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1、考试说明对电化学知识的要求考试说明对电化学知识的要求1 1、理解原电池和电解池的工作原理理解原电池和电解池的工作原理，能能正确书写电极反应和电池反应方程式正确书写电极反应和电池反应方程式2 2、了解原电池和电解池在实际中的应用了解原电池和电解池在实际中的应用3 3、能解释金属发生电化学腐蚀的原因能解释金属发生电化学腐蚀的原因4 4、了解金属腐蚀的危害和金属的防护措施了解金属腐蚀的危害和金属的防护措施高三：电化学基础知识高三：电化学基础知识对电化学知识的基本认识：对电化学知识的基本认识：1 1、电化学的核心问题属于化学中的哪类问、电化学的核心问题属于化学中的哪类问题？题？2 2、可以通过哪些描述
2、判断出是原电池或是、可以通过哪些描述判断出是原电池或是电解池？电解池？3 3、对原电池应掌握的最基本要素是什么？、对原电池应掌握的最基本要素是什么？4 4、对电解池应掌握的最基本要素是什么？、对电解池应掌握的最基本要素是什么？电化学核心知识电化学核心知识氧化还原反应氧化还原反应问题：可以通过哪些描述判断出是原问题：可以通过哪些描述判断出是原电池反应或是电解池反应？电池反应或是电解池反应？（1 1）根据题目中出现的图像判断根据题目中出现的图像判断自发自发/ /非自发非自发（2 2）根据题目中所描述的电极判断：）根据题目中所描述的电极判断： 正极正极/ /负极负极原电池原电池 阴极阴极/ /阳极阳
3、极电解池电解池（3 3）根据题目中的化学反应判断：）根据题目中的化学反应判断： 放电过程放电过程原电池反应原电池反应 充电过程充电过程电解池反应电解池反应（4 4）根据应用：根据应用： 原电池的应用原电池的应用金属的腐蚀金属的腐蚀 电解池的应用电解池的应用电镀、精炼、电镀、精炼、电电冶金冶金1-11-1原原 电电 池池 工作原工作原 理理氧化反应氧化反应还原反应还原反应()()Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2Cu2+2e-=CuZn+Cu2+=Zn2+Cu/Zn+2H+=Zn2+H2硫酸铜溶液硫酸铜溶液/硫酸溶液硫酸溶液ZnCue-阴阴离离子子阳阳离离子子A氧化还原反应氧化还原反应借助
4、一定借助一定模型，回模型，回顾所学知顾所学知识识思考：思考：1.原电池的原电池的形成条件？形成条件？2.原电池反原电池反应的结果？应的结果？“电子不下水电子不下水”+CuSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液电流的稳定性电流的稳定性电电流流强强度度Zn+Cu2+=Zn2+Cu1-2知识之间知识之间的内在生的内在生长点长点原原电电池池装装置置盐桥的作用盐桥的作用沟通内电路，沟通内电路，稳定电流稳定电流运用科学手运用科学手段验证我们段验证我们的推理的推理原电池中盐桥的作用原电池中盐桥的作用盐桥的成分：盐桥的成分：通常装有含琼胶的通常装有含琼胶的KCl饱和溶液饱和溶液盐桥的存在：盐桥的存在：使得阴离子通过
5、使得阴离子通过“桥桥”移向负极，阳离子移向负极，阳离子通过通过“桥桥”移向正极；则两烧杯中的电解质溶液均保持移向正极；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。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：有盐桥原电池装置的特点：金属材料与该金属盐溶液在金属材料与该金属盐溶液在同一体系中同一体系中碱性碱性H2和和O2（KOH电解质电解质） 负极负极正极正极总反应总反应酸性酸性H2和和O2（H2SO4电解质电解质）负极负极正极正极总反应总反应1-3 1-3 电极反应方程式的书写电极反应方程式的书写2H2-4e-+4OH-=2H2OO2+
6、2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=4H2O2H2+O2=2H2O2H2+O2=2H2O 负极负极正极正极总反应总反应写出甲烷燃料电池（写出甲烷燃料电池（KOH溶液）的电极溶液）的电极反应式和总反应的离子方程式。反应式和总反应的离子方程式。CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e-=8OH-CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O1 1、确定正、负极：、确定正、负极： 升升- -失失- -氧氧- -还还- -负负原电池原电池电极反应式的书写电极反应式的书写2 2、关注电解质溶液、关注电解质溶液ne-负极负极正极正极阴离子阴离子阳
7、离子阳离子氧化反应氧化反应还原反应还原反应铅蓄电池的充放电反应为：铅蓄电池的充放电反应为：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O放电时负极的电极反应式放电时负极的电极反应式放电时正极的电极反应式放电时正极的电极反应式放电放电充电充电Pb-2e-+SO42-=PbSO4PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O充电时充电时阴极的电极反应式阴极的电极反应式PbSO4+2e-=Pb+SO42-充电时充电时阳极的电极反应式阳极的电极反应式PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H+SO42-例例1 1：用用Al单质作阳极，石墨作阴极，单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解
8、液进行电解，生成难溶溶液作电解液进行电解，生成难溶物物R，R受热分解生成化合物受热分解生成化合物Q 。写出阳极生成写出阳极生成R的电极反应式：的电极反应式：例例2：以铝材为阳极，在以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，铝材表面形成氧化膜，其其阳极电极反应阳极电极反应式式为为 Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3+3CO22Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+例例3 3：用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池，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能储存比普通碱性电池多50%50%的电能，已知该电池的总的电能，已知该电池的总反应是：反应是：
9、 则负极的电极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：原电池的总反应与各电极反应的关系： 总反应总反应= =正极反应正极反应+ +负极反应负极反应 各电极反应前后电荷守恒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正、负极反应转移的电子总数相等电池总反应、电极反应均电池总反应、电极反应均质量守恒。质量守恒。 各电极得到的产物与电解质溶液是否各电极得到的产物与电解质溶液是否 （共存）反应（共存）反应 小结：小结：原电池的基本要素是什么？原电池的基本要素是什么？（1 1）原电池组成及工作原理：）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一
10、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。条件下形成电流。p形成原电池需要有自发的氧化还原反应。形成原电池需要有自发的氧化还原反应。p原电池中两极活泼性相差越大，电池电动势原电池中两极活泼性相差越大，电池电动势 就越高。就越高。p“活活-负负-氧氧-蚀蚀”（泼）（泼） （极）（化反应）（腐蚀）（极）（化反应）（腐蚀）（2 2）在在原电池原电池的的闭合回路闭合回路中中，各种各种微微 粒的移动方向粒的移动方向（路径）：（路径
11、）： 外外“路线路线”（金属导线）（金属导线）中中： 电子电子运动：运动： “电子不下水电子不下水” 负极负极 正极正极，电流方向：正，电流方向：正 负负 内内“路线路线”（电解质溶液）中：（电解质溶液）中： 阳离子阳离子 正极正极 （发生还原反应）（发生还原反应） 阴离子阴离子 负极负极 （发生氧化反应）（发生氧化反应）e-导线将两电极连接，形成闭合回路导线将两电极连接，形成闭合回路例：例：下图装置（下图装置（）是一种可充电电池的示意图，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（）为电解池的示意图。装置（）的离子交换膜只允）的离子交换膜只允许许Na+通过。已知电池充、放
12、电的化学反应方程式为通过。已知电池充、放电的化学反应方程式为2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr。当闭合开关当闭合开关K时，时，X极附近溶液变红色。下列说法正确的极附近溶液变红色。下列说法正确的是是A闭合闭合K时，钠离子从右到左通过离子交换膜时，钠离子从右到左通过离子交换膜B闭合闭合K时，负极反应为时，负极反应为3NaBr2eNaBr32NaC闭合闭合K时，时，X电极的电极反应式为电极的电极反应式为2Cl-2e-=Cl2D闭合闭合K时，当有时，当有0.1molNa+通过离子交换膜，通过离子交换膜，X电极电极上析出标准状况下气体上析出标准状况下气体1.12LD比能量：比能量：电池单位质量或
13、单位体积所能电池单位质量或单位体积所能 输出电能的多少。输出电能的多少。比功率：比功率：电池单位质量或单位体积所能电池单位质量或单位体积所能 输出功率的大小。输出功率的大小。对电池的评价对电池的评价分析下面装置图的构造及分析下面装置图的构造及工作原理工作原理e-e-e-e-e-阴极阴极阳极阳极e-e-e-(+)(-)正极正极负极负极阳极阳极阴极阴极失电子失电子得电子得电子得电子得电子失电子失电子自发反应自发反应非自发反应非自发反应2-1 2-1 电解池工作原理电解池工作原理能量转化：将能量转化：将_转变为转变为_的装置。的装置。电解：电流通过电解质溶液而在阴阳两极电解：电流通过电解质溶液而在阴
14、阳两极 引起氧化还原反应的过程。引起氧化还原反应的过程。电解是电解是较较强的氧化还原手段。强的氧化还原手段。（2 2）在在电电解解池池的的闭合回路闭合回路中中，各种各种微粒的微粒的 移动方向移动方向（路径）：（路径）：在电解质溶液中：在电解质溶液中： 阳离子阳离子 阴极，发生还原反应阴极，发生还原反应 阴离子阴离子 阳极，发生氧化反应阳极，发生氧化反应 电子的运动：从负极发出，回到正极电子的运动：从负极发出，回到正极 （“电子不下水电子不下水”）电解池的基本要素是什么？电解池的基本要素是什么？(1)(1)“正正-阳阳-氧氧-蚀蚀”（极）（极） （极）（化反应）（腐）（极）（化反应）（腐）（3
15、3）电解池中电解质溶液，各种阴阳电解池中电解质溶液，各种阴阳离子及电极材料离子及电极材料的放电顺序的放电顺序: :在在阳极阳极（氧化反应）（氧化反应）惰性电极材料：惰性电极材料：S2-（HS-）I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根 金属材金属材料（除料（除Au、Pt）金属金属Br-Cl-OH-在在阴极阴极（还原反应）（还原反应）Ag+Fe3+Cu2+H+写出写出1-101-10各电极的反应及各装置中的总电各电极的反应及各装置中的总电解反应方程式解反应方程式（除（除6 6电极外均为惰性电极）电极外均为惰性电极）例：例：如下图所示，如下图所示，A、F为石墨电极，为石墨电极，B、E为铁片电极。按要
16、求回答下列问为铁片电极。按要求回答下列问题题:K2K1 ABEFNaCl溶液溶液NaCl溶液溶液AK2K1 ABEFNaCl溶液溶液 NaCl溶液溶液A（1）打开）打开K2,合并合并K1 B为为_极，极， A电极反应为：电极反应为：_,最终最终可观察到的可观察到的实验现象是实验现象是_,涉及的化学反应方程式有：涉及的化学反应方程式有：_A、F为石墨电极，为石墨电极，B、E为铁片电极为铁片电极产生产生电流的电流的反应反应借借助电流助电流而发生而发生的反应的反应氧化还原反应能量的转化呈现本节课知呈现本节课知识网络对比讲识网络对比讲分析电化学反应的一般思路：分析电化学反应的一般思路：明确是什么电极？
17、该电极是得明确是什么电极？该电极是得e-还是失还是失e-？确定反应物，根据化合价变化得出产物确定反应物，根据化合价变化得出产物正正/负或阴负或阴/阳两极的材料及所阳两极的材料及所处在的电解质溶液处在的电解质溶液问题四：问题四：电化学中最应该清楚的是哪些应用知识？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、金属的腐蚀与防护化学腐蚀：金属跟接触到的物质（如化学腐蚀：金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2）直接发生化学反应而引起的腐蚀直接发生化学反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
18、泼的金属失去电子而触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。被氧化。电化学腐蚀是造成金属腐蚀的主要原因电化学腐蚀是造成金属腐蚀的主要原因类型：类型：a.析氢腐蚀析氢腐蚀（强或较强酸性条件下）（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）吸氧腐蚀（中性、碱性或极弱酸性条件下）原原电电池池判断金属腐蚀的快慢判断金属腐蚀的快慢p电解原理引起的腐蚀（金属做阳极）电解原理引起的腐蚀（金属做阳极）原电池原电池原理引起的腐蚀原理引起的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀有防腐措施的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金属在原电池反应中做负极；金属在电解池反
19、应中做阴极）p原电池中的负极金属比正极金属腐蚀的快原电池中的负极金属比正极金属腐蚀的快p同种金属，在强电解质溶液中比在弱电解质溶同种金属，在强电解质溶液中比在弱电解质溶液中腐蚀的快液中腐蚀的快2、比较金属的活动性大小：活泼金属、比较金属的活动性大小：活泼金属负极负极3、原电池反应对化学反应速率的影响：、原电池反应对化学反应速率的影响：原电池反应速率大于化学反应速率原电池反应速率大于化学反应速率4、设计电池、设计电池从理论上说，任何氧化还原反应均可设计成从理论上说，任何氧化还原反应均可设计成原电池反应原电池反应5、重要的化学电源：、重要的化学电源：一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、一次电池：碱性
20、锌锰电池、锌银电池、 锂电池等锂电池等二次电池：铅蓄电池：二次电池：铅蓄电池：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)燃料电池：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可以作为燃料的物质从理论上基本都可以设计为原电池原电池放电放电充电充电6、电镀、精炼、电冶金、电镀、精炼、电冶金、例：例：铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极板是惰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：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）：请回答下列问题（不考虑氢、氧
21、的氧化还原）：（1）放电时：正极的电极反应式是）放电时：正极的电极反应式是；电解液中电解液中H2SO4的浓度将变的浓度将变；当外电路通过；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加电子时，理论上负极板的质量增加g。（2）在完全放电耗尽）在完全放电耗尽PbO2和和Pb时，若按下图连接，时，若按下图连接，电解一段时间后，电解一段时间后，则在则在A电极上生成电极上生成、B电极上生成电极上生成，此时铅蓄电池的正负极此时铅蓄电池的正负极的极性将的极性将。有关电化学知识疑点：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？、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？、电极材料的选取条件？3、电解质溶液的选取？、电解质溶液的选取？4、燃料电池的、燃料电池的电极反应和工作原理？电极反应和工作原理？5、氯碱工业为什么要用离子交换膜？、氯碱工业为什么要用离子交换膜？6、电化学反应后溶液中、电化学反应后溶液中pH变化？变化？7、电解池中阴阳离子的放电顺序？、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、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？、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、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、电解池的电解产物
