专题二 电化学基础强化
第一节 原电池
一、学习目标体验化学能与电能相互转化的过程
二、学习重点初步认识原电池概念、原理、组成及应用。 三、学习难点
通过对原电池实验的研究，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。 四、学习过程【温习旧知】
1、原电池是______________________的装置。原电池反应的本质是_______________
反应。 2、如右图所示，组成的原电池：
（1）当电解质溶液为稀H 2S O 4时： Z n 电极是____（填“正”或“负”）极，其电极
反应为_______________，该反应是______（填“氧化”或“还原”，下同）反应； C u 电极是______极，其电极反应为_______________,该反应是_________反应。 （2）当电解质溶液为C u S O 4溶液时： Z n 电极是____极，其电极反应为_____________，
该反应是________反应；C u 电极是____极，其电极反应为_______________,该反应_________反应. 3、原 电 池 原 理 ： 填写页
表中的空白
【学习新知】
一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究
【思考与交流】上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？ 原因：
改进措施： 【自学指导一】观察实验4-1，说出实验现象。
【思考与交流】改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？[附：盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U 形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U 形管浸泡在K C l 或N H 4N O 3的饱和溶液中即可。2)将K C l 或N H 4N O 3的饱和溶液装入U 形管，用棉花都住管口即可]
产生持续、稳定的电流的原因
盐桥的作用
请同学们思考：
上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电能的？指出电池的正负极，并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。
负极（片）：正极（片）：
电池反应（总化学方程式）：
电池符号：
（负极）（盐桥）（正极）
二、由两个半电池组成原电池的工作原理
（1）把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。
①在这类电池中，用较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。
②在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。
练习：锌铜原电池产生电流时，阳离子（）
A移向Z n极，阴离子移向C u极B移向C u极，阴离子移向Z n极
C和阴离子都移向Z n极D和阴离子都移向C u极
（2）探究组成原电池的条件
（2）组成原电池的条件
（1）。
（2）。
（3）。
（4）内部条件：。
练习1.下列哪几个装置能形成原电池？
练习2.一个电池反应的离子方程式是Z n+C u2+2+的的原电池正确组合是（）
（3）原电池的正负极的判断方法 微观判断（根据电子流动方向） 宏观判断：①根据电极材料 ②根据原电池电极发生的反应 ③根据电极增重还是减重 ④根据电极有气泡冒出：
练习3：某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是( ) A .M g B .F e C .A l D .C u
练习4：由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的 p H ( )
A .不变
B 先变大后变小
C 逐渐变大
D .逐渐变小
练习5：把a 、b 、c 、d 四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a 、b 相连时，a 为负极；c 、d 相连时，电流由d 到c ；a 、c 相连时，c 极上产生大量气泡，b 、d 相连时，b 上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( )
A ．a > b > c > d
B ．a > c > d > b
C ．c > a > b .> d
D ．b > d > c > a （4）电解质溶液和电极材料的选择
电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应 与电极材料具有相同的阳离子。
①活泼性不同 的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极 ②金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极 ③金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，P b O 2作正极 ④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用P t 练习6：请根据氧化还原反应 :C u +2 F e 3+ = C u 2+
+ 2F e
2+ 设计成原电池。你有哪些可行方案?
负极： 正极： 电解质溶液：
若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。 三、原电池的主要应用：
1.利用原电池原理设计新型化学电池；
2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；
3.进行金属活动性强弱比较；
4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。
5.解释某些化学现象 四、原电池原理应用： (1)比较金属活动性强弱。
练习7：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是
A .甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H 2气放出；
B .在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；
C .将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；
D .同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强； (2)比较反应速率
练习8：下列制氢气的反应速率最快的是
A纯锌和1m o l/L硫酸；B纯锌和18m o l/L硫酸；C粗锌和1m o l/L盐酸；
D粗锌和1m o l/L硫酸的反应中加入几滴C u S O4溶液。
(3)比较金属腐蚀的快慢
练习9：下列各情况，在其中F e片腐蚀由快到慢的顺序是
练习10：下列装置中四块相同的Z n片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是
(4)判断溶液p H值变化
练习11：在C u-Z n原电池中，200m L H2S O4溶液的浓度为0.125m o l/L,若工作一段时间后，从装置中共收集到0.168L升气体，则流过导线的电子为————m o l,溶液的p H值变_________？（溶液体积变化忽略不计）
(5)原电池原理的综合应用
练习12：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。
1)“热敷袋”是利用放出热量。
2)炭粉的主要作用是。
3)加入氯化钠的主要作用是。
4)木屑的作用是
拓展练习
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象。
两极反应式为：正极；
负极。
该装置将能转化为能。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，
则负极为，
总反应方程为。
【小结】
原电池１定义:
2、原电池的工作原理
较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)。
负极正极
（1）由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理
（2）形成原电池的条件
（3）原电池的正负极的判断方法
（4）电极材料的选择（电池的电极必须导电）
第二节化学电源
学习目标：
了解常见的化学电源的种类及其工作原理，知道它们在生产、生活和国防中的实际应用。
学习重点、难点：
常见化学电源的工作原理
学习过程：
【自学指导一】阅读教材79-83页，思考下列问题并把答案填写在下面的知识总结中。
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？产生电能的基本原理是什么？
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？
【知识总结】化学电池
1)概念:
2)分类:
3)优点:
4)电池优劣的判断标准:
5）
【练习】将铂丝插入K O H溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为____，这一极的电极反应为________；通入氧气的一极为_______，电极反应为_，总反应为______________。
【小结】书写电极反应式应注意以下几点：
1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；
2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；
3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C 在酸性溶液中以C O 2形式存在，在碱性溶液中以C O 32-形式存在）；
【巩固练习】
1、熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视，可用L i 2C O 3和N a 2C O 3的熔融盐混合物作电解质，
C O 为阳极燃气，空气与C O 2的混合气为阴极燃气，制得在65℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
负极反应式：2C O +2C O 32-=4C O 2
+4e -
正极反应式：
总反应式：
2.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为L i + M n O 2=L i M n O 2,下列说法正确的是（ ）
A 、 L i 是正极，电极反应为L i － e - = L i +
B 、 L i 是负极，电极反应为L i － e - = L i +
C 、 L i 是负极，电极反应为M n O 2 + e - = M n O 2
– D 、 L i 是负极，电极反应为L i －2e - = L i
2+ 3、1991年我国首创以铝、空气、海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功。该灯以海水为电解质溶液，
靠空气中氧使铝不断氧化产生电流。只要把灯放入海水中数分钟就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20到50倍。运用所学的化学知识，推测该新型电池两极上可能发生的电极反应。 负极 正极
4已知：C u +2F e C l 3=2F e C l 2+C u C l 2利用这一反应，试设计一个原电池，画出示意图，标明电极材料名称，电解质溶液，然后填空：
正极 ，电极反应 负极 ，电极反应
第三节 电解池
学习目标：
了解电解池的工作原理，知道电解在氯碱工业、电镀、电冶金方面的应用。 学习重点、难点：
电解池的工作原理 学习过程： 【温习旧知】
1、电解质是指在__________ _ __能够导电的化合物。
2、电离是指电解质在_____________或__________状态下离解成____________的过程。
3、写出下列物质的电离方程式
C u C l 2 H 2O N a H S O 4 C H 3C O O N H 4
4、原电池是_____________的装置。
【学习新知】一、电解原理
【自学指导一】观察实验4-2，回答实验现象得出实验结论。
实验现象：
实验结论：电解质通电前在水溶液中自由移动的阴、阳离子作______________运动；在外电源的作用下（直流电)，改作_________移动而导电。在导电的同时，在阳、阴两极发生氧化—还原反应，即被电解，电离是__________的前题。
【知识总结】
1、电解氯化铜原理
2、电解原理
在外加的作用下，电解质的在阴阳发生的过程，叫电解。
明确（1）电流是发生氧化—还原反应的根源、动力。
⑵阴阳离子在做定向运动导电的同时，也就在两极发生了氧化还原反应，生成了新物质；而金属导电是由自由电子的定向运动形成，无反应发生，无新物质生成，两者有本质区别。
3、构成电解池的条件：
①直流电源；F e、C u、A g等,做阴极本身反应,做阳极，本身溶解。
C、P t、A u等，不论做阴极、阳极，本身都不反应。
活泼电极：与外电源正极相连的电极，电子，反应。与外电源负极相连的电极，电子，反应。
定义：把转化为的装置。
组成：两个电极、电解质溶液、直流电源
电极
极：极：
电
解
池
惰性电极：
与电源负极相连的电极为极
与电源正极相连的电极为极②电极
4.电解池电极反应规律（阳氧阴还） (1)阴极： 电子， 反应
①电极本身不参加反应 ②一定是电解质溶液中阳离子―争‖得电子 (2)阳极： 电子， 反应 ①若为金属（非惰性）电极，电极失电子
②若为惰性电极，电解质溶液中阴离子―争‖失电子 （3）离子放电顺序
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。 阳极：
①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 ②用惰性电极(P t 、A u 、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是： S 2->I ->B r ->C l ->O H ->N O 3 ->S O 42-(等含氧酸根离子）>F -
阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是：
A g +>F e 3+>C u 2+>H +>P b 2+>S n 2+>F e 2+>Z n 2+>(H +)> A l 3+>M g 2+>N a +>C a +>K +
注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H +,不同时按（H +） 【思考与交流】 若以铜为阳极,铁为阴极,电解氯化铜溶液，情况又如何？ 【小结】
分析电解反应的一般思路：
5、电极反应式、电解方程式的书写：
写出用石墨做电极电解C u S O 4溶液的电极反应
式
及总的电解方程式， ①、首先分析、比较出阴阳极的放电离子： C u S O 4＝ 作 极：H + C u 2+ H 2O = 作 极：O H － S O 42－ ②、然后写电极反应式 ： 阴极： 阳极：
③、最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式； （电解离子方程式）
根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物
（电解化学方程式）
练习：完成下列溶液的电极反应。 (以石墨为电极电解) 硫酸溶液： 盐酸：
N a O H 溶液: C u B r 2溶液：
K C l 溶液： C u S O 4溶液：
N a 2S O 4
溶液： 【自学指导二】根据上面的分析总结出用惰性电极电解电解质溶液的类型，并填入下表。
电解质溶液用惰性电极电解的示例
【巩固练习】
1、为下图所示装置中，a 、b 都是惰性电极，通电一段时间后，b 极附近溶液呈红色。下列说法正确的是 A ．X 是正极，Y 是负极 B ．X 是负极，Y 是正极
C ．C u S O 4溶液的p H 值逐渐减小
D ．C u S O 4
溶液的p H 值不变
Pt
第二课时
二、电解原理的应用 1.电解食盐水 【思考】
（1）通电前，饱和食盐水中存在哪些离子?这些离子的运动情况怎样？
（2）在电解装置中可否选用铜作阴、阳极的电极材料，为什么？
（3）通电后，溶液中的离子运动发生了什么变化？
（4）通电后，溶液中的在阴、阳放电的是什么离子？
（5）电解后，在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么？怎样初步检验两极产物的生成?
【知识总结】电解食盐水
阳极：
阴极：
总式：
电解饱和食盐水可以制造 。 阅读教材，回答离子交换膜法制烧碱的有关知识 【小结】氯碱工业:离子交换膜法制烧碱 （1）生产设备名称：离子交换膜电解槽
阴极： 阳极：
阳离子交换膜：只允许 离子通过(C l －、O H －
离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。 （2）离子交换膜的作用：
a 、 ；
b 、 。 （3）精制食盐水 粗盐的成份：
、 杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜。 杂质的除去过程：
2.铜的电解精炼
一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。 粗铜 含杂质( 等)
阳极：Z n F e N i C u A g A u
阴极:
思考：电解完后，C u S O 4溶液的浓度有何变化？
3. 电镀
原理：电镀是利用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，它是电解原理的又一重要应用。电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力。例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如
锌、铜、铬、镍等。 ①电极：
阳极—— 金属或惰性电极 阴极—— 金属制品
②电镀液：含有 金属离子的电解质溶液。
溶液中C u S O 4
的浓度保持 或 4、电冶金
铁片
片
硫酸铜溶液
制取金属钠←电解熔融状态的氯化钠。
阳极： 阴极： 总反应：
4、冶炼铝 原理:
阳极： 阴极： 总式： 助熔剂：冰晶石（N a 3A l F 6 六氟合铝酸钠）
需要定期补充
【思考】工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用A l C l 3?
【思考与交流】试比较电解饱和食盐水与电解熔融氯化钠的异同
【小结】
1、电源、电
极
、电极反应关系
2、电解原理的应用：氯碱工业、电镀、电冶金
【课堂练习】
分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。
【作业】
1．下列说法或实验现象的描述不正确的是（）。
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B．把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
C．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速度加快
D．与电源负极相连的是电解槽的阴极
2．100m L浓度为2m o l/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（）。
A．加入适量的6m o l/L的盐酸B．加入数滴氯化铜溶液
C．加入适量蒸馏水D．加入适量的氯化钠溶液
3．用石墨作电极，电解1m o l/L下列物质的溶液，溶液的P H值保持不变的是（）。
A．H C l B．N a O H C．N a2S O4D．N a C l
4．下列关于铜电极的叙述，正确的是（）。
A．铜锌原电池中铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时，铜作阳极
C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极
D．电解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极
5．右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的
6．根据金属活动顺序表，C u不能发生如下反应：
C u+2H2O=C u(O H)2↓+H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是（）
7．已知①M+N2+=M2++N②P t极电解相同浓度P和M的硫酸盐，阴极先析出M③N与E有导线相连放入E
2++2e-=E，N-2e-=N2+，则四种金属活泼性由强到弱为
的硫酸盐溶液,电极反应：E
8．工业上采用F e、C为电极电解K2M n O4溶液制K M n O4
（1）电解时,应以作阴极，电解过程中阴极附近溶液p H将会,
（2）阳极反应式为,阴极反应式为
（3）总电解反应式为
9.如右图所示：
（1）a、b哪一极为正极？
（2）若要给铁叉镀锌，a极选用什么材料？选择何种溶液？
10.铂电极电解1L C u(N O3)2和K N O3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的p H,并确定析出铜的物质的量.
11.用石墨电极电解100m L H2S O4与C u S O4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则
2+的物质的量浓度为（）
原混合液中C u
A.1m o l/L
B.2m o l/L
C.3m o l/L
D.4m o l/L
第四节金属的电化学腐蚀与防护
学习目标：
1、解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，知道防护金属腐蚀的方法，并能从实验探究中获得体会。
2、通过学习增强保护环境的意识，节约意识。
学习重点、难点：
吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理
学习过程：
阅读下列资料，体会金属的腐蚀的危害
【资料】金属腐蚀
我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨），每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；约合人民币：3000亿元（2005年我国国内生产总值将达15万亿元）。
●根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。
●另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还
不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。
●金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本
身要大到无法估量。
●腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。
●国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；
油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如C l2、H2S、H C N等的泄漏，更会危及工作人员和附近居
民的生命安全。
●面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？
【问题讨论】
1、钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它们在什么条件下易生锈？试设计实验来证明你的结论。
2、钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？
【实验探究】
实验操作：向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯
化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按右图1-28装置好仪器。
几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）
的变化和试管中的现象。
实验现象：
思考：导管中的水柱变化说明什么问题？
思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？
请大家根据原电池原理，写出电极反应式及电池反应方程式。
a装置中：
负极：正极：
电池反应：
结论：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生腐蚀。
a装置中进一步反应：
b装置中:
负极：正极：
电池反应：
结论：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生腐蚀；
析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于腐蚀。
【自学指导一】
结合课本P90-P91相关内容，回答下列问题，把答案写在下面的知识总结中。
1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？
2、化学腐蚀和哪些因素有关？
3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生哪些电极反应？
一、金属腐蚀
1、金属腐蚀：
2、金属腐蚀的本质：
3、金属腐蚀的类型
铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。
1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。
2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。
1、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若液面上升，则溶液呈性，发生腐蚀,电极反应式为：负
极：,正极：
（2）若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式
为：负极：，正极：。
【交流与讨论】
请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？
二、金属的电化学保护
1、牺牲阳极的阴极保护法
原理：形成原电池反应时，让被保护金属做极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
2.外加电流法
原理：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
【小结】
金属防护的几种重要方法
①在金属表面覆盖保护层。
②改变金属内部的组织结构，制成。
③电化学保护法，即将金属作为原电池的极或电解池的极而受到保护。
【自学指导二】
探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？
探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象？
【课堂练习2】
3.下列各情况，在其中F e片腐蚀由快到慢的顺序是
第一节 原电池 一、教材提炼 电化学：研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学。 电化学反应过程（及其装置）可以分为两类（从反应产物和电流的关系）： 产生电流的反应（发生在化学电池中，是自发的，向外界输送能量）； 借助电流而发生的反应（发生在电解池中，由外界输入的能量推动）。 电化学相关工业：电解、电镀、电冶金、电池制造 氧化还原反应的本质是反应物之间电子的转移，但通常的的氧化还原反应中不能获得电流。（相当于短路，反应时，有热量放出来） 二、考点解读 要点一、原电池 1、概念：将 转化为 的装置叫原电池。（是电的源头） 2 、原电池的构成条件 ① (材料可以是金属或导电的非金属)，分别发生氧化和还原反应。 负极：活泼性 ，失去电子发生 反应。（负阳氧失） 正极：活泼性 ，溶液中阳离子得到电子发生还原反应。（正阴还得） ② ，电解质中阴离子（带负电）向负极方向移动，阳离子（带正电）向正极方向移动，阴阳离子定向移动形成内电路。（正正负负） ③导线将两电极连接， 。 ④有能 反应。 要点诠释：a ．原电池中，电极材料可能与电解质反应，也可能与电解质不反应。如图： b ．形成闭合回路的方式有多种，可以是用导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触。如图： ZnSO 4 CuSO 4 Z n Cu C CH 3CH 2OH CuSO 4 Zn CuSO 4
要点二、原电池工作原理的实验探究 1、实验设计 ①按照图示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流表指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化，分析是否有电流产生。 极Zn片： 极Cu片： 同时在Zn片上，Zn可直接与CuSO4溶液反应，生成Cu与ZnSO4，因此该 装置中既有化学能转化为电能，同时也有化学能转化为热能。 指针发生，但是 标注出电子流向 ②按照下图组装实验装置，注意最后将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流表指针位置的 变化，判断是否有电流产生，并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。 锌片：极，( 反应) 铜片：极，( 反应) 总化学方程式： 指针发生，且 标注出电子流向 要点诠释：盐桥的作用及优点 a．组成：将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙)，即可得到盐桥。将冷却 后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。 b．作用：使两个半电池中的溶液连成一个路。 c．优点：使原电池中的氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同区域之间实现了电子的定向移动， 使原电池能、地产生电流。 电流产生情况电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况(Ⅰ) 有电流产生，指针偏 转，但不稳定 锌片质量，铜片上有色 物质析出，铜片质量 溶液温度化学能转化为能、 能(Ⅱ) 有电流产生，指针较 稳定偏转， 锌片质量，铜片上有色 物质析出，铜片质量 溶液温度化学能转化为能1mol/L的CuSO4溶液 Cu Zn 1mol/L ZnSO4 1mol/L CuSO4 Z n Cu
电化学基础知识归纳（含部分扩展内容）（珍藏版） 特点：电池总反应一般为自发的氧化还原反应，且为放热反应（△H<0）；原电池可将化学能转化为电能 电极负极：一般相对活泼的金属溶解（还原剂失电子，发生氧化反应） 正极：电极本身不参加反应，一般是电解质中的离子得电子（也可能是氧气等氧化剂），发生还原反应 原电池原理电子流向：负极经导线到正极 电流方向：外电路中，正极到负极;内电路中，负极到正极 电解质中离子走向：阴离子移向负极，阳离子移向正极 原电池原理的应用：制成化学电源（实用原电池）;金属防腐（被保护金属作正极）;提高化学反应速率；判断金属活性强弱 一次电池负极：还原剂失电子生成氧化产物（失电子的氧化反应） 正极：氧化剂得电子生成还原产物（得电子的还原反应） 放电：与一次电池相同 二次电池规则：正极接外接电源正极，作阳极;负极接外接电源负极，作阴极（正接正，负接负） 充电阳极：原来的正极反应式反向书写（失电子的氧化反应） 原电池阴极：原来的负极反应式反向书写（得电子的还原反应） 化学电源电极本身不参与反应（一般用多孔电极吸附反应物），总反应相当于燃烧反应 负极：可燃物（如氢气、甲烷、甲醇等）失电子被氧化（注意电解质的酸碱性） 电极反应正极：O得电子被还原，具体按电解质不同通常可分为4种 2 燃料电池碱性介质：O+4e-+2H O==4OH- 22 酸性介质：O+4e-+4H+==2H O 22 电解质不同时氧气参与的正极反应固体或熔融氧化物（传导氧离子）：O+4e-==2O2- 2 第1页质子交换膜（传导氢离子）：O+4e-+4H+==2H O 22
特殊原电池:镁、铝、氢氧化钠，铝作负极;铜、铝、浓硝酸，铜作负极;铜、铁、浓硝酸，铜作负极，等 特点：电解总反应一般为不能自发的氧化还原反应；可将电能转化为化学能 活性电极：阳极溶解（优先），金属生成金属阳离子 阳极惰性电极一般为阴离子放电，失电子被氧化，发生氧化反应 （接电源正极）（石墨、铂等）常用放电顺序是：Cl->OH->高价态含氧酸根（还原性顺序）， 发生氧化反应，相应产生氯气、氧气 电解原理电极反应 阴极电极本身一般不参加反应，阳离子放电，得电子被还原，发生还原反应 （接电源负极）常用放电顺序是：Ag+>Cu2+>H+>活泼金属阳离子（氧化性顺序）， 相应产生银、铜、氢气 电流方向：正极到阳极再到阴极最后到负极 电子流向：负极到阴极，阳极到正极(电解质溶液中无电子流动，是阴阳离子在定向移动） 离子流向：阴离子移向阳极（阴离子放电），阳离子移向阴极（阳离子放电） 常见电极反应式阳极：2Cl--2e-==Cl↑,4OH--4e-==O↑+2H O或2H O-4e-==O↑+4H+（OH-来自水时适用） 22222 电解池阴极：Ag++e-==Ag,Cu2++2e-==Cu,2H++2e-==H↑或2H O+2e-==H↑+2OH-（H+来自水时适用） 222 电解水型：强碱、含氧强酸、活泼金属的含氧酸盐，如：NaOH、KOH、H SO、HNO、Na SO溶液等 24324 电解溶质型：无氧酸、不活泼金属的含氧酸盐，如：HCl、CuCl溶液等 2 常见电解类型电解溶质+水（放氢生碱型）：活泼金属的无氧酸盐，如：NaCl、KCl、MgCl溶液等 2 电解溶质+水（放氧生酸盐）：不活泼金属的含氧酸盐，如：CuSO、AgNO溶液等 43 氯碱工业的基础：电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠 第2页
专题一第二单元化学能与电能的转化主编人：陈玉莲审稿人：卢世彬定稿日：2013.09.08 第一课时原电池的工作原理 一、学习目标： 1、以铜锌原电池为例，熟练掌握原电池工作原理。 2、能够熟练写出电极、电池反应方程式。 3、能够正确判断原电池的正负极。 二、重点难点： 1、原电池工作原理。 2、能够熟练写出电极、电池反应方程式。 三、[知识点回顾] ①、书写热化学方程式应该注意的几个问题： 1、 2、 3、 4、 ②求焓变常见的计算公式 1、 2、 四、学习过程 1、电极反应及总反应 负极：，__电子，发生_____反应, 现象：电极不断
正极：，__电子，_____反应, 现象：电极表面有析出 总反应：________ ___________ 2、原电池电路的形成（在此锌铜原电池中） 外电路：电子由流向； 内电路：通过形成内电路； 盐桥内K+向Cu电极定向移动；Cl-向Zn电极定向移动。 ☆盐桥的组成：含有琼胶的KCl饱和溶液 ☆盐桥的作用：使连接的两溶液保持电中性，氧化还原反应得以继续进行。 【迁移应用】 分析图示的原电池 现象为： 正极反应： 负极反应： 总反应为： 【归纳总结】：原电池正负极判定方法 ①依据原电池两极材料：负极一般为金属，正极一般为活泼性 的金属或， ②根据电流方向或电子流向：电流(内电路)由极流向极；电子则由极经外电路流向原电池的极。 ③根据电解质溶液中离子迁移方向：阳离子移向原电池极，阴离子移向极。 ④根据原电池中反应类型：正极：____电子，发生_____反应，现象是伴随金属的析出或H2的放出。负极：____电子，发生_____反应，现象则是电极本身的消耗，质量减小。 〈学生活动〉：原电池的应用 （一）根据原电池原理判断金属活动性 1：X、Y、W都是金属，把X浸入W的硝酸盐溶液中，X的表面有W析出，X与Y组成原电池时，Y作负极。X、Y、W三种金属的活动性顺序为： A．X＞Y＞W B．X＞W＞Y C．Y＞X＞W D．Y＞W＞X 2：把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为： A．a>b>c>d B．a>c>d>b C．c>a>b>d D．b>d>c>a （二）根据氧化还原反应设计原电池 1、一个电池反应的离子方程式是 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu,该反应的的原电池正确组合是（） 【对点练习】 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 2.下列装置能够组成原电池，产生电流的是（）
第四章电化学基础 第一节原电池 教学目标：知识与技能： 1、了解原电池原理； 2、掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件； 3、理解铜锌原电池的原理与结构，初步学会制作水果电池。 过程与方法： 1、培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学方法； 2、培养学生的观察能力； 3、培养学生的实验设计能力。 教学重点：原电池原理 教学难点：原电池设计 基础知识预备： 1、原电池是将转化为的装置。其本质是原理的应用。 2、判断下列装置为原电池的是： 镁铜 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 NaOH溶液 E F G 小结：构成原电池的4个条件是： ⑴________________________________________________________________________ ⑵ ________________________________________________________________________ ⑶ _______________________________________________________________________ ⑷___________________________________________________________________________ 3、写出上图中原电池的电极反应式和总反应式： ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 〈〉 找规律，小结：①负极产生阳离子或消耗阴离子， 正极〈〉产生阴离子或消耗阳离子 ②注意溶液的酸碱性，适当在电极反应式两边添加___________、________、或 ___________，以遵循电荷守恒和质量守恒。 [自主学习]：一、盐桥在原电池工作中的应用
专题七电化学 【考纲要求】 1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2.了解常见的化学电源的种类及其工作原理。 3.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 4.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。 【主干知识梳理】 考点一原电池 1．概念：把转化为的装置。 2．工作原理：(以铜—锌原电池为例) (1)两个____________的电极。 (2)将电极插入______________中。 (3)用导线连接电极构成____________。 (4)能自发进行的____________________。考点二常见的化学电源 1．一次电池(以碱性锌锰电池为例) 总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 负极：________________________________________
正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 2．二次电池 铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为 Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l) 负极：__________________________________________ 正极：__________________________________________ 阳极：__________________________________________ 3．燃料电池 (1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。 (2)CH442232 负极：__________________________________________ 正极：__________________________________________ 考点三：电解原理 1．电解、电解池 (1)电解：使________通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在__________引起 ____________________的过程。 (2)电解池(也叫电解槽)：把____能转化为________能的装置。 (3)电极名称与电极反应： 与电源正极相连的为________，发生_____反应；与电源负极相连的为_______，发生______反应。2．电解池的组成和工作原理(电解CuCl2溶液)
2017/2 化学能转化为电能 【学考要求】 1、通过实验探究认识化学能可以转化为电能； 2、从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件； 3、会书写简单的原电池的电极反应式及电池总反应方程式（离子方程式）。 【典型例题】 1．（2015年10月浙江，T16）如图所示进行实验，下列说法不正确的是 A ．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B ．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C ．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计 指针发生偏转 D ．装置乙中负极的电极反应式：Zn －2eˉ＝Zn 2+ 2．现有如下两个反应：(A)Na 2CO 3＋2HCl===2NaCl ＋CO 2+H 2O (B)Zn ＋CuSO 4===ZnSO 4＋Cu (1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池_____________________________________。 (2)如果不能，说明其原因 。 (3)如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式、电解质溶液名称： 负极：______，___________________；正极：______，___________________。电解质溶液：__________。 【限时训练】 1.(2015年4月浙江，T12)右图是铜锌原电池示意图。当该原电池工作时， 下列描述不正确．．． 的是 A ．溶液逐渐变蓝 B ．锌片逐渐溶解 C ．铜片上有气泡产生 D ．电流计指针发生偏转 2. 某实验兴趣小组用如图所示装置做完实验后，在读书卡片上记下 了如下6条记录，其中正确的是 A ．①②③ B ．③④⑤ C ．④⑤⑥ D ．②③④ 3．(2016年4月浙江，T17)Mg-H 2O 2电池是一种化学电源，以Mg 和石墨为电极，海水为电解质溶液，示意图如下。下列说法不正确的是 A ．石墨电极是该电池的正极 B ．石墨电极上发生还原反应 C ．Mg 电极的电极反应式：Mg-2e -＝Mg 2+ D ．电池工作时，电子从Mg 电极经导线流向石墨电极，再出石墨电 极经电解质溶液流向Mg 电极 G Cu Zn 稀硫酸
第六章第2讲电化学基础 【复习重点】 1．掌握原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。 3．理解金属发生电化学腐蚀的原因，掌握一般防护方法，能区别化学腐蚀与电化学腐蚀。4．掌握铜的电解精炼、电镀铜、氯碱工业等反应原理。 【知识梳理】 一、原电池 1.定义：___________________________________________________。 2.组成原电池的条件:_________________；______________；___________________。 3.原电池的工作原理： （1）以Zn---Cu（H2SO4）设计的不带盐桥的原电池 负极：作负极，负极发生反应 电极反应式： 正极：作正极，正极发生反应 电极反应式： 总反应式： 电子流向：外电路中电子由到 溶液中离子移动方向： （2）依据氧化还原反应：2Ag+(aq) +Cu(s)＝Cu2+(aq) +2Ag(s)设计的带盐桥的原电池 负极：作负极，负极发生 电极反应式： 正极电解质溶液为：，正极发生 电极反应式： 电子流向：外电路中电子由到 盐桥中离子移动方向： 4.原电池正负极判断方法; (1) 根据电极材料判断： （2）根据电子的流向判断： （3）根据发生的反应类型判断： （4）根据反应现象判断：
（5）根据给出的方程式判断： (6) 根据溶液中阴、阳离子的定向移动判断： 5.电极反应式的书写： （1）先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。（2）注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。 （3）若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，电极反应式中不能出现H+，且水必须写入正极反应式中，与O2结合生成OH-，若电解质溶液为酸性，电极反应式中不能出现OH－，且H+必须写入正极反应式中，与O2结合生成水。 （4）正负极反应式相加（电子守恒）得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式 （5）对于可逆电池反应，需要看清楚―充电、放电‖的方向，放电过程是体现原电池原理， 充电过程是体现电解池原理。 【练习】 1）如下图所示，用Mg和Al组成一个原电池． (1)当电解质溶液为稀硫酸时： ① Mg电极是____极，其电极反应式为，该反应是_____反应； ②Al电极是____极，其电极反应式为，该反应是_____反应． (2)当电解质溶液为NaOH溶液时： ①Mg电极是_____极，其电极反应式为，该反应是_____反应． ②Al电极是_____极，其电极反应式为，该反应是_____反应． 2）氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入O2，总反应为：2H2 + O2 === 2H2O (1)电解质是KOH溶液（碱性电解质） 负极：正极： (2)电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极：正极：
第四章电化学基础练习题 1．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示 意图如下，电解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O↑。下列说法正确的是: （） A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应 C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。 2．下列叙述不正确的是（） A．铁表面镀锌，铁作阳极 B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2 +2H2O+4e-=4OH— D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl一一2e一=C12↑ 3．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I 2设计成如右图所示 的原电池。下列判断不正确 ．．．的是（） A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨电极为负极 4．可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是（） A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e＝Al(OH)3↓ C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变 D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 5．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；③ 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是（） A．反应①、②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水 C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀（） 6．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是 A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化 B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率 C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料 D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁 7.右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。 下列有关描述错误的是（） A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－Fe2＋ D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀 8.茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、 Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中①铝合金是阳极②铝合金是负极③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应（）
Zn Cu × 专题二电化学基础强化 第一节原电池 一、学习目标体验化学能与电能相互转化的过程 二、学习重点初步认识原电池概念、原理、组成及应用。 三、学习难点 通过对原电池实验的研究，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。 四、学习过程【温习旧知】 1、原电池是______________________的装置。原电池反应的本质是_______________ 反应。 2、如右图所示，组成的原电池： （1）当电解质溶液为稀H2S O4时：Z n电极是____（填“正”或“负”）极，其电极 反应为_______________，该反应是______（填“氧化”或“还原”，下同）反应；C u 电极是______极，其电极反应为_______________,该反应是_________反应。 （2）当电解质溶液为C u S O4溶液时：Z n电极是____极，其电极反应为_____________， 该反应是________反应；C u电极是____极，其电极反应为_______________,该反应_________反应. 3、原电池原理： 填写页表中的空白 【学习新知】 一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究 【思考与交流】上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？原因： 改进措施： 【自学指导一】观察实验4-1，说出实验现象。 【思考与交流】改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？[附：盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在K C l或N H4N O3的饱和溶液中即可。2)将K C l或N H4N O3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可] 产生持续、稳定的电流的原因
第四章电化学基础 一、原电池： 1、概念：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 二、化学电池 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：一次电池、二次电池、燃料电池 （一）一次电池 1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等 （二）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）： Pb－2e- ＝PbSO4↓ 正极（氧化铅）： PbO2＋4H+＋2e- ＝PbSO4↓＋2H2O 充电：阴极： PbSO4＋2H2O－2e- ＝PbO2＋4H+ 阳极： PbSO4＋2e- ＝Pb 两式可以写成一个可逆反应： PbO2＋Pb＋2H2SO4 ? 2PbSO4↓＋2H2O 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 （三）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。 ①当电解质溶液呈酸性时： 负极：2H2－4e- =4H+ 正极：O2＋4e- +4H+ =2H2O
高中化学电化学基础化学电源学案新人教版选 修 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
第二节 化学电源 [目标要求] 1.了解依据原电池原理开发的技术产品——化学电池。2.了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。3.正确书写原电池的电极反应式和电池反应方程式。 一、化学电池 化学电池是利用原电池原理，将化学能转化为电能的装置。 二、常用电池 碱性锌锰电池锌银电池 电池结构 负极：Zn 正极：MnO2 电解质溶液：KOH溶液 负极：Zn 正极：Ag2O 电解质溶液：KOH溶液 电极反应 正极 2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH － Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－负极Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 总反应式 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋ Zn(OH)2 Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 铅蓄电池氢氧燃料电池 电池结构 负极：Pb 正极：PbO2 电解质溶液：H2SO4溶液 负极：H2 正极：O2 电解质：酸性电解质 电极反应 正极 PbO2(s)＋SO2－4(aq)＋4H＋(aq)＋ 2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l) O2＋4H＋＋4e－===2H2O 负极 Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－ ===PbSO4(s) 2H2－4e－===4H＋ 总反应式 Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l) 2H2＋O2===2H2O 知识点一化学电池 1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2 下列说法中，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 MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－ 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 mol电子，锌的质量理论上减少 g 答案 C 解析本题要求利用原电池的原理，分析碱性锌锰电池：锌为负极，在反应中失去电子，故A正确；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子定向移动方向与电流方向相反，故C错误；由电子守恒知D项正确；由该电池反应的总反应式和原电池的原理写
汾阳二中高三一轮复习化学导学练 专题：电化学命题人：高春建审核人：高三化学组 一、高考基本要求 1.理解原电池和电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。 2.解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 3.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能运用恰当的措施防止铁、铝 等金属腐蚀。 4.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。认识化学 在解决能源危机中的重要作用。 二、知识点梳理 原电池电解池电镀池 定义将化学能转变成电能的装 置 将电能转变成化学能的装 置 应用电解原理在某些金 属表面镀上一层其它金 属的装置。一种特殊的电 解池 装置举例 形成条件①活动性不同的两电极(连 接) ②电解质溶液(电极插入其 中并与电极自发反应) ③形成闭合回路 ①两电极接直流电源 ②两电极插人电解质溶液 ③形成闭合回路 ①镀层金属接电源正极， 待镀金属接电源负极 ②电镀液必须含有镀层 金属的离子 电极名称负极：较活泼金属； 正极：较不活泼金属(或能 导电的非金属等) 阳极：电源正极相连的电 极 阴极：电源负极相连的电 极 阳极：镀层金属； 阴极：镀件 电子 流向负极正极 电源负极阴极 电源正极阳极 电源负极阴极 电源正极阳极 电极反应负极（氧化反应）：金属原 子失电子； 正极（还原反应）：溶液中 的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：溶液中 的阴离子失电子，或金属 电极本身失电子； 阴极（还原反应）：溶液中 的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：金属 电极失电子； 阴极（还原反应）：电镀 液中阳离子得电子
离 子 流 向 阳离子：负极→正极（溶液 中） 阴离子：负极←正极（溶液 中） 阳离子→阴极（溶液中） 阴离子→阳极（溶液中） 阳离子→阴极（溶液中） 阴离子→阳极（溶液中） (1)判断装置的名称：A池为________，B池为________。 (2)锌极为____极，Cu2＋在溶液中向________(填“Zn”或“Cu”)极运动。 (3)电极反应式 正极________________________________________________________________________，负极________________________________________________________________________。 (4)若溶液X为滴有酚酞的KCl溶液 ①石墨棒C1的电极反应式为______________________，石墨棒C2附近发生的实验现象为__________________________，溶液中的K＋向__________(填“C1”或“C2”)电极移动； ②当C2极析出224 mL 气体(标准状况时)，锌的质量变化________(填“增加”或“减少”)________g，此时B中的溶液的体积为200 mL，则pH为________。 (5)若溶液X为CuSO4溶液(足量) ①B池中总反应的离子方程式为______________________________________________； ②反应一段时间后，A池中Cu电极增重3.2 g，要使B池溶液恢复到起始状态，向溶液中加入适量的________，其质量为________g。 要点二原电池、电解池工作原理及其应用 1、原电池、电解池的判定 先分析有无外接电源：有外接电源者为，无外接电源者可能为；然后依据原电池、电解池的形成条件、工作原理分析判定。 2、原电池正、负极的判定 ①、由两极的相对活泼性确定：在原电池中，相对活泼性较强的金属为原电池的极， 相对活泼性 较差的金属或导电的非金属作原电池的极。 ②、由电子流向、反应类型、电极现象确定：通常情况下，在原电池中某一电极若不断溶 解或质量不 断减少，该电极发生氧化反应，此为原电池的极；若原电池中某一电极上有气体生成、电 极的质量不断增加或电极质量不变，该电极发生还原反应，此为原电池的极。练习2、某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则()
第六章 第2讲 电化学基础 【复习重点】 1．掌握原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。 3．理解金属发生电化学腐蚀的原因，掌握一般防护方法，能区别化学腐蚀与电化学腐蚀。 4．掌握铜的电解精炼、电镀铜、氯碱工业等反应原理。 【知识梳理】 一、原电池 1.定义：___________________________________________________。 2.组成原电池的条件:_________________；______________；___________________。 3.原电池的工作原理： （1）以Zn---Cu （H 2SO 4）设计的不带盐桥的原电池 负极： 作负极，负极发生 反应 电极反应式： 正极： 作正极，正极发生 反应 电极反应式： 总反应式： 电子流向：外电路中电子由 到 溶液中离子移动方向： （2）依据氧化还原反应：2Ag +(aq) +Cu(s)＝Cu 2+ (aq) +2Ag(s)设计的带盐桥的原电池 负极： 作负极，负极发生 电极反应式： 正极电解质溶液为： ，正极发生 电极反应式： 电子流向：外电路中电子由 到 盐桥中离子移动方向： 学案 班级： 姓名： 组题人： 刘红林 审核人：
4.原电池正负极判断方法; (1) 根据电极材料判断： （2）根据电子的流向判断： （3）根据发生的反应类型判断： （4）根据反应现象判断： （5）根据给出的方程式判断： (6) 根据溶液中阴、阳离子的定向移动判断： 5.电极反应式的书写： （1）先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。（2）注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。 （3）若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，电极反应式中不能出现H+，且水必须写入正极反应式中，与O2结合生成OH-，若电解质溶液为酸性，电极反应式中不能出现OH－，且H+必须写入正极反应式中，与O2结合生成水。 （4）正负极反应式相加（电子守恒）得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式 （5）对于可逆电池反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电过程是体现原电池原理，充电过程是体现电解池原理。 【练习】 1）如下图所示，用Mg和Al组成一个原电池． (1)当电解质溶液为稀硫酸时： Mg电极是____极，其电极反应式为，该反应是_____反应； ② Al电极是____极，其电极反应式为，该反应是_____反应． (2)当电解质溶液为NaOH溶液时： ①Mg电极是_____极，其电极反应式为，该反应是_____反应．
第四章《电化学基础》单元测试题 一、单选题(每小题只有一个正确答案) 1.下列叙述中，正确的是() ①电解池是将化学能转变成电能的装置①原电池是将电能转变成化学能 的装置①金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化 ①不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现①Cu＋ 2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，反应既可以在原电池中实现，也可以在电解池中实 现，其他条件相同时，二种装置中反应速率相同 A． ①①①① B． ①① C． ①①① D． ① 2.铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，研读 下图，下列判断不正确的是() 2? A． K闭合时，d电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO 4 B．当电路中转移0.2 mol电子时，①中消耗的H2SO4为0.2 mol 2?向c电极迁移 C． K闭合时，①中SO 4 D． K闭合一段时间后断开，①可单独作为原电池，d电极为正极 3.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下： 下列说法不正确的是() A．在pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀 B．在pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C．在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓 4.锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示)，电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是() A．充电时电极a连接电源的负极 B．放电时负极的电极反应式为Zn—2e－===Zn2＋ C．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 D．阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应 5.下图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是() A．锌片逐渐溶解 B．烧杯中溶液逐渐呈蓝色 C．电子由铜片通过导线流向锌片 D．锌为正极，铜为负极 6.下列关于金属的防护方法的说法不正确的是() A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用 B．给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接 C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法 D．钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青 7.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是() A．铜电极上发生氧化反应 2?)减小 B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO 4
4-1 原电池 【学习目标】 1．以铜锌原电池为例，熟悉原电池的工作原理 2．会正确判断原电池的正极和负极 3．学会原电池电极反应式的书写方法 【学习重难点】 学习重点：原电池的工作原理及电极反应式的书写。 学习难点：原电池的工作原理及电极反应式的书写。 【自主预习】 一．1.氧化还原反应的本质是 2．原电池是将转化为的装置。其本质是原理的应用。二．原电池工作原理： 1．知识回顾—以Cu-Zn-硫酸铜原电池为例，如右图 锌片：极，_________ 电子，发生________ 反应。 铜片：极，_________ 电子，发生________ 反应。 外电路：电子从极流入极 内电路：________向负极移动，______ 向正极移动 思考：如果用以上装置作电源，能持续稳定地产生电流吗？怎样进行改进？ 2.探究活动—有盐桥的原电池的工作原理：阅读课本P71页有关【实验4-1】的论述，结合 图4-1，和上述“题1”的Cu-Zn原电池装置对照，实验装置有何变化 _____________________ 根据实验，填写下表： 电极Zn电极Cu电极 现象 得失电子 电极名称 电子流向 反应类型 电极反应式
总反应式 【思考】原电池的工作原理是怎样的？（教材P72） 【结论】把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行，再以适当的方式连接起来，就可以获得电流 三．原电池的形成条件： （1）两个活泼性不同的电极.相对活泼的金属作，较不活泼的金属或能导电的非金属作；（2）有溶液； （3）形成回路； （4）能自发地发生反应。 四．原电池的设计方法—构成原电池的基本条件，是进行原电池设计的基本依据。 1、根据电池反应写出电极反应式，以2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)为例。把以上反 应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应。 氧化反应（负极）：； 还原反应（正极）：。 2．电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，往往以负极反应为依据确定电极材料，这里选用为负极。正极与负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以正极和负极一般不用同一种材料，且正极材料的活动性比Ag弱，多采用惰性电极C。本例也可用等金属3．电解质溶液的选择。电解质溶液一般要能够与负极发生反应。本例电解质溶液要含有，可以为溶液。 但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的，如下图，图中的X是，Y是
2018-2019版高中化学第四章电化学基础第二节化学电源学案新人教版选修
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第二节化学电源 [学习目标定位] 1.知道化学电源的分类方法。2.熟悉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。 一、化学电池及其分类 1.化学电池的分类 (1)化学电池按其使用性质常分为如下三类： ①一次电池：又叫干电池，活性物质消耗到一定程度就不能再使用。 ②二次电池：又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质再生。 ③燃料电池：一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电池。 (2)化学电池按其电解质性质可分为中性电池、酸性电池、碱性电池。 2.判断电池优劣的主要标准 (1)比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。 (2)比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。 (3)电池可储存时间的长短。 3.化学电池的回收利用 使用后的废弃电池中含有大量的重金属和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。废弃电池要进行回收利用。 例1下列说法中错误的是( ) A.干电池是以胶糊状电解液来产生直流电的一次电池 B.二次电池能连续不断地使用是因为含有的活性物质可以再生 C.氢气、甲醇、烃、肼、氨等液体或气体都可作为燃料电池的燃料 D.具有高“比能量”和高“比功率”的电池称为高能电池 答案 B 解析二次电池放电后需要再充电，只能重复使用，而不能连续不断地使用。 考点初步认识化学电池 题点化学电池及其类别 例2随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是( ) A.利用电池外壳的金属材料