电化学复习ppt课件

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活泼性,还原性依次 减弱。
⒈ 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,并

写出电极反应式.



(×)
(×)
负极: Zn-2e-=Zn2+

正极: 2H++2e-=H2↑
(∨)
总反应: Zn+2H+=Zn2++H2↑
负极: Zn-2e- =Zn2+

正极: 2H++2e- =H2↑
充电时:阴极:PbSO4+2e=Pb+SO42-
阳极:PbSO4+2H2O-2e=PbO2+SO42-+4H+
已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应 式为:Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2 试写出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极 的电极反应式。
放电时: 负极:Fe-2e+2OH-= Fe(OH)2 正极:NiO2+2e+2H2O= Ni(OH)2+2OH-
1、原电池:把化学能转变为电能的装置。
2.构成原电池的条件 (1)有两个相连的电极 ①导体;②相连的形式可以多种多样的; ③电极材料可以多种多样。 两种活泼不同的金属。 哪种是负极? 电极本身都参与反应吗? 一种金属与一种非金属(如石墨)。 哪个是负极? 电极本身参与反应吗? 也可以两电极都是其它材料。
【知识概括】 一个反应:氧化还原反应 两个转化:化学能和电能的相互转化 三个条件:原电池、电解池的形成条件 四个池子:原电池、电解池、电镀池、精炼池
例题1:
下列装置中属于原电池的是 ( B ) 属于电解池的是 ( CD )
稀硫酸 A
稀硫酸 B
稀硫酸 C
硫酸 D
原电池中电极反应的判断
Fe
C Zn
C
(开发新电池) 太阳能电池
核电池

燃料电池

银-锌电池

碱性蓄电池
浓差电池
……
4、如何书写可逆电池电极反应式?
例如: 已知铅蓄电池充放电的电池反应式为: Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 试写 出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电 极反应式。 放电时:负极:Pb-2e+SO42-=PbSO4 正极:PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O
负极 溶液
Fe - 2e- = Fe2+
Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = Fe(OH)3
练习 银质奖章较长时间后变黑, 形成黑锈Ag2S, 可以采用抛光的方法恢复光泽,抛光的简单方 法是:将变质的奖章放入盛有食盐和小苏打的 铝锅中,放置一段时间后,黑锈就被除去。 (1)形成黑锈的原因:
阴 离 子 移 向
AgNO3溶液
还原反应 Ag++e=Ag 阴极 阳 离 子 移 向
电解结果:4AgNO3+2H2O 电解 4Ag+O2↑+4HNO3
电解时电极产物的判断
[练习]观察下列反应装置图,指出各电极产物的名称
发明创造有时就在不经意之间
伏打电池的发现(铜锌原电池)
Cu
1.伏打将Cu棒插入稀硫酸中,
你预测现象

稀硫酸 2.他又将一支Zn棒插入稀硫酸
Zn
Cu 中,你预测现象是

Zn片上有电子得失吗?

稀硫酸
伏打电池的发现
Zn Cu
3.他一不小心将Zn棒和Cu棒碰 到了一起,结果他看到了奇妙 的现象:
稀硫酸 Zn G Cu
(1)甲醇是 负 极, 电极反应式是: CH3OH+8OH--6e=CO32-+6H2O ; (2)电池反应的离子方程式:
2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O.
介质
固体燃料电池
电池反应: 2H2 +O2 = 2H2O


2H2 - 4e- +2O2-= 2H2O


O2 + 4e-= 2O2-
其二是:H+与CH3COO-结合生成CH3COOH,使H+浓度减
小,从而减慢了反应速率。

⑷ 比较金属腐蚀的快慢
例3: 下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 (5) (2) (1) (3) (4)
在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下: 电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>无措施>
原电池的正极>电解池的阴极
(O2、Cl2、SO2等) 接触
现象 无电流
微小的电流
本质 金属失去电子被氧化的过程,两者同时发生, 但电化学腐蚀更普遍
请写出下列电极方程式?
负极: Fe - 2e- = Fe2+ 正极: 2H++ 2e- =H2
负极: Fe - 2e- = Fe2+ 正极: O2 + 2H2O + 4e-= 4OH溶液反应:
燃料电池
介质 电池反应: 2H2 +O2 = 2H2O
酸性 中性 碱性
负极 正极 负极 正极 负极 正极
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
例如:
CH4、O2、NaOH组成的燃料电池
❖1.(燃烧总反应) CH4+2O2→CO2+2H2O ❖2.CH4+2OH-+2O2→ CO3 2 -+3H2O ❖ 3.正极:2O2+4H2O+8e→8OH❖ 4.负极:CH4+10OH--8e→CO32-+7H2O
甲醇燃料电池是由甲醇和氧气及强碱电解质 溶液构成的新型手机电池,电量可达现用镍 氢或锂电池的十倍,可连续使用一个月才充 一次电。据此回答:
Fe
Cu
(1) H2SO4
Fe
C
(2) CuSO4
Fe
C
(3) FeCl3
Al
Cu
(4)Na2SO4
(5) NaOH
(6) NaCl
原电池原理
我国是一个能源大国,其实又是能源相对贫 乏的国家,我国每年能够供给的电能仅为日本的 1/10,电能是一种相对安全,清洁、应用广泛能 源。如果我们能够研究出更多更好的产生电能的 方法,那对于解决我国的能源微机将起着不可低 估的作用。
稀硫酸
Cu棒上产生了气泡,
Zn棒在不断溶解。
4.后来,人们用导线将Zn棒和 Cu棒连接起来并接上检流计, 也看到了同样的现象,且检流 计指针发生偏转。
铜锌原电池原理
失e沿导线传递,有电流产生
铜锌原电池
负极(Zn) 不 断 溶 解
氧化反应: Zn-2e=Zn2+
正极(Cu)

硫酸溶液
离 移

还原反应: 2H++2e=H2↑
(1)若液面上升,则溶液呈 中性或碱性 性,发生 吸氧
腐蚀,电极反应式为:负极: Fe–2e-=Fe2+
,
正极: O2+2H2O+4e-=4OH-

(2)若液面下降,则溶液呈 酸性
性,发生 析氢
腐蚀,电极反应式为:负极: Fe–2e-=Fe2+
,
正极: 2H++2e-=H2↑

原电池小结
定义
形成条件(三点记住)
课前先预习,听课易入脑 温顾而知新,歧义知分晓 听课要专心,努力排干扰 扼要做笔记,动脑多思考 结织知识网,整体把握好
【考纲解读】
1、三池概念、结构、原理及应用。
2、电极判断与氧化还原反应及离子放电规律关 系,电极反应及总反应方程式的书写。
3、有关计算及实验设计 【复习重点】
原电池、电解池工作原理
正负极名称和电子流向判断
(从活泼性比较、电子得失、氧还反应等多角度判断)
原 工作原理(氧还反应,熟写电极反应式)

分析各种电池。

比较金属活动性强弱
题型 比较反应速率
应用
比较金属腐蚀的快慢 判断溶液pH变化
金属的腐蚀和防护 腐蚀(定义、本质、类型) 腐蚀防护(常见三种方法)
化学电源
请考虑,废旧干电池,有汞污染的问题,如何解决?
充电时: 阴极:Fe(OH)2+2e= Fe+2OH阳极:Ni(OH)2+2OH--2e= NiO2+2H2O
小结1:
5、怎样书写燃料电池的电极反应式和 总反应式?
❖书写步骤:写出燃烧反应;根据电解 液改写燃料电池总反应;写出正极的 电极反应式(一般较简单);由燃料电池 总反应减去正极的电极反应式得负极 的电极反应式。
3 试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池
⑴ Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag ⑵ 2Fe3++Fe=3Fe2+
( Zn∣AgNO3∣C ) ( Fe∣Fe2(SO4)3∣C )
4、原电池的应用
(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。 (2)比较金属活动性强弱。
例:有M、N两种金属,分别与盐酸反应,产生 H2速率相近,试设计一个实验比较M、N两种金 属的活泼性。
例4: 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)
Fra Baidu bibliotek
要点二: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。其本质是 金属原子失去电子被氧化的过程。
⑴化学腐蚀与电化腐蚀
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件 金属与非电解质直接接触 合金与电解质溶液
或 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
⑧ (×)
负极:Fe-2e- =Fe2+

正极:2H++2e-=H2↑
(∨)
总反应: Fe+2H+= Fe2++H2↑
或 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
2. 如图所示,在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线将其悬在
盛水的烧杯中,使之平衡;小心的向烧杯中央滴入CuSO4 溶液,片刻后可观察到的现象是 ( D ) A. 铁圈和银圈左右摇摆不定; B. 保持平衡状态; C. 铁圈向下倾斜; D. 银圈向下倾斜;
(∨)
总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑
负极: Fe-2e - =Fe2+

正极: Cu2++2e- =Cu
(∨)
总反应: Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
⑥ (×)
负极: Zn-2e-=Zn2+

正极: Cu2++2e-=Cu
(∨)
总反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu
4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O
(2)除锈的原理:
负极: Al -3e- = Al3+ 正极: 3Ag2S + 6e-= 6Ag+3S22Al3+ +3S2-+6H2O=3H2S↑+2Al(OH)3↓ 2Al +3Ag2S+6H2O=3H2S↑+2Al(OH)3 +6Ag
练习
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:
Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
电压 条件 正极
析氢腐蚀 0.204V
水膜酸性较强 2H++ 2e- =H2
吸氧腐蚀
1.433V 水膜碱性或中性
O2 + 2H2O + 4e=4OH-
负 极
2H2 - 4e- = 4H+


O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
电解原理
1、概念:使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而 在阴阳两极引起氧化—还原反应的过程。 电能转化为化学能
2、形成条件:(1)与电源相连的两个电极 (2)电解质溶液(或熔化的电解质) (3)形成闭合回路
小结:电解池及原电池的应用----金属的防护
1)金属腐蚀快慢的判断 ①电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐 蚀> 化学腐蚀> 有防腐蚀措施的腐蚀 ②同一种金属的腐蚀:
强电解质>弱电解质>非电解质
2)金属的防护方法
①改变金属内部结构
②覆盖保护层
外加电源的阴极保护法
③电化学保护法 牺牲负极的正极保护法
反应原理
电子流向
氧化反应
e
e
4OH--4e=2H2O+O2 阳极
负极(–):是活泼金属,本身失去电子,
电电 子流
发生氧化反应,化合价升高。
正极(+):是不活泼金属或非金属,进电子 ,
本身不反应,是溶液中的阳离子
得电子发生还原反应化合价降低。
注意: 要用到金属活动性顺序表: K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au…
⑶ 比较反应速率
例 1:下列制氢气的反应速率最快的是 ( D ) A. 纯锌和1mol/L 硫酸; B. 纯锌和18 mol/L 硫酸; C. 粗锌和 1mol/L 硫酸; D. 粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
例2.盐酸与锌片反应时,若加入可溶性醋酸铜
〔(CH3COO)2Cu〕,将产生两种影响生成速率的因素,其 一是:Zn置换出Cu形成了原电池,从而加快了反应速率 ,
哪个是负极? 电极本身一定参与反应吗?
(2)两电极都接触电解质溶液(酸、碱、盐)
正极、负极、电解质溶液构成闭合回路
(3)在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。
(必定是放热反应)
把化学能转化为电能的装置。
自发的氧化还原 闭合 反应分两处进行 电路
电极相连 接触电解质溶液
3、简单原电池的正负极和电子流向如何判断?
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