选修4电化学教学设计陶炳春

第四章电化学基础复习

学习目标

知识与技能：

1．巩固理解原电池的反应原理、化学电源及其应用、巩固了解金属腐蚀及防腐蚀方法。

2．巩固了解电解池与原电池的异同、理解电解原理，氯碱工业、电镀、铜电解精炼原理。

3．巩固掌握常见离子放电顺序，熟练书写电极反应式，总反应式并能进行相关计算。

过程与方法：

通过知识归纳总结的学与教，让学生学会对所学知识进行归纳总结，引起学生对学习方法的重视。

情感态度与价值观：

通过本次课的学习，让学生找到学习的感觉，重视轻松学习的方法，感受学习的快乐。先学后教

[知识点一]原电池的构成条件

原电池一般用___________________的物质做负极（或在负极发生反应），用___________的物质做正极（或在正极发生反应），外电路中电子从_________流向_________，两电极浸在电解质溶液中并通过正负离子的定向移动形成__________。

例1镍镉（Ni－Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充、放电反应按下式

进行：2Ni(OH)2＋Cd(OH)2充电

Cd＋2NiO(OH)＋2H2O

由此可知，该电池放电时的负极材料是

A．Cd(OH)2B．Ni(OH)2C．Cd D．NiO(OH)

[知识点二]原电池原理与化学电源

1．原电池设计：首先找出_______________和________________，其次是选取__________和_______________。将之设计成两个半电池，其间通过_____________相连。

2．化学电源

利用原电池原理可以制造出各种实用电池，即化学电源，化学电源包括一次电池（又叫__________）、二次电池（又叫____________或________________）和____________等几大类。

例2锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：

Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)＝Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)

下列说法错误

．．的是

A．电池工作时，锌失去电子

B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－＝Mn2O3(s)＋2OH－(aq)

C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

[知识点三]金属腐蚀与防护

1．金属的腐蚀：包括__________和___________，其中以___________为主，钢铁在潮湿的空气里发生的腐蚀是_______腐蚀的典型例子。钢铁在酸性条件下的腐蚀称为________，负极反应为_________________，正极反应为_______________；钢铁在酸性条件下的腐蚀称为__________________，负极反应为____________________，正极反应为_______。铜等活动性较差的金属在酸性条件下发生电化学腐蚀时，负极反应为__________________，正极反应为_____________________，这样的腐蚀虽然是在酸性条件下进行的仍称为______________。

2．金属的防护

⑴电化学防护法

___________________________________________________________等。

[知识点四]电解池与原电池的比较从以下几个方面比较：

⑴能量转换⑵装置构成⑶电极名称⑷电极反应[知识点五]电极上的放电顺序

阳极的放电先后顺序一般是：_______________________________________________；

阴极的放电先后顺序一般是：_______________________________________________。

例3⑴pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH ＞a，则该电解质可能是

A．NaOH B．H2SO4C．AgNO3D．Na2SO4

⑵用惰性电极实现电解，下列说法正确的是

A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变

B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小

C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2

D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1

[知识点六]电解原理的应用

1．氯碱工业：即____________的工业，其反应原理是：阳极__________，阴极_________，总反应________________。

2．电镀：是特殊的电解，电镀时，用___________做阳极、_______________做阴极，用含________________的电解质溶液。理论上讲，电镀时，电解质溶液的________是不变的。

3

极失去电子变成离子溶解下来，当阳极上的Cu失去电子变成离子溶解后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成____________。

以学定教

1．利用反应2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2，设计一个原电池装置。

简易装置图带盐桥的装置图

⑵上述简易装置的效率不高，电流在短时间内就会衰减。为解决以上问题，常将原电池设计成带盐桥的装置，请在右边方框中画出该原电池装置，标明电极材料和电解质溶液；

⑶在下面横线上写出电极反应式。

负极：__________________，正极：________________。

2． X 、Y 、Z 、W 为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。已知： ① X 可分别与Y 、W 形成X 2Y 、X 2Y 2、XW 等共价化合物；

② Z 可分别与Y 、W 形成Z 2Y 、Z 2Y 2、ZW 等离子化合物。

请回答：⑴ Z 2Y 的化学式是________________。

⑵ Z 2Y 2与X 2Y 反应的化学方程式是

___________________________________________。

⑶ 如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW 饱

和溶液，C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。接通S 1后，C(Ⅰ)

附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻

璃管中液面未脱离电极），断开S 1，接通S 2，电流表的指针发生偏转。此时：

C(Ⅰ)的电极名称是_____________________（填写正极或负极）；

C(Ⅱ)的电极反应式是________________________________。

⑷ 铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入X 2Y 2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是_____________________________________。

[当堂训练]

1．型Li －I 2电池可以用作心脏起搏器的能源，寿命可超过10年。其电池反应可简化为2Li ＋I 2＝2LiI 。该电池的负极反应式是( )

A ．I 2＋2e ―＝2I －

B ．2I －－2e ―＝I 2

C ．Li―e ―＝Li ＋

D ．Li ＋＋e ―＝Li

2（2005·广东高考）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（Y 2O 3）的氧化锆（ZrO 2）晶体，在熔融状态下能传导O 2－。下列对该燃料电池

说法正确的是（ ）

A ．在熔融电解质中，O 2－由负极移向正极

B ．电池总反应是：2

C 4H 10＋13O 2→8CO 2＋10H 2O

C ．通入空气的一极是正极，电极反应为：O 2＋4e －＝2O 2－

D ．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C 4H 10＋26e －＋13O 2－＝4CO 2＋5H 2O

3．（2006·四川理综）下列描述中，不符合生产实际的是 （ ）

A ．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极

B ．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极

C ．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极

D ．在镀件上电镀锌，用锌作阳极

4．（2005·全国理综Ⅰ）关于电解NaCl 水溶液，下列叙述正确的是（ ）

A ．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠

B ．若在阳极附近的溶液中滴入KI 溶液，溶液呈棕色

C ．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色

D ．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性

5．工业上用MnO 2和KOH 为原料制取KMnO 4，主要生产过程分两步进行：第一步，将MnO 2、KOH 粉碎混合均匀，在空气中加热熔化并不断搅拌，制取K 2MnO 4；第二步，将K 2MnO 4的浓溶液进行电解，制取KMnO 4。

⑴制取K 2MnO 4的化学方程式是_________________________________________。

⑵电解K 2MnO 4溶液时，两极发生的电极反应分别是：阳极_____________________，阴极_______________________，电解的总方程式_______________________________。

[当堂反馈]

1．用石墨作电极，电解1mol ·L －1下列物质的溶液，溶液的pH 保持不变的是（ ）

A ．HCl

B ．NaOH

C ．Na 2SO 4

D ．NaCl

2．（2005·天津理综）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe 、Zn 、Cu 、Pt 等杂质，可

C(Ⅱ)