电化学基础教学ppt课件.ppt

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1、电化学基础1原电池2化学电源4金属的电化学腐蚀与防护电化学基础3电解池氧化还原反应化学能转化为电能，自发进行电能转化为化学能，外界能量推动知识结构一、原电池原理2009届高考化学复习第一轮把化学能转变为电能的装置叫原电池要解决的问题：1.什么是原电池？2.原电池的工作原理？（电子的流向、电流的流向、离子的流向、形成条件、电极的判断、电极反应的写法）原电池及其工作原理：1.定义：化学能转化为电能的装置为原电池。从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池；.电极名称：原电池相对活泼的电极为负极相对不活泼的电极为正极3.电极反应：原电池负极：正极：失电子的氧化反应得电子的还原反应4.原电

2、池的形成条件(4)形成闭合回路。（两电极用导线连接，或接触。）（1）能自发地发生的氧化还原反应：电极和电解质溶液 两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池）（2）电解质溶液：参与电极反应或构成内电路（3）两导体作电极：活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。两不活泼的导体石墨或Pt等。（燃料电池电极）5.定向移动方向：电子、离子原电池“负极给出电子，并流向正极”必发生失电子的氧化反应必发生得电子的还原反应例1.下列哪几个装置能形成原电池？AB C DE F M NCuSO4例2.在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是(

3、)(A)正极附近的SO42离子浓度逐渐增大(B)电子通过导线由铜片流向锌片(C)正极有O2逸出(D)铜片上有H2逸出D氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池电解质溶液盐桥失e，沿导线传递，有电流产生还原反应2H+2e-=H2阴离子阳离子总反应：负极正极2H+2e-=H2Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）阳离子外电路内电路强调：原电池的工作原理：1.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()A.Mg B.Fe C.Al D.CuB2.由铜锌和稀

4、硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的 pH()A.不变 B先变大后变小 C逐渐变大 D.逐渐变小C练习：例3.市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是：铁屑、炭粉、木屑与少量NaCl、水等。它在使用之前，需要塑料袋与空气隔绝。使用时开启塑料袋上的小孔，轻轻揉搓就会有热量放出。当使用完后还会发现有铁锈生成。(1)热敷袋使用时，为什么会放出热量？(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。(2)碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？(1)热敷袋使用时，为什么会放出热量？(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：O2+2H

5、2O+4e-=4OH-总反应：4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3(2)碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原电池，加速铁屑的氧化。氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。（）盐桥的作用是什么？可提供定向移动的阴阳离子，使由它连接的两溶液保持电中性，盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。.双液原电池的工作原理（有关概念）（）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出盐桥的作用：（1）形成闭合回路。（2）平衡电荷。

6、(3)双液原电池的优点：能产生持续、稳定的电流。例4.依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag请回答下列问题：(1)电极X 的材料是_；电解质溶液Y 是_；(2)银电极为电池的_极，发生的电极反应为_X 电极上发生的电极反应为_；(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。铜(或Cu)AgNO3溶液正Age=AgCu-2e=Cu2负(Cu)正(Ag)利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，设计一个单液原电池，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。(+)(-)GZnPtFe

7、Cl3溶液负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）(+)(-)盐桥ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液G强调：原电池的设计请将氧化还原反应Cu+2Ag+=Cu2+2Ag设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装置CuCuSO4AgAgNO3例5、判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。强调：电极的判断及电极反应式的书写AFeCl3溶液负极：Cu-2eCu2+正极：2Fe3+2e-2Fe2+CuCMgAlA稀硫酸溶液NaOH 溶液（稀硫酸）负极:Mg-2e-Mg2+正极：2H+2e-H2（NaOH溶液）负极：2Al+8OH-6e-

8、2AlO2-+4H2O2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2正极：6H2O+6e-3H2+6OH-方法一：根据电极材料的性质确定。1.对于金属金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；2.对于金属非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；3.对于金属化合物电极，金属是负极，化合物是正极。方法二：根据电极反应的本身确定。失电子的反应氧化反应负极；得电子的反应还原反应正极。强调：电极的判断及电极反应式的书写练习：宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH，反应保持在高温下，使H2O蒸发，正确叙述正确的是：（）AH2为正极反应物，O2为负

9、极反应物B电极反应（正极）：O2+2H2O+4e-=4OH-C电极反应（负极）：2H2+4OH-+4e-=4H2OD负极发生氧化反应，正极发生还原反应BD二、化学电源及电极反应式2009届高考化学复习第一轮Zn+2OH-2e-=Zn(OH)22MnO+2HO+2e-=2MnO(OH)+2OH-Zn+2MnO+2HO=Zn(OH)2+2MnO(OH)负极：正极：总反应：1.碱性锌锰电池负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+，正极（石墨）:2NH4+2MnO2+2e-=2NH3+Mn2O3+H2O总反应：Zn+2NH4+2MnO2=Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O干电池（NH4Cl糊状物为电解质

10、）2.铅蓄电池PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O总反应式为：Pb+SO42-2e-=PbSO4 负极：正极：放电当向外提供0.5mol电子时，消耗硫酸的物质的量为0.5mol2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-PbSO4+2e-=Pb+SO42-阳极：阴极：总反应充电补：2.铅蓄电池电解液H2O3.氢氧燃料电池2e-2e-氢气氧气H+OH-A负极正极O2 H2H2O3.氢氧燃料电池2H2+4OH-4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-总反应

11、式：2H2+O2=2H2O碱性燃料电池KOHO2 H2OH2H2O负极：正极：2H24e-=4H+O2+4e-+4H=2H2O总反应式：2H2+O2=2H2O酸性H2SO4O2 H2OH2OH2负极：正极：3.氢氧燃料电池4.甲烷燃料电池（电解质为KOH）负极：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-总反应：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O思考：甲醇燃料电池（电解质为KOH）5.锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：2Li-2e-=2Li+，正极：I2+2e-=2I-，总反应：2Li+I2=2LiI跟其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能

12、、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。为什么？与作负极材料的金属相比较，相同质量时锂提供电子数最多。6.银锌电池（电解质为KOH）负极：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag 7.海水电池（电解质溶液为海水）负极：4Al-12e-=4Al3+，正极：3O2+6H2O+12e-=12OH-总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)31、银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放

13、置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。试 回 答：在 此 原 电 池 反 应 中，负 极 发 生 的 反 应 为；正极发生的反应为；反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，原电池总反应方程式为Al-3e-=Al3Ag2S+2e-=2Ag+S2-3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S？思考2.熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO+2CO32-=4CO2+4e-正极反应式：总电池反应：2CO2+O2+4e-=2CO32-2CO+O2=2CO2