2019年高中化学第04章电化学基础章末复习导学案新人教版选修4
高中化学第四章电化学基础微型专题四电化学基础学案新人教版选修4(2021年整理)
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微型专题四电化学基础[学习目标定位] 1。
会判断原电池的正、负极。
2.会正确书写原电池的电极反应式。
3。
会正确区分判断原电池和电解池。
4.熟知电解的规律及其应用.一、原电池原理及其应用1.原电池的构成及正、负极判断例1将镁条和铝条平行插入一定浓度的氢氧化钠溶液中,用导线连接形成原电池。
下列有关该装置的叙述正确的是()A。
因镁比铝活泼,故镁是原电池的负极,铝为正极B.铝条表面虽有氧化膜,但可不必处理C.该电池的内、外电路中,电流均由电子定向移动形成D.铝是电池的负极,工作时溶液中会立即有白色沉淀生成答案B解析判断原电池的正、负极时只考虑两极的活泼性,没有注意电极能否与电解质溶液反应,易错选A.A项,因Al易与NaOH溶液反应,Al失电子,铝为负极;B项,Al2O3能与NaOH溶液反应,故不必处理;C项,内电路靠阴、阳离子的定向移动形成电流;D项,电池刚开始工作时NaOH过量,故Al反应后在溶液中是以AlO-,2形式存在的,而无沉淀.【易错辨析】判断原电池的正、负极,不能单纯看金属的活泼性,还要考虑电解质溶液的性质,同样的电极在不同的电解质溶液中显现出不同的性质。
2019年高中化学 第04章 电化学基础 专题4.1 原电池教学案 新人教版选修4

4-1 原电池教学目标1.让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程;2.使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件;3.能够写出电极反应式和电池反应方程式.4.实验引导学生以问题为中心的学习方法,学会发现问题、解决问题的方法。
教学重点:通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
教学难点:从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质教学过程:【引入】电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。
那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。
【板书】4.1 原电池一、原电池实验探究【讲解】铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点!【实验探究】(铜锌原电池)【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H+)如何变化?4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?5、电子流动的方向如何?【讲解】我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。
【板书】(1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。
【提问】在原电池装置中只能发生怎样的化学变化?【学生】 Zn+2H+=Zn2++H2↑【讲解】为什么会产生电流呢?【回答】其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应,有电子的转移,但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时,由于分子热运动无一定的方向,因此电子转移不会形成电流,而通常以热能的形式表现出来,激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。
第四章《电化学基础》归纳与整理导学案(含解析)人教版高中化学选修4
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第四章《电化学基础》导学案归纳与整理(共一课时)【学习目标】1.通过分析原电池原理、归纳形成的条件、分析装置的特点,能正确判断原电池的正、负极。
2.通过问题探究、讨论交流,会根据氧化还原反应原理,理解半电池概念,会正确书写原电池的电极反应式和总反应式。
3.通过分析电解原理、实例探究、问题讨论,熟知电解的规律及其应用,会正确书写电解的电极反应式和总反应式。
4.通过对原电池和电解池的比较,会正确区分判断原电池和电解池,能分析有关电化学综合性问题,培养节约资料、环境保护意识。
【学习重点】原电池和电解池中电极的判断方法、电极反应式及总反应式的书写、电解规律及应用【学习难点】二次电池原理分析、电解规律及应用情景导入:本章《电化学基础》内容包括原电池和电解池两部分,如下图所示装置,当K1关闭,K2打开时是什么装置?铁是什么电极?当K2关闭,K1打开时是什么装置?铁是什么电极?活动一、图解原电池正、负极的判断方法1.思考交流:根据上述两种装置的特点,请说出两装置中电子及溶液中离子移动方向?为什么?可以从哪些角度快速判断原电池中的正、负极?【温馨提示】(1)原电池中电子由负极流向正极,溶液中阳离子向正极移动阴离子向负极移动.(2)电解池中电子由负极流向阴极再由阳极流回正极,电解液中阴离子向阳极移动阳离子向阴极移动.(3)原电池中电极的判断角度如下所示:2.问题探究:在原电池中,金属更活泼的电极一定是负极吗?清举例说明。
【温馨提示】活泼电极不一定作负极。
常见有下面两种情况会出现“异常”原电池:(1)铝铜浓硝酸电池:初期,活泼金属铝作负极被氧化,由于铝表面很快形成致密氧化物薄膜阻止反应继续进行,使铝钝化,钝化铝作正极,铜被浓硝酸氧化,作负极,电极反应:铜:Cu-2e-===Cu2+;钝化铝:2NO-3+2e-+4H+===2NO2↑+2H2O。
(2)镁铝烧碱溶液电池:镁不溶于烧碱,铝单质可溶于烧碱,铝作负极,镁作正极,电极反应,铝:2Al-6e-+8OH-===2AlO-2+4H2O;镁:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-。
人教版选修四第四章、电化学基础 期末基础知识复习及训练(含答案)
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人教版高二化学必修四第四章、电化学基础期末基础知识复习及训练(含答案)基础知识点整理一、原电池基本概念理解。
1、原电池的概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
2、化学电池的分类:常见的原电池可以分为三类:(1)一次电池:常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等;(2)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;(3)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。
3、原电池的电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn-2e=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+2H+=Zn2++H2↑4、常见原电池的电极反应总结。
⑴干电池(属于一次电池)①结构:锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。
②电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2NH4++2e-=2NH3+H2NH3和H2被Zn2+、MnO2吸收:MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2++4NH3=Zn(NH3)42+⑵铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)①结构:铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。
②A.放电反应负极: Pb-2e-+ SO42- = PbSO4正极: PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充电反应:阴极:PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-阳极:PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-===总反应式:Pb + PbO 2 + 2H2SO4放电充电2PbSO4 + 2H2O5、典型例题分析。
例题1、原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
下列说法中正确的是( )A.(1)(2)中Mg作负极,(3)(4)中Fe作负极B.(2)中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑C.(3)中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+D.(4)中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑答案:B解析:(1)中Mg作负极;(2)中Al作负极;(3)中铜作负极;(4)是铁的吸氧腐蚀,Fe作负极。
高中化学 第四章《电化学基础》 新人教版选修4
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2.原电池工作原理(以锌铜原电池为例)
装 置 示 意 图 现 锌片逐__渐__溶__解__,铜片上有红___色__物__质__沉__积__, 象 电流表指针发生_偏__转_____
电极 电极名称 得失电子 电子流向 反应类型
电极反应式
总反应式
Zn电极
Cu电极
负极
正极
失电子
得电子
流出
流入
氧化反应
还原反应
解析:选C。判断原电池正负极,除考虑活 泼性还要注意电解质溶液对正负极的影响。 对于稀硫酸来说,镁是比铝更活泼的金属; 但对于氢氧化钠溶液来说,铝是比镁更活泼 的金属,所以A池中镁是负极,B池中铝是负 极,B对;
A池中电极反应为Mg-2e-===Mg2+,A 对;B池中电子流向为Al―→Mg,C项错。 A池中正极2H++2e-===H2↑,随着反应进 行,c(H+)减少,pH增大,D对。
二、原电池的设计 1.依据 理论上,能自发进行的__氧__化__还__原__反__应____均 能设计成原电池。 2.实际设计时应注意的几个方面 (1)外电路
负极(还__原__性__较__强___的物质)―失 导―线e→- 正极(能__导__电__ 的物质) (2)内电 路 将两极浸入 _电__解__质___溶液 中,并通过 _阴__、__阳__ 离子的定向运动而 形成内电路。
原电池原理的应用
探究导引2为什么锌与稀硫酸反应时,加入少 量CuSO4,会使反应速率加快? 提示:锌与稀硫酸反应时,加入少量CuSO4, Cu2+被锌置换出来,生成的单质Cu附着在锌 的表面,此时会发生原电池反应,锌为负极, 使反应速率加快。
要点归纳
1.加快氧化还原反应的速率 在金属与酸溶液的置换反应中,通过形成原电 池而使反应速率加快。 2.比较金属活动性的强弱
2019年高中化学第04章电化学基础专题4.2化学电池导学案新人教版选修4
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4-2 化学电源【学习目标】1.了解化学电源的分类方法。
2.了解几种常见化学电源的组成和工作原理。
3.了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害,设想其处理方法。
【学习重难点】学习重点:常见化学电源的组成和工作原理学习难点:常见化学电源的组成和工作原理【自主预习】一、化学电源(一)化学电源的分类1.一次电池:电池中发生反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。
2.二次电池:可多次的电池。
3.燃料电池:利用和间的氧化还原反应将能转化为能的化学电源。
燃料电池能连续不断地提供电能的原因4.判断电池优劣或者是否合适某种需要,主要看这种电池或以及电池的可存储时间的长短。
O2 +4e- +2CO2=2CO32-二、一次电池(一)锌锰电池——分为酸性和碱性两种1.普通锌锰电池:酸性电解质为负极:材料,反应式:正极:材料,反应式:2+2 e+2MnO2=2NH3↑+Mn2O3+H2O总反应化学反应方程式:Zn +2MnO2 +2NH4Cl=Mn2O3+ZnCl 2+2NH3↑2.碱性锌锰电池:负极:材料,反应式:正极:材料,反应式:2MnO2+2e+2H2O =2MnOOH+2OH总反应化学反应方程式:Zn +2MnO2 +2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 (二)银锌电池负极:材料,反应式:。
正极:材料,反应式:。
总反应化学反应方程式:Zn +AgO2 +H2O= Zn(OH)2+2Ag 三、二次电池(一)铅蓄电池——最常见的二次电池总反应化学反应方程式:放电时:负极:材料,反应式:。
正极:材料,反应式:。
充电时:阳极(氧化反应):材料,反应式:阴极(还原反应):材料,反应式:小规律:1、充电时,原电池的负极与外电源的负极相连,原电池的正极与外电源的正极相连。
2、充电的电极反应与放电的电极反应过程相反,即充电的阳极反应为放电正极反应的逆过程,充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。
(二)目前已经开发的新型二次电池有[课堂练习]高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。
人教版2019年高中化学第04章电化学基础专题4.2化学电池教学案选修4
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4-2 化学电源教学目标1.了解电池的一般分类,2.了解常见的化学电源的种类及其原理,知道它们在生产生活和国防中的应用3.掌握几种典型化学电池的电极反应4.引导学生自主学习,了解有关化学电源和新型化学电池的相关知识教学重点:掌握几种典型电池的用途和特点。
教学难点:掌握几种典型化学电池的电极反应教学过程:【情景导入】在日常生活中,你用过那些电池?你知道电池的其它应用吗?【交流结果】干电池、蓄电池、纽扣电池、燃料电池,电池可用于照明、电动车动力、手机电源、手表电源等,那么本节课我们来学习化学电源的有关知识。
【板书】第二节化学电源【指导阅读】阅读教材74页,思考下列问题1、目前化学电池主要分为哪几个大类?在性能等方面它们各有什么特点?2、化学电池与其他能源相比有哪些优点?3、判断电池的优劣标准主要是什么?【板书】化学电池1、概念:是将化学能转化为电能的装置①一次电池又称不可充电电池——如:干电池2、分类:②二次电池又称充电电池——蓄电池③燃料电池①能量转换效率高,供能稳定可靠3、优点:②可以制成各种形状和大小、不同电压的电池,使用方便③易维护,可在各种环境下工作。
【投影】图4-2电池及其用途。
面对许多原电池,我们怎样判断其优劣或适合某种需要?①比能量:[符号(A·h/kg),(A·h/L)]【板书】4、电池优劣的判断标准:②比功率:【符号是W/kg,W/L)】③比时间:电池的储存时间的长短【过渡】展示出几种一次电池:普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池、锂电池等,下面介绍常见化学电池的工作原理和化学电池的电极反应。
【板书】一、一次电池1、碱性锌锰干电池:负极(锌筒):Zn +2OH-—2e—= Zn(OH)2;正极(石墨):正极:2MnO2+2H2O+2e-= 2MnOOH+2OH-电池的总反应式为:Zn +2MnO2+2H2O= 2MnOOH+ Zn(OH)2【讲解分析】比普通锌锰干电池好,比能量和储存时间有所提高,使用于大电流和连续放电,是民用电池更新换代产品。
教育最新K122018-2019年高中化学 第04章 电化学基础章末复习教学案 新人教版选修4
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第四章电化学基础章末复习教学目标1、强化对本章知识点的理解与运用,提高学生运用理论知识分析问题的能力,加深对理论知识的理解的能力。
2、自主探究与归纳,提升对电化学基础相关知识的理解与运用。
3、提高学生思考的能力,体现合作学习,让学生自主地获取知识,感受到学习的乐趣。
教学重点:归纳整理电化学原理的相关理论的理解与运用教学难点:电化学理论的综合应用【基础知识自查】知识点一、原电池1.概念:将化学能转化为电能的装置叫做原电池_ 。
2.组成条件①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③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: Zn-2e-=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+2H+=Zn2++H2↑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)根据实验现象①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极【例题1】下列关于原电池的叙述正确的是()A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B.原电池是将化学能转变为电能的装置C.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极【答案】B【例题2】原电池的电极名称不仅与电极的性质有关,也与电解质溶液有关,下列说法中不正确的是()A.有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为:Al-3 e-==Al3+B.Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2OC.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-==Cu2+D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-==Cu2+【答案】C【解析】A、铝比铜活泼,因此铝为负极,电极反应式为Al-3e-=Al3+,故A说法正确;B、Mg虽然比Al活泼,但是Mg不与NaOH反应,因此Al为负极,即负极反应式为2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O,故B 说法正确;C、铁比铜活泼,因此铁作负极,即负极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故C说法错误;D、铝与浓硝酸发生钝化反应,因此铜作负极,即负极反应式为Cu-2e-=Cu2+,故D说法正确。
人教版2019年高中化学第04章电化学基础章末复习导学案选修4
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第四章电化学基础章末复习【学习目标】1、原电池2、化学电源3、电解池4、金属的电化学腐蚀与防护教学重点:归纳整理电化学原理的相关理论的理解与运用教学难点:电化学理论的综合应用【基础知识自查】知识点一、原电池1.概念:将_____________转化为______________的装置叫做_______________ 。
2.组成条件①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③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:____________ 极——导线—— _______________极内电路:盐桥中_____________离子移向负极的电解质溶液,盐桥中___________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:____________ 反应:______________(较活泼金属)正极:_____________ 反应:____________________(较不活泼金属)总反应式:_________________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 ______________。
(3)从电流方向 _______________________ 。
(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)根据实验现象①溶解的一极为____________________②增重或有气泡一极为正极【例题1】下列关于原电池的叙述正确的是()A. 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B. 原电池是将化学能转变为电能的装置C. 在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原D. 原电池放电时,电流的方向是从负极到正极【例题2】原电池的电极名称不仅与电极的性质有关,也与电解质溶液有关,下列说法中不正确的是()A.有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为:Al-3 e-==Al3+B.Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-==Cu2+D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-==Cu2+知识点二、化学电源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:_________________、__________________、__________________ (1)一次电池常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等(2)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。
人教版选修4 第4章 电化学基础 章末复习 作业
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第4章电化学基础章末提能拔高练1.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式:2Cl--2e-=== Cl2↑B.氢氧燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e-=== 4OH-C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式:Cu-2e-=== Cu2+D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e-===Fe2+解析:选A 氢氧碱性燃料电池的正极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-;粗铜精炼时,与电源负极相连的是纯铜;钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式:Fe-2e-===Fe2+。
2.(2019·正阳高二检测)下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )解析:选C 电镀铜时,Cu作阳极,镀件作阴极,故C错。
3.关于各图的说法(其中①③④中均为惰性电极)正确的是( )A.①装置中阴极产生的气体能够使湿润淀粉KI试纸变蓝B.②装置中待镀铁制品应与电源正极相连C.③装置中电子由b极流向a极D.④装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应解析:选D 装置①用惰性电极电解CuCl2溶液,阴极析出铜,阳极产生氯气,A错;装置②为电镀铜装置,阳极电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,阴极电极反应式为Cu2++2e-===Cu,因此待镀铁制品应与电源负极相连,B错;装置③为氢氧燃料电池,b极通入O2,发生还原反应,作电池的正极,是电子流入的一极,C错。
4.甲、乙、丙三个电解槽如图所示(其中电极的大小、形状、间距均相同)。
乙、丙中AgNO3溶液浓度和体积均相同,当通电一段时间后,若甲中铜电极的质量增加0.128 g,则乙中电极上银的质量增加( )A.0.054 g B.0.108 gC.0.216 g D.0.432 g解析:选C 甲中铜电极增重0.128 g,说明析出铜为0.002 mol。
由图示可知,乙、丙并联后与甲串联,又因乙、丙两槽中的电极反应相同,故乙、丙中的电子转移分别是甲中的一半。
2018-2019学年人教版选修4 第4章 电化学基础 章末复习 学案
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第4章电化学基础章末复习【考向分析】电化学是高中化学的重点内容,也是考试的热点。
在题型上多以传统题型为主,其中原电池的工作原理、电解产物的判断与计算、电极及电池反应方程式的书写、离子的移动方向、溶液pH的变化都是命题的热点。
考查往往以选择题的形式考查两电极反应类型,反应式的书写,两电极附近溶液性质的变化,电子、电流和离子移动方向的判断等;在Ⅱ卷中会以应用性和综合性进行命题,如与生产生活(如金属的腐蚀和防护等)相联系,与无机推断、化学实验、化学计算等进行学科内知识综合考查,复习时要特别注意燃料电池和新型电池的正、负极材料分析和电极反应式的书写。
【知识归纳】知识点1 原电池的工作原理1.将化学能转变为电能的装置叫做原电池,它的原理是将氧化还原反应中还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂,使氧化还原反应分别在两极上进行。
2.原电池的形成条件:(如下图所示)活泼性不同的电极材料;电解质溶液;构成闭合电路(用导线连接或直接接触);自发进行的氧化还原反应。
构成原电池的四个条件是相互联系的,电极不一定参加反应,电极材料不一定都是金属,但应为导体,电解质溶液应合理的选取。
3.判断原电池正负极常用的方法:负极一般为较活泼金属,发生氧化反应,是电子流出的一极,电流流入的一极,阴离子定向移动极,往往表现溶解;正极一般为较不活泼金属或能导电的非金属,发生还原反应;电子流入一极,电流流出一极,阳离子定向移向极,往往表现为有气泡冒出或固体析出。
4.原电池电极反应式书写技巧(1)根据给出的化学方程式或题意,确定原电池的正、负极,弄清正、负极上发生反应的具体物质。
(2)弱电解质、气体、难溶物均用化学式表示,其余以离子符号表示,写电极反应式时,要遵循质量守恒、元素守恒定律及正负极得失电子数相等的规律,一般用“=”而不用“→”。
(3)注意电解质溶液对正、负极反应产物的影响,正、负极产物可根据题意或化学方程式加以确定。
(4)正负电极反应式相加得到原电池的总反应式,通常用总反应式减去较易写的电极反应式,从而得到较难写的电极反应式。
高中化学 第四章 电化学基础章末整合教案 新人教版选修4
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电化学基础章末整合一、原电池电极反应式的书写规律和方法1.根据装置书写电极反应式(1)先分析题目给定的图示装置,确定原电池正、负极上的反应物,并标出相同数目电子的得失。
(2)负极反应式的书写(3)正极反应式的书写①首先判断在正极发生反应的物质:当负极材料与电解质溶液能自发地发生化学反应时,在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒;当负极材料与电解质溶液不能自发地发生化学反应时,在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。
②然后再根据具体情况写出正极反应式,在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题,若参与反应也要书写叠加式。
③燃料电池的正极反应式电解质是碱性或中性溶液:O2+2H2O+4e-===4OH-,电解质是酸性溶液:O2+4H++4e-===2H2O。
(4)正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。
2.根据总反应式书写电极反应式先写简单的电极反应式,复杂的电极反应式可用总反应式减去简单的电极反应式而得到,用下图所示原电池为例:原电池反应为:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑,因此,其正极为Mg片,反应式为:2H2O+2e-===H2↑+2OH-则负极为Al片,反应式为:Al-3e-+4OH-===AlO-2+2H2O3.可充电池电极反应式的书写技巧二、电化学的计算问题1.基本方法(1)根据得失电子守恒法计算用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路上转移的电子数相等。
(2)根据总反应中的数量关系进行计算先写出电极反应再写出总反应,或直接运用总反应,根据总反应列比例式计算。
(3)根据关系式计算由得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁,建立所需的关系式。
如惰性电极电解AgNO3溶液中关系式:O2~4e-~4H+~4OH-~4Ag。
(4)c(H+)或c(OH-)的计算在电解某物质水溶液的过程中,由于存在电离平衡,若阴极上析出1 mol H2,表示有2 mol H+放电,则溶液中增加2 mol OH-,若阳极上析出1 mol O2,表示溶液中有4 mol OH-放电,则溶液中增加4 mol H+,这是定量计算电解后溶液pH的关键。
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第四章电化学基础章末复习【学习目标】1、原电池2、化学电源3、电解池4、金属的电化学腐蚀与防护教学重点:归纳整理电化学原理的相关理论的理解与运用教学难点:电化学理论的综合应用【基础知识自查】知识点一、原电池1.概念:将_____________转化为______________的装置叫做_______________ 。
2.组成条件①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③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:____________ 极——导线—— _______________极内电路:盐桥中_____________离子移向负极的电解质溶液,盐桥中___________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:____________ 反应:______________(较活泼金属)正极:_____________ 反应:____________________(较不活泼金属)总反应式:_________________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 ______________。
(3)从电流方向 _______________________ 。
(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)根据实验现象①溶解的一极为____________________②增重或有气泡一极为正极【例题1】下列关于原电池的叙述正确的是()A. 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B. 原电池是将化学能转变为电能的装置C. 在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原D. 原电池放电时,电流的方向是从负极到正极【例题2】原电池的电极名称不仅与电极的性质有关,也与电解质溶液有关,下列说法中不正确的是()A.有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为:Al-3 e-==Al3+B.Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2OC.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-==Cu2+D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-==Cu2+知识点二、化学电源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:_________________、__________________、__________________(1)一次电池常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等(2)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):_________________________________正极(氧化铅):_________________________________________充电:阴极:_________________________________阳极:____________________________________________两式可以写成一个可逆反应:_______________________________________________③目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池(3)燃料电池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。
a.当电解质溶液呈酸性时:负极:__________________________________正极:__________________________________________b.当电解质溶液呈碱性时:负极:_____________________________正极:___________________________________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:___________________________________正极:_______________________________________电池总反应式为:CH4+2O2+2OH-= CO32-+3H2O③燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低。
【例题3】科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机酸转化为氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。
该电池负极反应为()A.H2+2OH-==2H2O+2e- B.O2+4H++4e-==2H2OC.H2==2H++2e-D.O2+2H2O+4e-==4OH-【例题4】某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含Li+导电固体为电解质。
放电时的电池反应为:Li+LiMn2O4==Li2Mn2O4。
下列说法正确的是()A.放电时,LiMn2O4发生氧化反应B.放电时,正极反应为:Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4C.充电时,LiMn2O4发生氧化反应D.充电时,阳极反应为:Li++e-==Li【例题5】据报道,摩托罗拉公司开发的一种以甲醇为原料,以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可持续使用一个月。
(1)关于该电池的叙述正确的是()A 放电时,正极反应为式:O2+4e-+4H+==2H2OB. 放电时,负极反应为式:CH3OH-6e-+8OH-==CO32-+6H2OC. 充电时,原电池的负极与电源的正极相连接D. 充电时,阴极反应式为:4OH--4e-==2H2O+O2↑(2)若以熔融的K2CO3为电解质,正极充入CO2与O2的混合气体。
试写出该燃料电池的电极反应式:负极______________________,正极___________________________。
知识点三、电解池1.电解原理(1)电解池:_________________________也叫电解池。
(2)电解:_________________________________________(3)放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化反应、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___________________相连的电极,发生____________________反应阴极:与直流电源的_______________相连的电极,发生__________________反应(1)电解CuCl2溶液的电极反应:阳极:______________________(氧化)阴极:_____________________(还原),总反应式:________________________________(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】放电顺序①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+②阴离子的放电顺序:a.惰性电极时:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)b.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;若阳极为惰性材料,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。
电解质水溶液电解产物的规律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2.电解原理的应用(1)电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气电解饱和食盐水的工业生产叫做_______________________在食盐溶液中,通电时,在阳极Cl-比OH-容易失去电子,氧化生产氯气;在阴极,H+比Na+容易得到电子,还原生产氢气。
阳极:________________________(氧化反应)阴极: _____________________ (还原反应)总反应: 2NaCl+2H2O==电解==2NaOH+H2↑+Cl2↑(2)电镀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。
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 — == M n+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。
③镀铜反应原理:阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+,阴极(镀件):Cu2++2e-=Cu,电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液④电镀应用之一:铜的精炼阳极:_____________________;阴极:__________________;电解质溶液:_________________ (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电解熔融氯化钠通电前,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↑【例题6】下列有关电解池的说法不正确的是()A. 电解池是把电能转化为化学能的装置B. 电解池中阴离子向阴极移动,阳离子向阳极移动C. 电解池中与电源正极相连的一极是阳极,发生氧化反应D. 电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程【例题7】右图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关的判断正确的是()A. a为负极,b为正极B. a为阳极,b为阴极C. 电解过程中,d电极质量增加D. 电解过程中,氯离子浓度不变【例题8】课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法,某研究性学习小组将下列装置如图连接,C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。