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1、第四章 复习课电化学基础,北京十二中 田玉凤,对学习内容的思考,另一种看待氧化还原反应的角度,另一种实现物质和能量转化的方法,丰富的社会价值：冶炼、电镀、可充电电池,原电池原理的学习,必修2,双液电池工作原理,选修4,负极 电解质 正极,化学电源工作原理,铜锌原电池工作原理,？,橘子实验 提炼模型,仪器和药品：灵敏电流计、铜片、锌片、导线、培养皿、橘子注意：铜片、锌片较尖锐，使用时小心。,请利用所给材料设计橘子电池，观察实验现象并提炼出原电池模型。,学生实验：设计橘子电池,动手实验、构建模型、联想应用,橘子实验与提炼模型,方案1：电极插入单瓣橘子,提炼模型,基础知识 巩固复习,此铜锌原电池装置
2、中正负极分别发生了什么反应？电流是如何产生的？,基础知识 巩固复习,基础知识 巩固复习,正极：还原反应2H2eH2,负极：氧化反应Zn2eZn2+,原电池的构成条件：自发的氧化还原反应，电解质溶液，形成闭合回路。,电子e-,SO42-,电流,H+Zn2+,原电池的构成条件？,橘子实验与提炼模型,方案2：电极插入两瓣未分开的橘子,提炼模型,分池,橘子实验与提炼模型,方案2：电极插入两瓣未分开的橘子,为何两瓣未分开的橘子也能产生电流？,“膜”的功能：分区但又允许离子通过。,橘子实验与提炼模型,方案3：电极插入两瓣分开的橘子,两瓣分开的橘子不能产生电流，如何改进才能产生电流？,橘子实验与提炼模型,方
3、案3：两瓣分开的橘子改进产生电流,2.两瓣接触,3.“连隧道”,4.“搭桥”,1.加NaCl溶液,橘子实验与提炼模型,方案3：两瓣分开的橘子改进产生电流,3.“连隧道”,4.“搭桥”,这两种方法为何能产生电流？请提炼模型？,基础知识 巩固复习,建立盐桥模型,盐桥的作用？,盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液,稀硫酸 稀硫酸,？,？,？,？,硫酸铜 硫酸铜,硫酸锌 硫酸铜,基础知识 巩固复习,工作原理：,CuSO4,Zn,Cu,提供电子的物质,接受电子的物质,负极：氧化反应Zn-2e-=Zn2+,正极：还原反应Cu2+2e-=Cu,负极液作用,正极液作用,电流产生动因：电势差；负极液作用：导电。
4、,电子e-,Yn-,电流,H+,模型与理论分析,稀H2SO4,揭秘金属的腐蚀,揭秘燃料电池,基础知识 巩固复习,提供电子的物质,接受电子的物质,阴离子,负极：氧化反应Zn-2e-=Zn2+,正极：还原反应Cu2+2e-=Cu,导线中的电子,导电,负极液,正极液,盐桥或膜,原电池构成条件：自发的氧化还原反应、电解质溶液、闭合回路。,阳离子,电解原理与应用,电解原理,离子迁移方向,离子放电能力,电解池组成,电极反应式书写,基础知识 巩固复习,通电前：,Cu2+H+,ClOH,阳,阴,Cu,Cl2,通电后,阳极：,2Cl2eCl2,阴极：,Cu2+2eCu,氧化反应,还原反应,总反应：,（惰性电极）
5、,为什么用U管做实验？而不用烧杯？,电解氯化铜溶液微观模拟,电解池和原电池的比较,e,e,原电池和电解池比较,氧化反应,还原反应,氧化反应,还原反应,稀H2SO4,CuCl2,化学能转化为电能,电能转化为化学能,实验 规律 应用,稀H2SO4 或 NaOH,氯碱工业,电镀 或 精炼铜,活性电极,*电解:离子放电顺序,影响离子放电的因素：,离子的放电顺序,阴极:,阳离子放电，得电子能力强先放电,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+,阳极:,阴离子放电或电极放电，失电子能力强先放电,S2IBrCl OH含氧酸根离子,若阳极是金属(Ag前)，电极材料失电子。若阳极是惰性
6、(Pt、Au、石墨)，放电顺序如下:,基础知识 巩固复习,*电解质溶液电解规律,S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+,与区：与区：与区：与区：,电解产物的判断,基础知识 巩固复习,电解电解质型 CuCl2放氢生碱型 NaCl放氧生酸型 CuSO4电解水型 Na2SO4,*揭秘排毒仪,生活中电解及其的应用,走进生产与生活,*制作家用环保型消毒液发生器,化学与生活,家里炒菜用的铁锅未及时清洗，不久就会锈迹斑斑，你知道这是为什么吗？,Fe2+,OH-,Fe(负极)：2Fe4e-2Fe2+C(正极)：O24e-2H2O4OH-,溶
7、液中：Fe2+2OH-Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3,铁锈(Fe2O3nH2O),如何防止铁的锈蚀？,化学与生活,防腐？,电池中的化学,化学与生活,碱性锌锰电池,铅蓄电池的结构,氢氧燃料电池,一种航天器能量储存系统原理示意如图，请分析其工作原理。,C,化学与科技,电池中的化学,拓展训练,化学与技术,工业生产中有什么应用价值？请举例说明。,稀硫酸,氯碱工业,*生产设备：,*阳离子交换膜的作用：防止H2和Cl2混合引起爆炸避免Cl2与NaOH反应生成NaClO而影响NaOH的质量,阳极材料：金属钛网阴极材料：碳钢网阳离子交换膜特点：只允许阳离子通过,化学与技术,*生产原
8、理：,阳离子交换膜电解槽,膜的应用-物质制备,膜的应用-物质制备,利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。其吸收液为Na2SO3，反应过程中pH随n(SO32-):n(HSO3-)的变化如下：,当吸收液的pH降到6时，需送至电解槽再生。再生示意如图，当阴极室中溶液pH上升至8以上时，吸收液再生并循环利用。分析工作原理，书写电极反应式。,阳极：HSO3-2e-=SO42-+H+阴极：2H+2e-H2,化学与环境,2012重庆29（3）人工肾,化学与技术,人工肾脏采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图：分析判断电极名称和电极反应。,电源的负极为(填“A”或“B”)阳极室中发生的反应依次为:、
9、；电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将；若两极共收集到气体13.44L(标准状况)，则除去的尿素为 g。（忽略气体的溶解）,B,6Cl-6e-=3Cl2,CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl,不变,7.2,6H+6e-=3H2,3H2 3Cl2 N2+CO2 CO(NH2)2 3x x x x,3x+2x=13.44/22.4=0.6 x=0.12,mCO(NH2)2=0.1260=7.2,膜的用途-物质制备,用硼氢化钠燃料电池作电源，电解法制备N2O5是一种新型绿色硝化剂。,*硼氢化钠燃料电池的电极名称？电极反应式？总反应？,负极：BH4-8e-8OH BO2 6
10、H2O 正极：4H2O2 8e-8OH BH4-4H2O2 BO2 6H2O,化学与技术,膜的用途-物质制备,用硼氢化钠燃料电池作电源，电解法制备N2O5是一种新型绿色硝化剂。,*制备 N2O5的电解池的电极名称？电极反应式？总反应？,阳极：N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+阴极：2H+2e-H2,化学与技术,判断与书写各电极名称和电极反应式？,科学家近年研制出一种微型的燃料电池，采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计，该电池有望取代传统电池。某学生在实验室利用甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液。,膜的应用-燃料电池,电解池：a阳极 4 OH4 e=O2+2H2O b阴极 4H+4
11、e=2 H2 燃料电池：甲醇负极 CH3OH6e+H2O=CO2+6H+氧气正极 1.5 O2+6e+6H+=3H2O,若为碱性电解质溶液燃料电池的电极反应式？,CH3OH6e+8OH=CO32+6H2O,化学与技术,电解解题思路,1、找电源，确定阴、阳极；2、找电极，确定电极是否参加反应；3、找阳离子，确定放电顺序；(阳离子向阴极运动，在阴极得到电子)4、找阴离子，确定放电顺序；(阴离子向阳极运动，在阳极失去电子),归纳总结 书写电极反应的一般思路,明确该极是得还是失电子,根据化合价变化得出产物,正负（阴阳）两极材料及附近有哪些离子，判断反应物,结合电解质溶液，判断最终反应,拓展训练【例题1
12、】,高功率Ni/MH（M表示储氢合金）电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如下：,下列叙述正确的是A.放电时正极附近溶液的碱性增强B.放电时负极反应:M+H2O eMH+OHC.充电时阳极反应:NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OH D.放电时每转移1mol电子，正极有1mol NiOOH 被氧化,A,放电时阳极反应:NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OH,下列关于上图的说法，正确的是（）A装置中阴极处产生的气体能够使湿润淀粉KI试纸变蓝B装置中待镀铁制品应与电源正极相连C装置中电子由b极流向a极D装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH反应,D,拓展训练【例题2】,分析图示
13、装置判断装置名称、电极名称；书写电极反应式和总反应化学方程式。,某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。,（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu做电极的是。A.铝 B.石墨 C.银 D.铂（2）N极发生反应的电极反应式为。（3）实验过程中，SO42-移动方向为；滤纸上能观察到的现象。,A,2H+2e-=H2（或2H2O+2e-=H2+2OH-）,从右向左,滤纸上有红褐色斑点产生,拓展训练【例题3】,实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根（FeO42-）在溶液中呈紫红色。（4）电解过程中
14、，X极区溶液的pH；（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为 Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O 和。,增大,4OH-4e-=2H2O+O2,（6）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少 g。,0.28,2672/22400=4168/22400+6m/56,拓展训练【例题3】,（7）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为：2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2 该电池正极发生的反应的电极反应式为。,负极：3Zn-6e-+8OH-=ZnO+ZnO22-正极：2FeO42-
15、+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-,拓展训练【例题3】,电极b是该燃料电池的（填“正”或“负”）_极。若以氢气为燃料，则A是（填化学式），Y是（填化学式）；CO32的移动方向是移向（填“电极a”或“电极b”）；电极b的电极反应是。,熔融碳酸盐燃料电池是以熔融的碳酸盐为电解质的燃料电池，工作原理如图所示：,O2+4e+2CO22CO32,正,H2,CO2,电极a,H2,CO32-,CO2,O2,电子流向判断电极及离子迁移方向,燃料电池的原理判断放电的物质,充分理解电解质、介质的作用,拓展训练【例题4】,近年高考题考点：,根据氧化还原反应书写电极反应式,根据电子守恒计算电极产物的量,根据电极反应判断金属活动性强弱,电极种类和电极产物的判断,电化腐蚀基本原理的应用,判断电解池或原电池中电解质溶液的酸碱性变化情况,以新科技电池为载体的考查,实物图、图表类问题的分析,综合应用,几个常见的原电池和电解池模型,实验现象电极名称和电极反应方程式、判断氧化还原总反应(化学反应方程式和离子方程式)外电路电子移动方向，溶液中离子移动方向,钢铁腐蚀,电镀铜,精炼铜,NaClCuSO4H2SO4,Thank you！,
