专题4电化学原理及应用复习课件.ppt

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1、专题专题4 4电化学原理及应用复习电化学原理及应用复习课件课件氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液H2SO4失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e-=H2阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极2H+2e-=H2Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(离子方程式）离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电电极极反反应应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）阳离子阳离子一一.原原电电池池原原理理外电路外电路内电路内电路Cu

2、SO4 溶液溶液思考：如何才能得到思考：如何才能得到持续稳定的电流？持续稳定的电流？Zn原子把电子直接给原子把电子直接给Cu2+，被氧化成，被氧化成Zn2+，进入，进入溶液溶液;Cu2+在在Zn片上直接得到片上直接得到电子，被还原成电子，被还原成Cu，相当短，相当短路，得不到电流。路，得不到电流。设计如教材设计如教材P71图图4-1所示：所示：CuCu2+2+Zn=Zn+Zn=Zn2+2+Cu+CuZnSO4溶液中溶液中Zn片逐渐溶解，失去电子被氧化成片逐渐溶解，失去电子被氧化成Zn2+，进入溶液进入溶液 负极（锌电极）：负极（锌电极）：Zn-2e-=Zn2+CuSO4溶液中溶液中Cu2+从从

3、Cu片上得到电子还原成片上得到电子还原成Cu沉积在沉积在Cu片上片上 正极（铜电极）：正极（铜电极）：Cu2+2e-=Cu有盐桥存在时电流计有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电指针发生偏转，即有电流通过电路。流通过电路。取出盐桥，电流计指取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没针即回到零点，说明没有电流通过。有电流通过。此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。什么是盐桥？什么是盐桥？盐桥中装有饱和的盐桥中装有饱和的KClKCl溶液和琼脂制成的胶冻，溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。胶冻的作用是防止管中溶液流出。盐桥的作用是什么？盐桥的作用是

4、什么？可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为液会由于锌溶解成为ZnZn2+2+而带上正电，铜盐溶液会由而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了于铜的析出减少了CuCu2+2+而带上了负电。而带上了负电。盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。用则是沟通内电路。盐桥盐桥此装置是原电池吗？此装置是原电池吗？锌

5、半电池锌半电池铜半电池铜半电池电极反应：电极反应：负极：负极：；正极：正极：；总反应：总反应：。Cu2+2e-=CuZn2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+CuZnSOZnSO4 4溶液溶液溶液溶液CuZnCuSOCuSO4 4溶液溶液溶液溶液盐桥盐桥提供电子提供电子的物质的物质接受电子接受电子的物质的物质铜锌原电池（盐桥）铜锌原电池（盐桥）知识拓展：知识拓展：原电池是由两个原电池是由两个半电池半电池组成的；半电池中的组成的；半电池中的反应就是反应就是半反应半反应,即即电极反应。电极反应。所以半电池又叫所以半电池又叫电极电极。12 原电池的表示方法：原电池的表示方法：(-)Zn|Zn(-)

6、Zn|Zn2+2+(C(C1 1)CuCu2+2+(C(C2 2)|Cu(+)|Cu(+)“|”“|”表示液表示液-固相有一界面；固相有一界面；“”表示盐桥。表示盐桥。在有气体参加的电池中还要表明气体的压在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，溶液要表明浓度。力，溶液要表明浓度。1 1、（、（0707海南）依据氧化还原反应：海南）依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。设计的原电池如图所示。电极电极X的材料是的材料是 ；电解质溶液电解质溶液Y是是 ；银电极为电池的银电极为电池的 极，发生的电极反应极，发生的电极反应为为 ；X电极上发生的电极电极

7、上发生的电极反应为反应为 ；外电路中的电子外电路中的电子是从是从 电极电极流向流向 电极。电极。CuAgNO3正正Ag+e-=AgCu-2e-=Cu2+CuAg课堂练习课堂练习2、依探究实验、依探究实验4的原理，按以的原理，按以下反应设计一个下反应设计一个能持续产生电流的原电池装置，画出装置图。能持续产生电流的原电池装置，画出装置图。Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgAgNO3Ag CuCu(NO3)2A3、根据上述原理，为获得较长时间的稳定电、根据上述原理，为获得较长时间的稳定电流，如何将流，如何将“Zn-稀稀H2SO4-Cu”组成的原电池组成的原电池（如左下图）进行简单改装？（如

8、左下图）进行简单改装？A稀稀H2SO4锌片锌片 铜片铜片ZnSO4Zn CuH2SO4A 判断右边原电池的正、负极，并写出电极判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。反应式。Cu CCu CFeClFeCl3 3溶液溶液负极：负极：CuCu 失电子失电子 Cu-2eCu-2e-=Cu=Cu2+2+正极：正极：FeFe3+3+得电子得电子 2Fe2Fe3+3+2e+2e-=2Fe=2Fe2+2+A A Cu+2FeClCu+2FeCl3 3=CuCl=CuCl2 2+2FeCl+2FeCl2 2先写出总反应：先写出总反应：即即 负极与电解质溶液反应负极与电解质溶液反应拆成离子方程式：拆成离子

9、方程式：Cu +2FeCu +2Fe3 3 =Cu=Cu2 2 +2Fe+2Fe2 2根据化合价升降判断正负极根据化合价升降判断正负极二二、电极方程式的书写、电极方程式的书写简单原电池电极方程式的写法简单原电池电极方程式的写法1.1.写出写出Mg、Al与与NaOH溶液组成原电池溶液组成原电池的总的总 反应和电极反应式。反应和电极反应式。电极的正负与金属活泼性有关外，还与电极的正负与金属活泼性有关外，还与电解质溶液有关电解质溶液有关总反应：总反应：离子方程式离子方程式负极：负极：正极：正极：NaOHNaOHMgMgAlAl2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 Al-3e-+4OH-=

10、AlO2-+2H2O2H2O+2e-=2OH-+H2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22.2.写出写出Al 、Cu与浓与浓HNO3组成原电池组成原电池的总的总 反应和电极反应式。反应和电极反应式。总反应：总反应：负极：负极：正极：正极：Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2OCu-2e-=Cu2+2H+NO3-+e-=NO2+H2O练练习习判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式并写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应

11、：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极：正极正极：总反应总反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或Zn+CuSO4ZnSO4+Cu()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Fe2e-Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+Fe2+H2或或Fe+H2SO4FeSO4+H2（1 1）以自发进

12、行的氧化还原反应为基础）以自发进行的氧化还原反应为基础（2 2）把氧化还原反应分解为氧化反应和）把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应还原反应两个半反应，从而确定电极反应（3 3）以两极反应为原理，确定电极材料）以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液及电解质溶液（4 4）画出装置简图）画出装置简图三三、设计原电池思路、设计原电池思路1、利用下列、利用下列氧化还原氧化还原反应设计原电池，反应设计原电池，写出电极反应式。并画出装置图写出电极反应式。并画出装置图(盐桥盐桥)Cu+2 FeCl3=CuCl2+2FeCl2化合价降低得化合价降低得2e-Cu+2Fe3+=C

13、u2+2Fe2+化合价升高失化合价升高失2e-CuCCuCl2FeCl3装置图：装置图：（Cu+2 FeCl3=CuCl2+2FeCl2）能把碳改能把碳改为铁吗？为铁吗？2 2、根据下式所表示的氧化还原反应设计一个、根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池：原电池：Zn(s)+Fe2+(aq)=Zn2+(aq)+Fe(s)装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置简图；装置简图；注明原电池的正极和负极；注明原电池的正极和负极；注明外电路中电子的流向；注明外电路中电子的流向；写出两个电极上的电极反应。写出两个电极上的电极反应。FeFeZnZn盐桥盐桥ZnSOZ

14、nSO4 4FeSOFeSO4 4()(+)负极：负极：Zn-2e-=Zn2+正极：正极：Fe2+2e-=Fe 化学电源在现代生活、生产和国防中使用的电池在现代生活、生产和国防中使用的电池用于用于“神六神六”的太阳能电的太阳能电池池“嫦娥二嫦娥二号号”的太的太阳阳能能电池池小型高性能小型高性能燃料电池燃料电池 原原子子能能电电池池运运用用在在飞飞船船上上铅蓄电池铅蓄电池问题探究一：问题探究一：已知碱性锌锰电池总反应方程式为已知碱性锌锰电池总反应方程式为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2（电解质溶液为（电解质溶液为KOH溶液）溶液）正极电极反应方程式为正极电极反应方程式为则

15、负极电极反应方程式为则负极电极反应方程式为 碱性锌锰电池构造示意图碱性锌锰电池构造示意图碱性电池碱性电池 一：一次电池一：一次电池Zn+2OH-2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-归纳总结：根据化学方程式书写电极反应式归纳总结：根据化学方程式书写电极反应式注意点：注意点：、找出、找出 反应和反应和 反应的物质，确定正反应的物质，确定正负极反应的物质；负极反应的物质；、负极失电子所得氧化产物和正极得电子、负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的所得还原产物，与溶液的 性有关性有关、验证：两电极反应式、验证：两电极反应式 所得式子和原所得式子和

16、原化学方程式相同，则书写正确。化学方程式相同，则书写正确。还原还原氧化氧化酸碱酸碱相加相加问题探究二：问题探究二：问题探究二：问题探究二：试根据反应试根据反应试根据反应试根据反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O写出铅蓄电池写出铅蓄电池的电极方程式的电极方程式负极(Pb)：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极(PbO2)：PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O 二、二次电池二、二次电池充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)阴极(接电源负极)：还原反应 PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO

17、42-(aq)阳极(接电源正极)：氧化反应 PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的电目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用，因此压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中。但是比较广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中。但是比较笨重。因此出现了大有笨重。因此出现了大有发展前景的燃料电池发展前景的燃料电池燃料电池与一般电池不同的是，其所需的化学燃料并不储存在电池内部，燃料电池与一般电池不同的

18、是，其所需的化学燃料并不储存在电池内部，而是从外部供应，便于燃料的补充，从而电池可以长时间甚至不间断地而是从外部供应，便于燃料的补充，从而电池可以长时间甚至不间断地工作。工作。三、燃料电池三、燃料电池问题探究三：问题探究三：问题探究三：问题探究三：利用利用利用利用 2 2H2+O2=2H2O的反应，设计成燃料电池的电极的反应，设计成燃料电池的电极方程式为方程式为(电解质为电解质为KOH溶液溶液)负极(Pt)：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极(Pt)：O2+2H2O+4e-=4OH-思考：若该电池的电解质溶液换作稀硫酸思考：若该电池的电解质溶液换作稀硫酸时，电极方程式又是什么？时，电极方程

19、式又是什么？APt(-)Pt(+)e-e-H2O2KOH溶液溶液氢氧燃料电池工作原理氢氧燃料电池工作原理A.质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池 质子交换膜燃料电池的关键材料与部件为：1)电催化剂；2)电极；3）质子交换膜；4）双极板。工作时，氢在负极被转变成氢离子的同时释放出电子，电子通过外电路回到电池正极，与此同时，氢离子则通过电池内部高分子膜电解质到达正极。在正极，氧气转变为氧原子，氧原子得到从负极传过来的电子变成氧离子，和氢离子结合生成水。右图是质子交换膜燃料电池工作原理示意图负极负极 正极正极B.固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池 固体氧化物燃料电池采用固体氧化物作为电解质，除了高

20、效，环境友好的特点外，它无材料腐蚀和电解液腐蚀等问题；在高的工作温度下电池排出的高质量余热可以充分利用，使其综合效率可由50%提高到70%以上；它的燃料适用范围广，不仅能用H2，还可直接用CO、天然气（甲烷）、煤汽化气，碳氢化合物、NH3、H2S等作燃料。这类电池最适合于分散和集中发电。C.熔融碳酸盐燃料电池熔融碳酸盐燃料电池 熔融碳酸盐燃料电池是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池。其电解质是熔融态碳酸盐。反应原理示意图如下：正极：O2+2CO2+4e-=2CO32-负极：2H2+2CO32-4e-=2CO2+2H2O 总反应：O2 2H2=2H2O熔融碳

21、酸盐燃料电池是一种高温电池（600700），具有效率高（高于40%）、噪音低、无污染、燃料多样化（氢气、煤气、天然气等）、五、电池与其它能源相比有哪些优点？五、电池与其它能源相比有哪些优点？四、判断电池的优劣标准主要是什么？四、判断电池的优劣标准主要是什么？能量转换效率高，供能稳定可靠，可以制成各种形状和能量转换效率高，供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便，易大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作于维护，并可在各种环境下工作 、比能量：符号、比能量：符号(Ah/kg)，(Ah/L)电池优劣的判断标准电池优劣的判断标准

22、:、比功率：、比功率：符号是符号是W/kg，W/L)、比时间：电池的储存时间的长短、比时间：电池的储存时间的长短除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。存时间长的电池，其质量好。减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源如果你是电池厂厂长，你想生产什么如果你是电池厂厂长，你想生产什么样的电池？样的电池？电解池电解池10/15/2022电解电解:使使电流电流通过通过电解质溶液电解质溶液而在而在阴阳阴阳两极两极引起引起氧化还原反应氧化还原反应的过程。的过程。电解池电解池:借助借助氧化还原反应氧化还原反应，把

23、，把电能电能转化为转化为化学能化学能的装置的装置.构成条件构成条件:(1)(1)外加直流电源外加直流电源 (2)(2)与电源相连的两个电极：与电源相连的两个电极：接电源正极的为阳极，发生接电源正极的为阳极，发生氧化反应氧化反应 接电源负极的为阴极，发生接电源负极的为阴极，发生还原反应还原反应 (3)(3)电解质溶液或熔化的电解质电解质溶液或熔化的电解质 电子的流向电子的流向:电子从外加电源的负极流出，流电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）液中

24、移动）离子定向移动的方向离子定向移动的方向:阳离子阳离子向向 阴极阴极移动移动,阴离子阴离子向向 阳极阳极移动移动.惰性电极与活性电极：惰性电极与活性电极：惰性电极惰性电极(铂、金、石墨铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应仅仅导电，不参与反应 活性电极（除铂、金外的金属）：活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可既可以导电、又可以参与电极反应以参与电极反应电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。也可以在电解质溶液中进行。以电解氯化铜为例以电解氯化铜为例实验：实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象

25、：现象：阳极：有气泡，有阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使刺激性气味，并能使湿润的湿润的KI-淀淀粉试纸粉试纸变蓝（变蓝（Cl2)阴极：碳棒上有一层红色的铜析出阴极：碳棒上有一层红色的铜析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜CuCl2溶液溶液实验分析：实验分析：通电前：通电前：分析电解质溶液中的离子情况分析电解质溶液中的离子情况 阳离子阳离子：H+、Cu2+阴离子阴离子：OH-、Cl-做无规则运动做无规则运动通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电）（1）确定电极名称：）确定电极名称：阳极阳极（接电源正极）（接电源正极）阴极阴极（接电源负极）（接电源负极）与电极材料无关与电极材料无关（3）判断电极

26、产物并书写电极反应）判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极阳极：2Cl-Cl2 +2e-氧化反氧化反应应 阴极阴极：Cu2+2e-Cu 还原反应还原反应总式：总式：（2）判断离子的放电顺序：）判断离子的放电顺序：阳离子阳离子：Cu2+H+阴离子阴离子：Cl-OH-（4）分析电解质溶液的变化情况：）分析电解质溶液的变化情况：氯化铜溶液浓度降低氯化铜溶液浓度降低CuCl2Cu+Cl2电解离子放电顺序：离子放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到

27、电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等)时：时：溶液中溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：阴离子的放电顺序（由难到易）是：S S 2-2-SOSO3 32-2-II-BrBr-ClCl-OHOH-NONO33-SOSO4 42-2-(等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）FF-AgAgAgAg+FeFeFeFe3

28、+3+3+3+CuCuCuCu2+2+2+2+HHHH+PbPbPbPb2+2+2+2+SnSnSnSn2+2+2+2+FeFeFeFe2+2+2+2+ZnZnZnZn2+2+2+2+(HH+)Al Al Al Al3+3+3+3+MgMgMgMg2+2+2+2+NaNaNaNa+CaCaCaCa2+2+2+2+KKKK+注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按HH+,不同时按不同时按不同时按不同时按（HH+）无论是惰性

29、电极还是活性电极都不参与电极反应，发无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：阳离子在阴极上放电顺序是：阳极：阳极：阴极阴极:电解规律阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuCl2阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：Cu2+2e-=2Cu减小减小减减小小CuCl2CuCl2溶液溶液CuCl2Cu+Cl2电解阳极阳极阴极阴极氧氧气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4阳极阳极

30、:4OH-4e-2H2O+O2阴极阴极:4H+4e-2H2变大变大不不变变加加H2ONa2SO4溶液溶液2H2O2H2+O2电解阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原NaCl阳极阳极:2Cl-2e-Cl2阴极阴极:2H+2e-H22NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2电解减小减小增增大大加加HClNaCl溶液溶液实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极:4OH-4e-2H2O+O2阴极：阴极：Cu2+2e-Cu减小减小减小减小加加CuOCuSO4溶液溶液2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H

31、2SO4电解电解规律（惰性电极）小结电解规律（惰性电极）小结 阳极：阳极：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根 F-与与区：电解本身型区：电解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl与与区：放氢生碱型区：放氢生碱型 如如NaCl与与区：放氧生酸型区：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3与与区：电解水型区：电解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH阴极：阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+电解质溶液用惰性电极电解的示例电解质溶液用惰性电极电解的示例：电电解解类类型型举举 例例电电极反极反应应溶液溶液PH变变化化溶液

32、复原方法溶液复原方法物物质类别质类别实实例例仅仅溶溶剂剂水水电电解解 仅仅溶溶质质电电解解 溶溶质质和和溶溶剂剂同同时电时电解解 含氧酸含氧酸H2SO4强强碱碱NaOH活活泼泼金属的金属的含氧酸含氧酸盐盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阳极：阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：阴极：4H+4e-2H2减小减小增大增大不不变变H2O阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：阴极：2H+2e-H2增大增大HCl不活不活泼泼金属金属的无氧酸的无氧酸盐盐CuCl2阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：阴极：Cu2+2e-Cu减少减少CuCl2活活泼泼金属的金属的无氧酸无氧酸盐盐NaCl阳极：阳极：2Cl

33、-2e-Cl2阴极：阴极：2H+2e-H2增大增大HCl不活不活泼泼金属的金属的含氧酸含氧酸盐盐CuSO4阳极：阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e-2Cu减小减小CuO（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.写出下列装置的电极反应式，并判断写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液溶液PH值的变化。值的变化。巩固练习巩固练习2.2.如上图所示，通电后如上图所示，通电后A A极上析出极上析出AgAg，对该装置的有关叙，对该装置的有关叙述正确的是述正确的是A.PA.P是电源的正极是电源的正极B.FB.F极上发

34、生的反应为：极上发生的反应为：4OH4OH-4e-4e-=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.电解时，甲、乙、丙三池中，除电解时，甲、乙、丙三池中，除E E、F F两极外，其余电两极外，其余电极均参加了反应极均参加了反应D.D.通电后，甲池的通电后，甲池的PHPH减小，而乙、丙两池溶液的减小，而乙、丙两池溶液的PHPH不变不变B3.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的pH值均减小，而在值均减小，而在和和两极，电极产物两极，电极产物的物质的量之比为的物质的量之比为12的是的是 甲 乙

35、 A B C D甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 D4.为为下下图图所所示示装装置置中中，a、b都都是是惰惰性性电电极极，通通电电一一段段时时间间后后，b极极附附近近溶溶液液呈呈红红色色。下下列说法正确的是列说法正确的是AX是正极，是正极，Y是负极是负极BX是负极，是负极，Y是正极是正极CCuSO4溶液的溶液的PH值逐渐减小值逐渐减小DCuSO4溶液的溶液的PH值不变值不变a XY bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC5.用两支惰性电极插入用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，溶液中，通电电解。当电解液的

36、通电电解。当电解液的PH值从值从6.0变为变为3.0时时(设电设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：，电极上析出银的质量大约是：A、27mgB、54mgC、108mgD、216mgB电解原理的应用电解原理的应用电解饱和食盐水反应原理电解饱和食盐水反应原理思考思考:（1）电解池的两极各产生什么现象）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成）怎样初步检验两极产物的生成?（3）结合教材，分析产

37、生这种现象）结合教材，分析产生这种现象的原因。的原因。在在U型管里装入饱和食型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。极，一根铁棒作阴极。接通直流电源接通直流电源实验装置实验装置1.电解食盐水电解食盐水现象：现象：阳极：有气泡产生，阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉使湿润的淀粉KI溶液变蓝溶液变蓝阴极：有气泡产生，阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红滴加酚酞溶液变红阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2H+2e-=H2总式：总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2(条件条件:通电通电)实验装置实验装置（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽）生产设

38、备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢阴极：碳钢 阳极：钛阳极：钛阳离子交换膜：只允许阳离子通过阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl、OH离子和气体不能通过离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴，把电解槽隔成阴极室和阳极室。极室和阳极室。（2）离子交换膜的作用：）离子交换膜的作用：a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；b、避免氯气和氢氧化钠反应生成、避免氯气和氢氧化钠反应生成，而影响，而影响氢氧化钠的产量。氢氧化钠的产量。氯碱工业氯碱工业:离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H

39、2O（含少量（含少量NaOH）离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室粗盐的成份：粗盐的成份：泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜精制食盐水精制食盐水杂质的除去过程：杂质的除去过程：粗盐水粗盐水 含少量含少量Ca2+.Mg2+精制精制盐水盐水2.2.铜的电解精炼铜的电解精炼一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工

40、业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。粗铜粗铜含杂质含杂质(ZnFeNiAgAu等等)纯铜纯铜粗铜粗铜阳极：阳极：ZnZn2+2e-FeFe2+2e-NiNi2+2e-CuCu2+2e-ZnFeNiCuAgAu阴极阴极:Cu2+2e-Cu阳极泥阳极泥问：电解完后，问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？溶液的浓度有何变化？CuSO4溶液溶液3.3.电镀电镀电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合电镀是利用电解原理在某些

41、金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，它是电解原理的又一重要应用。金的过程，它是电解原理的又一重要应用。电镀可以使金属更电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力加美观耐用，增强防锈抗腐能力。例如，钢铁是人们最常用的。例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。铜、铬、镍等。电镀：电镀：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀电镀是利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过

42、程上一薄层其他金属或合金的过程，铁铁片片铜铜片片硫酸铜溶液硫酸铜溶液电极：电极：阳极阳极镀层金属镀层金属或惰性电极或惰性电极阴极阴极待镀金属制品待镀金属制品电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。溶液中溶液中CuSO4的浓度保持不变的浓度保持不变或变小或变小阳极：阳极：6O2-12 e-=3O2 阴极：阴极：4Al3+12e-=4Al4.冶炼铝冶炼铝通电通电总式：总式：2Al2O34Al+3O2原理原理:助熔剂：冰晶石（助熔剂：冰晶石（Na3AlF6六氟合铝酸钠）六氟合铝酸钠）阳极材料阳极材料(碳碳)和熔融氧化铝需要定期补充和熔融氧化铝需要定期补充思考思考:

43、工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用不用AlCl3?冶炼铝设备图冶炼铝设备图阳极阳极C电解质电解质烟罩烟罩熔融熔融态铝态铝钢壳钢壳钢导电棒钢导电棒阴极阴极C耐火耐火材料材料5.金属的防护金属的防护1）金属腐蚀快慢的判断）金属腐蚀快慢的判断电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀同一种金属的腐蚀：同一种金属的腐蚀：同一种金属的腐蚀

44、：同一种金属的腐蚀：强电解质强电解质强电解质强电解质 弱电解质弱电解质弱电解质弱电解质 非电解质非电解质非电解质非电解质2）金属的防护方法）金属的防护方法改变金属内部结构改变金属内部结构改变金属内部结构改变金属内部结构覆盖保护层覆盖保护层覆盖保护层覆盖保护层电化学保护法电化学保护法电化学保护法电化学保护法外加电源的阴极保护法外加电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法牺牲负极的正极保护法电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池、电解精炼池、电镀池的比较电电解池解池电解精炼池电解精炼池电镀电镀池池定定义义形成形成条件条件电电极极名称名称电电极极反反应应将将电电能能转变转变成化学能成化学能的装置。的装置

45、。应应用用电电解原理在某些解原理在某些金属表面金属表面镀镀上一上一层层其其它金属的装置。它金属的装置。两两电电极接直流极接直流电电源源电电极插人极插人电电解解质质溶液溶液形成形成闭闭合回路合回路镀层镀层金属接金属接电电源正极源正极待待镀镀金属接金属接电电源源负负极极电镀电镀液液须须含有含有镀层镀层金金属的离子属的离子阳极：阳极：电电源正极相源正极相连连阴极：阴极：电电源源负负极相极相连连阳极：阳极：镀层镀层金属；金属；阴极：阴极：镀镀件件阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：阴极：还还原反原反应应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应应应用用电电解原理将不解原理将不纯纯的金属提的

46、金属提纯纯的装置。的装置。不不纯纯金属接金属接电电源正极源正极纯纯的金属接的金属接电电源源负负极极电电解解质质溶液溶液须须待提待提纯纯金属的离子金属的离子阳极：不阳极：不纯纯金属；金属；阴极：阴极：纯纯金属金属阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应 电解计算电解计算电子守恒法电子守恒法例一例一 ：铂电极电解铂电极电解1LCu(NO3)2和和KNO3混合混合溶液溶液,通电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L(S.T.P)气体气体.求电解后溶液的求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物并确定析出铜的物质的量质的量.解析：阳极解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+O2

47、阴极阴极 Cu2+2e-=Cu 2H+2e-=H2 阳极转移电子的物质的量为阳极转移电子的物质的量为:0.54=2mol,消耗消耗4OH-2mol,即产生即产生H+2mol.阴极生成阴极生成0.5molH2,消耗消耗H+1mol;所以溶液中所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成生成H2转移的电子转移的电子:0.5 2=1mol,故还有故还有1mole-用于还原用于还原Cu2+,可析出铜为可析出铜为0.5mol.O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH计算计算关系式：关系式：例二例二：用石墨电极电解用石墨电极电解100mLH2SO4与与CuSO4的混合的混合液，通电一段时间后，两极均

48、收集到液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气（标况）气体，则原混合液中体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（的物质的量浓度为（）A.1mol/LB.2mol/LC.3mol/LD.4mol/LA阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A例三例三：某硝酸盐晶体化学式为某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，式量为，式量为242，将，将1.21g该晶体溶于水配成该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电溶液，用惰性电极进行电解。当有极进行电解。当有0.01mol电子转移时，溶液中金属离电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时

49、阴极增重子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：。求：金属金属M的相对原子质量及的相对原子质量及x、n 值；值；电解溶液的电解溶液的pH（溶液体积仍为（溶液体积仍为100mL）。）。Mx+xe-=M0.005mol0.01mol0.32g所以：x=2；M=64；n=3产生H+为0.01mol，pH=11.1.右右图图中中x x、y y分分别别是是直直流流电电源源的的两两极极,通通电电后后发发现现a a极极板板质质量量增增加加,b,b极极板板处处有有无无色色无无臭臭气气体体放放出出,符合这一情况的符合这一情况的A 练练 习习2.根据金属活动顺序表，根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：不能发

50、生如下反应：Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2。但选择恰当电极材料但选择恰当电极材料 和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四 种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是ABCD阳极阳极石墨石墨CuCuCu阴极阴极石墨石墨石墨石墨FePt电解液电解液CuSO4溶液溶液Na2SO4溶液溶液H2SO4溶液溶液H2OB3.按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：