原电池和电解池复习课件-ppt课件

原电池和电解池复习课件一、原电池与电解池的比较原电池电解池电池内离子的迁移方向负极：氧化反应正极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应电极反应形成条件能量转换电子流向化学能转化为电能电能转化为化学能负极正极阳极流出；阴极流入工作原理两个电极;电解质;闭合回路;一般能自发进行氧化还原反应电源;两个电极;电解质;闭合回路外电路：电子的定向移动内电路：离子的定向移动外电路：电子的定向移动内电路：离子的定向移动阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移电解和电离有无区别？原电池（负极）电解池（阳极）电流流入的一极电流方向电子流向反应现象离子迁移方向电极质量减少阴离子移入的一极电源电子流出的一极与电源正极相连的为阳极二、电极的判断方法反应类型发生氧化反应跟踪演练uC4OS2H判断下列装置是原电池还是电解池？XX负极原电池原电池电解池电解池原电池电解池电解池电解池原电池原电池阳极阳极阴极阴极IIII负极正极阳极阴极X盐桥的成分：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。盐桥的作用：正极（铜电极）：Cu2++2e-=Cu负极（锌电极）：Zn-2e-=Zn2+电池反应：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+（总反应）ZnCu（1）形成闭合回路（2）平衡电荷电极反应：ZnSO4H2SO4AZnCuCuZnH2SO4A单液电池双液电池双液电池的优点：能产生持续、稳定的电流。CuSO4ZnSO4AZnCu【思考】下图装置能否形成原电池？不能双液电池的特征：电池反应中的氧化剂（电解质溶液）和还原剂（电极）分别位于不同的池中参加反应的电极通常插在相应的盐溶液中三、电极反应、电池反应的书写1、原电池（遵循谁强谁反应）ZnSO4H2SO4AZnCu稀硫酸FeCu稀硫酸FeCuNaCl溶液不同的介质不同的电极反应钢铁的析氢腐蚀钢铁的吸氧腐蚀H2SO4(aq)(-)(+)(+)(-)锂电池干电池纽扣电池各类电池蓄电池化学电池P14一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池铅蓄电池氢氧燃料电池锂离子电池银锌蓄电池普通锌锰干电池锌银纽扣电池将燃料和氧化剂中的化学能直接、连续地转化为电能的发电装置化学电源b、锌-锰碱性干电池总反应:2MnO2+Zn+H2O=MnOOH+Zn(OH)2负极(Zn)：Zn–2e-+2OH-=Zn(OH)2正极(C)：2MnO2+2e-+2H2O==2MnOOH+2OH-KOHa、银锌纽扣电池(1)干电池正极：Ag2O、负极：Zn两个电极均参与反应正极：C、负极：Zn一个电极均参与反应a、氢氧燃料电池①用KOH做电解质溶液②用H2SO4做电解质溶液③用固体氧化钇—氧化锆为电解质(高温时允许O2-通过）(2)燃料电池两个电极均不参与反应1、负极失电子2、守恒原理：质量守恒、电子守恒(但若只写某一极时电子不必守恒)3、共存原理(注意介质的酸碱性)【总结】电极反应的书写注意事项:生成的离子或物质与电解质要能共存4、复杂的电极反应式可以由总反应式减去另一较简单的电极反应式得到.5、溶液中不存在O2-——在酸性溶液中它与H+结合成H2O、在碱性或中性溶液中它H2O与结合成OH-，但熔融态电解质中存在O2-6、Fe-2e-=Fe2+一种新型燃料电池，它是以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通入甲烷和氧气。电极反应为：负极：正极：电池总反应：2O2+4H2O+8e-=8OH-CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2Ob、甲烷燃料电池．（2005年广东）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2—。下列对该燃料电池说法正确的是A．在熔融电解质中，O2—由负极移向正极B．电池的总反应是：2C4H10+13O2→8CO2+10H2OC．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+4e—=2O2—D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e—+13O2—=4CO2+5H2OBC（3）充电电池充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使生成物恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。正极：PbO2、负极：Pb两个电极均参与反应铅蓄电池放电时的电极反应：负极：Pb+SO42-—2e-＝PbSO4正极：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O铅蓄电池充电和放电的总化学方程式：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电总反应：PbO2+Pb+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O铅蓄电池充电时的电极反应：阴极：PbSO4+2e-＝Pb+SO42-阳极：PbSO4+2H2O-2e-＝PbO2+4H++SO42-总反应：2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+4H++2SO42-FeCCuCl2阳极：阴极：电解反应：如何检验生成的氯气？2Cl--2e-=Cl2↑Cu2++2e-=CuCuCl2==Cu+Cl2↑通电湿润的淀粉KI试纸变蓝电解池中有何现象？阳极区有气泡产生且有刺激性气味，阴极区石墨棒上有一层红色物质生成2、电解池（遵循谁强谁反应）【思考】：若将碳棒改为铜?情况又如何？铜棒变细铁棒变粗,相当于在铁上镀铜离子放电顺序：活性电极（除Au、Pt、石墨外）＞S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-Ag+Fe3+Hg2+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+阳极：阴极：注意：阳极材料水溶液中浓溶液中熔融态中分析以惰性电极电解下列溶液的电极反应和电解反应。（１）硝酸银溶液（２）氯化铜溶液（３）稀硫酸（４）氢氧化钠溶液（5）硫酸钠溶液（1）溶液的PH如何变化？（2）上述溶液电解结束后，要使溶液和电解前相同需要加入何种物质？【例1】如何使图中的铁棒上析出铜，而铁的质量不变可以采取哪些措施？【例2】．(2007年江苏)某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是A．电解过程中，铜电极上有H2产生B．电解初期，主反应方程式为：Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大BC【例3】、用石墨作电极电解100mLH2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体（标准状况下），原混合溶液中Cu2+的物质的量浓度为（）A．1mol/LB．2mol/LC．3mol/LD．4mol/LA例4、在水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO42-、NO3-、Cl-，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为（）A、35.5：108B、16：27C、8：1D、108：35.5C四、根据离子反应设计原电池或电解池（1）Fe+2Fe3+=3Fe2+负极材料：负极材料：电解质溶液：FeCu或惰性电极（如碳棒、Au、Pt）可溶性铁盐(2)依探究双液电池的工作原理，请将Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag设计一个能持续产生电流的原电池装置,画出装置图并写出电极反应式（3）Cu+2HCl=CuCl2+H2(1).比较金属活动性强弱.例1.下列叙述可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强C1.原电池原理应用.五、原电池原理和电解池原理的应用(2).比较反应速率.例2.下列制氢气的反应速率最快的是C.粗锌和1mol/L盐酸A.纯锌和1mol/L硫酸B.纯锌和18mol/L硫酸D.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液D例3.下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)(3).比较金属腐蚀的快慢.－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）离子交换膜阳极金属钛网阴极碳钢网阳极室阴极室a、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，而影响氢氧化钠的产量电解饱和食盐水2、电解原理的应用1、电解饱和食盐水(P19)阳极：2Cl--2e-==Cl2↑阴极：2H++2e-==H2↑（1）请写出电极反应式和电解反应以石墨为电极⑵在工业生产中，用阳离子交换膜将阴极区与阳极区隔开，使阴极区的OH-不能进入阳极区，为什么要这么做？Cl–在阳极失电子生成Cl2，OH-进入阳极区会与Cl2反应，既减少Cl2的产量，又会生成NaClO,使产品不纯且干扰电解。注意：电池反应不能写成2H++2Cl-==H2+Cl2通电2、电镀定义利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。装置(以铜上镀银为例)结果：“一多一少一不变”阴极——待镀金属或镀件阳极——镀层金属电镀液——含有镀层金属离子的溶液阳极：2Ag—2e-=2Ag+阴极：2Ag++2e-=2AgAgCuAgNO3【铜上镀锌？】3、铜的电解精炼：粗铜含杂质(ZnFeNiAgAu等)阳极：Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+Cu-2e-=Cu2+ZnFeNiCuAgAu阴极:Cu2++2e-=Cu阳极泥问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？粗铜纯铜硫酸铜溶液结果：“一多一少一基本不变”基本不变阳极-粗铜，阴极-纯铜4、活泼金属的制备特别活泼的金属钠、镁、铝等只能通过电解的方法制取阳极：6O2-—12e-==3O2↑阴极：4Al3++12e—==4Al总方程式：2Al2O3==4Al+3O2↑通电熔融思考：1.为什么不电解熔融的AlCl3？石墨Al熔融的AL2O32.工业上制金属镁是电解氧化镁还是电解熔融的氯化镁？金属的电化学腐蚀金属的腐蚀金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。本质：金属原子失去电子被氧化的过程。化学腐蚀电化腐蚀含义现象本质举例联系金属或合金跟有腐蚀性的化学物质直接接触发生氧化还原反应而消耗的过程不纯金属或合金跟电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍金属的腐蚀铁与氯气铁器表面生成铁锈铜器表面生成铜绿析氢腐蚀吸氧腐蚀条件正极负极总反应其他反应及产物普遍性金属的电化学腐蚀（以Fe为例）2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O水膜酸性较强水膜酸性很弱或中性吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2课本P22活动与探究课本P24交流与讨论铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？铜器上的铁铆钉为什么特别容易生锈？1、在同一电解质溶液中：小结（1）、电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀（2）、浓度越大，腐蚀越快2、不同的电解质溶液中：强电解质＞弱电解质＞非电解质（3）、活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，活泼金属腐蚀的速率越快例1、下列关于金属腐蚀的说法正确的是（）A、金属在潮湿空气中的腐蚀实质是M+nH2O=M（OH）n+n/2H2↑B、金属的化学腐蚀的实质是M-ne-=Mn+,电子直接转移给氧化剂C、金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D、在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D例2、以下现象与电化学腐蚀无关的是（）A、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿B、生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈C、铁质器件附有铜制配件，在接触处容易生锈D、银质奖牌久置后表面变暗D4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O化学腐蚀金属的电化学防护（1