《高一化学原电池和电解池ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一化学原电池和电解池ppt课件（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第15讲 原电池和电解池,一、原电池、电解池与电镀池的比较,续表,二、构成原电池的两个注意事项 1原电池构成前提：某一电极(负极)必须能与电解质溶液中的某种成分反应(负极被氧化)，即能发生自发的氧化还原反应。 2很活泼的金属单质不可做原电池的负极，如K、Na、Ca等。,三、原电池的正负极的判断方法 原电池有两个电极，一个是负极，一个是正极，判断负极和正极的方法有： 1由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 2根据原电池外电路的电流方向或电子流方向判断：电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。,3根据原电池内电解质溶液离子的定向流
2、动方向判断：在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的电极是正极，阴离子移向的电极为负极。 4根据原电池两极发生的变化判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。,四、原电池的电极反应式和总反应式的书写 例如：铜、锌和稀H2SO4组成的原电池： 负极(Zn片)：Zn2e=Zn2(氧化反应)； 正极(Cu片)：2H2e=H2(还原反应)； 总反应：Zn2H=Zn2H2 例如：燃料电池，如氢氧燃料电池 负极：H22OH2e=2H2O 正极：2H2OO24e=4OH 总反应：2H2O2=2H2O,书写规律： (1)明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应产物及化合价的变化
3、； (2)确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子，还是其他物质(如溶有或通入的氧气)； (3)判断是否存在特定的条件(如介质中的粒子H、OH、非放电物质参加反应)，进而推断电解质溶液的酸碱性的变化；,(4)总的反应式是否满足质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒； (5)电极反应式常用“=”，不用“”。电极反应式中若有气体生成，需加“”。原电池的总反应式：一般把正极和负极的电极反应式相加而得。若电解质为弱电解质，在相加时应把离子改为相应的弱电解质。,五、原电池的应用 1制作多种电池。如：干电池、充电电池和新型燃料电池。 2加快化学反应速率。如：用粗锌代替纯锌制取氢气，反应速率加快。 3防护金属。如
4、：使被保护的金属当原电池的正极，则其受到保护。,六、金属的腐蚀析氢腐蚀和吸氧腐蚀,七、金属的防护 防止或减缓金属腐蚀，主要是防止电化学腐蚀，主要方法有： 1涂保护层(如涂油漆、涂油等)。 2用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜。 3保持干燥。 4改变金属的内部结构，使其稳定(如不锈钢)。 5牺牲负极保护正极法。,6金属的电化学防护： (1)牺牲阳极的阴极保护法。,利用锌比铁活泼，在被保护的钢铁设备上装上锌块，锌为负极，铁为正极，铁被保护。,(2)外加电流的阴极保护法。,阳极：惰性电极 阴极：被保护的钢铁设备 通电后电子被强制流向被保护的钢铁设备，起抑制钢铁失去电子的作用。,八、电解池电极放电规
5、律 1阳离子在电极上得到电子和阴离子在电极上失去电子的过程叫放电。离子的放电能力取决于离子的本性，也与离子的浓度大小和电极材料有关。 2电解时所用的电极分为两大类：一类为惰性电极，只起导体作用，并不参与反应(如不活泼金属Pt和非金属石墨)。另一类为活性电极，电解时电极能参与反应。,3惰性电极阴阳离子的放电顺序 阴极上，阳离子的放电顺序为： KCa2NaMg2Al3Mn2Zn2Fe2Sn2Pb2HCu2Fe3Hg2Ag 阳极上，阴离子的放电顺序为：F含氧酸根OHClBrIS2,4.电解质溶液的电解规律,续表,九、精炼铜，电冶金 1离子交换膜法电解氯化钠溶液 原理： 通电前：NaCl=NaCl H
6、2O HOH 通电后：阴极：2H2e=H2 阳极：2Cl2e=Cl2 总反应：2NaCl2H2O=2NaOHH2Cl2,把精制的饱和食盐水加入阳极室；纯水(含有少量的NaOH)加入阴极室。通电时，H2O在阴极表面放电生成H2，Na穿过离子膜由阳极室进入阴极室，OH不能通过离子膜，导出的阴极液体中含有NaOH；Cl在阳极表面放电生成Cl2，电解后的淡盐水从阳极导出，可用于重新配制食盐水。,2电镀法精炼铜 阴极：纯铜板Cu22e=Cu 阳极：粗铜板Cu2e=Cu2 电解液：CuSO4溶液 电解过程电解液的质量基本保持不变，但要定期除去其中的杂质，阳极的杂质叫阳极泥，可作为提炼金、银等贵重金属的材料
7、。,3电冶金 电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一种重要的方法，特别是对于冶炼像钠、钙、镁、铝这样活泼的金属。 如电解熔融的NaCl就是冶炼金属钠的方法： 首先，NaCl在高温下熔融，发生电离： NaCl=NaCl 通直流电后： 阴极：2Na2e=2Na 阳极：2Cl2e=Cl2,某碱性燃料电池装置中盛有KOH浓溶液，正极均通入O2，电极反应则为O24e2H2O=4OH；若在负极分别通入下列可燃性气体：CH4、H2S、C2H4，都能实现把化学能转变为电能。(NA为阿伏加德罗常数)下列说法不正确的是(),根据题目信息对燃料电池的分析,A分别通入这三种气体，放电一段时间后，溶液的
8、pH都变大 B若在负极上通入1 mol CH4，完全反应共失去8 NA个电子 C若在负极上通入C2H4气体，则电池的总反应为C2H43O24OH= 4H2O D若在负极上通入H2S气体，则电极反应为：H2S6e8OH= 5H2O,三种气体构成的电池总反应分别为：CH42O22OH= 3H2O；2H2S3O24OH=2 4H2O；C2H43O24OH= 4H2O。三个电池都消耗OH，溶液的pH都变小，所以A错误；由电极反应CH48e10OH= 7H2O可知道1 mol CH4完全反应共失去8 NA电子，所以B正确。,本题是考查学生对原电池原理的应用，燃料电池近年来经常出现在高考试题中，望考生引起
9、重视。对电极反应、电池反应的表达方式，及其反应过程中的电子得失、pH变化等要予以充分地关注和复习。,A,1.一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H67O28KOH=4K2CO310H2O，有关此电池的推断正确的是( ) A负极反应为14H2O7O228e=28OH B放电一段时间后，负极周围的pH升高 C每消耗1 mol C2H6，则电路上转移的电子为14 mol D放电过程中KOH的物质的量浓度不变,C,燃料电池，O2都在正极发生反应。,2.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的，它以固体氧
10、化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( ),AO2放电的a极为电池的负极 BH2放电的b极为电池的正极 Ca极对应的电极反应为：O22H2O4e=4OH D该电池的总反应方程式为：2H2O2=2H2O,此燃料电池用的是固体电解质，因此不会生成OH。,D,下列描述中，不符合生产实际的是( ) A电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D在镀件上电镀锌，用锌作阳极,电解的原理与应用,电解熔融的氧化铝制取金属铝
11、，若用铁作阳极，则铁会被氧化。,A,1.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铁的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铁的物质的量之比为( ) A123 B321 C631 D632,D,物质的量相等的钾、镁、铁，失电子数之比为123。所以得电子数相等时，析出钾、镁、铁的物质的量之比为632。,2.近年来，加“碘”食盐较多使用了碘酸钾，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和铁为电极，以KI溶液为电解液在一定条件下电解，反应式为KIH2OKIO3H2(未配平)。下列有关说法中，正确的是(双选)( ) A电解时，石墨做阳极，铁作阴极 B电解时，在阳极上产生氢气 C电解后得到KI
12、O3产品的步骤有：过滤浓缩结晶灼烧 D电解中，每转移0.6 mol电子，理论上可得到0.1 mol 无水KIO3晶体,AD,电解时，若铁作阳极，则铁会被氧化，所以，铁只能作阴极。灼烧会使KIO3分解。电解的总反应方程式为：KI3H2O=KIO33H2。,电极反应方程式的书写及相关综合计算,按下图装置进行实验，并回答下列问题。,(1)判断装置的名称：A池为_，B池为_。 (2)锌极为_极，电极反应式为_。铜极为_极，电极反应式为_。石墨棒C1为_极，电极反应式为_。石墨棒C2附近发生的实验现象为 _。 (3)当C2极析出224 mL气体(标准状态)时，锌的质量变化(增加或减少)_g。CuSO4溶
13、液的质量变化了(增加或减少了)_g。,A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池带动B电解池，A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极、析出H2，周围OH富集，酚酞变红，且n(H2) 0.01 mol。故电路上转移电子的物质的量为0.01 mol20.02 mol，根据得失电子守恒锌极有0.01 mol Zn溶解，即Zn极重量减少0.01 mol65 g/mol0.65 g。铜极上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol(65 g/mol64 g/mol)0.01 g。,(
14、1)原电池；电解池 (2)负；Zn2e=Zn2；正；Cu22e=Cu阳；2Cl2e=Cl2；有无色气体产生，附近溶液出现红色 (3)减少了0.65；减少了0.01,1.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的熔融盐混合物作为电解质，CO为负极燃气，空气和CO2的混合气体为正极助燃气，制得650以下工作的燃料电池，完成下列反应： 正极： ； 负极： ； 总反应： 。,O22CO24e=2CO,2CO2CO4e=4CO2,2COO2=2CO2,起氧化剂作用的是O2，产物是CO2。,2.在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆
15、筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如下图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：,(1)阳极上的电极反应式为 。 (2)阴极上的电极反应式为 。 (3)原上层液体 是 。 (4)原下层液体 是 。,2I2e=I2,2H2e=H2,KI(或NaI等)水溶液,CCl4(或CHCl3等),两种无色的互不相溶的中性液体应是一种中性水溶液和一种有机物，且有机物应在下层，因为上层液体可以导电。,下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是() A钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀 D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe3,金属的腐蚀与防护,B,A项，金属与电源正极连接，则金属失电子，钢管被腐蚀；C项，铁比铜活泼，铁与铜接触形成原电池时，铁为负极失电子，易被腐蚀；D项，析氢腐蚀的负极反应为Fe2e=Fe2。,B,1.钢铁生锈过程发生
