢通。這種作用稱為極化作用。為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象,設(shè)計(jì)如下圖(書P76圖4-1)所示的原電池裝置,你能解釋它的工作原理嗎?第16頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三第17頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三實(shí)驗(yàn)三(書76頁(yè)實(shí)驗(yàn)4-1)實(shí)驗(yàn)探索實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:分析:改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流?鹽橋在此的作用是什么?有鹽橋存在時(shí)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),即有電流通過電路。取出鹽橋,電流計(jì)指針即回到零點(diǎn),說明沒有電流通過。閱讀課本P77第18頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三小知識(shí)鹽橋制法:1)將熱的瓊膠溶液倒入U(xiǎn)形管中(注意不要產(chǎn)生裂隙),將冷卻后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的飽和溶液中即可。2)將KCl或NH4NO3的飽和溶液裝入U(xiǎn)形管,用棉花都住管口即可。第19頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三鹽橋的作用:(1)使整個(gè)裝置構(gòu)成通路,代替兩溶液直接接觸。(2)平衡電荷。得出結(jié)論由于鹽橋(如KCl)的存在,其中陰離子Cl-向ZnSO4溶液擴(kuò)散和遷移,陽(yáng)離子K+則向CuSO4溶液擴(kuò)散和遷移,分別中和過剩的電荷,保持溶液的電中性,因而放電作用不間斷地進(jìn)行,一直到鋅片全部溶解或
CuSO4溶液中的
Cu2+幾乎完全沉淀下來。若電解質(zhì)溶液與KCl溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀,可用NH4NO3代替KCl作鹽橋。第20頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三請(qǐng)同學(xué)們思考:上述原電池裝置是將什么反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的?指出電池的正負(fù)極,并分別寫出其中負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式以及該電池的總反應(yīng)方程式。負(fù)極(鋅片):
Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))正極(銅片):
Cu2++2e-=Cu(還原反應(yīng))電池反應(yīng)(總化學(xué)方程式):Zn+Cu2+=Zn2++Cu電池符號(hào):
Zn︱ZnSO4‖
CuSO4
︱Cu
負(fù)極鹽橋正極第21頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三五、由兩個(gè)半電池組成原電池的工作原理把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進(jìn)行,再以適當(dāng)方式連接,可以獲得電流。①在這類電池中,用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極,負(fù)極向外電路提供電子;用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極,正極從外電路得到電子。②在原電池的內(nèi)部,兩極浸在電解質(zhì)溶液中,并通過陰陽(yáng)離子的定向運(yùn)動(dòng)而形成內(nèi)電路。第22頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理江蘇省淮安中學(xué)張正飛28六月2023第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池(第二課時(shí))第23頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三復(fù)習(xí)回憶一、原電池原理:1、正負(fù)極、各發(fā)生什么反應(yīng):2、電子流方向:3、離子流向:4、原電池反應(yīng)的本質(zhì):第24頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三(1)有兩種活動(dòng)性不同的金屬(或一種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物)作電極。(2)電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。
(3)兩極相連形成閉合電路。
(4)內(nèi)部條件:能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。二、組成原電池的條件三、什么是鹽橋?有何作用?鹽橋的作用:(1)形成閉合回路。(2)平衡電荷。第25頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三雙液原電池的工作原理1、構(gòu)造特點(diǎn):由兩個(gè)半電池組成,每個(gè)半電池中的電極與電解質(zhì)溶液互不反應(yīng),電池反應(yīng)的還原劑與氧化劑分別位于兩個(gè)半電池中,中間通過鹽橋連接形成閉合回路。2、電極反應(yīng):負(fù)極(Zn):Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))正極(Cu):Cu2++2e-=Cu
(還原反應(yīng))電池反應(yīng):Zn+Cu2+=Zn2++Cu第26頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三3、電子、電流的流向外電路:電子由負(fù)極(Zn片)流向正極(Cu片);電流由正極(Cu片)流向負(fù)極(Zn片);內(nèi)電路:陽(yáng)離子移向正極(Cu片)陰離子移向負(fù)極(Zn片)4、鹽橋的作用通過陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng),在內(nèi)電路形成電流回路而不中斷電流。5、意義:隨開隨用,并能長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。第27頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三練習(xí):利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2
,設(shè)計(jì)一個(gè)單液原電池,一個(gè)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)。參考答案(+)(-)
G
ZnPtFeCl3溶液負(fù)極(Zn):Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))正極(Pt或C):2Fe3++2e-=2Fe2+(還原反應(yīng))(+)(-)鹽橋ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液
G
第28頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三練習(xí)鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí),陽(yáng)離子()A移向Zn極,陰離子移向Cu極B移向Cu極,陰離子移向Zn極C和陰離子都移向Zn極D和陰離子都移向Cu極B第29頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三1.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(shí),鋅為負(fù)極,此金屬是()A.MgB.FeC.AlD.CuB2.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí),電解質(zhì)溶液的pH()A.不變B先變大后變小C逐漸變大D.逐漸變小C典型例題:第30頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三3.把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí),a為負(fù)極;c、d相連時(shí),電流由d到c;a、c相連時(shí),c極上產(chǎn)生大量氣泡,b、d相連時(shí),b上有大量氣泡產(chǎn)生,則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為()A.a(chǎn)>b>c>dB.a(chǎn)>c>d>bC.c>a>b.>dD.b>d>c>aB第31頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三4、如圖所示,在鐵圈和銀圈的焊接處,用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中,使之平衡;小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液,片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(D)A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定B.保持平衡狀態(tài)C.鐵圈向下傾斜,銀圈向上傾斜D.銀圈向下傾斜,鐵圈向上傾斜第32頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三請(qǐng)根據(jù)氧化還原反應(yīng):Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+設(shè)計(jì)成原電池。你有哪些可行方案?CuCu–2e-=Cu2+比Cu不活潑的金屬或石墨2Fe3++2e-=2Fe2+
Fe2(SO4
)3、FeCl3等負(fù)極:正極:電解質(zhì)溶液:練一練若是采用燒杯和鹽橋裝置圖,采用的電解質(zhì)溶液又是什么?試畫出原電池的裝置簡(jiǎn)圖。第33頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三(1)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。例1:下列敘述中,可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極;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;D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子,甲比乙的氧化性強(qiáng);(C)六、原電池原理應(yīng)用:第34頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三(2)比較反應(yīng)速率例2:下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和1mol/L鹽酸;B.A.純鋅和1mol/L硫酸;純鋅和18mol/L硫酸;C.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。D.(D
)第35頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三(3)比較金屬腐蝕的快慢例3:下列各情況,在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(2)(1)(3)第36頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三例4:下列裝置中四塊相同的Zn片,放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)(2)(1)(3)第37頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三(4)判斷溶液pH值變化例5:在Cu-Zn原電池中,200mLH2SO4溶液的濃度為0.125mol/L,若工作一段時(shí)間后,從裝置中共收集到0.168L升氣體,則流過導(dǎo)線的電子為————mol,溶液的pH值變_________?(溶液體積變化忽略不計(jì))大
0.015第38頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三(5)原電池原理的綜合應(yīng)用例6:市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等?!盁岱蟠眴⒂弥坝盟芰洗蛊渑c空氣隔絕,啟用時(shí),打開塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后,會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在?!盁岱蟠笔抢?/p>
放出熱量。2)炭粉的主要作用是
。3)加入氯化鈉的主要作用是
。4)木屑的作用是
。鐵被氧化與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池,加速鐵屑的氧化氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液使用“熱敷袋”時(shí)受熱均勻第39頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三(1)若燒杯中溶液為稀硫酸,則觀察到的現(xiàn)象。
兩極反應(yīng)式為:正極
;負(fù)極
。該裝置將
能轉(zhuǎn)化為
能。(2)若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液,則負(fù)極為
,總反應(yīng)方程為
。鎂逐漸溶解,鋁極上有氣泡冒出,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);AlMg-2e—=Mg2+化學(xué)能電能2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2H++2e—=H2↑第40頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三小結(jié)1定義:(1)由兩個(gè)半電池組成的鋅銅原電池的工作原理原電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。2、原電池的工作原理較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng),電子從較活潑的金屬(負(fù)極)通過外電路流向較不活潑的金屬(正極)。負(fù)極正極電子流向電流流向(2)形成原電池的條件(3)原電池的正負(fù)極的判斷方法(4)電極材料的選擇(電池的電極必須導(dǎo)電)第41頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理江蘇省淮安中學(xué)張正飛28六月2023第四章電化學(xué)基礎(chǔ)(一課時(shí))第二節(jié)化學(xué)電源第42頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三用途廣泛的電池用于汽車的鉛蓄電池和燃料電池化學(xué)電池第43頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三用途廣泛的電池用于“神六”的太陽(yáng)能電池筆記本電腦專用電池手機(jī)專用電池?cái)z像機(jī)專用電池各式各樣的紐扣電池第44頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三閱讀課文P79頁(yè)并回答系列問題:1、化學(xué)電池與其它能源相比有哪些優(yōu)點(diǎn)?2、判斷電池的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)主要是什么?3、目前化學(xué)電池主要分哪幾大類?能量轉(zhuǎn)換效率高、供能穩(wěn)定可靠、使用方便、易于維護(hù)、并可在各種環(huán)境下工作單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少,即比能量的大小;輸出功率的大小即比功率的大小以及電池的存儲(chǔ)時(shí)間的長(zhǎng)短第45頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三化學(xué)電池一次電池二次電池燃料電池堿性鋅錳電池鉛蓄電池氫氧燃料電池鋰離子電池鋅銀蓄電池普通干電池鋅銀紐扣電池第46頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三一、一次電池鋅錳電池、鋅銀電池、鋰電池……1、正負(fù)極材料堿性鋅錳電池正極:MnO2負(fù)極:Zn2、工作機(jī)制負(fù)極:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正極:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-氫氧化氧錳堿性鋅錳電池構(gòu)造示意圖
氧化反應(yīng)
還原反應(yīng)電解質(zhì):KOH第47頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三總反應(yīng):Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)23、優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)析缺點(diǎn):多數(shù)只能一次使用,不能充電;價(jià)格較貴優(yōu)點(diǎn):比能量和儲(chǔ)存時(shí)間有所提高,適用于大電流和連續(xù)放電其它一次電池鋅銀電池、鋰電池……第48頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三鋅銀電池(紐扣電池)正極:Ag2O+H2O+
2e-=2Ag+2OH-負(fù)極:Zn+2OH-
—2e-=ZnO+H2O總反應(yīng):
Zn+Ag2O=ZnO+2Ag第49頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三二、二次電池鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池……鉛蓄電池1、正負(fù)極材料正極:PbO2負(fù)極:Pb2、工作機(jī)制電解質(zhì):H2SO4溶液鉛蓄電池為典型的可充電電池,其電極反應(yīng)分為放電和充電兩個(gè)過程閱讀課文P81頁(yè)并回答下列問題:常見的二次電池有哪些?它們的電極反應(yīng)怎樣寫?第50頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三放電過程總反應(yīng):Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正極:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l)
氧化反應(yīng)
還原反應(yīng)負(fù)極:①放電過程鉛蓄電池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的逆過程第51頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)①充電過程PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)
還原反應(yīng)陰極:陽(yáng)極:2PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+H+(aq)+SO42-(aq)
氧化反應(yīng)接電源負(fù)極接電源正極充電過程總反應(yīng):2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)鉛蓄電池的充放電過程:放電充電第52頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三3、優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)析缺點(diǎn):比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境優(yōu)點(diǎn):可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉其它二次電池鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子蓄電池……第53頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三(2004年江蘇高考)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電流總反應(yīng)式為:Zns+2MnO2s+H2Ol=ZnOH2s+Mn2O3s
下列說法錯(cuò)誤的是A
電池工作時(shí),鋅失去電子B
電池正極電極反應(yīng)式為:
2MnO2s+H2Ol+2e=Mn2O3s+2OHaqC
電池工作時(shí),電子由正極通過外電路流向負(fù)極D
外電路中每通過02mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小65g答案:C第54頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三三、燃料電池氫氧燃料電池,烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……酸性氫氧燃料電池1、正負(fù)極材料正極室:通氧氣負(fù)極室:通氫氣電解質(zhì):H2SO4溶液(氧化劑)(燃料)使用鉑電極第55頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三2、工作機(jī)制2H2-4e-=4H+負(fù)極:正極:O2+4H++4e-=2H2O總反應(yīng):2H2+O2=2H2O3、優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)析缺點(diǎn):體積較大、附屬設(shè)備較多優(yōu)點(diǎn):能量轉(zhuǎn)換率高、清潔、對(duì)環(huán)境友好第56頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1.電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng),遵循書寫離子反應(yīng)的所有規(guī)則(如“拆”、“平”);3.負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物,與溶液的酸堿性有關(guān)(如+4價(jià)的C在酸性溶液中以CO2形式存在,在堿性溶液中以CO32-形式存在);2.將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后,相加得到總反應(yīng),總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng);第57頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三4.溶液中不存在O2-:在酸性溶液中它與H+結(jié)合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結(jié)合成OH-;練習(xí):航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種,它們放電時(shí)的總反應(yīng)都可以表示為2H2+O2=2H2O,酸式電池中電解質(zhì)是酸,其負(fù)極反應(yīng)可表示為2H2-4e-=4H+
,則其正極反應(yīng)式為______________
_。堿式電池的電解質(zhì)是堿,其正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-,則其負(fù)極反應(yīng)可表示為
________。O2+4e-+4H+=2H2O
2H2-4e-+4OH-=4H2O
第58頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三練習(xí)、氫氣是燃料電池最簡(jiǎn)單的燃料,雖然使用方便,卻受到價(jià)格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳?xì)浠衔?,如:甲烷、汽油等。?qǐng)寫出將圖中氫氣換成甲烷時(shí)所構(gòu)成的甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式:
,此時(shí)電池內(nèi)總的反應(yīng)式:
。KOH溶液CH4O2H2OabCH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O第59頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三減少污染節(jié)約資源第60頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三小結(jié):化學(xué)電源1、一次電池2、二次電池3、燃料電池——鋅錳干電池——鉛蓄電池——?dú)溲跞剂想姵卣莆彰恳活惖湫碗姵氐恼?fù)極、電極反應(yīng);了解每一類電池的優(yōu)缺點(diǎn);對(duì)其它電池有初步的認(rèn)識(shí)第61頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理江蘇省淮安中學(xué)張正飛28六月2023第四章電化學(xué)基礎(chǔ)(第一課時(shí))第三節(jié)電解池第62頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三聽寫電極反應(yīng)1、堿性鋅錳電池:負(fù)極:正極:總反應(yīng):2、鋅銀電池:負(fù)極:正極:總反應(yīng):第63頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三3、鉛蓄電池:負(fù)極:正極:總反應(yīng):4、酸性燃料電池:負(fù)極:正極:總反應(yīng):5、堿性燃料電池:負(fù)極:正極:總反應(yīng):第64頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三氫氣氧氣
電解電解水:2H2O2H2+O2
+—第65頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三原理分析-我們來一起想一想1、純水中有哪些微粒?2、在接通電源時(shí),哪極電勢(shì)高,微粒如何運(yùn)動(dòng)?
3、H2是怎么產(chǎn)生的?O2又會(huì)是如何產(chǎn)生的?H+、OH-、H2OH+向負(fù)極移動(dòng)、OH-向正極移動(dòng)。
H+→H2↑
OH-→O2↑實(shí)質(zhì)2H++2e-=H2↑
4OH--4e-=O2↑+2H2O(發(fā)生還原反應(yīng)-陰極)(發(fā)生氧化反應(yīng)-陽(yáng)極)
H2OH++OH-
第66頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三實(shí)踐探究1、向氯化銅溶液中通入直流電A:理論先行思考1:氯化銅溶液中含有哪些微粒?思考2:在通電時(shí)這些微粒各向什么區(qū)移動(dòng)?思考3:猜想在通電時(shí)在陽(yáng)極和陰極各會(huì)發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)?產(chǎn)物可能是哪些?陽(yáng)離子:Cu2+H+
陰離子:Cl-OH-Cu2+H+向陰極區(qū)移動(dòng);Cl-OH-向陽(yáng)極區(qū)移動(dòng)Cl-→Cl2↑OH-→O2↑
H2OH++OH-
CuCl2=Cu2++2Cl-
陰極區(qū):Cu2+→CuH+→H2↑陽(yáng)極區(qū):第67頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三實(shí)踐探究1、向氯化銅溶液中通入直流電B:實(shí)踐檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn):將兩根石墨棒分別跟直流電源的正極和負(fù)極連接,浸入U(xiǎn)型管的CuCl2溶液中,再接通12V直流電,觀察現(xiàn)象。約3~5min后切斷電源?,F(xiàn)象陽(yáng)極---有氣泡產(chǎn)生O2?Cl2?如何檢驗(yàn)?陰極---有紅色的固體Cu解釋陽(yáng)極---陰極---2Cl--2e-=Cl2↑Cu2++2e-=Cu2Cl-+Cu2+=Cl2↑+Cu總反應(yīng)式:通電第68頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三歸納總結(jié)2、裝置名稱:3、電解本質(zhì):陽(yáng)極(和原電池正極相連):發(fā)生氧化反應(yīng)陰極(和原電池負(fù)極相連):發(fā)生還原反應(yīng)
將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池或電解槽4、電解產(chǎn)物:(反思)a:決定于放電能力陰離子失去電子而陽(yáng)離子得到電子的過程叫放電。1、電解CuCl2:一、電解原理:第69頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三
①活性材料作電極時(shí):(根據(jù)金屬活動(dòng)性)金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)人溶液,陰離子不容易在電極上放電。
②用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時(shí):溶液中陰離子的放電順序(由易到難)是:S
2->SO32->I
->Br
->Cl
->OH
->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-陽(yáng)極:離子放電順序:放電順序:就是看失電子能力第70頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng),發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。陰極:陽(yáng)離子在陰極上放電順序是:水電離產(chǎn)生時(shí)濃度極小(實(shí)驗(yàn)事實(shí))b:決定于離子濃度放電順序:就是看得電子能力第71頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三
[例]以石墨碳棒為電極,請(qǐng)寫出分別電解下列溶液時(shí),在陰、陽(yáng)兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。(1)NaCl溶液:(2)CuSO4溶液:想一想、做做看
陽(yáng)極:4OH--4e-=2H2O+O2↑
(4H2O4H++4OH-)
陰極:2Cu2++4e-=2Cu
電解總反應(yīng)式:2Cu2++2H2O=Cu+O2↑+4H+陽(yáng)極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑(2H2O2H++2OH-)總反應(yīng)方程式:2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-電解1、溶液中哪些微粒?2、陽(yáng)極區(qū)有哪些離子?陰極區(qū)又有哪些離子?3、哪個(gè)離子先放電?想一想,H+應(yīng)該在哪一極生成?OH-在哪一極?第72頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三1.分析溶液中存在的所有離子(包括水的電離)、并分成陽(yáng)離子組和陰離子組。2.根據(jù)放電規(guī)律,陽(yáng)離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng),而陰離子在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),完成電極反應(yīng)式。(注意得失電子守恒)3.由陰陽(yáng)兩電極反應(yīng)式,合并得總反應(yīng)式。(弱電解質(zhì)的須保持分子形式)寫電極反應(yīng)【方法小結(jié)】掌握方法事半功倍喲!第73頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三練習(xí):以石墨作電極,電解下列溶液,寫出電極反應(yīng)及電解總反應(yīng)式。(1)AgNO3溶液(2)Na2SO4溶液
該自己獨(dú)立思考啦!陽(yáng)極:4OH--4e-=2H2O+O2↑(4H2O=4H++4OH-)陰極:4Ag++4e-=4Ag↓總反應(yīng)式:4Ag++2H2O==4Ag↓+O2↑+4H+陽(yáng)極:4OH--4e-=2H2O+O2↑(4H2O=4H++4OH-)陰極:4H++4e-=2H2↑
總反應(yīng)式:2H2O==O2↑+2H2↑通電通電第74頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三內(nèi)容原電池電解池電極名稱
電極反應(yīng)
電子移動(dòng)方向
能量轉(zhuǎn)變
反應(yīng)是否自發(fā)發(fā)生
1、原電池與電解池的比較課后作業(yè)-歸納與比較第75頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三2、以碳棒為電極,電解下列物質(zhì)的水溶液時(shí),在陰、陽(yáng)兩極上分別是什么離子放電?總結(jié)有什么特點(diǎn)或規(guī)律?課后作業(yè)-訓(xùn)練與思考第一組:HCl、CuCl2第二組:NaCl、CuSO4第三組:Na2SO4、H2SO4、NaOH第76頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三3、指出下列裝置的名稱、電極名稱,寫出電極反應(yīng)式,并表示出電子移動(dòng)方向。課后作業(yè)-思考與訓(xùn)練ⅠⅡe-如何流向?e-?池?池?極?極?極?極第77頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三智慧在思維中升華
這一堂課我們主要學(xué)習(xí)了用惰性電極電解水溶液的反應(yīng)原理及變化規(guī)律。假如我們用較為活潑的金屬做為電極來電解,結(jié)果一樣嗎?除了電解水溶液外,有一類物質(zhì)在何狀態(tài)下也能發(fā)生電離?是否也能發(fā)生電解?我們學(xué)習(xí)過這一類電解嗎?請(qǐng)舉幾例。第78頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三e-e-e-e-e-e-通電時(shí)離子和電子的移動(dòng)方向+-
H+OH-電極電勢(shì)高電極電勢(shì)低H2↑O2↑—————+++++H2OH++OH-第79頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三e-e-e-e-通電時(shí)離子和電子的移動(dòng)方向
+-Cu2+
H+OH-
Cl-電極電勢(shì)高電極電勢(shì)低——————+++++第80頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三電極產(chǎn)物反思1為什么不是氧氣呢?為什么不產(chǎn)生氫氣呢?說明:得失電子的能力不同失電子能力:Cl->OH-得電子能力:Cu2+>H+第81頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三實(shí)踐探究2、向氯化鋅溶液中通入直流電
ZnCl2溶液。。。ZnCl2為什么不放出H2?Zn2+H++++++—————e-e-e-e-當(dāng)c(Zn2+)?c(H+)時(shí)Zn2+優(yōu)先于H+先得到電子第82頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三陽(yáng)極氣體的檢驗(yàn)O2的檢驗(yàn)—Cl2的檢驗(yàn)———(黃綠色)(變藍(lán))(下層呈紫色)(復(fù)燃)帶火星的木條看氣體顏色濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙氣體通入碘化鉀溶液后用四氯化碳萃取此法較為簡(jiǎn)捷方便第83頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理江蘇省淮安中學(xué)張正飛28六月2023第四章電化學(xué)基礎(chǔ)(第二課時(shí))第三節(jié)電解池第84頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三1、以石墨作電極,電解下列溶液,寫出電極反應(yīng)及電解總反應(yīng)式?總結(jié)有什么特點(diǎn)或規(guī)律?課前訓(xùn)練第一組:HCl、H2SO4第二組:NaCl、CuCl2第三組:Na2SO4、CuSO4第四組:AgNO3、NaOH第85頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三2、指出下列裝置的名稱、電極名稱,寫出電極反應(yīng)式,并表示出電子移動(dòng)方向。課前訓(xùn)練ⅠⅡe-如何流向?e-?池?池?極?極?極?極第86頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三二、電解原理的應(yīng)用第87頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三1、電解飽和食鹽水反應(yīng)原理思考:(1)電解池的兩極各產(chǎn)生什么現(xiàn)象?若在兩極附近均滴加酚酞試液,會(huì)有什么現(xiàn)象?(2)怎樣初步檢驗(yàn)兩極產(chǎn)物的生成?在U型管里裝入飽和食鹽水,用一根碳棒作陽(yáng)極,一根鐵棒作陰極。接通直流電源第88頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三第89頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三1.電解食鹽水現(xiàn)象:陽(yáng)極:有氣泡產(chǎn)生,使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI溶液變陰極:有氣泡產(chǎn)生,滴加酚酞溶液變紅陽(yáng)極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑總式:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑(條件:通電)第90頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三(1)生產(chǎn)設(shè)備名稱:離子交換膜電解槽陰極:碳鋼陽(yáng)極:鈦陽(yáng)離子交換膜:只允許陽(yáng)離子通過(Cl-、OH-離子和氣體不能通過),把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。(2)離子交換膜的作用:a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸;b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成,而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿第91頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三-+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)離子交換膜陽(yáng)極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)陽(yáng)極室陰極室第92頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三粗鹽的成份:
泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-雜質(zhì),會(huì)與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀,損壞離子交換膜精制食鹽水雜質(zhì)的除去過程:粗鹽水含少量Ca2+.Mg2+精制鹽水第93頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三2.銅的電解精煉粗銅含雜質(zhì)(ZnFeNiAgAu等)純銅粗銅陽(yáng)極:Zn→Zn2++2e-Fe→Fe2++2e-
Ni
→Ni2++2e-Cu→Cu2++2e-
ZnFeNiCuAgAu陰極:Cu2++2e-→Cu陽(yáng)極泥問:電解完后,CuSO4溶液的濃度有何變化?CuSO4溶液第94頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三3.電鍍電鍍:電鍍是利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,鐵片銅片硫酸銅溶液①電極:陽(yáng)極——鍍層金屬或惰性電極陰極——待鍍金屬制品②電鍍液:含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。溶液中CuSO4的濃度保持不變或變小第95頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三陽(yáng)極:6O2--12e-=3O2↑陰極:4Al3++12e-=4Al4.冶煉鋁通電總式:2Al2O34Al+3O2↑原理:助熔劑:冰晶石(Na3AlF6
六氟合鋁酸鈉)陽(yáng)極材料(碳)和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充第96頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三二、電解原理的應(yīng)用(工業(yè)生產(chǎn))1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。2、電鍍電極反應(yīng)式陽(yáng)極:2Cl-
-2e-==Cl2↑陰極:2H++2e-==H2↑總反應(yīng):2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑電鍍銅原理銅片待鍍件硫酸銅溶液陽(yáng)極:鍍層金屬電鍍液:含有鍍層金屬的電解質(zhì)陰極:待鍍金屬制品歸納總結(jié)第97頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三電鍍應(yīng)用于銅的電解精練電極反應(yīng)式陰極(純銅):Cu2++2e-=Cu(還原反應(yīng))陽(yáng)極(粗銅):Cu-2e-=Cu2+(氧化反應(yīng))Zn-2e-=Zn2+Ni-2e-=Ni2+陽(yáng)極泥:相對(duì)不活潑的金屬以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底,形成陽(yáng)極泥3、電冶金制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。陽(yáng)極:2Cl-
-2e-==Cl2↑陰極:2Na++2e-==2Na總反應(yīng):2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑第98頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三思考交流試比較電解飽和食鹽水與電解熔融氯化鈉的異同(提示:比較電解質(zhì)、電解裝置、電極反應(yīng)、電解產(chǎn)物)小結(jié)與電源正極相連陽(yáng)極陰極與電源負(fù)極相連發(fā)生氧化反應(yīng)陽(yáng)離子移向陰離子移向發(fā)生還原反應(yīng)1、電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系2、電解原理的應(yīng)用:氯堿工業(yè)、電鍍、電冶金第99頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三練習(xí)1、分析下圖,哪個(gè)是原電池,哪個(gè)是電解池。①⑤⑥⑦第100頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三2.100mL濃度為2mol/L的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng),為加快反應(yīng)速率,又不影響生成氫氣的總量,可采用的方法是()。A.加入適量的6mol/L的鹽酸B.加入數(shù)滴氯化銅溶液C.加入適量蒸餾水D.加入適量的氯化鈉溶液B第101頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三電解原理應(yīng)用(做題中)1、電子守恒規(guī)律應(yīng)用。2、電解池的工作的原理第102頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三以石墨作電極,電解下列溶液,寫出電極反應(yīng)及電解總反應(yīng)式?總結(jié)有什么特點(diǎn)或規(guī)律?第一組:HCl、H2SO4第二組:NaCl、CuCl2第三組:Na2SO4、CuSO4第四組:AgNO3、NaOH第103頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三1、用兩只惰性電極插入100mLCuSO4溶液中,通電電解。當(dāng)溶液的pH值由6.0下降到2.0(電解過程中溶液體積變化忽略不計(jì)),陰極析出銅的質(zhì)量()A.16B.32C.64D.1282、用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液,當(dāng)陰極上增重ag時(shí),在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生bL氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),從而可知M的相對(duì)原子質(zhì)量是A.B.C.D.
BC1、電子守恒規(guī)律應(yīng)用。第104頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三3、1LK2SO4、CuSO4的混合溶液中,c(SO42-)=2mol·L-1,用石墨作電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時(shí)間后,兩極均收集到(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)22.4L氣體,則原溶液中c(K+)為A.0.5mol·L-1
B.1mol·L-1C.1.5mol·L-1
D.2mol·L-1D第105頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三4.用兩支惰性電極插入50mLAgNO3溶液中,通電電解。當(dāng)電解液的PH值從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出,且電解液在電解前后體積變化可以忽略),電極上析出銀的質(zhì)量大約是:
A、27mgB、54mgC、108mgD、216mgB2、電解池的工作的原理第106頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三1.用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的水溶液,電解一段時(shí)間以后,甲、乙兩池中溶液的pH值均減小,而在①和④兩極,電極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1︰4的是甲乙
ABCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HClHNO3
B第107頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三2.為下圖所示裝置中,a、b都是惰性電極,通電一段時(shí)間后,b極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是A.X是正極,Y是負(fù)極B.X是負(fù)極,Y是正極C.CuSO4溶液的PH值逐漸減小D.CuSO4溶液的PH值不變
a
?XY?bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC第108頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三4、如圖,當(dāng)線路接通時(shí),發(fā)現(xiàn)M(用石蕊試液浸潤(rùn)過的濾紙)a端顯藍(lán)色,b端顯紅色,且知甲中電極材料是鋅、銀,乙中電極材料是鉑、銅,且乙中兩電極不反應(yīng)。(1)甲、乙分別是什么裝置?(2)寫出A、B、C、D的電極名稱以及電極材料和電極反應(yīng)式。第109頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理江蘇省淮安中學(xué)張正飛28六月2023第四章電化學(xué)基礎(chǔ)(一課時(shí))第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)第110頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三
以石墨作電極,電解下列水溶液,寫出電極反應(yīng)及電解總反應(yīng)式?課前訓(xùn)練第一組:HCl第二組:NaOH第三組:CuSO4第四組:NaCl第111頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三金屬腐蝕我國(guó)作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國(guó)家(2005年全國(guó)生產(chǎn)鋼材37117.02萬噸),每年被腐蝕的鐵占到我國(guó)鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一,因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的2%~4%;約合人民幣:3000億元(2005年我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值將達(dá)15萬億元)。根據(jù)各國(guó)調(diào)查結(jié)果,一般說來,金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失大致為該國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值的4%左右。另?yè)?jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì),金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震(平均值)損失的總和,在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。閱讀:你有何感想?第112頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三金屬腐蝕的主要害處,不僅在于金屬本身的損失,更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失,也經(jīng)常對(duì)安全構(gòu)成威脅。國(guó)內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故,如飛機(jī)因某一零部件破裂而墜毀;橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷;油管因穿孔或裂縫而漏油,引起著火爆炸;化工廠中儲(chǔ)酸槽穿孔泄漏,造成重大環(huán)境污染;管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏,破壞生產(chǎn)環(huán)境,有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏,更會(huì)危及工作人員和附近居民的生命安全。第113頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三面對(duì)這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實(shí),大家有沒有想過,鐵怎么會(huì)被腐蝕?怎樣防腐?第114頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三閱讀課本P90-P911、什么是金屬腐蝕?有哪些類別?2、化學(xué)腐蝕和哪些因素有關(guān)?3、什么是電化學(xué)腐蝕?有哪些類別?分別發(fā)生哪些電極反應(yīng)?第115頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三知識(shí)總結(jié)金屬陽(yáng)離子失e-氧化反應(yīng)(三)金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕電化腐蝕一、金屬的電化學(xué)腐蝕金屬原子(二)金屬腐蝕的本質(zhì):(一)金屬腐蝕:是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。M–ne-→Mn+第116頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三1、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。影響因素:和接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)。2、電化學(xué)腐蝕:不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸,會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng),比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。知識(shí)總結(jié)電化學(xué)腐蝕的類型析氫腐蝕吸氧腐蝕第117頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三為什么鐵在干燥的空氣中不易生銹,在潮濕的空氣中卻易生銹?第118頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖第119頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖思考:你能寫出它們的電極反應(yīng)式?第120頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O(鐵銹)通常兩種腐蝕同時(shí)存在,但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱或堿性電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系第121頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三思考與交流1、鐵銹的成份是什么?是怎樣形成的?2、將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘,用飽和食鹽水浸泡一下,放入如圖所示的具支試管中.幾分鐘后,導(dǎo)管中的水柱上升了,你知道為什么嗎?第122頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三課堂練習(xí)1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天觀察:(1)若液面上升,則溶液呈性,發(fā)生腐蝕,電極反應(yīng)式為:負(fù)極:,正極:若液面下降,則溶液呈性,發(fā)生腐蝕,電極反應(yīng)式為:負(fù)極:正極:。(2)中性或堿性吸氧Fe–2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-酸性析氫Fe–2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑第123頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三請(qǐng)大家根據(jù)鐵生銹的原理,思考應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹?交流與討論請(qǐng)大家閱讀課本P92-93第124頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三原理:形成原電池反應(yīng)時(shí),讓被保護(hù)金屬做正極,不反應(yīng),起到保護(hù)作用;而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。1、犧牲陽(yáng)極保護(hù)法二、金屬的電化學(xué)保護(hù)第125頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖第126頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三2、外加電流法將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極,使被保護(hù)的金屬作為陰極,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。輔助陽(yáng)極(不溶性)外加電流的陰極保護(hù)法示意圖第127頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三除此以外還有其它防護(hù)方法?第128頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三二、金屬防護(hù)的幾種重要方法①在金屬表面覆蓋保護(hù)層。②改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu),制成合金。③電化學(xué)保護(hù)法,即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護(hù)。小結(jié)第129頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三2、2000年5月,保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3000多萬港幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶:銅鑄的牛首、猴首和虎首,普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠,其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國(guó)寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹,下列對(duì)起原因的分析,最可能的是A、它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金;B、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去;C、銅的金屬活動(dòng)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;(D)課堂練習(xí)第130頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三探究一:鍍鋅鐵皮和鍍錫鐵皮哪個(gè)更易被腐蝕?為什么?探究二、純鋅和粗鋅哪個(gè)更易和酸反應(yīng)?如果向酸中再加入硫酸銅又會(huì)什么現(xiàn)象?第131頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三祝同學(xué)們學(xué)習(xí)進(jìn)步再見第132頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理江蘇省淮安中學(xué)張正飛28六月2023第四章電化學(xué)基礎(chǔ)(一課時(shí))復(fù)習(xí)習(xí)題課第133頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三復(fù)習(xí)回憶1、金屬腐蝕有哪些類型?2、寫出吸氧腐蝕和析氫腐蝕的電極反應(yīng)?第134頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較:化學(xué)腐蝕電化腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化較活潑金屬被氧化兩者往往同時(shí)發(fā)生,電化腐蝕更普遍歸納總結(jié)第135頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O(鐵銹)通常兩種腐蝕同時(shí)存在,但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱或堿性。電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系第136頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三1.下列各情況,在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)課堂練習(xí)2、第四節(jié)9題第137頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三在同一電解質(zhì)溶液中,金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下:電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕防腐措施由好到壞的順序如下:外接電源的陰極保護(hù)法>犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法>有一般防腐條件的腐蝕>無防腐條件的腐蝕小結(jié)第138頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三3、鹽酸與鋅片反應(yīng)時(shí),若加入可溶性醋酸銅〔(CH3COO)2Cu〕,將產(chǎn)生兩種影響生成速率的因素,其一是
其二是:H+與CH3COO-結(jié)合生成CH3COOH,使H+濃度減小,從而減慢了反應(yīng)速率。Zn置換出Cu形成了原電池,從而加快了反應(yīng)速率課堂練習(xí)第139頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三
4、下列裝置中的純鋅棒都浸在相同濃度的稀硫酸中,鋅棒腐蝕速度從快到慢的順序是
A③④②①B②③①④C④②①③D③②①④
D第140頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三考點(diǎn)1.金屬性強(qiáng)弱的判斷已知①M(fèi)+N2+=M2++N②Pt極電解相同濃度P和M的硫酸鹽,陰極先析出M③N與E有導(dǎo)線相連放入E的硫酸鹽溶液,電極反應(yīng):E2++2e=E,N-2e=N2+,則四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱為
【考題分析】答案:P>M>N>E第141頁(yè),講稿共154頁(yè),2023年5月2日,星期三原電池電解池電鍍池定義化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。形成條件①活動(dòng)性不同兩電極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①兩電極接直流電源②電極插人電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①鍍層金屬接電源正
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