《高中化學第四章 電化學基礎課件新人教版選修4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中化學第四章 電化學基礎課件新人教版選修4（17頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、一、原電池、電解池工作原理一、原電池、電解池工作原理1.1.原電池原理：通過自發(fā)氧化還原反應把化學能轉(zhuǎn)化為電能。原電池原理：通過自發(fā)氧化還原反應把化學能轉(zhuǎn)化為電能。 陽極陽極（內(nèi)電路（內(nèi)電路） 陰極陰極（內(nèi)電路）（內(nèi)電路）CCH2SO4溶液溶液陽極陽極陰極陰極+ee電源電源正極正極負極負極CuZnH2SO4溶液溶液eeH+SO4 2 H+SO4 2 氧化反應氧化反應: Zn-2e- = Zn2+還原反應還原反應:2H+2e - = H2還原反應還原反應:2H + +2e - = H2氧化反應氧化反應: 4OH + 4e - =O2+2H2OOHOH原電池原電池電解池電解池定義定義形成形成條件條

2、件電極名稱電極名稱電極判斷電極判斷電極反應電極反應得失電子得失電子 電子流向電子流向化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置?；瘜W能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。 將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置。將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置?；顒有圆煌瑑呻姌O活動性不同兩電極（燃料電池電極除外）（燃料電池電極除外）電解質(zhì)溶液（有選擇性）電解質(zhì)溶液（有選擇性）兩電極必須插入電解質(zhì)溶液中兩電極必須插入電解質(zhì)溶液中（或兩電極相靠）形成（或兩電極相靠）形成閉合閉合回路回路兩電極接直流電源（兩電極接直流電源（兩電極活兩電極活動性可相同，也可不同動性可相同，也可不同）電解質(zhì)溶液（任意）電解質(zhì)溶液（任意）兩電極必須插入電解質(zhì)溶液中兩電極必須插入電解質(zhì)溶液中形成形成

3、閉合閉合回路回路負極：負極：較活潑金屬較活潑金屬正極：正極：較不活潑金屬較不活潑金屬(或能導電或能導電的非金屬等的非金屬等)陽極陽極：電源：電源正極正極相連相連陰極陰極：電源：電源負極負極相連相連負極（負極（內(nèi)電路為內(nèi)電路為陽極陽極）：發(fā)生）：發(fā)生 氧化反應（氧化反應（失電子失電子） 正極（正極（內(nèi)電路為內(nèi)電路為陰極陰極）：發(fā)生）：發(fā)生還原反應（溶液中的還原反應（溶液中的陽離子陽離子移移向正極向正極得電子）得電子）陽極：陽極：發(fā)生氧化反應（發(fā)生氧化反應（電極電極或溶或溶 液中的液中的陰離子陰離子移向陽極移向陽極失電子失電子）陰極陰極：發(fā)生還原反應（溶液中的：發(fā)生還原反應（溶液中的 陽離子陽離子

4、移向陰極移向陰極失電子失電子）負極負極 正極正極負極負極 陰極陰極 ； 陽極陽極 正極正極池池型型 電解池電解池電鍍池電鍍池（應用電解原理）（應用電解原理）銅的精煉池銅的精煉池 （應用電解原理）（應用電解原理）裝裝置置特特征征電電極極反反應應溶液溶液的濃的濃度度陽極陽極:M-ne-= Mn+陰極陰極:Mn+ne- = M陽極陽極、陰極陰極和電解質(zhì)溶液和電解質(zhì)溶液陽極陽極: 鍍層金屬鍍層金屬(M)陰極：陰極： 鍍件鍍件電鍍液：含鍍層金屬電鍍液：含鍍層金屬離子離子(Mn+)陽極陽極: 粗銅粗銅(含含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等等 )陰極陰極: 精銅精銅電解液電解液: CuSO4溶液溶液 陽

5、極陽極: (活性電極活性電極先放電先放電)易放電易放電陰離子首先放電陰離子首先放電陰極陰極: 的陽離子的陽離子首先放電首先放電陽極陽極:Cu2e-= Cu2+（Zn-2e- = Zn2+ Fe-2e- = Fe2+等）等）陰極陰極:Cu2+2e- = Cu（Ag、Pt、Au成為成為“陽極泥陽極泥” ）改變改變不變不變變小變小電解原理的應用：電解原理的應用：原電池原理的應用原電池原理的應用各種化學電源各種化學電源1.普通鋅錳電池普通鋅錳電池2.堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池3.鉛蓄電池鉛蓄電池4.燃料電池燃料電池介質(zhì)介質(zhì)電池反應：電池反應： 2H2 + = 2H2O 酸性酸性負極負極正極正極中性中性負

6、極負極 正極正極堿性堿性負極負極正極正極2H - 4e- = 4H+O + 2H O + 4e- = 4OH-2H - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O2H +4OH- - 4e- = 4H O O + 2H O + 4e-= 4OH-4、電極反應的書寫、電極反應的書寫書寫規(guī)律書寫規(guī)律:原電池或電解池的兩電極反應式之和即為總反應式；原電池或電解池的兩電極反應式之和即為總反應式；書寫方法書寫方法:總反應式減去一電極反應式即為另一個電極反應式?？偡磻綔p去一電極反應式即為另一個電極反應式。 對于較復雜的、陌生的反應可用該方法解題并檢驗；對于較復雜的、陌生的反應可用該方

7、法解題并檢驗；書寫注意事項書寫注意事項:一看電極材料一看電極材料;二看環(huán)境介質(zhì)二看環(huán)境介質(zhì);三看附加條件與信息。三看附加條件與信息。5、電解計算、電解計算難點：燃料電池電極反應式的書寫難點：燃料電池電極反應式的書寫 可充電電池電極反應式的書寫可充電電池電極反應式的書寫O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH.電子守恒法電子守恒法.pH值的計算值的計算 陰極上析出陰極上析出1molH2,表示有表示有2molH離子放電，則溶液中增離子放電，則溶液中增加加2molOH-離子；若陽極上析出離子；若陽極上析出1molO2,表示溶液中表示溶液中4molOH-離子放電，則溶液中離子放電，則溶液中4molH離

8、子。離子。電解原理的應用電解原理的應用陽極：陽極：鍍層金屬鍍層金屬陰極：陰極：待鍍金屬制品待鍍金屬制品( (鍍件）鍍件）電鍍液：電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)實驗裝置實驗裝置二二 電解池中離子的反應順序電解池中離子的反應順序陰極陰極:得電子，發(fā)生還原反應，常見陽離子放電順序：得電子，發(fā)生還原反應，常見陽離子放電順序：陽極陽極:失失電子電子,發(fā)生發(fā)生氧化氧化反應反應當陽極為金屬電極時，當陽極為金屬電極時，金屬電極金屬電極優(yōu)先放電。優(yōu)先放電。當陽極為惰性電極時當陽極為惰性電極時,常見陰離子放電順序：常見陰離子放電順序：(只在熔融狀態(tài)下放電只在熔融狀態(tài)下放電) 電解質(zhì)溶液用

9、惰性電極電解的示例電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：電解電解類型類型 舉舉 例例電極反應電極反應溶液溶液 pH變化變化溶液復原溶液復原方法方法物質(zhì)類別物質(zhì)類別實例實例 含氧酸含氧酸H2SO4強堿強堿NaOH活潑金屬的活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽Na2SO4無氧酸無氧酸HCl陽極：陽極：4OH- - 4e- = O2 +2H2O陰極：陰極：4H+ + 4e- = 2H2減小減小增大增大不變不變H2O陽極：陽極：2Cl- - 2e-=Cl2陰極：陰極：2H+2e- = H2增大增大HCl不活潑金屬不活潑金屬的無氧酸鹽的無氧酸鹽CuCl2陽極：陽極：2Cl- - 2e- =Cl2陰極：陰極：Cu2+2e

10、- = Cu減少減少CuCl2活潑金屬的活潑金屬的無氧酸鹽無氧酸鹽NaCl陽極：陽極：2Cl- - 2e- =Cl2陰極：陰極：2H+2e- =H2增大增大HCl不活潑金屬的不活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽CuSO4陽極：陽極：4OH- - 4e- =O2+2H2O陰極：陰極：2Cu2+4e- = 2Cu減小減小CuO放氫生放氫生堿型堿型放氧生放氧生酸型酸型2H2O 2H2 +O2 電解電解電解水型水型電解電解溶質(zhì)溶質(zhì)電電解解溶溶質(zhì)質(zhì)和和水水陰陽極產(chǎn)物的陰陽極產(chǎn)物的化合物化合物三、電解池及原電池的應用三、電解池及原電池的應用-金屬的防護金屬的防護1）金屬腐蝕快慢的判斷）金屬腐蝕快慢的判斷2）金屬的

11、防護方法）金屬的防護方法外加電源的陰極保護法外加電源的陰極保護法犧牲負極的正極保護法犧牲負極的正極保護法原電池、電解池的區(qū)分關鍵看原電池、電解池的區(qū)分關鍵看是否有外接電源；是否有外接電源；有有外加電源的裝外加電源的裝置一定是電解池，無外加電源的裝置一定是原電池置一定是電解池，無外加電源的裝置一定是原電池。電解池、電鍍池和精煉池的區(qū)分關鍵看電解池、電鍍池和精煉池的區(qū)分關鍵看陽極材料和電解質(zhì)溶液陽極材料和電解質(zhì)溶液。【說明】：多池組合時【說明】：多池組合時, 一般是含有活潑金屬的池為原電池，其余都一般是含有活潑金屬的池為原電池，其余都是在原電池帶動下工作的電解池；若最活潑的電極相同時，則兩極間是在

12、原電池帶動下工作的電解池；若最活潑的電極相同時，則兩極間活潑性差別較大的是原電池，其余為電解池?；顫娦圆顒e較大的是原電池，其余為電解池。2.多池組合判斷：多池組合判斷：無外電源：無外電源：一池為原電池，其余為電解池；一池為原電池，其余為電解池；有外電源：有外電源：全部為電解池或電鍍池、精煉池全部為電解池或電鍍池、精煉池常見題型：常見題型：1.單池判斷：單池判斷： 練習1.請觀察下列實驗裝置圖，指出各裝置的名稱。電解池電鍍池 NaCl溶液溶液 硫酸溶液硫酸溶液原電池CuSO4溶液溶液精煉池ABCDCuSO4溶液溶液（ A ）（B）（C）（D）CuSO4 AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuC

13、uCPtPtAgFe2.寫出下列裝置的極反應，并判斷寫出下列裝置的極反應，并判斷A、B、C溶液溶液PH值值的變化。的變化。電解池電解池原電池原電池電解池電解池電解池電解池負極負極正極正極陰極陰極陽極陽極e-3.3.下列圖一、圖二是鐵釘在水中被腐蝕的實驗下列圖一、圖二是鐵釘在水中被腐蝕的實驗 數(shù)天后數(shù)天后數(shù)天后數(shù)天后圖一圖一圖二圖二（1）上述兩裝置中鐵釘發(fā)生變化的共性是：）上述兩裝置中鐵釘發(fā)生變化的共性是：（2）圖一說明原溶液呈）圖一說明原溶液呈 性，鐵釘發(fā)生性，鐵釘發(fā)生 腐蝕，腐蝕，電極反應為：電極反應為： （3）圖二說明原溶液呈）圖二說明原溶液呈 性，鐵釘發(fā)生性，鐵釘發(fā)生 腐蝕，腐蝕，電極反

14、應為：電極反應為： 發(fā)生了原電池反應發(fā)生了原電池反應中性或弱堿中性或弱堿吸氧吸氧負極：負極：Fe -2e = Fe2+; 正極正極:2H2O +O2 +2e-=4OH-負極：負極：Fe-2e-= Fe2+；正極：；正極：2H+ +2e-= H2較強酸性較強酸性析氫析氫4. 如下圖兩個電解槽中，如下圖兩個電解槽中，A、B、C、D均為石墨電極。均為石墨電極。如果電解過程中共有如果電解過程中共有0.02mol電子通過，下列敘述中正確電子通過，下列敘述中正確的是的是( ) A.甲燒杯中甲燒杯中A極上最多可析出銅極上最多可析出銅0.64gB.甲燒杯中甲燒杯中B極上電極反應式為：極上電極反應式為： 4OH

15、- 4e- =2H2O+O2C.乙燒杯中滴入酚酞試液，乙燒杯中滴入酚酞試液，D極附近變紅極附近變紅D.乙燒杯中乙燒杯中C極上發(fā)生還原反應極上發(fā)生還原反應C1. 原電池正、負極的確定原電池正、負極的確定(1) 活潑金屬一般作負極；活潑金屬一般作負極；(2) 電子流出電子流出的一極或電流流入的一極為負極；的一極或電流流入的一極為負極；(3) 在內(nèi)電路中在內(nèi)電路中陰離子陰離子移向的電極為負極，陽離子移向的電極為正移向的電極為負極，陽離子移向的電極為正極。極。(4)發(fā)生氧化反應發(fā)生氧化反應(還原劑中元素化合價還原劑中元素化合價升高升高)的一極為負極。的一極為負極。 此外還可以借助氧化反應過程發(fā)生的一些

16、特殊現(xiàn)象（如電極溶此外還可以借助氧化反應過程發(fā)生的一些特殊現(xiàn)象（如電極溶解、減重，電極周邊溶液或指示劑的變化等）來判斷。解、減重，電極周邊溶液或指示劑的變化等）來判斷。2.電解池電解池 陰、陽極的判斷陰、陽極的判斷可根據(jù)電極與電源兩極相連的順序判斷可根據(jù)電極與電源兩極相連的順序判斷 陰極：陰極：與直流電源的與直流電源的負極負極相連接的電解池中的電極。相連接的電解池中的電極。 陽極：陽極：與直流電源的與直流電源的正極正極直接連接的電極。直接連接的電極。 若是惰性電極（若是惰性電極（，在該極上，溶液中還原性強的，在該極上，溶液中還原性強的陰離子陰離子首先首先失去電子被氧化；失去電子被氧化；若是活性電極，若是活性電極，電極材料參與反應電極材料參與反應，自身失去電子被氧化而溶入，自身失去電子被氧化而溶入溶液中。溶液中。