原电池和电解池复习课件-ppt课件.ppt
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1、原电池和电解池复习课件一、一、原电池与电解池的比较原电池与电解池的比较 原电池原电池 电解池电解池电池内离电池内离子的迁移子的迁移方向方向负极负极 :氧化反应:氧化反应正极正极 :还原反应:还原反应阳极阳极 :氧化反应:氧化反应阴极阴极 :还原反应:还原反应电极反应电极反应形成条件形成条件能量转换能量转换电子流向电子流向化学能转化为电能化学能转化为电能电能转化为化学能电能转化为化学能负极正极负极正极阳极流出;阴极流入阳极流出;阴极流入工作原理工作原理 阴离子向阳极迁移,阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移阳离子向阴极迁移阴离子向负极迁移,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移阳离子向正极迁移电解和电
2、离有无区别?电解和电离有无区别? 原电池(负极)原电池(负极) 电解池(阳极)电解池(阳极)电流流入的一极电流流入的一极电流方向电流方向电子流向电子流向反应现象反应现象离子迁移方向离子迁移方向电极质量减少电极质量减少阴离子移入的一极阴离子移入的一极电源电源反应类型反应类型发生氧化反应发生氧化反应跟踪演练跟踪演练uC4OS2H判断下列装置是原电池还是电解池?判断下列装置是原电池还是电解池?XX负极负极IIIIXv盐桥的成分:在盐桥的成分:在U U型管型管中装满用饱和中装满用饱和KClKCl溶液溶液和琼胶作成的冻胶。和琼胶作成的冻胶。盐桥的作用:盐桥的作用:v正极(铜电极):正极(铜电极):Cu2
3、+ + 2e- = Cu v负极(锌电极):负极(锌电极): Zn - 2e- = Zn2+电池反应电池反应:Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+(总反应)(总反应)(1 1)形成闭合回路)形成闭合回路(2 2)平衡电荷)平衡电荷电极反应:电极反应:ZnSO4H2SO4AZn CuCuZnH2SO4A双液电池的优点双液电池的优点:能产生持续、稳定的电流。能产生持续、稳定的电流。CuSO4ZnSO4AZn CuZnSO4H2SO4AZn Cu稀稀 硫硫 酸酸FeCu稀 硫 酸FeCuNaCl溶液溶液不同的介质不同的介质 不同的电极反应不同的电极反应H2SO4(aq)锂电池锂电池干电池干电池纽扣
4、电池纽扣电池各类电池各类电池蓄电池蓄电池化学电池化学电池P14一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池铅蓄电池铅蓄电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池锂离子电池锂离子电池银锌蓄电池银锌蓄电池普通普通锌锰锌锰干电池干电池锌银纽扣电池锌银纽扣电池将燃料和氧化剂中的化学能直接、连续地转化为将燃料和氧化剂中的化学能直接、连续地转化为电能的发电装置电能的发电装置化学电源化学电源b、锌、锌-锰碱性干电锰碱性干电池总反应总反应:2MnO2 + Zn + H2O = MnOOH+Zn(OH)2负极(Zn):Zn 2e- + 2OH-= Zn(OH)2正极(C):2MnO2 + 2e-
5、+ 2H2O =2MnOOH + 2OH-KOHa、银锌纽扣电池、银锌纽扣电池正极:正极:Ag2O、负极:、负极:Zn两个电极均参与反应两个电极均参与反应正极:正极:C、负极:、负极:Zn 一个电极均参与反应一个电极均参与反应a、氢氧燃料电池、氢氧燃料电池用用KOH做电解质溶液做电解质溶液用用H2SO4做电解质溶液做电解质溶液用固体氧化钇用固体氧化钇氧化锆为电氧化锆为电解质解质(高温高温时允许时允许O2-通过)通过)两个电极均不参与反应两个电极均不参与反应1、负极失电子、负极失电子2、守恒原理:质量守恒、电子守恒、守恒原理:质量守恒、电子守恒(但但若只写某一极时电子不必守恒若只写某一极时电子不
6、必守恒)3、共存原理、共存原理(注意介质的酸碱性注意介质的酸碱性)【总结】电极反应的书写【总结】电极反应的书写注意事项注意事项:生成的离子或物质与生成的离子或物质与电解质电解质要能共存要能共存 4、复杂的电极反应式可以由总反应式减去、复杂的电极反应式可以由总反应式减去另一较简单的电极反应式得到另一较简单的电极反应式得到. 5、溶液中不存在溶液中不存在O2-在酸性溶液中它与在酸性溶液中它与H+结结合成合成H2O、在碱性或中性溶液中它、在碱性或中性溶液中它H2O与结合成与结合成OH-,但熔融态电解质中存在,但熔融态电解质中存在O2- 6、Fe-2e-=Fe2+一种新型燃料电池,它是以两根金属铂片插
7、入一种新型燃料电池,它是以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通入甲烷溶液中作电极,又在两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 + 2OH -= CO3 2-+ 3 H2Ov(2005年广东)一种新型燃料电池,一极通年广东)一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(氧化钇(Y2O3)的氧化锆()的氧化锆(ZrO2)晶体,)晶体,在熔
8、在熔融状态下能传导融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法。下列对该燃料电池说法正确的是正确的是 A在熔融电解质中,在熔融电解质中,O2 由负极移向正极由负极移向正极 B电池的总反应是:电池的总反应是: 2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O C通入空气的一极是正极,电极反应为:通入空气的一极是正极,电极反应为: O2 + 4e = 2O2 D通入丁烷的一极是正极,电极反应为:通入丁烷的一极是正极,电极反应为: C4H10 + 26e + 13O2= 4CO2 + 5H2O(3)充电电池)充电电池充电电池又称二次电充电电池又称二次电池,它在放电时所进池,它在放电时所进行的氧化还原
9、反应,行的氧化还原反应,在充电时又逆向进行,在充电时又逆向进行,使生成物恢复原状,使生成物恢复原状,如此充放电可循环进如此充放电可循环进行,至一定周期后终行,至一定周期后终止。止。正极:正极:PbO2、负极:、负极:Pb 两个电极均参与反应两个电极均参与反应总反应总反应 : + 总反应总反应 : 阳极:阳极:阴极:阴极:电解反应:电解反应:如何检验生成的氯气?如何检验生成的氯气?2Cl2Cl- - 2e- 2e- - =Cl =Cl2 2 CuCu2+2+ + 2e 2e- - =Cu =CuCuClCuCl2 2 = Cu + Cl = Cu + Cl2 2通电通电湿润的淀粉湿润的淀粉KI试
10、纸变蓝试纸变蓝电解池中有何现象?电解池中有何现象?阳极区有气泡产生且有刺激性气味,阳极区有气泡产生且有刺激性气味,阴极区石墨棒上有一层红色物质生成阴极区石墨棒上有一层红色物质生成【思考】:若将碳棒改为铜【思考】:若将碳棒改为铜?情况又如何?情况又如何?离子放电顺序:离子放电顺序:活性电极(除活性电极(除AuAu、PtPt、石墨外)、石墨外)S2- I- Br - Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F- Ag+Fe3+ Hg2+ Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+ Ca2+K+ 阳极:阳极:阴极:阴极:注意:阳极材料注意:阳极材料分析以分析以惰性电极惰性电极电解下
11、列溶液的电极反应电解下列溶液的电极反应和电解反应。和电解反应。()硝酸银溶液()硝酸银溶液()氯化铜溶液()氯化铜溶液()稀硫酸()稀硫酸()氢氧化钠溶液()氢氧化钠溶液(5)硫酸钠溶液)硫酸钠溶液(1)溶液的)溶液的PH如何变化?如何变化?(2)上述溶液电解结束后,要使溶液和电)上述溶液电解结束后,要使溶液和电解前相同需要加入何种物质?解前相同需要加入何种物质?【例【例1】如何使图中的铁棒上析出铜,而铁的质】如何使图中的铁棒上析出铜,而铁的质量不变可以采取哪些措施?量不变可以采取哪些措施?【例【例2】(2007年江苏年江苏)某同学按右图所示的装某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确
12、的是置进行电解实验。下列说法正确的是A电解过程中,铜电解过程中,铜 电极上有电极上有H2产生产生B电解初期,主反电解初期,主反 应方程式为:应方程式为:Cu+H2SO4=CuSO4+H2C电解一定时间后,石墨电极上有铜析出电解一定时间后,石墨电极上有铜析出D整个电解过程中,整个电解过程中,H的浓度不断增大的浓度不断增大BCv【例【例3】、用石墨作电极电解】、用石墨作电极电解 100mLH2SO4和和 CuSO4的混合溶液,通电一段时间后,两极的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到均收集到2.24L气体(标准状况下),原混合气体(标准状况下),原混合溶液中溶液中Cu2+的物质的量浓度为的物质的
13、量浓度为 ( )v A1mol/L B2mol/L v C3 mol/L D4 mol/Lv例例4、在水中加入等物质的量的、在水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+ 、 Na+ 、 SO42- 、 NO3- 、 Cl-,该溶液放在用惰,该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中,通电片刻,则氧性材料作电极的电解槽中,通电片刻,则氧化产物与还原产物的质量之比为(化产物与还原产物的质量之比为( )vA、35.5 :108 vB、16 :27vC、8 :1vD、108 :35.5C四、根据离子反应设计原电池或电解池四、根据离子反应设计原电池或电解池v(1)Fe + 2Fe 3+ = 3Fe 2+ 负极材料:
14、负极材料: 负极材料:负极材料:v电解质溶液:电解质溶液:Fe Cu 或惰性电极或惰性电极(如碳棒、(如碳棒、Au、Pt)可溶性铁盐可溶性铁盐(2)依探究双液电池的工作原理,请将依探究双液电池的工作原理,请将Cu+2AgNOCu+2AgNO3 3=Cu(NO=Cu(NO3 3) )2 2+2Ag +2Ag 设计一个能持续产生电设计一个能持续产生电流的原电池装置流的原电池装置, ,画出装置图并写出电极反应式画出装置图并写出电极反应式 (3)Cu + 2HCl = CuCl2 + H2(1).(1).比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱. .例例1. 1.下列叙述可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列
15、叙述可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.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.A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液 中,乙溶解,甲上有中,乙溶解,甲上有H H2 2气放出气放出B.B.在氧化还原反应中,甲比乙失去的电子多在氧化还原反应中,甲比乙失去的电子多D.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C1.原电池原理应用原电池原理应用.(2).(2).比较反应速率比较反应速率. .例例2. 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C.C.粗锌和粗锌和 1mol/L 1mol/L 盐酸盐酸A
16、.A.纯锌和纯锌和1mol/L 1mol/L 硫酸硫酸B.B.纯锌和纯锌和18 mol/L 18 mol/L 硫酸硫酸D.D.粗锌和粗锌和1mol/L 1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSOCuSO4 4溶液溶液D D 例例3. 3.下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的ZnZn片,放置一段时间片,放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是后腐蚀速率由慢到快的顺序是(4)(4)(2)(2)(1)(1)(3)(3)(3).(3).比较金属腐蚀的快慢比较金属腐蚀的快慢. .+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O(
17、含少量(含少量NaOH)离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸;、防止氢气和氯气混合而引起爆炸;b、避免氯气和氢氧化钠反应生成、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ,而影响氢氧化钠的产量,而影响氢氧化钠的产量电解饱和食盐水电解饱和食盐水2、电解原理的应用、电解原理的应用1 1、电解饱和食盐水、电解饱和食盐水(P19)(P19)阳极:阳极:2Cl - - 2e- = Cl2阴极:阴极:2H+ + 2e- = H2 (1)请写出电极反应式和电解反应)请写出电极反应式和电解反应以以石墨石墨为电极为电极在工业生产中,用阳离
18、子交换膜将阴极区与阳极在工业生产中,用阳离子交换膜将阴极区与阳极区隔开,使阴极区的区隔开,使阴极区的OH-不能进入阳极区,为什么不能进入阳极区,为什么要这么做?要这么做?Cl 在阳极失电子生成在阳极失电子生成Cl2, OH-进入阳极区会与进入阳极区会与Cl2反应,既减少反应,既减少Cl2的产量,又会生成的产量,又会生成NaClO,使使产品不纯且干扰电解。产品不纯且干扰电解。2、 电镀电镀定义定义利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它层其它金属金属或或合金合金的过程。的过程。装置装置( (以铜上镀银为例以铜上镀银为例) )结果:结果:“一多一少一不变一多一
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