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1、燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相+O22Fe(OH)C2H2O+O2+4e-OH-D4Fe(OH)2O+O24Fe(2ePbSO2-放电2PbSO42HO氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池燃料电池:是使钠溶液,则负极电极反应式为,总反应方程式为。第二节化学电源1(1)今有2H2+O2KOH2H2O反4 44 4两式可以写成一个可逆反应:2PbO Pb2H2SO43、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、 镉镍电池、三、燃料电池2第四章 电化学基础第一节 原电池1、概念: 化学能转化为电能的装置叫做原电池_ 2、组成条件两个活泼
2、性不同的电极 电解质溶液 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路: 负 极导线 正 极内电路:盐桥中 阴 离子移向负极的电解质溶液,盐桥中 阳 离子移向正极的电解质溶液。4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极: 氧化反应: Zn2e-Zn2 (较活泼金属)正极: 还原反应: 2H 2e-H2 (较不活泼金属)总反应式: Zn+2 =Zn2+ 5、正、负极的判断:( 1 )从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。(2 )从电子的流动方向 负极流入正极(3 )从电流方向 正极流入负极 (4 )根据电解质溶液内离子的移动方向 阳离子流向正极,阴离子流向负极(5
3、 )根据实验现象_溶解的一极为负极_ 增重或有气泡一极为正极 第二节 化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类: 一次电池 、 二次电池 、 燃料电池 一、一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等二、二次电池1、二次电池: 放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用, 又叫充电电池或蓄电池。2、电极反应: 铅蓄电池放电:负极(铅): Pb SO 2- 2e PbSO4 正极(氧化铅): PbO2 4H+ SO 2- 2e =PbSO4 2H2O充电:阴极PbSO4 2H2O2e PbO2
4、 4H+ SO 2- 阳极: PbSO4 2e Pb SO 2-放电 2PbSO4 2H O充电氢镍电池、锂离子电池、 聚合物锂离子电池1、燃料电池: 是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同, 可根据燃烧反应写出总的电池反应, 但不注明反应的条件。负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解 质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例, 铂为正、负极, 介质分为酸性、碱性和中性。当电解质溶液呈酸性时:负极: 2(2H) 4e =4H+ 正极: 2 4 e 4H+ O当电解质溶液呈碱性时:负极: 2(2H)4OH4e
5、 4H2O 正极: 2 2H2O4 e 4OH另一种燃料电池是用金属铂片插入 KOH 溶液作电极, 又在两极上分别通甲烷 (燃料) 和氧气(氧化剂)。电极反应式为:负极: 4(CH) 10OH 8e CO32 7H2O; 电池总反应式为: 4(CH) 2O2 2KOH K2CO3 3H2O 3、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低.正极: 4H2O2O2 8e 8OH溶液中。(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象有。负极材料,正极材料;(2)若烧杯中溶液为氢氧化红色。试回答:(1)电源A上的b为(2)B上的电极反应式为(3)e、f电极上所产生的气体是和,其体积子的流动方向负极
6、流入正极(3)从电流方向正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电四、废弃电池的处理:回收利用第三节 电解池一、电解原理1、电解池: 把电能转化为化学能的装置 也叫电解槽2、电解-电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程4、电子流向:(电源)负极(电解池)阴极(离子定向运动)电解质溶液(电解池)阳极(电源)正极 5、电极名称及反应:阳极:与直流电源的 正极 相连的电极,发
7、生 氧化 反应阴极:与直流电源的 负极 相连的电极,发生 还原 反应6、电解 CuCl2溶液的电极反应:阳极: 2Cl-2e-= 2(C)l(氧化) 阴极: Cu2+2e-=Cu(还原),总反应式: CuCl2 =Cu+Cl2 7、电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程规律总结:电解反应离子方程式书写:放电顺序:阳离子放电顺序: Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+ (酸电离的)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+阴离子的放电顺序: 是惰性电极时: S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子)F-(SO32-/MnO 4-OH-
8、) 是活性电极时:电极本身溶解放电注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极( Fe、Cu)等金属,则阳极 反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳 氧阴还的规律来书写电极反应式。电解质水溶液点解产物的规律类型分解电解质型放 H生成碱型放氧生酸型电解水型电极反应特点电解质电离出的阴阳离子分别 在两极放电阴极:水放 H生碱阳极:电解质阴离子放电阴极:电解质阳离子放电 阳极:水放 O2生酸阴极: 4H+ + 4e- = 2H 2实例HClCuCl2NaClCuSO4NaOHH SO 2 4Na SO 2 4电解对象电解质电解质和
9、水电解质和水水电解质浓度减小生成新电解质生成新电解质增大pH增大-增大减小增大减小不变电解质溶液复原HClCuCl2HClCuO水阳极: 4OH- - 4e- = O2 + 2HO222上述四种类型电解质分类:( 1 )电解水型:含氧酸, 强碱,活泼金属含氧酸盐(2 )电解电解质型: 无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(3 )放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(4 )放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气( 1)电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法电解CuCl2溶液的电极反应:阳极:2Cl-2e-=l(氧化)阴极:
10、Cu2+2e-=Cu(还原)比是1下图中验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()2在电解水制氢气和氧气时,为增强导电性,性电极进行电解。(1)写出A、B、C、D各电极上的电极方程式:ABCD9图中A为电源,B为浸透饱和入溶液Mne=Mn+阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属(2 )电极、电解质溶液的选择:阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液 M ne = Mn+阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面 M n+ + ne = M电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理阳极(纯铜): Cu-2e-
11、=Cu2+ ,阴极(镀件): Cu2+2e-=Cu, 电解液:可溶性铜盐溶液,如 CuSO4 溶液(3 )电镀应用之一:铜的精炼 阳极:粗铜;阴极: 纯铜电解质溶液: 硫酸铜3、电冶金( 1)、电冶金:使矿石中的 金属阳离子 获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝(2)、电解氯化钠:通电前,氯化钠高温下熔融: NaCl = Na+ + Cl通直流电后:阳极: 2Na+ + 2e = 2Na 阴极: 2Cl 2e = Cl2 规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律( 1 )若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。有活泼性不同的两个电极;两极用导线 互相连接成直
12、接插入连通的电解质溶液里;较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时 是与水电离产生的 H+ 作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。(2 )若有外接电源,两极插入电解质溶液中, 则可能是电解池或电镀池; 当阴极为金属,阳极亦 为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。(3 )若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外 接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池, 其余为电镀 池或电解池。 原电池,电解池,电镀池的比较性质 类别定义 (装置特点)反应特征装置特征形成条件电极名称电极反应原电池将化学能转变
13、成电能 的装置自发反应无电源,两级材料不同活动性不同的两极电解质溶液形成闭合回路负极: 较活泼金属 正极: 较不活泼金属 (能导电非金属) 负极: 氧化反应,金 属失去电子正极:还原反应,溶 液中的阳离子的电子电解池将电能转变成化学能的 装置非自发反应有电源, 两级材料可同可 不同两电极连接直流电源 两电极插入电解质溶液 形成闭合回路阳极: 与电源正极相连阴极: 与电源负极相连 阳极: 氧化反应, 溶液中 的阴离子失去电子, 或电 极金属失电子阴极: 还原反应, 溶液中电镀池应用电解原理在某些金属表面镀上 一侧层其他金属非自发反应有电源1 镀层金属接电源正极,待镀金属 接负极; 2 电镀液必须含有镀层金 属的离子名称同电解, 但有限制条件阳极: 必须是镀层金属阴极:镀件阳极:金属电极失去电子阴极:电镀液中阳离子得到电子2e=Cl2规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律(1)若无外接电源,又具备组成原电池下列叙述正确的是()A溶液中pH由大变