原电池和电解池电极反应式的书写方法 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
原电池和电解池电极反应式的书写方法 一、原电池电极反应式的书写方法: 1.首先判断原电池的正负极 如果电池的正负极判断失误，则电极反应必然写错。一般来说，较活泼的金属失去电子，为原电池的负极，但不是绝对的。如镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼，但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被氧化，因而铝是负极，此时的电极反应为： 负极：2Al －6e －=== 2Al 3+ 正极：6H 2O +6e －=== 6OH －+3H 2↑ 或 2Al 3++2H 2O +6e －+ 2OH －=== 2AlO 2－ + 3H 2↑ 再如，将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，铜却失去电子是原电池的负极被氧化，此时的电极反应为： 负极：Cu －2e －=== Cu 2+ 正极：2NO 3－ + 4H + +2e －=== 2NO 2↑+2H 2O 2.要注意电解质溶液的酸碱性 在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢－氧燃料电池就分酸式和碱式两种，在酸性溶液中的电极反应： 负极：2H 2－4e －=== 4H + 正极O 2 + 4H + + 4e －=== 2H 2O
如果是在碱性溶液中，则不可能有H +出现，同样在酸性溶液中，也不能出现OH －。由于CH 4、CH 3OH 等燃料电池在碱性溶液中，碳元素是以 CO 32－离子形式存在的，故不是放出CO 2。 3.还要注意电子转移的数目 在同一个原电池中，负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。这样可避免在有关计算时产生错误或误差，也可避免由电极反应式写总反应方程式或由总方程式改写电极反应式时所带来的失误。 4.抓住总的反应方程式 从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。而两个电极相加即得总的反应方程式。所以对于一个陌生的原电池，只要知道总的反应方程式和其中的一个电极反应式，就可写出另一个电极反应式。 二、电解池的电极反应式的书写方法： 方法为：第一步：根据与正极相连为阳极与负极相连为阴极； 第二步：离子移动，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 第三步：根据溶液中的离子判断电极反应；（电解时，应如何 判断确定电极（阳极、阴极）产物？ 提示：（1）阳极产物判断： 首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序表Ag 以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极（Pt 、Au 、石墨），则要再看溶液中的离子的失电子能力。此时根
原电池和电解池 1．原电池和电解池的比较： 装置原电池电解池实例 原理使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形 成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫 做原电池。 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧 化还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变 为化学能的装置叫做电解池。 形成条件①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ①电源；②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应类 型 自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应 电极名称由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应） 电子流 向 负极→正极电源负极→阴极；阳极→电源正极电流方 向 正极→负极电源正极→阳极；阴极→电源负极能量转 化 化学能→电能电能→化学能 应用 ①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）； ③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。 2．化学腐蚀和电化腐蚀的区别 化学腐蚀电化腐蚀
3．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别 4．电解、电离和电镀的区别 5．电镀铜、精炼铜比较
溶液变化电镀液的浓度不变溶液中溶质浓度减小 6．电解方程式的实例（用惰性电极电解）： 总反应方程式 电解质溶液阳极反应式阴极反应式 溶液酸碱性变化 （条件：电解） CuCl22Cl--2e-=Cl2↑Cu2+ +2e-= Cu CuCl2= Cu +Cl2↑—— HCl 2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2HCl=H2↑+Cl2↑酸性减弱 Na2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑不变H2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑消耗水，酸性增强NaOH 4OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑消耗水，碱性增强 2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑NaCl 2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑ H+放电，碱性增强 +2NaOH 2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2 OHˉ放电,酸性增强CuSO44OH--4e-=2H2O+O2↑Cu2+ +2e-= Cu ↑+2H2SO4 考点解说 1．电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生 （1）吸氧腐蚀 负极：Fe－2e-==Fe2+ 正极：O2+4e-+2H2O==4OH- 总式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O （2）析氢腐蚀：CO2+H2O H2CO3H++HCO3- 负极：Fe －2e-==Fe2+ 正极：2H+ + 2e-==H2↑ 总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2↑ Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。 2．金属的防护
电解池中有水参与的电极反应式的书写 一、分析问题 对于电解有水参与的电解质溶液有两类，我们可先写出其电极反应，分析一下有H+或O H-放电的电极反应中H+或OH-的来源，进一步探究有水参与的电极反应式的书写规律。 1、电解水型（阳极为惰性电极） ⑴电解强碱溶液（如NaOH溶液） 其电极反应式分别为： 阳极反应：4OH-－4e-=2H2O+O2↑（OH-来自于NaOH的电离） 阴极反应：2H++2e-=H2↑（H+来自于水的电离） 因为阴极反应的H+来自于水的电离，2H2O2H++2OH-①，2H++2e-=H2↑②，两式相加得2H2 O+2e-=H2↑+2OH-，所以其阴极反应还可以写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式。若要写电解总反应式，其阴极反应必须写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式，根据电子守恒，将阴、阳两极反应相加得电解总反应式为2H2O 2 H2↑+ O2↑。 ⑵电解含氧酸溶液（如H2SO4溶液） 其电极反应式分别为： 阳极反应：4OH-－4e-=2H2O+O2↑（OH-来自于水的电离） 阴极反应：2H++2e-=H2↑（H+来自于H2SO4的电离） 因为阳极反应的OH-来自于水的电离，4H2O 4H++4OH-①，4OH-－4e-=2H2O+O2↑②，两式相加得2H2O－4e-=4H++O2↑，所以其阳极反应还可以写成2H2O－4e-=4H++O2↑的形式。若要写电解总反应式，其阳极反应必须写成2H2O－4e-=4H++O2↑的形式，根据电子守恒，将阴、阳两极反应相加得电解总反应式为2H2O 2 H2↑+ O2↑。 ⑶电解活泼金属的含氧酸盐溶液（如Na2SO4溶液） 其电极反应式分别为： 阳极反应：4OH-－4e-=2H2O+O2↑（OH-来自于水的电离） 阴极反应：2H++2e-=H2↑（H+来自于水的电离） 因为阴极、阳极反应中的H+、OH-均来自于水的电离，则上述阳极反应还可以写成2H2O －4e-=4H++O2↑的形式，阴极反应还可以写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式。若要写电解总反应式，其阳极反应必须写成2H2O－4e-=4H++O2↑的形式，阴极反应必须写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式，根据电子守恒，将阴、阳两极反应相加得电解总反应式为2H2O 2 H2↑+ O2↑。
高中常见的电解池电极反应式的书写训练 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
高中常见的电解池电极反应式的书写训练 1．用惰性电极电解下列溶液 (1)NaCl溶液 阴极：阳极： 总反应式： (2)CuSO4溶液 阴极：阳极： 总反应式： 2．用惰性电极电解下列熔融态物质 (1)MgCl2 阳极：；阴极：； 总反应式：。 (2)Al2O3 阳极：；阴极：； 总反应式：。 3．用铜作电极电解下列溶液 (1)H2O 阴极：阳极：； 总反应式：。 (2)H2SO4溶液 阴极：阳极：； 总反应式：。 (3)NaOH溶液 阴极：；阳极：； 总反应式：。 4．用Al作电极电解下列溶液 (1)H2SO4溶液 阴极：阳极：； 总反应式：。 (2)NaOH溶液 阴极：阳极：； 总反应式：。
高中常见的电解池电极反应式的书写训练答案 1．用惰性电极电解下列溶液 (1)NaCl 溶液 阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑； 阳极：2Cl －－2e － ===Cl 2↑； 总反应式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。 (2)CuSO 4溶液 阴极：2Cu 2＋＋4e －===2Cu ； 阳极：4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑； 总反应式：2CuSO 4＋2H 2O=====电解2Cu ＋2H 2SO 4＋O 2↑。 2．用惰性电极电解下列熔融态物质 (1)MgCl 2 阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑； 阴极：Mg 2＋＋2e －===Mg ； 总反应式：MgCl 2(熔融)=====电解Mg ＋Cl 2↑。 (2)Al 2O 3 阳极：6O 2－－12e －===3O 2↑； 阴极：4Al 3＋＋12e －===4Al ； 总反应式：2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al ＋3O 2↑。 3．用铜作电极电解下列溶液 (1)H 2O 阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑； 阳极：Cu －2e －===Cu 2＋； 总反应式：Cu ＋2H 2O=====电解Cu(OH)2↓＋H 2↑。 (2)H 2SO 4溶液 阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑； 阳极：Cu －2e －===Cu 2＋； 总反应式：Cu ＋H 2SO 4=====电解CuSO 4＋H 2↑。 (3)NaOH 溶液 阴极：2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －； 阳极：Cu －2e －＋2OH －===Cu(O H)2↓； 总反应式：Cu ＋2H 2O=====电解Cu(OH)2↓＋H 2↑。 4．用Al 作电极电解下列溶液 (1)H 2SO 4溶液 阴极：6H ＋＋6e －===3H 2↑； 阳极：2Al －6e －===2Al 3＋； 总反应式：2Al ＋3H 2SO 4=====电解Al 2(SO 4)3＋3H 2↑。 (2)NaOH 溶液
原电池和电解池
5 6 考点解说 1．电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生 （1）吸氧腐蚀 负极：Fe－2e-==Fe2+ 正极：O2+4e-+2H2O==4OH- 总式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O （2）析氢腐蚀：CO 2+H2O H2CO3H++HCO3- 负极：Fe －2e-==Fe2+ 正极：2H+ + 2e-==H2↑ 总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2↑ Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。 2．金属的防护 ⑴改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。⑵在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。⑶电化学保护法 ①外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。②牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极 3。常见实用电池的种类和特点 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+H2 NH3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 + 2H2O B.充电反应阴极：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42- 阳极：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42- 总式：Pb + PbO2 + 2H2SO4放电 === 充电 2PbSO4 + 2H2O 注意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。电极名称看电子得失，电极反应式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。 ⑶锂电池 ①结构：锂、石墨、固态碘作电解质。 ②电极反应负极：2Li-2e-= 2Li+ 正极：I2 +2e- = 2I-总式：2Li + I2 = 2LiI ⑷A.氢氧燃料电池 ①结构：石墨、石墨、KOH溶液。 ②电极反应H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-总式：2H2+O2=2H2O （反应过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流）注意：还原剂在负极上反应，氧化剂在正极上反应。书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入）。若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥（内装KCl的琼脂，形成闭合回路）。 B．铝、空气燃料电池以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍。 电极反应：铝是负极4Al-12e-== 4Al3+； 石墨是正极3O2+6H2O+12e-==12OH- 4．电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。 B.阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表： K+ 石墨电极 石墨电极(graphite electrode) 以石油焦、沥青焦为颗粒料，煤沥青为黏结剂，经过}昆捏、成型、焙烧、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温的石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源，使炉料熔化进行炼钢，其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极为导电材料。2000年全世界消耗石墨电极100万t左右，中国2000年消耗石墨电极25万t左右。利用石墨电极优良的物理化学性能，在其他工业部门中也有广泛的用途，以生产石墨电极为主要品种的炭素制品工业已经成为当代原材料工业的重要组成部门。 简史早在1810年汉佛莱?戴维(Humphry Davy)利用木炭制成通电后能产生电弧的炭质电极，开辟了使用炭素材料作为高温导电电极的广阔前景，1846年斯泰特(Stair)和爱德华(Edwards)用焦炭粉及蔗糖混合后加压成型，并在高温下焙烧从而制造出另一种炭质电极，再将这种炭质电极浸在浓糖水中以提高其体积密度，他们获得了生产这种电极的专利权。1877年美国克利夫兰(Cleveland)的勃洛希(C.F.Brush)和劳伦斯(https://www.doczj.com/doc/1719033602.html,wrence)采用煅烧过的石油焦研制低灰分的炭质电极获得成功。1899年普利查德(O.G.Pritchard)首先报道了用锡兰天然石墨为原料制造天然石墨电极的方法。1896年卡斯特纳(H.Y.Gastner)获得了使用电力将炭质电极直接通电加热到高温，而生产出比天然石墨电极使用性能更好的人造石墨电极的专利权。1897年美国金刚砂公司(Carborundum Co.)的艾奇逊(E.G.Acheson)在生产金刚砂的电阻炉中制造了第一批以石油焦为原料的人造石墨电极，产品规格为22mm×32m mX380mm，这种人造石墨电极当时用于电化学工业生产烧碱，在此基础上设计的“艾奇逊”石墨化炉将由石油焦生产的炭质电极及少量电阻料(冶 原电池和电解池电极反应式的书写方法 一、原电池电极反应式的书写方法: 1.首先判断原电池的正负极 如果电池的正负极判断失误，则电极反应必然写错。一般来说，较活泼的金属失去电子，为原电池的负极，但不是绝对的。如镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼，但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被氧化，因而铝是负极，此时的电极反应为： 负极：2Al－6e－=== 2Al3+ 正极：6H 2O +6e－=== 6OH－+3H 2 ↑或 2Al3++2H 2 O +6e－+ 2OH－=== 2AlO 2 － + 3H 2 ↑ 再如，将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，铜却失去电子是原电池的负极被氧化，此时的电极反应为： 负极：Cu－2e－=== Cu2+ 正极：2NO 3－ + 4H+ +2e－=== 2NO 2 ↑+2H 2 O 2.要注意电解质溶液的酸碱性 在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢－氧燃料电池就分酸式和碱式两种，在酸性溶液中的电极反应： 负极：2H 2 －4e－=== 4H + 正极O 2 + 4H+ + 4e－=== 2H 2 O 如果是在碱性溶液中，则不可能有H+出现，同样在酸性溶液中，也不能出现 OH－。由于CH 4、CH 3 OH等燃料电池在碱性溶液中，碳元素是以CO 3 2－离子形式存在 的，故不是放出CO 2 。 3.还要注意电子转移的数目 在同一个原电池中，负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。这样可避免在有关计算时产生错误或误差，也可避免由电极反应式写总反应方程式或由总方程式改写电极反应式时所带来的失误。 4.抓住总的反应方程式 从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。而两个电极相加即得总的反应方程式。所以对于一个陌生的原电池，只要知道总的反应方程 高中化学原电池和电解池全面总结超全版 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 原电池和电解池1．原电池和电解池的比较： 2．化学腐蚀和电化腐蚀的区别 3．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别 4．电解、电离和电镀的区别 5．电镀铜、精炼铜比较 6．电解方程式的实例（用惰性电极电解）： ↑+2NaOH强 CuSO 44OH--4e-=2H 2 O+O 2 ↑Cu2+ +2e-= Cu 2CuSO 4 +2H 2 O=2Cu+ O 2 ↑+2H 2 SO 4 OHˉ放电,酸性 增强 考点解说 1．电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生（1）吸氧腐蚀 负极：Fe－2e-==Fe2+ 正极：O 2+4e-+2H 2 O==4OH- 总式：2Fe+O 2+2H 2 O==2Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2+O 2 +2H 2 O==4Fe(OH) 3 2Fe(OH) 3 ==Fe 2 O 3 +3H 2 O （2）析氢腐蚀： CO 2+H 2 O H 2 CO 3 H++HCO 3 - 负极：Fe －2e-==Fe2+ 正极：2H+ + 2e-==H 2 ↑ 总式：Fe + 2CO 2 + 2H 2 O = Fe(HCO 3 ) 2 + H 2 ↑ Fe(HCO 3) 2 水解、空气氧化、风吹日晒得Fe 2 O 3 。 2．金属的防护 ⑴改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。⑵在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。⑶电化学保护法 ①外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。②牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极 3。常见实用电池的种类和特点 常用原电池方程式1．Cu─H2SO4─Zn原电池 正极：2H++ 2e-→ H2↑ 负极：Zn - 2e-→ Zn2+ 总反应式：Zn + 2H+== Zn2++ H2↑ 2．Cu─FeCl3─C原电池 正极：2Fe3++ 2e-→ 2Fe2+ 负极：Cu - 2e- → Cu2+ 总反应式：2Fe3++ Cu == 2Fe2 ++ Cu2+ 3．钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极：O2+ 2H2O + 4e-→ 4OH 负极：2Fe - 4e-→ 2Fe2+ 总反应式：2Fe+O2+2H2O==2Fe（OH)24．氢氧燃料电池（中性介质） 正极：O2 + 2H2O + 4e-→ 4OH- 负极：2H2- 4e-→ 4H+ 总反应式：2H2+ O2== 2H2O 5．氢氧燃料电池（酸性介质） 正极：O2+ 4H++ 4e-→ 2H2O 负极：2H2- 4e-→ 4H+ 总反应式：2H2+ O2== 2H2O 6．氢氧燃料电池（碱性介质） 正极：O2 + 2 H2O + 4e- →4OH- 负极：2H2-4e-+ 4OH-→ 4H2O 总反应式：2H2+ O2== 2H2O 7．铅蓄电池（放电） 正极(PbO2) ： PbO2+ 2e- + SO42-+ 4H+ → PbSO4+ 2H2O 负极(Pb) ：Pb- 2e-+ SO42-→ PbSO 总反应式：Pb+PbO2+4H++ 2 SO42-== 2 PbSO4+ 2 H2O 8．Al─NaOH─Mg原电池 正极：6 H2O + 6e- → 3H2↑ +6OH- 负极：2Al - 6e- + 8OH- → 2AlO2-+ 4 H2O 总反应式：2Al+2OH-+2 H2O ==2 AlO2-+ 3 H2↑ 9．CH4燃料电池(碱性介质) 正极：2O2+ 4 H2O + 8e- → 8OH- 负极：CH4-8e- + 10OH- → CO32-+ 7 H2O 总反应式：CH4+ 2O2+ 2OH- == CO32-+ 3 H2O 10．熔融碳酸盐燃料电池 （Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液，CO作燃料）： 正极：O2 + 2CO2+ 4e- → 2CO32-(持续补充CO2气体) 负极：2CO + 2 CO32-- 4e- → 4CO2 总反应式：2CO + O2== 2 CO2 11．银锌纽扣电池(碱性介质) 正极(Ag2O) ：Ag2O + H2O + 2e- → 2Ag + 2OH- 负极(Zn) ：Zn + 2OH- -2e- → ZnO +H2O 总反应式：Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag 石墨电极材料的选择标准 石墨电极材料选择的依据有很多，但主要的有四个标准： 1.材料的平均颗粒直径 材料的平均颗粒直径直接影响到材料放电的状况。材料的平均颗粒越小，材料的放电越均匀，放电的状况越稳定，表面质量越好。 对于表面、精度要求不高的锻造、压铸模具，通常推荐使用颗粒较粗的材料，如ISEM-3等；对于表面、精度要求较高的电子模具，推荐使用平均粒径在4μm 以下的材料，以确保被加工模具的精度、表面光洁度。材料的平均颗粒越小，材料的损耗情况就越小，各离子团之间的作用力就越大。比如：通常推荐在精密压铸模具、锻造模具方面，ISEM-7已足以满足要求；但客户对于精度要求特别高时，推荐使用TTK-50或ISO-63材料，以确保更小的材料损耗，从而保证模具的精度和表面粗糙度。 同时，颗粒越大，放电的速度就越快，粗加工的损耗越小。主要是放电过程的电流强度不同，导致放电的能量大小不一。但放电后的表面光洁度也随着颗粒的变化而变化。 2.材料的抗折强度 材料的抗折强度是材料强度的直接体现，显示材料内部结构的紧密程度。强度高的材料，其放电的耐损耗性能相对较好，对于精度要求高的电极，尽量选择强度较好的材料。比如：TTK-4可以满足一般电子接插件模具的要求，但有些有特殊精度要求的电子接插件模具，可以选用同等粒径，但强度略高的材料TTK-5材料。 3.材料的肖氏硬度 在对石墨的潜意识认识中，石墨一般会被认为是一种比较软的材料。但实际的测试数据及应用情况显示，石墨的硬度要比金属材料高。在特种石墨行业中，通用的硬度检验标准是肖氏硬度测量法，其测试原理与金属的测试原理不同。由于石墨的层状结构，使其在切削过程中有非常优越的切削性能，切削力仅为铜材料的1/3左右，机械加工后的表面易于处理。 但由于其较高的硬度，在切削时，对于刀具的损耗会略大于切削金属的刀具。与此同时，硬度高的材料在放电损耗方面的控制比较优秀。在我司的EDM用材料 第2节电能转化为化学能——电解 知识与能力： 1.通过对熔融氯化钠电解体系的分析，使学生掌握电解、电解池概念,清晰地建立起电极反 应的概念并能够正确地判断阴极和阳极; 2.通过运用电解的原理分析食盐水的电解、铜的电解精练，了解这些较复杂体系中所发生 的反应以及电解的实用价值; 3.通过学习电镀的内容，使学生了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法,并进 一步体会电解对人类社会的重要贡献； 4.通过活动探究,提高学生的实验能力和分析能力； 5.从能量的角度理解化学科学的重要性。 过程与方法： 采用问题驱动的方法，经联想质疑中熟知的反应切入提出问题，将学生引入本节学习；以已知离子在电场中的定向移动为起点,从而分析具体反应中阴阳离子的移向，在渐进的学习中明白电解、电解池,并学会书写电极反应式；在电解原理的应用中,要让学生明白规律是有条件限制的。 情感、态度与价值观： 进一步体会化学的魅力，激发对学习的兴趣;了解方法的重要意义,明白将来实现的重要价值。 教学重点：电解原理、电极反应 教学难点:阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式 课时安排：共５课时(新课３课时，复习练习２课时) 教学过程： （第一课时) 【联想?质疑】已知金属钠与氯气反应的热化学方程式： ２Ｎa(s)＋Cl2=２ＮａCl(ｓ）△Ｈ= —822.３kJ?mol—1如果要真个反应反方向进行，则需要外界提供能量，那么大家想一想我们可以采用什么样的外界能量。【学生】电能。 【提问】那么这样的反应是什么能转化为什么能？ 【学生】电能转化为化学能 【教师】对，电能转化为化学能的一中重要方法就是电解,下面我们就来学习电解。首先我们来以电解熔融ＮaＣｌ了解一下电解的原理 【板书】一、电解的原理 【阅读交流】 １）、通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子?这些离子的运动情况怎样? 2）、通电后,外电路上的电流方向怎样? 3）、接通电源后，熔融氯化钠中Ｎa+、Cl-各向那个方向运动？ 石墨电极电火花加工性能的影响因素分析 影响石墨电极电火花加工性能的因素很多，各因素的合理配合对电火花加工特性有重要的影响。分析了主轴性能、脉冲电源及智能控制、工作液、电参数和加工极性选择等对石墨电极加工性能的影响，为生产实践提供了理论依据。 在电火花加工中如何正确选用石墨材料，并达到最佳的使用效果，不仅需考虑石墨电极材料牌号，同时要考虑加工参数及其机床性能等因素。影响石墨电极电火花加工性能（加工速度、加工表面粗糙度和电极损耗）的因素主要有机械系统性能、脉冲电源、控制系统、加工面积、放电参数、工件材料、工作液、电极形状、冲液方式等。本文根据国内外的有关研究着重从电火花机床、放电加工参数和加工材料等方面进行系统的分析和论述。 1 机床特性对石墨电极加工性能的影响 1.1 主轴性能的影响 主轴是电火花成形机的一个关键部件，它控制工件与工具电极之间的放电间隙。主轴的抬刀速度、传动速度和摇动方式直接影响生产率、表面粗糙度和加工稳定性等工艺指标。目前已普遍采用步进电动机、直流电动机或交流伺服电动机驱动主轴。 1.1.1 抬头排屑 主轴抬刀对于改善深槽（型腔）窄缝等微细加工的排屑，防止积碳和二次放电等现象有明显影响。发展高速抬刀是必然趋势。目前交流伺服电机驱动，抬刀速度一般可达3~5m/min[1]。日本Sadick公司AQ35L主轴采用直线电机控制，传动机构简单，不用滚珠丝杠，没有传动间隙，能实现高速度、高加速度移动，满足了EDM加工高速响应的要求。最大驱动力高达3000N，快进速度可达100m/min，最大加速度达到1g以上，能及时排除电蚀产物消除集中放电、二次放电。间隙不均匀性等得到极大的抑制，特别是对加工深槽窄缝能产生良好的效果[2]。例如：用端面面积为1mm×38mm、斜度1°的石墨片电极加工钢，深度达70mm，免冲液，粗加工用时2h10min，精加工用时1h30min，总共用3h40min，提高了加工速度。瑞士 Charmilles公司的ROBOFORM 35P机床，不但提高了主轴运动速度，还提高了坐标轴的运动速度，使电极交换时间节省35％。用截面20mm×20mm的电极，无冲液加工100mm深的型腔，加工时间仅为5h，表面粗糙度达到R max10μm。Makino EDNC系列抬刀速度在小型机床上是 2m/min，在大型机床上是10m/min。 1.1.2 主轴摇动 主轴的摇动功能可使加工表面均匀，得到高精度和高质量的加工表面。目前已有多种摇动方式，除了圆形和方形摇动外，还有六角、半圆柱、半球、三维射线、三维圆弧等摇动轨迹，遇到其他任意形状，可根据一个完整的轮廓建立所需的摇动方式。日本Mitsubishi EA系列电火花机床新开发的Orbit Pro摇动功能，电极以恒定运动进行加工，跟踪目标形状，实现高稳定加工；而常规摇动加工，沿目标形状一点一点连续加工，电极移动不平滑，变速移动，加工不稳定，两者对比如图1所示。 1.2 脉冲电源及智能化控制的影响 脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工速度、电极损耗等都有很大的影响。 电解 (2)离子的放电顺序：（物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电） 阴极:氧化性强的离子先得电子 Ag +>Hg 2+>Fe 3+>Cu 2+>H +(酸溶液)>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H +(水溶液)>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K + 阳极：阳极金属或还原性强的离子先失电子 活性电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->N>S>F - -电解质阴离子放电-2H -- 1.关于原电池、电解池的电极名称,下列说法错误的是( ) A.原电池中失去电子的一极为负极 B.电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极 C.原电池中相对活泼的一极为正极 D.电解池中发生氧化反应的一极为阳极 2.若某装置发生反应:Cu+2H +Cu 2++H 2↑,关于该装置的有关说法正确的是( ) A.该装置一定为原电池 B.该装置为电解池 C.若为原电池,Cu 为正极 D.电解质溶液可能是稀硝酸 3.有关以下甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( ) A.甲中负极反应式为2H ++2e -H 2↑ B.乙中阳极反应式为Ag ++e -Ag C.丙中H +向石墨棒方向移动 D.丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体 4.下面列出了电解不同物质时发生的电极反应,其中错误的是( ) A.电解饱和食盐水,阴极:Na++e-Na B.电解CuSO4溶液,阴极:Cu2++2e-Cu C.电解熔融NaCl,阴极:Na++e-Na D.电解NaOH溶液,阳极:4OH--4e-2H2O+O2↑ 6.Cu2O是一种半导体材料,右图是基于绿色化学理念设计的 制取Cu2O的电解池示意图,电解总反应为 2Cu+H2O Cu2O+H2↑。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0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成 7.下图中X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a电极质量增加,b电极处 () 1．下列叙述中错误的是( ) A．电解池是电能转化为化学能的装置 B．原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阳极 C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应 D．电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气 2．用铂电极分别电解KCl溶液和K2SO4溶液时，都会出现的现象或实验结果是( ) A．溶液中K＋离子浓度都不变 B．溶液的pH都不变 C．阳极上都生成能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色的无色气体 D．阴极上都生成可燃性气体 3某同学为了使反应2HCl＋2Ag===2AgCl↓＋H2↑能进行，设计了下列四个实验，如下图所示，你认为可行的方案是( ) 5．()用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电 8．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示， 一、石墨的性质 石墨是碳的结晶矿物之一。1565年作为一种矿物被发现，1779年确定它的成分是碳，1789年定名为“石墨”（希腊文为“写”之意）。石墨的颜色为黑色，晶体为六方板状，但少见，一般呈薄片状或鳞片状，集合体呈土状，为隐晶质体。质软、硬度小，摩氏硬度为1-2,能污染纸张。比重2.1--2.3。具有一组极完全解理。 常温下石墨具有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂的腐蚀，但高温时易氧化。二、石墨的用途 由于石墨具有许多优良的性能，因而在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部门获得广泛应用。 1做耐火材料 石墨的一个主要用途是生产耐火材料，包括耐火砖，坩埚，连续铸造粉，铸模芯，铸模洗涤剂和耐高温材料. 坩埚及有关制品用石墨制造的成型和耐火的坩埚及其有关制品，例如坩埚、曲颈瓶、塞头和喷嘴等，具有高耐火性，低的热膨胀性，熔炼金属过程中，受到金属浸润和冲刷时亦稳定，高温下良好的热震稳定性和优良的热传导性，所以石墨坩埚及其有关制品被广泛用于直接熔融金属的工艺中. 2炼钢 石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围很广，包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍是土状石墨的主要用途之一。 3作导电材料 石墨在电气工业中广泛用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件、电视机显像管的涂层等等。其中以石墨电极应用最广，在冶炼各种合金钢、铁合金时，使用石墨电极，这时强大的电流通过电极导入电炉的熔炼区，产生电弧，使电能转化为热能，温度升高到2000度左右，从而达到熔炼或反应的目的。此外，在电解金属镁、铝、钠时，电解槽的阳极也用石墨电极。生产金刚砂的电阻炉也用石墨电极作炉头导电材料。 电化学中电极反应式的书写技巧 电化学中电极反应式的书写不仅是电化学教学的重点和难点，更是高考的热点题型之一，其中，燃料电池电极反应式以及可充电电池电极反应式的书写又是电极反应式书写中的难点。下面笔者就如何正确书写电极反应式进行了较为详尽的归纳，旨在“抛砖引玉”。 一、原电池中电极反应式的书写 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；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成水。 3、正负极反应式相加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书写电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的书写电极反应式，即得到较难写出的书写电极反应式。 例1、有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作，试写出该电池的两极反应式。 解析：金属铂是相对惰性的，金属锌是相对活泼的，所以锌是负极，Zn失电子成为Zn2+，而不是ZnO或Zn(OH)2，因为题目已告诉H+参与作用。正极上O2得电子成为负二价氧，在H+作用下肯定不是O2-、OH-等形式，而只能是产物水，体液内的H+得电子生成H2似乎不可能。故发生以下电极反应： 负极：2Zn－4e-= 2Zn2+，正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。 例2、用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通入甲烷和氧气，形成甲烷—氧气燃料电池，该电池反应的离子方程式为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，试写出该电池的两极反应式。解析：从总反应式看，O2得电子参与正极反应，在碱性性溶液中，O2得电子生成OH-，故正极反应式为：2O2+4H2O+8e- =8OH-。负极上的反应式则可用总反应式减去正极反应式（电子守恒）得CH4+10OH-－8e-= CO32-+7H2O。 二、电解池中电极反应式的书写 1、首先看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。 电解池电极反应式的书写 一．请写出下列几组常见的电解池的相关原理（以下电极材料均是石墨） （1）离子定向移动： →阳极； →阴极。 电极反应——阳极： ；阴极： 。 总的方程式： 。 结论：用惰性电极电解不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物)，实际是电解溶质本身。电解的结果使c(Cu 2+) 减小，溶液的pH 略有增大。因为Cu 2+ +2H 2O Cu(OH)2 + 2H + （2）离子定向移动： → 阳极； →阴极； 电极反应——阳极： ；阴极： ； 总的方程式： 。 结论：用惰性电极电解无氧酸(除HF)，溶质消耗。电解的结果消耗了HCl ，即c(H +) ， 溶液的pH 。 （3）离子定向移动： →阳极； →阴极 电极反应——阳极： ；阴极： ； 总的方程式： 。 结论：用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐，溶质、水同时消耗。电解的结果生成碱， 电解后溶液的pH 。 （4）离子定向移动： →阳极； →阴极 电极反应——阳极： ；阴极： ； 总的方程式： 。 结论：用惰性电极电解不活泼金属的含氧酸盐，溶质、水同时消耗。电解的结果生成酸， 电解后溶液的pH 。 （5）离子定向移动： →阳极； →阴极 电极反应——阳极： ；阴极： ； 总的方程式： 。 结论:用惰性电极电解活泼金属的含氧酸盐实质是电解水。电解后溶液的pH ，等于 。 （6）离子定向移动： →阳极； →阴极 电极反应——阳极： ；阴极： ；总的方程式： 。 结论:用惰性电极电解含氧酸实质是电解水.电解后,+ （7）离子定向移动： →阳极； →电极反应：阳极： ；阴极：总的方程式： 。结论：用惰性电极电解强碱实质是电解水。电解后，碱的浓度 ，c(OH －) ， 故溶液的pH 。 Na 2SO 4 NaCl H 2SO 4 HCl CuSO 4 CuCl 2 电解池电极反应式练习 班级姓名 常见电解池电极反应归纳 （一）、用惰性电极电解电解质溶液 1、CuCl2溶液 阴极：阳极： 总方程式： 2、HCl溶液: 阴极：阳极： 总方程式： 3、H2SO4溶液: 阴极：阳极： 总方程式： 4、NaOH溶液: 阴极：阳极： 总方程式： 5、Na2SO4溶液: 阴极：阳极： 总方程式： 6、NaCl溶液（氯碱工业） 阴极：阳极： 总方程式： 7、CuSO4溶液 阴极：阳极： 总方程式： 8、电解AgNO3溶液 阳极：阴极： 总方程式： （二）、用活性电极材料电解电解质溶液 1、铜的电解精炼：粗铜作极，接电源极；精铜作为极，接电源极；硫酸酸化的CuSO4溶液作为电解质溶液。 阳极反应：阴极反应： 2、电镀：镀层金属做极，镀件做极，含有镀层金属阳离子的盐溶液作为电镀液。 在铁钉上镀铜：铜做极，接电源极；铁钉做极，接电源极；电镀液采用含的盐溶液。 阳极反应：；阴极反应：（在镀件上析出）。 （三）、用惰性电极电解下列熔融电解质 1、熔融NaCl 阴极：阳极： 总方程式： 2、熔融MgCl2 阴极：阳极： 总方程式： 3、熔融Al2O3（冶炼金属铝） 阴极：阳极： 总方程式： （四)、根据图示装置写出各电极反应式 1、B、C为铜，A、D为碳 A ____________________________________ B _____________________________________ C _____________________________________ D _____________________________________ 2、NaCl溶液中滴酚酞，电极1附近变红 1 ___________________________________ 2 ___________________________________ 3 ___________________________________ 4 ___________________________________ 5 ___________________________________ 6 ___________________________________石墨电极
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