新课标人教版选修四第四章电化学基础全部课件.ppt

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1、新课标人教版选修四化学反应原理新课标人教版选修四化学反应原理江苏省淮安中学江苏省淮安中学 张正飞张正飞4/13/2023第四章第四章 电化学基础电化学基础第一节第一节 原原 电电 池池（第一课时）（第一课时）1780年，伽伐尼年，伽伐尼(Galvani,L.)青蛙抽搐实验。青蛙抽搐实验。原电池的雏形原电池的雏形理论解释理论解释：生物电观点生物电观点 伏打对生物电观点的质疑伏打对生物电观点的质疑 （Volta,A.1745-1827）1800年建立伏打电堆模型。年建立伏打电堆模型。伏打电池是伏打电池是实用电池的开端。实用电池的开端。实验现象：实验现象：锌片上有气泡产生锌片上有气泡产生而铜片上没有

2、而铜片上没有实验现象：实验现象：电流计指针发生偏转，电流计指针发生偏转，Cu片上有气泡产生片上有气泡产生复习回顾复习回顾一、原电池一、原电池是是_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2、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

3、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_反应反应.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2H+2e-=H2阴离子阴离子阳离子阳离子

4、总反应：总反应：负极负极正极正极2H+2e-=H2Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(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）阳离子阳离子二、原二、原电电池池原原理理外电路外电路内电路内电路三、三、原原电电池池相关的概念相关的概念1.电路：电路：外电路外电路内电路内电路电子流向：负极流向正极电子流向：负极流向正极电流方向：正极流向负极电流方向：正极流向负极阴离子流向负极阴离子流向负极阳离子流向正极阳离子流向正极2.电极：电极：正极：电子流入的一极正

5、极：电子流入的一极负极：电子流出的一极负极：电子流出的一极3.电极反应式：电极反应式：正极：正极：2H+2e-H2负极：负极：Zn2e-Zn2+4.总反应式：总反应式：Zn+2H+Zn2+H2实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等第一组实验第一组实验（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：电极需插进电解质溶液中形成条件二：电极需插进电解质溶液中第二组实验第

6、二组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件第三组实验第三组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（不可以）（1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金）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。属单质或金属氧化物）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：能自发进行氧化还原反应。）内部条件：能自发进行氧化还原反应。四、组成原电池的条件四、组成原电池的条件ABCDEFMN1.下列哪几个装

7、置能形成原电池？下列哪几个装置能形成原电池？OVXVVXXXXV典型例题：典型例题：2.2.2.2.一个电池反应的离子方程式是一个电池反应的离子方程式是一个电池反应的离子方程式是一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu Zn+Cu Zn+Cu Zn+Cu2+2+2+2+=Zn=Zn=Zn=Zn2+2+2+2+Cu,+Cu,+Cu,+Cu,该反应的的原电池正确组合是（该反应的的原电池正确组合是（该反应的的原电池正确组合是（该反应的的原电池正确组合是（）CABCD正极正极ZnCuCuFe负极负极CuZnZnZn电解质溶液电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl典型例题：典型例题：对锌铜原电对锌

8、铜原电池工作原理的进一步探究池工作原理的进一步探究上图是我们在必修上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池，如果用它做电源，不但置于稀硫酸的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？有这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？没有什么改进措施？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：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，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阻，使电流不能畅这样就增加

9、了电池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。通。这种作用称为极化作用。为了避免发生这种现象，设计如下图（书为了避免发生这种现象，设计如下图（书P76图图4-1）所示的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？所示的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？实验三（书实验三（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：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？定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。取出盐桥，电流计指针即回到零流通过电

10、路。取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。点，说明没有电流通过。阅读课本阅读课本77小知识小知识盐桥制法：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(注意不要产注意不要产生裂隙生裂隙)，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，形管，用棉花都住管口即可。用棉花都住管口即可。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。（2）平衡电荷。）平衡电荷。得出结论得出结论由于盐桥

11、（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溶液扩散和迁移，阳离子溶液扩散和迁移，阳离子K K+则向则向CuSOCuSO4 4溶溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液液扩散和迁移，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+几乎完全沉几乎完全沉淀下来。淀下来。若电解质溶液与若电解质溶液与KClKCl溶液反应产生沉淀，溶液反应产生沉淀，可用可用NHNH4 4NONO3 3代替

12、代替KClKCl作盐桥。作盐桥。请同学们思考：请同学们思考：上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电能的？指出电池的正负极，并分别写出其中负极能的？指出电池的正负极，并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。负极（锌片）：负极（锌片）：Zn2e-=Zn2+（氧化反应）（氧化反应）正极（铜片）：正极（铜片）：Cu2+2e-=Cu（还原反应）（还原反应）电池反应（电池反应（总化学方程式总化学方程式）：）：Zn+Cu2+=Zn2+Cu电池符号电池符号：ZnZnSO4CuSO4Cu负极负极盐桥盐

13、桥正极正极五、由两个半电池组成原电池的工作原理五、由两个半电池组成原电池的工作原理把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。以适当方式连接，可以获得电流。在这类电池中，用还原性较强的物质作为负极，在这类电池中，用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。为正极，正极从外电路得到电子。在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。通过阴阳离子的定向运动而形成内

14、电路。新课标人教版选修四化学反应原理新课标人教版选修四化学反应原理江苏省淮安中学江苏省淮安中学 张正飞张正飞4/13/2023第四章第四章 电化学基础电化学基础第一节第一节 原原 电电 池池（第二课时）（第二课时）复习回忆复习回忆一、原一、原 电电 池池 原原 理：理：1、正负极、各发生什么反应：、正负极、各发生什么反应：2、电子流方向：、电子流方向：3、离子流向：、离子流向：4、原电池反应的本质：、原电池反应的本质：（1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金）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。属单质或金属氧化物）作电极。（2）电极材料均插入电解质溶液中。）电极材

15、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：能自发进行氧化还原反应。）内部条件：能自发进行氧化还原反应。二、组成原电池的条件二、组成原电池的条件三、什么是盐桥？有何作用？三、什么是盐桥？有何作用？盐桥的作用：盐桥的作用：（1 1）形成闭合回路。）形成闭合回路。（2）平衡电荷。）平衡电荷。双液原电池的工作原理双液原电池的工作原理、构造特点：、构造特点：由两个半电池组成，每个半电池中的电极与电由两个半电池组成，每个半电池中的电极与电解质溶液互不反应，电池反应的还原剂与氧化解质溶液互不反应，电池反应的还原剂与氧化剂分别位于两个半电池中，中间通过盐桥连接剂

16、分别位于两个半电池中，中间通过盐桥连接形成闭合回路。形成闭合回路。、电极反应：、电极反应：负极（负极（Zn）：）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）（氧化反应）正极（正极（Cu）：）：Cu2+2e-=Cu （还原反应）（还原反应）电池反应：电池反应：Zn+Cu2+=Zn2+Cu3、电子、电流的流向、电子、电流的流向外电路：外电路：电子由负极（电子由负极（Zn片）流向正极（片）流向正极（Cu片）；片）；电流由正极（电流由正极（Cu片）流向负极（片）流向负极（Zn片）；片）；内电路：内电路：阳离子移向正极（阳离子移向正极（Cu片）片）阴离子移向负极（阴离子移向负极（Zn片）片）、盐桥的作用、盐桥的

17、作用通过阴、阳离子的定向移动，在内电路形成通过阴、阳离子的定向移动，在内电路形成电流回路而不中断电流。电流回路而不中断电流。、意义：、意义：随开随用，并能长时间产生持续、稳定的电流。随开随用，并能长时间产生持续、稳定的电流。利用反应利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，设计，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥）一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。，画出原电池的示意图，并写出电极反应。参考答案参考答案(+)(-)G Zn Pt FeCl3溶液溶液负极（负极（Zn）：）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）（氧化反应）正正极极（P

18、t或或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还还原原反反应）应）(+)(-)盐桥盐桥ZnCZnCl2溶液溶液FeCl3溶液溶液G 练习练习锌铜原电池产生电流时，阳离子（锌铜原电池产生电流时，阳离子（）A 移向移向Zn 极，阴离子移向极，阴离子移向Cu 极极B 移向移向Cu 极，阴离子移向极，阴离子移向Zn 极极C 和阴离子都移向和阴离子都移向Zn极极D 和阴离子都移向和阴离子都移向Cu 极极B1.1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是组成原电池时，锌为负极，此金属是()()A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg

19、 B.Fe C.Al D.CuB2.2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的溶液的 pH()pH()A.A.不变不变 B B先变大后变小先变大后变小 C C逐渐变大逐渐变大 D.D.逐渐变小逐渐变小C典型例题：典型例题：3.把把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若两两相连组成原电池。若a、b相连时，相连时，a为负极；为负极；c、d相连时，电流由相连时，电流由d到到c；a、c相连时，相连时，c极上产生大极上产生大量气泡，量气泡，b、d相连时，相连时，b上有大量气泡产生，则四上有大量气泡产

20、生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为种金属的活动性顺序由强到弱的为()AabcdBacdbCcab.dDbdcaB4、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的溶液，片刻后可观察到的现象是现象是(D)A.铁圈和银圈左右摇摆不定铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态保持平衡状态C.铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜D.银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜请根据氧化还原反应请根据氧化还

21、原反应:Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+设计成原电池。设计成原电池。你有哪些可行方案你有哪些可行方案?CuCu2e-=Cu2+比比Cu不活泼的金属或石墨不活泼的金属或石墨2Fe3+2e-=2Fe2+Fe2(SO4)3、FeCl3等等负极：负极：正极：正极：电解质溶液：电解质溶液：练练一一练练若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。液又是什么？试画出原电池的装置简图。(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下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是的是C.将甲乙作电

22、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，乙甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲溶解，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）六、原电池原理应用：六、原电池原理应用：(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

23、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）(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的顺序是顺序是(2)(1)(3)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，放置一段片，放置一段时间后腐蚀速率由时间后腐蚀速率由慢慢到到快快的顺序是的顺序是(4)(2)(1)(3)(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溶液的浓溶液的浓度为度为0.125mol/L,若工作一段时间后，从装若工作一段时间后，从装置中共收集到置

24、中共收集到0.168L升气体，则流过导线升气体，则流过导线的电子为的电子为mol,溶液的溶液的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）大大0.015(5)原电池原理的综合应用原电池原理的综合应用例例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、炭粉、的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋热敷袋”启用之前用塑启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，会发现有大量铁锈存在。会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。1)“热敷

25、袋热敷袋”是利用是利用 放出热量。放出热量。2)2)炭粉的主要作用是炭粉的主要作用是 。3)3)加入氯化钠的主要作用是加入氯化钠的主要作用是 。4)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（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象。到的现象。两极反应式为：正极两极反应式为：正极 ；负极负极 。该装置将该装置将 能转化为能转化为 能。能。（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，）

26、若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为则负极为 ，总反应方程为总反应方程为 。镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；电流表指针发生偏转；AlMg2e=Mg2+化学能化学能电能电能2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22H+2e=H2小小结结定义定义:（1）由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理）由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理 原电池原电池把化学能转化成电能的装置。把化学能转化成电能的装置。2、原电池的工作原理、原电池的工作原理较活泼的金属发生较活泼的金属发生氧化反应氧化反应,电子从较活泼的金属电子从较活泼的金属(负极负极)通过外电路

27、流向较不活泼的金属通过外电路流向较不活泼的金属(正极正极)。负极 正极电子流向电子流向电流流向电流流向（2 2）形成原电池的条件形成原电池的条件（3）原电池的正负极的判断方法）原电池的正负极的判断方法（4）电极材料的选择（电池的电极必须导电）电极材料的选择（电池的电极必须导电）新课标人教版选修四化学反应原理新课标人教版选修四化学反应原理江苏省淮安中学江苏省淮安中学 张正飞张正飞4/13/2023第四章第四章 电化学基础电化学基础（一课时）（一课时）第二节 化学电源用途广泛的电池用途广泛的电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用途广泛的电池用于用于“神六神六”的太阳能电的太

28、阳能电池池笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池手机专用电池手机专用电池摄摄像像机机专专用用电电池池各各式式各各样样的的纽纽扣扣电电池池阅读课文阅读课文P79页并回答系列问题：页并回答系列问题：1 1、化学电池与其它能源相比有哪些优点？、化学电池与其它能源相比有哪些优点？2 2、判断电池的优劣标准主要是什么？、判断电池的优劣标准主要是什么？3 3、目前化学电池主要分哪几大类？、目前化学电池主要分哪几大类？能量转换效率高、供能稳定可靠、使用方能量转换效率高、供能稳定可靠、使用方便、易于维护、并可在各种环境下工作便、易于维护、并可在各种环境下工作单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位质量或单位体

29、积所能输出电能的多少，即即比能量的大小比能量的大小；输出功率的大小即；输出功率的大小即比功率比功率的大小的大小以及电池的以及电池的存储时间的长短存储时间的长短化学电池化学电池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锌银蓄电池锌银蓄电池普通干电池普通干电池锌银纽扣电池锌银纽扣电池一、一次电池一、一次电池锌锰电池、锌锰电池、锌银电池、锂电池锌银电池、锂电池1、正负极材料、正负极材料碱性锌锰电池碱性锌锰电池正极：正极：MnO2负极：负极：Zn2、工作机制、工作机制负极：负极：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)

30、2正极：正极：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-氢氧化氧锰氢氧化氧锰碱性锌锰电池构造示意图碱性锌锰电池构造示意图氧化反应氧化反应还原反应还原反应电解质：电解质：KOH总反应：总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOHZn(OH)23、优缺点简析、优缺点简析缺点：缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵多数只能一次使用，不能充电；价格较贵优点：优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电和连续放电其它一次电池其它一次电池锌银电池、锂电池锌银电池、锂电池锌银电池（纽扣电池）锌银电池（纽扣电池）正极：正极：Ag2O+H2O+2

31、e-=2Ag+2OH负极：负极：Zn+2OH 2e-=ZnO+H2O总反应：总反应：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag二、二次电池二、二次电池铅蓄电池、铅蓄电池、镍镉电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池铅蓄电池铅蓄电池1、正负极材料、正负极材料正极：正极：PbO2负极：负极：Pb2、工作机制、工作机制电解质：电解质：H2SO4溶液溶液铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程放电和充电两个过程阅读课文阅读课文P81页并回答下列问题：页并回答下列问题：常见的二次电池有哪些？常见的二次电池有哪些？它们的电极反应怎样写？它们

32、的电极反应怎样写？放电过程总反应：放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极：正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l)氧化反应氧化反应还原反应还原反应负极：负极：放电过程放电过程铅蓄电池充电的反应则是上述反应的铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程逆过程2PbSO4(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

33、阴极：阴极：阳极：阳极：2PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+H+(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3、优缺点简析、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

34、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（2004年年江江苏苏高高考考）碱碱性性电电池池具具有有容容量量大大、放放电电电电流流大大的的特特点点，因因而而得得到到广广泛泛应应用用。锌锌锰锰碱碱性性电电池池以以氢氢氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为：氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为：Zn s 2MnO2 s H2O l Zn OH 2 s Mn2O3 s 下列说法错误的是下列说法错误的是A 电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子B 电池正极电极反应式为：电池正极电极反应式为：2MnO2 s H2O l 2e Mn2O3 s 2OH aq C 电

35、池工作时，电子由正极通过外电路流向负极电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D 外电路中每通过外电路中每通过0 2mol电子，锌的质量理论电子，锌的质量理论上减小上减小6 5g答案：答案：C C三、燃料电池三、燃料电池氢氧燃料电池，氢氧燃料电池，烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池电池酸性氢氧燃料电池酸性氢氧燃料电池1、正负极材料、正负极材料正极室：通氧气正极室：通氧气负极室：通氢气负极室：通氢气电解质：电解质：H2SO4溶液溶液（氧化剂）（氧化剂）（燃料）（燃料）使用铂电极使用铂电极2、工作机制、工作机制2H2-4e-=4H+负极：负极：正极：正极：O2+4H+4e-=

36、2H2O总反应：总反应：2H2+O2=2H2O3、优缺点简析、优缺点简析缺点：缺点：体积较大、附属设备较多体积较大、附属设备较多优点：优点：能量转换率高、清洁、对环境友好能量转换率高、清洁、对环境友好书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几点：1 1电极反应是一种离子反应，遵循书写离电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如子反应的所有规则（如“拆拆”、“平平”）；）；3 3负极失电子所得氧化产物和正极得电子负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如4 4价的价的C C在在酸性溶液中酸性溶液中以以COC

37、O2 2形式存在，在形式存在，在碱性溶液中碱性溶液中以以COCO3 32 2形式存在）；形式存在）；2 2将两极反应的电子得失数配平后，相加将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；另一极反应；4 4溶液中不存在溶液中不存在O O2 2：在酸性溶液中它与：在酸性溶液中它与H H结合成结合成H H2 2O O、在碱性或中性溶液中它与水结合、在碱性或中性溶液中它与水结合成成OHOH；练练习习：航航天天技技术术上上使使用用的的氢氢氧氧燃燃料料电电池池具具有有高高能能、轻轻便便、无无污污染染的的优优点点。氢氢氧氧燃燃料料电电池

38、池有有酸酸式式和和碱碱式式两两种种，它它们们放放电电时时的的总总反反应应都都可可以以表表示示为为2H2+O2=2H2O，酸酸式式电电池池中中电电解解质质是是酸酸，其其负负极极反反应应可可表表示示为为2H2-4e-=4H+，则则其其正正极极反反应应式式为为_ _ _。碱碱式式电电池池的的电电解解质质是是碱碱，其其正正极极反反应应式式为为O2+2H2O+4e-=4OH-，则则其其负极反应可表示为负极反应可表示为 _。O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-4e-+4OH-=4H2O 练习、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然练习、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用使

39、用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中成的甲烷燃料电池中a a极的电极反应式：极的电极反应式：，此时电池内总的反应式此时电池内总的反应式 ：。KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH-8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源小结：化化学学电电源源1、一次电池、一次电池2、二次电池、二次电池3、燃料电池、燃料电池锌锰干电池锌锰干电池铅蓄电池铅

40、蓄电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池掌握每一类典型掌握每一类典型电池的正负极、电池的正负极、电极反应；电极反应；了解了解每一类电池的优每一类电池的优缺点；对其它电缺点；对其它电池有初步的认识池有初步的认识新课标人教版选修四化学反应原理新课标人教版选修四化学反应原理江苏省淮安中学江苏省淮安中学 张正飞张正飞4/13/2023第四章第四章 电化学基础电化学基础（第一课时）（第一课时）第三节电解池电解池听写电极反应听写电极反应1、碱性锌锰电池：、碱性锌锰电池：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：2、锌银电池：、锌银电池：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：3、铅蓄电池：、铅蓄电池：负极：负极：正极

41、：正极：总反应：总反应：4、酸性燃料电池：、酸性燃料电池：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：5、碱性燃料电池：、碱性燃料电池：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：氢氢气气氧氧气气 电解电解电解水电解水：2 H2O 2 H2 O2+原理分析原理分析-我们来一起想一想我们来一起想一想1、纯水中有哪些微粒？、纯水中有哪些微粒？2、在接通电源时，哪极、在接通电源时，哪极电势高，电势高，微粒如何运微粒如何运动？动？3、H2是怎么产生的？是怎么产生的？O2又会是如何产生的？又会是如何产生的？H+、OH-、H2OH+向负极移动、向负极移动、OH-向正极移动。向正极移动。H+H2 OH-O2实质实质

42、2H+2e-=H2 4OH-4e-=O2+2H2O（发生还原反应（发生还原反应-阴极）阴极）（发生氧化反应（发生氧化反应-阳极）阳极）H2O H+OH-实践探究实践探究1、向氯化铜溶液中通入直流电、向氯化铜溶液中通入直流电A：理论先行：理论先行思考思考1 1：氯化铜溶液中含有哪些微粒：氯化铜溶液中含有哪些微粒?思考思考2 2：在通电时这些微粒各向什么区移动？：在通电时这些微粒各向什么区移动？思考思考3 3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？什么样的电极反应？产物可能是哪些？阳离子：阳离子：Cu2+H+阴离子：阴离子：Cl-OH-

43、Cu2+H+向阴极区移动向阴极区移动；Cl-OH-向阳极区移动向阳极区移动Cl-Cl2 OH-O2 H2O H+OH-CuClCuCl2 2 Cu Cu2+2+2Cl+2Cl-阴极区：阴极区：Cu2+Cu H+H2阳极区：阳极区：实践探究实践探究1、向氯化铜溶液中通入直流电、向氯化铜溶液中通入直流电B:实践检验实践检验实验实验:将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入极连接，浸入U U型管的型管的CuClCuCl2 2溶液中溶液中 ，再接通，再接通12V12V直流电直流电,观察现象。约观察现象。约3 35min5min后切断电源。后切断电源。现象现象

44、阳极阳极阳极阳极-有气泡产生有气泡产生有气泡产生有气泡产生O2?Cl2?如何检验?阴极阴极阴极阴极-有红色的固体有红色的固体有红色的固体有红色的固体Cu解释解释阳极阳极阳极阳极-阴极阴极阴极阴极-2Cl-2e-=Cl2Cu2+2e-=Cu2Cl-+Cu2+=Cl2 +Cu总反应式：总反应式：总反应式：总反应式：通电通电归纳总结归纳总结2、装置名称：、装置名称：3 3、电解本质：、电解本质：阳极阳极（和原电池正极相连）（和原电池正极相连）：发生氧化反应发生氧化反应阴极阴极（和原电池负极相连）（和原电池负极相连）：发生还原反应发生还原反应 将电能转变为化学能的装置叫做将电能转变为化学能的装置叫做电

45、解池或电解槽电解池或电解槽 4、电解产物产物：（反思）a a：决定于放电能力：决定于放电能力阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电放电。1、电解、电解CuCl2：一、电解原理：一、电解原理：活性材料作电极时活性材料作电极时：（根据金属活动性）：（根据金属活动性）金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。阴离子不容易在电极上放电。用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等)时：时：溶溶液中阴离子的放电顺序（由易到难）是：液中阴离子的放电顺序（由易到难）是：S2-SO3

46、2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含等含氧酸根离子）氧酸根离子）F-阳极：阳极：离子放电顺序：离子放电顺序：放电顺序：就是看失电子能力放电顺序：就是看失电子能力AgAg+FeFe3+3+CuCu2+2+HH+PbPb2+2+SnSn2+2+FeFe2+2+ZnZn2 2+(H+)AlAl3+3+MgMg2+2+NaNa+CaCa2+2+KK+无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。应，发生反应的是溶液中的阳离子。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：水电离产生时浓度极小(实验事实实验事

47、实)b b：决定于离子浓度：决定于离子浓度放电顺序：就是看得电子能力放电顺序：就是看得电子能力 例例 以以石墨碳棒石墨碳棒为电极，请写出分别电解下列溶液时为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。(1)NaCl(1)NaCl溶液溶液:(2)CuSO(2)CuSO4 4溶液溶液:想一想、做做看想一想、做做看 阳极：阳极：4OH4OH-4e-4e-2H2H2 2O+OO+O2 2(4H2O 4H+4OH-)阴极：阴极：2Cu2Cu2+2+4e+4e-2Cu2Cu电解电解总反应式：总反应式：2Cu2Cu2+2+2

48、H+2H2 2O OCu+OCu+O2 2+4H+4H+阳极：阳极：2Cl2Cl-2e-2e-=Cl=Cl2 2阴极：阴极：2H2H+2e+2e-=H=H2 2(2H2O 2H+2OH-)总反应方程式：总反应方程式：2Cl-+2H2O=Cl2+H2+2OH-电解电解1 1、溶液中哪些微粒？、溶液中哪些微粒？2 2、阳极区有哪些离子？、阳极区有哪些离子？阴极区又有哪些离子？阴极区又有哪些离子？3 3、哪个离子先放电？、哪个离子先放电？想一想，想一想，H H+应该应该在哪一极生成？在哪一极生成？OHOH-在哪在哪一极？一极？1.1.分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）分析溶液中存在的所有离子（

49、包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。、并分成阳离子组和阴离子组。2.2.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒）应式。（注意得失电子守恒）3.3.由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（弱电解质的须保持分子形式弱电解质的须保持分子形式）写电极反应【写电极反应【方法小结方法小结】掌握方法掌握方法事半功倍哟！事半功倍哟！练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电极反应及电解总反应式

50、。极反应及电解总反应式。（1 1）AgNOAgNO3 3溶液溶液（2 2）NaNa2 2SOSO4溶液溶液 该自己独立思考啦该自己独立思考啦!阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2(4H2O=4H+4OH-）阴极：阴极：4Ag+4e-=4Ag总反应式：总反应式：4Ag+2H2O=4Ag +O2+4H+阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2(4H2O=4H+4OH-）阴极：阴极：4H+4e-=2H2 总反应式：总反应式：2H2O=O2+2H2 通电通电通电通电内容内容原电池原电池电解池电解池电极名称电极名称 电极反应电极反应电子移动电子移动方向方向能量转变能量转变反应是否反应是否自发发生