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电化学复习课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2010考纲要求：考纲要求：5)了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。了解化学在解决能源危机中的重要作用。6）了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极）了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。种类及其工作原理。7）理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的）理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。危害，防止金属腐蚀的措施。21、概念：原电池是、概念：原电池是_的装置。的装置。原电池反应的本质是原电池反应的本质是_反应。反应。将化学能转化为电能将化学能转化为电能氧化还原反应氧化还原反应例：例：如右图所示，组成的原电池：如右图所示，组成的原电池：（1）当电解质溶液为稀）当电解质溶液为稀H2SO4时：时：Zn电极是电极是_（填（填“正正”或或“负负”）极，）极，其电极反应为其电极反应为_，该反应，该反应是是_（填（填“氧化氧化”或或“还原还原”，下同）反应；，下同）反应；Cu电极是电极是_极，其电极反应为极，其电极反应为_,该反应是该反应是_反应。反应。（2）当电解质溶液为）当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时：Zn电极电极是是_极，其电极反应为极，其电极反应为_，该反应是该反应是_反应；反应；Cu电极是电极是_极，极，其电极反应为其电极反应为_,该反应该反应_反反应应.负负Zn2e-=Zn2+氧化氧化正正2H+2e-=H2还原还原负负Zn2e-=Zn2+氧化氧化正正Cu2+2e-=Cu还原还原一、原电池一、原电池3氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液盐桥盐桥失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应Cu2+2e-=Cu阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极Cu2+2e-=CuZn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(离子方程式）离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电电极极反反应应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）阳离子阳离子2、原、原电电池池原原理理外电路外电路内电路内电路43、原电池的形成条件：、原电池的形成条件：两极一液一连线两极一液一连线（1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。或金属氧化物）作电极。（2）电极材料均插入电解质溶液中。）电极材料均插入电解质溶液中。（3）两极相连形成闭合电路。）两极相连形成闭合电路。（4）内部条件：）内部条件：能自发进行氧化还原反应。能自发进行氧化还原反应。54、原电池的正负极的判断方法、原电池的正负极的判断方法微观判断微观判断（根据电子流动（根据电子流动方向方向）电子流出的极电子流出的极电子流入的极电子流入的极负极负极正极正极较活泼的电极材料较活泼的电极材料较不活泼的电极材料较不活泼的电极材料质量增加的电极质量增加的电极工作后工作后质量减少的电极质量减少的电极负极负极正极正极正极正极负极负极工作后，有气泡冒出的电极为正极工作后，有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极发生氧化反应的极发生还原反应的极发生还原反应的极宏观判断宏观判断：根据电极材料根据电极材料根据原电池电极根据原电池电极发生的反应发生的反应根据电极增重还是减重根据电极增重还是减重根据电极有气泡冒出：根据电极有气泡冒出：负极负极正极正极6造成的主要原因造成的主要原因：由于在铜极上很快就聚集了许多氢气：由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。二、对原电二、对原电池工作原理的进一步探究池工作原理的进一步探究为了避免发生这种现象，设计如下图所示的原电池装置，为了避免发生这种现象，设计如下图所示的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？你能解释它的工作原理吗？提出问题：？提出问题：右图是我们在必修右图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池，如果用它做电，片置于稀硫酸的原电池，如果用它做电，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用弱，因此不适合实际应用。这是什么原因这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？造成的呢？有没有什么改进措施？7此电池的优点：此电池的优点：能产生持续、稳能产生持续、稳定的电流。定的电流。8实验：（选修实验：（选修4书书76页实验页实验4-1）实验探索实验探索实验现象：实验现象：分析分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？盐桥在此的作用是什么？有盐桥存在时电流计指针发有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。生偏转，即有电流通过电路。取出盐桥，电流计指针即回取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。到零点，说明没有电流通过。盐桥制法：盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入将热的琼胶溶液倒入U形管中形管中(注意不要产生裂隙注意不要产生裂隙)，将冷却后的，将冷却后的U形管浸泡在形管浸泡在KCl或或NH4NO3的饱和溶液中即可。的饱和溶液中即可。2)将将KCl或或NH4NO3的饱和溶液装入的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。形管，用棉花都住管口即可。9盐桥的作用：盐桥的作用：（1 1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。得出结论得出结论由于盐桥（如由于盐桥（如KClKCl）的存在，其中阴离子）的存在，其中阴离子ClCl-向向ZnSOZnSO4 4溶液扩溶液扩散和迁移，阳离子散和迁移，阳离子K K+则向则向CuSOCuSO4 4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或锌片全部溶解或 CuSO CuSO4 4溶液中的溶液中的 Cu Cu2+2+几乎完全沉淀下来。几乎完全沉淀下来。若电解若电解质溶液与质溶液与KClKCl溶液反应产生沉淀，可用溶液反应产生沉淀，可用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作盐桥。作盐桥。（2 2）平衡电荷。）平衡电荷。在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完靠离子迁移完成成的。的。取出盐桥，取出盐桥，ZnZn失去电子形成的失去电子形成的ZnZn2+2+进入进入ZnSOZnSO4 4溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶液溶液因因ZnZn2+2+增多而带正电荷。同时，增多而带正电荷。同时，CuSOCuSO4 4则由于则由于CuCu2+2+变为变为Cu Cu，使得，使得 SOSO4 42-2-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。10学与问学与问在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗？道电池的其它应用吗？电池电池化学电池化学电池太阳能电池太阳能电池原子能电池原子能电池将化学能转换成电能的装置将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同位素自然衰变时产生的热将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置能通过热能转换器转变为电能的装置11知识点知识点1：化学电池：化学电池1)概念概念:将化学能变成电能的装置将化学能变成电能的装置2)分类分类:一次电池又称不可充电电池一次电池又称不可充电电池如：干电池如：干电池二次电池又称充电电池二次电池又称充电电池蓄电池蓄电池燃料电池燃料电池3)优点优点:4)电池优劣的判断标准电池优劣的判断标准:能量转换效率高，供能稳定可靠。能量转换效率高，供能稳定可靠。可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。和电池组，使用方便。易维护，可在各种环境下工作。易维护，可在各种环境下工作。比能量比能量 符号符号(Ah/kg)，(Ah/L)指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少比功率比功率符号是符号是W/kg，W/L)指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小电池的储存时间的长短电池的储存时间的长短12锂电池锂电池干电池干电池叠层电池叠层电池纽扣电池纽扣电池各各类类电电池池知识点知识点2：各类电池：各类电池131 1、干电池、干电池(普通锌锰电池）普通锌锰电池）干电池用锌制桶形外壳作干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充墨周围填充NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉作电解质溶液，还和淀粉作电解质溶液，还填充填充MnOMnO2 2的黑色粉末吸收正极放出的的黑色粉末吸收正极放出的H H2 2，防止产生极化，防止产生极化现象。电极总的反应式为：现象。电极总的反应式为：2NH2NH4 4Cl+2Zn+2MnOCl+2Zn+2MnO2 2=ZnCl=ZnCl2 2+2NH+2NH3 3 +Mn+Mn2 2O O3 3+H+H2 2O O请写出各电极的电极反应。请写出各电极的电极反应。(一一)一次电池一次电池14练：写出练：写出锌锰干电池锌锰干电池的电极反应和总化学反的电极反应和总化学反应方程式。应方程式。负极负极正极正极总反应总反应通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了？化判断它已经不能正常供电了？_我们在使用我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，请干电池的过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用？推测可能是干电池中的什么成分起了作用？Zn-2e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2锌筒变软，电池表面变得不平整锌筒变软，电池表面变得不平整2MnO2+H2=Mn2O3+H2O15负极（锌筒）：负极（锌筒）：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正极（石墨）：正极（石墨）：2MnO2+2e-+2H2O=2Mn O(OH)+2 OH 总反应：总反应：Zn+2MnO2+2 H2O=2 Mn O(OH)+Zn(OH)2碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池金属棒16干电池干电池负极负极:Zn2e-Zn2 普通锌锰干电池：普通锌锰干电池：（-）Zn ZnCl2、NH4Cl（糊状）（糊状）石墨石墨(nO2)(+）正极正极:2NH4+2e-2NH3H2 总电池反应方程式总电池反应方程式：2NH4ClZnZnCl22NH3H2 缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液 改进后碱性锌锰电池的优点：改进后碱性锌锰电池的优点：电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液。电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液。二氧化锰的用途二氧化锰的用途Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2172 2、迷你型电池、迷你型电池 优点：电压高、稳定，低污染。优点：电压高、稳定，低污染。用途：手表、相机、心率调节器用途：手表、相机、心率调节器 HgO（S）+Zn（S）=Hg（l）+ZnO（S）Ag2O（S）+Zn（S）=2Ag（l）+ZnO（S）183 3、锂电池、锂电池锂电池：锂电池：（-）LiLi（S S）LiILiI（晶片）（晶片）I I2 2(+(+）锂亚硫酰氯电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl(Li-SOCl2 2)：8Li+3SOCl8Li+3SOCl2 2=6LiCl+Li=6LiCl+Li2 2SOSO3 3+2S+2S负极：负极：；正极：；正极：。用途：质轻、高能用途：质轻、高能(比能量高比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。8Li-8e8Li-8e-=8Li=8Li+3SOCl3SOCl2 2+8e+8e-=6Cl=6Cl-+SO+SO3 32-2-+2S+2S19电池铅蓄电池电池铅蓄电池1、电极材料及原料、电极材料及原料2、电解质溶液、电解质溶液3、电极反应式：、电极反应式：正极：正极：PbO2 负极：负极：PbH2SO4溶液溶液负极（负极（Pb）:Pb-2e-+SO42-=PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O正极（正极（PbO2）:PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：总反应：(放电时放电时)(二二)二次电池二次电池(可充电可充电)转移转移1mole-消耗多少消耗多少molH2SO4202PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电过程充电过程PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)还原反应还原反应阴极：阴极：阳极：阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)氧化反应氧化反应接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极充电过程总反应：充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程：放电放电充电充电213)铅蓄电池优缺点简析铅蓄电池优缺点简析缺点：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉价格低廉其它二次电池其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池离子蓄电池222 2、银锌蓄电池、银锌蓄电池 正极壳填充正极壳填充AgAg2 2O O和石墨，负极盖填充锌汞合和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液金，电解质溶液KOHKOH。反应式为：。反应式为：2Ag+Zn(OH)2Ag+Zn(OH)2 2 Zn+Ag Zn+Ag2 2O+HO+H2 2O O 写出电极反应式。写出电极反应式。充电充电放电放电1970-1975,1970-1975,1970-1975,1970-1975,开发了先进的银锌、镍镉电池技术。开发了先进的银锌、镍镉电池技术。开发了先进的银锌、镍镉电池技术。开发了先进的银锌、镍镉电池技术。1975-1983,1975-1983,1975-1983,1975-1983,为美国海军生产潜水艇用银锌电池。为美国海军生产潜水艇用银锌电池。为美国海军生产潜水艇用银锌电池。为美国海军生产潜水艇用银锌电池。1979-1987,1979-1987,1979-1987,1979-1987,为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。1998-1992,1998-1992,1998-1992,1998-1992,为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。23银银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O放电放电充电充电此电池放电时，负极上发生反应的物质是（此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.ZnD电极反应：电极反应：负极：负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正极：正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-243 3、镉镍电池、镉镍电池NiO2+Cd+2H2ONi(OH)2+Cd(OH)2放放电电充电充电负极材料：负极材料：CdCd；正极材料：正极材料：涂有涂有NiONiO2 2，电解质：电解质：KOHKOH溶液溶液。反应式如下：反应式如下：写出电极反应式。写出电极反应式。特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。25镍镍镉可充电电池可发生如下反应：镉可充电电池可发生如下反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池的负极材料是由此可知，该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电放电充电充电A.Cd（A）B.NiO(OH)D.Ni(OH)2C.Cd(OH)2电极反应：电极反应：负极：负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极：正极：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-26大有发展前景的燃料电池大有发展前景的燃料电池 燃料电池燃料电池是利用是利用氢气、天然气、甲醇氢气、天然气、甲醇等燃等燃料与料与氧气或空气氧气或空气进行电化学反应时释放出来的进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃燃料电池的能量转化率可达近料电池的能量转化率可达近80%80%，约为火力发，约为火力发电的电的2 2倍倍。这是因为火力发电中放出的废热太。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池的多。燃料电池的噪声噪声及硫氧化物、氮氧化物等及硫氧化物、氮氧化物等废气污染都接近零废气污染都接近零；燃料电池发明于燃料电池发明于1919世纪世纪3030年代年代末，经反复试验、改进，到末，经反复试验、改进，到2020世纪世纪6060年代才开始进入年代才开始进入实用阶段。第一代燃料电池的实用阶段。第一代燃料电池的 大致情况如下：大致情况如下：(三三)燃料电池燃料电池27镍氢（镍氢（MH-Ni)电池电池碱性碱性电池总反应电池总反应：1/2H2+NiO(OH)=Ni(OH)2负极：负极：1/2H2+OH-e-=H2O正极：正极：NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-28氢氧燃料电池工作原理氢氧燃料电池工作原理介质介质电池反应：电池反应：2H2+=2H2O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=4H2O2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH-4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-29固体氢氧燃料电池固体氢氧燃料电池固体电解质介质固体电解质介质电池反应：2H2+=2H2O 负极正极负极 正极2H2-4e-+2O2=2H2OO2+4e-=2O22H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=2H2O30它是以两根金属铂片插入它是以两根金属铂片插入KOH溶液溶液中作电极，又在两中作电极，又在两极上分别通入甲烷极上分别通入甲烷和氧气。电极反应为：和氧气。电极反应为：负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：2O2+4H2O+8e-=8OH-CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O甲烷新型燃料电池甲烷新型燃料电池分析溶液的分析溶液的pH变化。电解质为变化。电解质为KOH溶液溶液若用若用C2H6、CH3OH呢？呢？31C2H6燃料电池、电解质为燃料电池、电解质为KOH溶液溶液负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：CH3OH燃料电池、电解质为燃料电池、电解质为KOH溶液溶液负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：7O2+14H2O+28e-=28OH-2C2H6+36OH-28e-=4CO32-+24H2O2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O3O2+6H2O+12e-=12OH-2CH3OH+16OH-12e-=2CO32-+12H2O2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O32C4H10、空气、空气燃料电池、电解质为熔融燃料电池、电解质为熔融K2CO3,用稀土金属材料作电极（具有催化作用）用稀土金属材料作电极（具有催化作用）负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：13O2+52e-+26CO2=26CO32-2C4H10-52e-+26CO32-=34CO2+10H2O2C4H10+13O2=8CO2+10H2O33铝铝空气燃料电池（海水）：空气燃料电池（海水）：负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：3O2+12e-+6H2O=12OH-4Al-12e-=4Al3+4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3341.利用原电池原理设计新型化学电池；利用原电池原理设计新型化学电池；2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；反应制取氢气；3.进行金属活动性强弱比较；进行金属活动性强弱比较；4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。而受到保护。如在铁器表面镀锌。三、原电池的主要应用：三、原电池的主要应用：5.解释某些化学现象解释某些化学现象35(1)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）(四四)原电池原理应用：原电池原理应用：36(2)比较反应速率比较反应速率例例2：下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和1mol/L盐酸；盐酸；B.A.纯锌和纯锌和1mol/L硫酸；硫酸；纯锌和纯锌和18mol/L硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（D）原电池原理应用：原电池原理应用：37(3)比较金属腐蚀的快慢比较金属腐蚀的快慢例例3：下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)原电池原理应用：原电池原理应用：38例例4：下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速片，放置一段时间后腐蚀速率由率由慢慢到到快快的顺序是的顺序是(4)(2)(1)(3)39(4)判断溶液判断溶液pH值变化值变化例例5：在在Cu-Zn原电池中，原电池中，200mLH2SO4溶液的浓度为溶液的浓度为0.125mol/L,若工作一段时间后，从装置中共收集到若工作一段时间后，从装置中共收集到0.168L升气体，则流过导线的电子为升气体，则流过导线的电子为mol,溶溶液的液的pH值变值变_？（溶液体积变化忽略不计）？（溶液体积变化忽略不计）0.2解得：解得：y0.015(mol)x 0.015(mol)0.175(mol/L)pH-lg0.175答：答：0.015根据电极反应：根据电极反应：正极：正极：负极：负极：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2得：得：2222.4x y0.168解：解：0.20.1252c(H+)余余2H+2eH2大大0.015原电池原理应用：原电池原理应用：40(5)原电池原理的综合应原电池原理的综合应用用例例6：市场上出售的：市场上出售的“热敷袋热敷袋”的主要成分为铁屑、的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋热敷袋”启启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。现有大量铁锈存在。1)“热敷袋热敷袋”是利用是利用 放出热量。放出热量。2)炭粉的主要作用是炭粉的主要作用是 。3)加入氯化钠的主要作用是加入氯化钠的主要作用是 。4)木屑的作用是木屑的作用是 。铁被氧化铁被氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化氯化钠溶于水、形成电解质溶液氯化钠溶于水、形成电解质溶液使用使用“热敷袋热敷袋”时受热均匀时受热均匀原电池原理应用：原电池原理应用：41（07年广东）年广东）9科学家近年来研制出一种新型细菌燃科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为：以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为：A.H22OH2H2O2eB.O24H4e2H2OC.H22H2eD.O22H2O4e4OHC高考真题高考真题（07广东）广东）12为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是确的是A.将青铜器放在银质托盘上将青铜器放在银质托盘上B.将青铜器保存在干燥的环境中将青铜器保存在干燥的环境中C.将青铜器保存在潮湿的空气中将青铜器保存在潮湿的空气中D.在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜BD42（07广东）广东）20三氧化二镍（三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电）可用于制造高能电池，其池，其电解法制备过程电解法制备过程如下：用如下：用NaOH调调NiCl2溶液溶液pH至至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的的Cl2在弱碱性条件下生成在弱碱性条件下生成ClO，把，把二价镍氧化为三价二价镍氧化为三价镍镍。以下说法正确的是。以下说法正确的是A.可用铁作阳极材料可用铁作阳极材料B.电解过程中阳极附近溶液的电解过程中阳极附近溶液的pH升高升高C.阳极反应方程式为：阳极反应方程式为：2Cl2eCl2D.1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子。电子。CD43原电池设计：原电池设计：1、用、用Zn、Fe、Al分别与分别与Ag或或Cu作两极作两极，NaCl作电解作电解质溶液，试分析写出两极反应式质溶液，试分析写出两极反应式2、铝镁、铝镁NaOH电池电池3、铜铁浓、铜铁浓HNO34、试根据反应：试根据反应：Cu+2AgNO3=Cu(NO3)+2Ag设计设计成原电池，画出装置图，并写出电极反应式。若成原电池，画出装置图，并写出电极反应式。若用到盐桥，则盐桥中电解质可用用到盐桥，则盐桥中电解质可用。5、Fe+2Fe3+=3Fe2+,Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+6、如何使反应：如何使反应：Cu+2H+=Cu2+H2发生？发生？KNO3溶液溶液447、在理论上不能用于设计原电池的化学反应是（、在理论上不能用于设计原电池的化学反应是（）AHCl（aq）+NaOH（aq）NaCl(aq)+H2O（l）H0B4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3（s）H0C3Cu(s)+8HNO3(aq)=3Cu(NO3)2(aq)+2NO(g)+4H2O(l)H0D2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)HSS 2-2-SOSO3 32-2-II-BrBr-ClCl-OHOH-NONO33-SOSO4 42-2-(等含氧酸根等含氧酸根等含氧酸根等含氧酸根离子）离子）离子）离子）FF-活性电极不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。活性电极不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳极：阳极：阴极阴极:阳离子在阴极上放电顺序是：阳离子在阴极上放电顺序是：AgAgAgAg+FeFeFeFe3+3+3+3+CuCuCuCu2+2+2+2+HHHH+PbPbPbPb2+2+2+2+SnSnSnSn2+2+2+2+FeFeFeFe2+2+2+2+ZnZnZnZn2 2 2 2+(HH+)Al Al Al Al3+3+3+3+MgMgMgMg2+2+2+2+NaNaNaNa+CaCaCaCa+KKKK+注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按HH+,不同时按（不同时按（不同时按（不同时按（HH+）483.电解规律阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuCl2阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：Cu2+2e-=2CuCuCl2Cu+Cl2电解电解减小减小增增大大CuCl2CuCl2溶液溶液49阳极阳极阴极阴极氧氧气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4阳极阳极:4OH-4e-=2H2O+O2阴极阴极:4H+4e-=2H2变大变大不不变变加加H2ONa2SO4溶液溶液2H2O2H2+O2电解电解50阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原NaCl阳极阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极阴极:2H+2e-=H22NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2电解减小减小增增大大加加HClNaCl溶液溶液51实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极:4OH-4e-=2H2O+O2阴极：阴极：Cu2+2e-=Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4电解减小减小减小减小加加CuOCuSO4溶液溶液52电解规律（惰性电极）小结电解规律（惰性电极）小结 阳极：阳极：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根 F-+区：电解本身型区：电解本身型 如如CuCl2+区：放氢生碱型区：放氢生碱型 如如NaCl+区：放氧生酸型区：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3+区：电解水型区：电解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH阴极：阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+53电解电解类型类型 举举 例例 电极反应电极反应 溶液溶液pHpH变化变化 溶液复溶液复原方法原方法 物质类别物质类别 实例实例 水水电电解解含氧酸含氧酸H H2 2SOSO4 4 强碱强碱NaOH NaOH 活泼金属的活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐 NaNa2 2SOSO4 4 溶溶质质电电解解无氧酸无氧酸 HCl HCl 不活泼金属不活泼金属的无氧酸盐的无氧酸盐 CuClCuCl2 2 溶质和溶质和水同时水同时电解电解活泼金属的活泼金属的无氧酸盐无氧酸盐 NaClNaCl 不活泼金属不活泼金属的含氧酸盐的含氧酸盐 CuSOCuSO4 4 3.3.电解质溶液用电解质溶液用惰性电极惰性电极电解的规律小结：电解的规律小结：阳极：阳极：4OH4OH-4e-4e=O=O2 2+2H+2H2 2O O阴极：阴极：4H4H+4e+4e=2H=2H2 2阳极阳极2Cl2Cl-2e-2e =Cl=Cl2 2阴极：阴极：4H4H+4e+4e=2H=2H2 2阳极阳极2Cl2Cl-2e-2e-=Cl=Cl2 2阴极：阴极：CuCu2+2+2e+2e=Cu=Cu阳极阳极2Cl2Cl-2e-2e=Cl=Cl2 2阴极：阴极：2H2H2 2O+2eO+2e=H=H2 2+2OH+2OH-阳极：阳极：4OH4OH-4e-4e=O=O2 2+2H+2H2 2O O阴极：阴极：2Cu2Cu2+2+4e+4e=2Cu=2Cu减小减小增大增大不变不变增大增大增大增大减小减小H H2 2O OHClHClCuClCuCl2 2 HClHClCuOCuO54只放氢只放氢pHpH升；升；只放氧只放氧pH降；降；放氢放氧浓度增；放氢放氧浓度增；无氢无氧少本身。无氢无氧少本身。歌诀歌诀：55电解原理的应用电解原理的应用1、镀铜反应原理、镀铜反应原理 阳极阳极(纯铜纯铜)：Cu-2e=Cu2+，阴极阴极(镀件镀件)：Cu2+2e=Cu，电解液：可溶性铜盐溶液，如电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4 .2、氯碱工业反应原理、氯碱工业反应原理 阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2，阴极：，阴极：2H+2e-=H2 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl23、电解精炼反应原理、电解精炼反应原理(电解精炼铜电解精炼铜)粗铜中含粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等等 阳极阳极(粗铜粗铜)：Cu-2e-=Cu2+，（Zn-2e-=Zn2+，Fe-2e-=Fe2+，等），等）阴极阴极(精铜精铜)：Cu2+2e-=Cu，电解液：可溶性铜盐溶液，如电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4。Zn2、Ni2等等 阳离子得电子能力小于阳离子得电子能力小于Cu2+而留在电解质溶而留在电解质溶液中。金属活动顺序排在液中。金属活动顺序排在Cu后的后的Ag、Pt、Au等失电子能力小于等失电子能力小于Cu，以金属单质沉积于阳极，成为，以金属单质沉积于阳极，成为“阳极泥阳极泥”。5608广东广东22（4）黄铜矿熔炼后得到的粗铜）黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：精铜的原理：。以硫酸铜硫酸溶液为电解液。电解时，以硫酸铜硫酸溶液为电解液。电解时，粗铜（阳极）中的铜以及比铜活泼的金属失粗铜（阳极）中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液，不如铜活泼的金属沉入电去电子进入溶液，不如铜活泼的金属沉入电解槽形成解槽形成“阳极泥阳极泥”；溶液中的；溶液中的Cu2+得到电得到电子沉积在纯铜（阴极）上。子沉积在纯铜（阴极）上。57总结总结:原电池、电解池、电镀池的比较原电池、电解池、电镀池的比较 *原原电电池池电电解池解池电镀电镀池池定定义义形成形成条件条件电电极极名称名称电电极极反反应应化学能化学能转变转变成成电电能的装置。能的装置。将将电电能能转变转变成化学能成化学能的装置。的装置。应应用用电电解原理在某些解原理在某些金属表面金属表面镀镀上一上一层层其其它金属的装置。它金属的装置。活活动动性不同两性不同两电电极极电电解解质质溶液溶液形成形成闭闭合回路合回路两两电电极接直流极接直流电电源源电电极插入极插入电电解解质质溶液溶液形成形成闭闭合回路合回路镀层镀层金属接金属接电电源正极源正极待待镀镀金属接金属接电电源源负负极极电镀电镀液液须须含有含有镀层镀层金金属的离子属的离子负负极：极：较较活活泼泼金属；金属；正极：正极：较较不活不活泼泼金属金属(或能或能导电导电的非金属的非金属等等)阳极：阳极：电电源正极相源正极相连连阴极：阴极：电电源源负负极相极相连连阳极：阳极：镀层镀层金属；金属；阴极：阴极：镀镀件件负极：氧化反应负极：氧化反应正极：正极：还还原反原反应应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：阴极：还还原反原反应应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应评讲习题评讲习题5