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1、. . . . .原电池、电解池适用学科化学适用年级高二适用区域全国本讲时长120min知识点1.原电池2.一次电池和二电次池3.燃料电池4、电解池的工作原理及电极式的书写5、.电镀的原理及粗铜精炼原理6、电化学腐蚀及防护 教学目标1.掌握原电池、一次电池和二次电池和燃料电池工作原理2.会书写电池的电极反应式和电池反应方程式3、掌握电解池的工作原理4、掌握电镀及铜精炼原理5、能熟练书写出电极反应式6、从原电池原理分析金属发生电化学腐蚀的原因及危害。7、用原电池、电解池的原理采取措施，防止金属腐蚀。教学重难点1.电池的工作原理2.电极反应式的书写3、掌握电解池的工作原理4、掌握电镀及铜精炼原理5
2、、能熟练书写出电极反应式6、从原电池原理分析金属发生电化学腐蚀的原因及危害。7、用原电池、电解池的原理采取措施，防止金属腐蚀。教学过程一、复习预习“电”的确是一件很奇妙的”事物“，在我们的日常生活中电池几乎无处不在：手机、遥控器、电动车、甚至是汽车都要用到各式各样的电池二、知识讲解原电池考点 1 原电池以铜、锌原电池为例1.定义：原电池是利用氧化还原反应原理将 化学能 转化 电能 的装置。2.装置：（观察电子和电流的流向）3.电极反应锌片负极，发生氧化反应电极反应式：Zn2e=Zn2铜片正极，发生还原反应电极反应式：Cu22e=Cu总电极反应式为：Cu2Zn=CuZn24构成条件两个活泼性不同
3、的电极，较活泼的做负极；电解质溶液；形成闭合回路；能自发地发生氧化还原反应电极材料：活泼性不同的两种金属（铜锌原电池） 金属和非金属（锌锰干电池，锌片做负极，石墨棒做正极） 金属和化合物（铅蓄电池，铅作负极，二氧化铅做正极） 惰性电极（氢氧燃料电池，两电极都是Pt）电解质溶液：一般选择与负极反应的 溶解物质能与负极反应（O2） 两个容器中进行的，两容器中电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子的 盐溶液考点 2 一次电池和二次电池1.一次电池(碱性锌锰电池)来源:Zxxk.(1)构成：负极Zn，正极MnO2，电解质KOH。(2)电极反应：负极：Zn2OH2e=ZnO+H2O正极：MnO22H2O2
4、e=Mn（OH）22OH总反应：ZnMnO2H2O=Mn（OH）2ZnO2.二次电池(蓄电池)(1)构成：负极Pb、正极PbO2，电解质H2SO4溶液(2)工作原理放电：负极：Pb(s)SO(aq)2e=PbSO4(s)正极：PbO2(s)4H(aq)SO(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)总反应：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)充电时铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程。阴极：PbSO4(s)2e=Pb(s)SO(aq)；阳极：PbSO4(s)2H2O(l)2e=PbO2(s)4H(aq)SO(aq)；总反应：2PbSO4(s)2H2O(
5、l)=Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)。上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)。考点 3 燃料电池(1)工作原理连续地将燃料(如氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体)和氧化剂的化学能直接转换成电能。电极材料本身不发生氧化还原反应。工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除。(2)氢氧燃料电池电极材料Pt，酸性电解质。电极反应：负极：H22e=2H正极：O22H2e=H2O总反应：H2O2=H2O考点4 电极反应式的书写方法1. 原电池或一次电池及燃料电池等电极反应
6、式的书写。负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子，若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极：PbSO2e=PbSO4。正极：阳离子得到电子生成单质，或O2得到电子。若反应物是O2，则：电解质是碱性或中性溶液：O22H2O4e=4OH。电解质是酸性溶液：O24H4e=2H2O。正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。2给出总反应式，写电极反应式分析反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)选择一个简单的变化情况去写电极反应式另一极的电极反应直接写出或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果以
7、2H2O2=2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下：(1)根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 mol H2失掉4 mol电子，初步确定负极反应式为2H24e=4H。(2)根据电解质溶液为碱性，与H不能共存，反应生成水，推出OH应写入负极反应式中，故负极反应式为2H24OH4e=4H2O。(3)用总反应式2H2O2=2H2O减去负极反应式得正极反应式：2H2OO24e=4OH。3可充电电池电极反应式的书写在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。(1)原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高。(2)
8、原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，对应元素化合价降低。书写电极反应式应注意电解质溶液的影响。(1)中性溶液反应物中无H或OH。(2)酸性溶液反应物，生成物均无OH。(3)碱性溶液反应物，生成物中均无H。(4)水溶液不能出现O2。 电解池考点1 电解原理1.装置：电解氯化铜溶液CuCl2溶液的电解2实验现象和结论实验现象结论电流表指针发生偏转说明电解质溶液在导电，形成闭合回路与负极相连的石墨棒上逐渐覆盖了一层红色固体析出金属铜与正极相连的碳棒一侧有刺激性气味的气体产生，湿润的KI淀粉试纸变蓝产生了氯气3.实验原理分析(1)通电前，Cu2、H、Cl以及OH在溶液中作自由运动通电时，在电场的作
9、用下，这些自由运动的离子改作定向运动即Cl、OH等阴离子趋向阳极，Cu2、H等阳离子趋向阴极。(2)两个电极上的反应和总反应：阳极(与电源正极相连)：2Cl2e=Cl2。阴极(与电源负极相连)：Cu22e=Cu。总反应：CuCl2CuCl2。(3) 结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。4. 电解题型中解题规律的总结 （1）电解池的电极和电极反应 （2）电解时电极产物的判断阳极产物的判断活性金属电极：金属电极失电子，被溶解，生成对应金属阳离子。惰性电极(Pt、Au、C)：阴离子失电子，生成对应非金属单质。 阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根F。阴极产物的判断与电极材料无
10、关，直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2Al3Mg2NaCa2K。考点2 氯碱工业1电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气（1）装置 (2)原理阳极(C)：2Cl2e=Cl2(氧化反应)阴极(Fe)：2H2e=H2(还原反应)总反应：2NaCl2H2O 2NaOH+ Cl2H2(3)现象：阴极：有无色气泡产生，电解前若向溶液中滴入酚酞，阴极区溶液变红；阳极有黄绿色气体生成，该气体可使湿润的淀粉KI试纸变蓝。考点3 粗铜精炼 （1）装置 (2)原理：(以电解精炼铜为例)阳极(粗铜)：Cu2e=Cu2(主要反应)阴极(精铜)：Cu22e=Cu(
11、3)特点：阳极粗铜中的铜(以及比铜活泼的锌、铁、镍等)被氧化，阴极Cu2被还原；其他Zn2、Fe2留在溶液中，而比铜活泼性弱的银、金等金属沉积在阳极下面，形成阳极泥。电解质溶液的浓度会逐渐减小。考点4 电镀（1）装置 (2)原理(以金属制品上镀银为例)阴极：Age=Ag阳极：Age=Ag(3)特点：一多、一少、一不变。一多指阴极上有镀层金属沉积，一少指阳极上有镀层金属溶解；一不变指电镀液浓度不变。考点5电解反应的类型考点6 金属的腐蚀及防护1.金属的腐蚀 金属的腐蚀概念金属腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象特征金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面会发生变化
12、本质金属腐蚀的本质是金属失去电子变成阳离子，发生氧化反应类型化学腐蚀金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀电化学腐蚀不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大2.电化学腐蚀(1)析氢腐蚀含义：金属表面的电解质溶液酸性较强。腐蚀过程有H2放出电极反应负极：Fe2e=Fe2正极：2H2e=H2总反应：Fe2H=Fe2H2(2)吸氧腐蚀含义：钢铁表面吸附的水膜，酸性很弱或呈中性、碱性时，氧气参加电极反应电极反应负极：2Fe4e=2Fe2正极：O22H2O4
13、e=4OH总反应：2FeO22H2O=2Fe(OH)23. 金属防锈的方法（1）.牺牲阳极的阴极保护法应用原电池原理，让被保护金属作正极，另找一种活泼性较强的金属作负极。例如轮船的船底要镶锌块，并定期更换（2）外加电流的阴极保护法利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者在电解质溶液里，接外加直流电源。（3）其它：如刷漆、搪瓷、制成不锈钢等三、例题精析【例题1】有如图所示的两个原电池装置，下列说法不正确的是()AA池中负极的电极反应为Mg2e=Mg2BMg在A池中为负极，在B池中为正极CB池中电子的流向：MgAlD原电池工作一段时间后，A池溶液的pH会增大【例题2】(1)今有2H2O2=2H2O反应，构成氢氧化钾碱性燃料电池，则负极通的应是_，正极通的应是_，电极反应式分别为_、_。(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式为_、_。(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH
