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1、考试说明对电化学知识的要求,1、理解原电池和电解池的工作原理， 能正确书写电极反应和电池反应方程式 2、了解原电池和电解池在实际中的应用 3、能解释金属发生电化学腐蚀的原因 4、了解金属腐蚀的危害和金属的防护措施,高三：电化学基础知识,对电化学知识的基本认识：,1、电化学的核心问题属于化学中的哪类问题？ 2、可以通过哪些描述判断出是原电池或是电解池？ 3、对原电池应掌握的最基本要素是什么？ 4、对电解池应掌握的最基本要素是什么？,电化学核心知识氧化还原反应,问题：可以通过哪些描述判断出是原电池反应或是电解池反应？,（1）根据题目中出现的图像判断自发/非自发 （2）根据题目中所描述的电极判断：
2、正极/负极原电池 阴极/阳极电解池 （3）根据题目中的化学反应判断： 放电过程原电池反应 充电过程电解池反应 （4）根据应用： 原电池的应用金属的腐蚀 电解池的应用电镀、精炼、电冶金,1-1原 电 池 工作原 理,氧化反应,还原反应,e-,A,氧化还原反应,借助一定模型，回顾所学知识,思考： 1.原电池的形成条件？ 2.原电池反应的结果？,“电子不下水”,+,+,+,+,CuSO4 溶液,电流的稳定性,电流强度,Zn+Cu2+=Zn2+Cu,1-2,知识之间的内在生长点,原电池装置,盐桥的作用,沟通内电路，稳定电流,运用科学手段验证我们的推理,原电池中盐桥的作用,盐桥的成分：通常装有含琼胶的
3、KCl 饱和溶液 盐桥的存在：使得阴离子通过“桥”移向负极，阳离子通过“桥”移向正极；则两烧杯中的电解质溶液均保持电中性。氧化还原反应得以继续进行，不断产生电流。 有盐桥原电池装置的特点：金属材料与该金属盐溶液在同一体系中,1-3 电极反应方程式的书写,2H2-4e-+4OH- = 2H2O,O2+2H2O+4e- = 4OH-,2H2-4e- = 4H+,O2+4H+ +4e- = 4H2O,2H2+O2=2H2O,2H2+O2=2H2O,写出甲烷燃料电池（KOH溶液）的电极反应式和总反应的离子方程式。,CH4+10OH-8e- = CO32-+7H2O,2O2+4H2O+8e- = 8OH
4、-,CH4+2O2+2OH- = CO32-+3H2O,1、确定正、负极： 升-失-氧-还-负,原电池电极反应式的书写,2、关注电解质溶液,ne-,负极,正极,阴离子,阳离子,氧化反应,还原反应,铅蓄电池的充放电反应为： PbPbO22H2SO4 2 PbSO42H2O,放电时负极的电极反应式,放电时正极的电极反应式,Pb-2e-+SO42-=PbSO4,PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O,充电时阴极的电极反应式,PbSO4 + 2e-=Pb +SO42-,充电时阳极的电极反应式,PbSO4-2e-+2H2O = PbO2+4H+SO42-,例1：用Al单质作阳极，石墨作
5、阴极， NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q 。 写出阳极生成R的电极反应式：,例2：以铝材为阳极，在H2SO4 溶液中电解， 铝材表面形成氧化膜，其阳极电极反应式为,Al-3e-+3HCO3- =Al(OH)3+3CO2,2Al - 6e -+3H2O = Al2O3+6H+,例3：用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池， 能储存比普通碱性电池多50%的电能，已知该电池的总反应是： 则负极的电极反应是,原电池的总反应与各电极反应的关系： 总反应=正极反应+负极反应 各电极反应前后电荷守恒 电池正、负极反应转移的电子总数相等 电池总反应、电极反应均质量守恒。 各电极
6、得到的产物与电解质溶液是否 （共存）反应,小结：原电池的基本要素是什么？,（1）原电池组成及工作原理：,一种装置，使氧化还原反应所释放的能量直接 转变为电能，使氧化反应和还原反应分别在两 个不同的区域进行，并使其间电子转移，在一定 条件下形成电流。,形成原电池需要有自发的氧化还原反应。 原电池中两极活泼性相差越大，电池电动势 就越高。,“活-负-氧-蚀”,（泼） （极）（化反应）（腐蚀）,（2）在原电池的闭合回路中，各种微 粒的移动方向（路径）：, 外“路线”（金属导线）中： 电子运动： “电子不下水” 负极 正极，电流方向：正 负 内“路线”（电解质溶液）中： 阳离子 正极 （发生还原反应）
7、 阴离子 负极 （发生氧化反应）,e-,导线将两电极连接，形成闭合回路,例：下图装置（）是一种可充电电池的示意图，装置（）为电解池的示意图。装置（）的离子交换膜只允许Na+ 通过。已知电池充、放电的化学反应方程式为 2Na2S2NaBr3 Na2S43NaBr。 当闭合开关K时，X极附近溶液变红色。下列说法正确的是,A闭合K时，钠离子从右到左通过离子交换膜 B闭合K时，负极反应为3NaBr2eNaBr32Na C闭合K时，X电极的电极反应式为2Cl- -2e- = Cl2 D闭合K时，当有0.1 mol Na+通过离子交换膜，X电极 上析出标准状况下气体1.12 L,D,比能量：电池单位质量或
8、单位体积所能 输出电能的多少。 比功率：电池单位质量或单位体积所能 输出功率的大小。,对电池的评价,分析下面装置图的构造及 工作原理,e-,e-,e-,e-,e-,阴极,阳极,e-,e-,e-,(+),(-),正极,负极,阳极,阴极,失电子,得电子,得电子,失电子,自发反应,非自发反应,2-1 电解池工作原理,能量转化：将_转变为_的装置。 电解：电流通过电解质溶液而在阴阳两极 引起氧化还原反应的过程。 电解是较强的氧化还原手段。,（2）在电解池的闭合回路中，各种微粒的 移动方向（路径）：,在电解质溶液中： 阳离子 阴极，发生还原反应 阴离子 阳极，发生氧化反应 电子的运动：从负极发出，回到正
9、极 （“电子不下水”）,电解池的基本要素是什么？,(1)“正-阳-氧-蚀”,（极） （极）（化反应）（腐）,（3）电解池中电解质溶液，各种阴阳 离子及电极材料的放电顺序: 在阳极（氧化反应） 惰性电极材料： S2-（HS-） I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 金属材料（除Au、Pt） 金属 Br- Cl- OH- 在阴极（还原反应） Ag+ Fe3+ Cu2+ H+,写出1-10各电极的反应及各装置中的总电解反应方程式（除6电极外均为惰性电极）,例：如下图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题:,K2,K1,A,B,E,F,NaCl溶液,NaCl溶液,A,K2,K1
10、,A,B,E,F,NaCl溶液,NaCl溶液,A,（1）打开K2, 合并K1,B为_极， A电极反应为： _, 最终可观察到的 实验现象是_, 涉及的化学反应方程式有： _ _,A、F为石墨电极， B、E为铁片电极,产生电流的反应,借助电流而发生的反应,氧化还原反应,能量的转化,呈现本节课知识网络对比讲,分析电化学反应的一般思路：,明确是什么电极？该电极是得e-还是失e-？,确定反应物，根据化合价变化得出产物,正/负或阴/阳两极的材料及所处在的电解质溶液,问题四： 电化学中最应该清楚的是哪些应用知识？,1、金属的腐蚀与防护 化学腐蚀：金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2） 直接发生化学反
11、应而引起的腐蚀 电化学腐蚀：不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接 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。 电化学腐蚀是造成金属腐蚀的主要原因 类型： a.析氢腐蚀 （强或较强酸性条件下） b.吸氧腐蚀（中性、碱性或极弱酸性条件下）,原电池,判断金属腐蚀的快慢 电解原理引起的腐蚀（金属做阳极）原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀有防腐措施的腐蚀 （金属在原电池反应中做负极；金属在电解池反应中做阴极） 原电池中的负极金属比正极金属腐蚀的快 同种金属，在强电解质溶液中比在弱电解质溶液中腐蚀的快 2、比较金属的活动性大小：活泼金属负极 3、原电池反应对化学反应速率的影响： 原电池反应速率大
12、于化学反应速率 4、设计电池 从理论上说，任何氧化还原反应均可设计成 原电池反应,5、重要的化学电源：,一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、 锂电池等 二次电池：铅蓄电池： Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l) 燃料电池： 可以作为燃料的物质从理论上基本都可以设计为原电池,6、电镀、精炼、电冶金、,例：铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极板是惰 性材料，电池总反应式为： PbPbO24H2SO42=2PbSO42H2O 请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）： （1）放电时：正极的电极反应式是 ； 电解液中H2SO4的浓度将变 ；当外电路通过1
13、mol 电子时，理论上负极板的质量增加 g。 （2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按下图连接， 电解一段时间后， 则在A电极上生成 、 B电极上生成 ， 此时铅蓄电池的正负极 的极性将 。,有关电化学知识疑点：,1、陌生的原电池电极反应方程式如何书写？ 2、电极材料的选取条件？ 3、电解质溶液的选取？ 4、燃料电池的 电极反应和工作原理？ 5、氯碱工业为什么要用离子交换膜？ 6、电化学反应后溶液中pH变化？ 7、电解池中阴阳离子的放电顺序？ 8、电解池和原电池的应用？答：氯碱工业、电镀 9、原电池与电解池的综合应用？ 10、金属的保护？答：牺牲阳极、刷漆、腐蚀顺序 11、电解池的电解产物,
