化學(xué)：《電化學(xué)基礎(chǔ)》課件3（80張PPT）（新人教版選修4）

,歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂,電化學(xué)基礎(chǔ),1原電池,2化學(xué)電源,4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),電化學(xué)基礎(chǔ),3電解池,氧化還原反應(yīng),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，自發(fā)進(jìn)行,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，外界能量推動(dòng),知識(shí)結(jié)構(gòu),一、原電池原理,把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫原電池,要解決的問(wèn)題：1.什么是原電池？2.原電池的工作原理？（電子的流向、電流的流向、離子的流向、形成條件、電極的判斷、電極反應(yīng)的寫法）,原電池及其工作原理：,1.定義：,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置為原電池。從理論上說(shuō)，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池；,.電極名稱：,相對(duì)活潑的電極為負(fù)極相對(duì)不活潑的電極為正極,3.電極反應(yīng)：,負(fù)極：正極：,失電子的氧化反應(yīng)得電子的還原反應(yīng),4.原電池的形成條件,(4)形成閉合回路。（兩電極用導(dǎo)線連接，或接觸。）,（1）能自發(fā)地發(fā)生的氧化還原反應(yīng)：電極和電解質(zhì)溶液兩電極上分別有還原劑和氧化劑（燃料電池）,（2）電解質(zhì)溶液：參與電極反應(yīng)或構(gòu)成內(nèi)電路,（3）兩導(dǎo)體作電極：活動(dòng)性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)體石墨），與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的活潑金屬為負(fù)極。兩不活潑的導(dǎo)體石墨或Pt等。（燃料電池電極）,5.定向移動(dòng)方向：電子、離子,原電池,“負(fù)極給出電子，并流向正極”,必發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),必發(fā)生得電子的還原反應(yīng),例1.下列哪幾個(gè)裝置能形成原電池？,A,B,C,D,E,F,M,N,CuSO4,例2.在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是()(A)正極附近的SO42離子濃度逐漸增大(B)電子通過(guò)導(dǎo)線由銅片流向鋅片(C)正極有O2逸出(D)銅片上有H2逸出,D,氧化反應(yīng),Zn-2e=Zn2+,銅鋅原電池,電解質(zhì)溶液鹽橋,失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生,還原反應(yīng),2H+2e-=H2,陰離子,陽(yáng)離子,總反應(yīng)：,負(fù)極,正極,2H+2e-=H2,Zn-2e-=Zn2+,Zn+2H+=Zn2+H2,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,(離子方程式）,（化學(xué)方程式）,電極反應(yīng),正極：,負(fù)極：,（氧化反應(yīng)）,（還原反應(yīng)）,陽(yáng)離子,外電路,內(nèi)電路,強(qiáng)調(diào)：原電池的工作原理：,1.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是()A.MgB.FeC.AlD.Cu,B,2.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH()A.不變B先變大后變小C逐漸變大D.逐漸變小,C,練習(xí)：,例3.市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”，其主要成分是：鐵屑、炭粉、木屑與少量NaCl、水等。它在使用之前，需要塑料袋與空氣隔絕。使用時(shí)開(kāi)啟塑料袋上的小孔，輕輕揉搓就會(huì)有熱量放出。當(dāng)使用完后還會(huì)發(fā)現(xiàn)有鐵銹生成。,(1)熱敷袋使用時(shí)，為什么會(huì)放出熱量？,(3)試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式。,(2)碳粉的主要作用是什么？氯化鈉又起了什么作用？,(1)熱敷袋使用時(shí)，為什么會(huì)放出熱量？,(3)試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式。,利用鐵被氧氣氧化時(shí)放熱反應(yīng)所放出的熱量。,負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+正極：O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng)：4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3,(2)碳粉的主要作用是什么？氯化鈉又起了什么作用？,碳粉的主要作用是和鐵粉、氯化鈉溶液一起構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化。氯化鈉溶于水，形成了電解質(zhì)溶液。,（）鹽橋的作用是什么？可提供定向移動(dòng)的陰陽(yáng)離子，使由它連接的兩溶液保持電中性，鹽橋保障了電子通過(guò)外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過(guò)程得以繼續(xù)進(jìn)行。導(dǎo)線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。,.雙液原電池的工作原理（有關(guān)概念）,（）鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出,鹽橋的作用：（1）形成閉合回路。（2）平衡電荷。,(3)雙液原電池的優(yōu)點(diǎn)：能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。,例4.依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。,請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)電極X的材料是_；電解質(zhì)溶液Y是_；(2)銀電極為電池的_極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)；(3)外電路中的電子是從_電極流向_電極。,銅(或Cu),AgNO3溶液,正,Age=Ag,Cu-2e=Cu2,負(fù)(Cu),正(Ag),利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，設(shè)計(jì)一個(gè)單液原電池，一個(gè)雙液原電池（使用鹽橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)。,(+),(-),負(fù)極（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）,(+),(-),強(qiáng)調(diào)：原電池的設(shè)計(jì),請(qǐng)將氧化還原反應(yīng)Cu+2Ag+=Cu2+2Ag,設(shè)計(jì)成一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池裝置,Cu,CuSO4,Ag,AgNO3,例5、判斷右邊原電池的正、負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式。,強(qiáng)調(diào)：電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫,FeCl3溶液,負(fù)極：Cu-2eCu2+正極：2Fe3+2e-2Fe2+,CuC,MgAl,A,稀硫酸溶液,NaOH溶液,（稀硫酸）負(fù)極:Mg-2e-Mg2+正極：2H+2e-H2,（NaOH溶液）負(fù)極：2Al+8OH-6e-2AlO2-+4H2O,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2,正極：6H2O+6e-3H2+6OH-,方法一：根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。1.對(duì)于金屬金屬電極，活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬是正極；2.對(duì)于金屬非金屬電極，金屬是負(fù)極，非金屬是正極，如干電池等；3.對(duì)于金屬化合物電極，金屬是負(fù)極，化合物是正極。方法二：根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定。失電子的反應(yīng)氧化反應(yīng)負(fù)極；得電子的反應(yīng)還原反應(yīng)正極。,強(qiáng)調(diào)：電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫,練習(xí)：,宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為2H2+O2=2H2O，電解質(zhì)溶液為KOH，反應(yīng)保持在高溫下，使H2O蒸發(fā)，正確敘述正確的是：（）AH2為正極反應(yīng)物，O2為負(fù)極反應(yīng)物B電極反應(yīng)（正極）：O2+2H2O+4e-=4OH-C電極反應(yīng)（負(fù)極）：2H2+4OH-+4e-=4H2OD負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng),BD,二、化學(xué)電源,Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2,2MnO+2HO+2e-=2MnO(OH)+2OH-,Zn+2MnO+2HO=Zn(OH)2+2MnO(OH),負(fù)極：,正極：,總反應(yīng)：,1.堿性鋅錳電池,負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+，正極（石墨）:2NH4+2MnO2+2e-=2NH3+Mn2O3+H2O總反應(yīng)：Zn+2NH4+2MnO2=Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O,干電池（NH4Cl糊狀物為電解質(zhì)）,2.鉛蓄電池,PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,總反應(yīng)式為：,Pb+SO42-2e-=PbSO4,負(fù)極：,正極：,放電,當(dāng)向外提供0.5mol電子時(shí)，消耗硫酸的物質(zhì)的量為,0.5mol,2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4,PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-,PbSO4+2e-=Pb+SO42-,陽(yáng)極：,陰極：,總反應(yīng),充電,補(bǔ)：2.鉛蓄電池,電解液H2O,3.氫氧燃料電池,2e,-,2e,-,氫氣,氧氣,H,+,OH,-,A,負(fù)極正極,O2,H2,H2O,3.氫氧燃料電池,2H2+4OH-4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,總反應(yīng)式：2H2+O2=2H2O,堿性燃料電池,負(fù)極：,正極：,2H24e-=4H+,O2+4e-+4H=2H2O,總反應(yīng)式：2H2+O2=2H2O,酸性,負(fù)極：,正極：,3.氫氧燃料電池,4.甲烷燃料電池（電解質(zhì)為KOH）,負(fù)極：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O正極：2O2+4H2O+8e-=8OH-總反應(yīng)：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,思考：甲醇燃料電池（電解質(zhì)為KOH）,5.鋰電池（非水有機(jī)溶劑電解液）,負(fù)極：2Li-2e-=2Li+，正極：I2+2e-=2I-，總反應(yīng)：2Li+I2=2LiI,跟其它金屬作負(fù)極相比，使用壽命延長(zhǎng)，高能、質(zhì)輕、電壓高、工作效率高、儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)。為什么？,與作負(fù)極材料的金屬相比較，相同質(zhì)量時(shí)鋰提供電子數(shù)最多。,6.銀鋅電池（電解質(zhì)為KOH）,負(fù)極：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,7.海水電池（電解質(zhì)溶液為海水）,負(fù)極：4Al-12e-=4Al3+，正極：3O2+6H2O+12e-=12OH-總反應(yīng)：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,1、銀器皿日久表面逐漸變黑色，這是由于生成硫化銀，有人設(shè)計(jì)用原電池原理加以除去，其處理方法為：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時(shí)間后，黑色會(huì)褪去而銀不會(huì)損失。試回答：在此原電池反應(yīng)中，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為；正極發(fā)生的反應(yīng)為；反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，原電池總反應(yīng)方程式為,Al-3e-=Al3,Ag2S+2e-=2Ag+S2-,3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S,？思考,2.熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物做電解質(zhì)，CO為陽(yáng)極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為陰極助燃?xì)?，制得?50下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：負(fù)極反應(yīng)式：2CO+2CO32-=4CO2+4e-正極反應(yīng)式：總電池反應(yīng)：,2CO2+O2+4e-=2CO32-,2CO+O2=2CO2,3.氫鎳電池是近年開(kāi)發(fā)出來(lái)的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：1/2H2+NiO(OH)Ni(OH)2據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是（）A.電池放電時(shí)，負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大B.電池放電時(shí)，鎳元素被氧化C.電池充電時(shí)，氫元素被還原D.電池放電時(shí)，H2是負(fù)極,CD,4.有人設(shè)計(jì)出利用CH4和O2的反應(yīng)，用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于CH4在O2中燃燒，則下列說(shuō)法正確的是()每消耗1molCH4可以向外電路提供8mole-負(fù)極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O正極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-電池放電后，溶液pH升高A.B.C.D.,A,5.“嫦娥一號(hào)”的成功發(fā)射，標(biāo)志著我國(guó)航天技術(shù)已達(dá)到了一個(gè)新的領(lǐng)域。在航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時(shí)的總反應(yīng)都可以表示為2H2+O2=2H2O，酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為2H2-4e-=4H+，則其正極反應(yīng)式為_(kāi)。堿式電池的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，則其負(fù)極反應(yīng)可表示為_(kāi)。,O2+4e-+4H+=2H2O,2H2-4e-+4OH-=4H2O,思維拓展以鎂條、鋁片為電極，以稀NaOH溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成的原電池，人們普遍認(rèn)為鋁是負(fù)極。某研究性學(xué)習(xí)小組為探究該原電池究竟誰(shuí)是負(fù)極，發(fā)生怎樣的電極反應(yīng)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：如圖，剪取約8cm的鎂條及大小相近的鋁片，用砂紙去膜，使鎂條與鋁片分別與量程為500A的教學(xué)演示電表的“”、“”端相連接，迅速將兩電極插入盛有1mol/LNaOH溶液的燒杯中。,開(kāi)始，電表指針向右偏移約500A，鋁片表面有許多氣泡，很快電流逐漸減小至0；隨后，指針向左偏移，且電流逐漸增大至約400A，此時(shí)，鋁片表面氣泡有所減少，但鎂條表面只有極少量的氣泡產(chǎn)生。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答下列問(wèn)題：,(1)開(kāi)始階段，原電池的正極是_（填“Mg”或“Al”）片；鋁片表面產(chǎn)生的氣泡是_；負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是。(2)隨后階段，鋁片發(fā)生的電極反應(yīng)式是_；鎂條表面只有極少量的氣泡產(chǎn)生，其原因是：2H2O+2e-=H2+2OH-（極少），試判斷此電極發(fā)生的主要反應(yīng)是_；鋁片表面氣泡有所減少，但未消失，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因是。,Al,H2,Mg+2OH-2e-=Mg(OH)2,Al+4OH-3e-=AlO2-+2H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,鋁片中含有雜質(zhì)，構(gòu)成原電池。,三、金屬的腐蝕與防護(hù),1.金屬的腐蝕金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程。,（1）化學(xué)腐蝕與電化腐蝕,1.金屬的腐蝕：金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程。,（1）化學(xué)腐蝕與電化腐蝕,2H+2e-=H2,Fe-2e-=Fe2+,Fe+2H+=Fe2+H2,思考與交流,析氫腐蝕：,負(fù)極：,正極：,電池反應(yīng)：,當(dāng)鋼鐵處于酸性環(huán)境中,析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。,練習(xí)：請(qǐng)你根據(jù)原電池原理，寫出鋼鐵吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。,2Fe-4e-=2Fe2+,O2+2H2O+4e-=4OH-,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O,進(jìn)一步反應(yīng)：,負(fù)極：,正極：,電池反應(yīng)：,（2）析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以Fe為例）,電極反應(yīng),負(fù)極,正極,總反應(yīng)式,水膜酸性較強(qiáng),水膜酸性很弱或中性,Fe-2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,金屬的腐蝕金屬或合金跟周圍到的氣體或液體進(jìn)行而腐蝕的過(guò)程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程。,接觸,化學(xué)反應(yīng),損耗,2.金屬防護(hù)的幾種重要方法,（1）改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，將金屬制成合金，增強(qiáng)抗腐蝕能力。（2）在金屬表面覆蓋保護(hù)層，使金屬和周圍物質(zhì)隔離開(kāi)來(lái)。（3）電化學(xué)保護(hù)法：利用電解池反應(yīng)將需要保護(hù)的金屬作為電解池的陰極而受到保護(hù)或者利用原電池反應(yīng)將需要保護(hù)的金屬作為電池的正極而受到保護(hù)。,還可以利用化學(xué)反應(yīng)使金屬鈍化而受到保護(hù),上述各情況下，其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是。,討論與交流,3.在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解池陽(yáng)極的腐蝕原電池陰極的腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕,5、2、1、3、4,思考與練習(xí),1.保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是Cu2(OH)2CO3這三件1760年銅鑄的國(guó)寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對(duì)起原因的分析，最可能的是()A.它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；B.環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去；C.銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜被氧化；D.它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；,D,2.下列敘述中，可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是（）,A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；,B.在氧化還原反應(yīng)中甲比乙失去的電子多；,C.將甲乙作電極稀硫酸作電解質(zhì)溶液組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；,D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；,C,3.有M、N兩種金屬，分別與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生H2速率相近，試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較M、N兩種金屬的活潑性。,M,N,鹽酸,若N產(chǎn)生氣泡，則活潑性MN,4.將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接置于稀硫酸溶液中,下列各敘述正確性的是()A.鋅片做負(fù)極，鋅發(fā)生還原反應(yīng)B.銅片做正極，銅得電子C.溶液中的PH值增大D.鋅片、銅片同時(shí)有氣泡冒出，說(shuō)明鋅片不純,5.把a(bǔ)、b、c三種金屬片浸泡在稀H2SO4中。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；b、c相連時(shí)，c為負(fù)極；a、c相連時(shí)，c上有氣泡冒出。則這三種金屬的活動(dòng)性順序（）A.a>b>c;B.a>c>bC.c>a>b;D.b>a>c,CD,B,5.a今有2H2+O2=2H2O反應(yīng),KOH為電解質(zhì)溶液構(gòu)成燃料電池,則負(fù)極應(yīng)通入_氣,正極通入_氣,電極反應(yīng)為:負(fù)極_正極_b如把KOH改為H2SO4作導(dǎo)電物質(zhì)則電極反應(yīng):負(fù)極_正極_a和b的電池液不同,反應(yīng)進(jìn)行后溶液的PH值各有何變化_c.如把H2改CH4,KOH作導(dǎo)電物質(zhì)則電極反應(yīng)為:負(fù)極_正極_總反應(yīng)式_,氫,氧,2H2+4OH-4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H2-4e-=4H+,O2+4H+4e-=2H2O,a變小b變大,CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,2O2+4H2O+8e-=8OH-,CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,四、電解原理的應(yīng)用,（一）電解池的定義、構(gòu)成條件,(1)直流電源(2)兩個(gè)電極（活性或惰性）(3)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）(4)閉合回路,1.概念：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置為電解池，它是一個(gè)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。,2.構(gòu)成條件：,3.電極名稱：,與電源負(fù)極相連的電極為陰極與電源正極相連的電極為陽(yáng)極,電極的判斷方法？,4.帶電粒子定向移動(dòng)方向：,“負(fù)極出電子，電子回正極”,電解池,必發(fā)生得電子的還原反應(yīng),必發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),例1.判斷下列裝置的性質(zhì)、現(xiàn)象、產(chǎn)物,1.通電前，溶液中有哪些離子？運(yùn)動(dòng)情況如何？,思考,3.當(dāng)離子定向移動(dòng)到電極表面時(shí)，發(fā)生的是什么類型的反應(yīng)？,2.通電時(shí)，離子的運(yùn)動(dòng)情況有什么改變？,CuCl2=Cu2+2Cl-H2OH+OH-,陽(yáng)離子：Cu2+、H+移向陰極陰離子：SO42-、OH-移向陽(yáng)極,無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),定向運(yùn)動(dòng),氧化還原反應(yīng),4.離子放電順序,活潑金屬陽(yáng)極>S2-I-Br-Cl-OH含氧酸根,（1）陽(yáng)極上（氧化反應(yīng)）,(2)陰極上（還原反應(yīng)）無(wú)論是惰性電極還是金屬電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：,上述順序基本上是金屬活動(dòng)性順序，越活潑的金屬其陽(yáng)離子越難得到電子，但Fe3+氧化性較Cu2+強(qiáng)。,K+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+H+Cu2+Ag+,陽(yáng)離子放電能力（得電子能力）逐漸增強(qiáng),陰離子放電（失電子）能力：逐漸減弱,分析電解反應(yīng)的一般思路（惰性電極電解時(shí)）,明確溶液中存在哪些離子,根據(jù)陽(yáng)極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物,陰陽(yáng)兩極附近有哪些離子,說(shuō)出下列裝置中電解池的陰陽(yáng)極，寫出電極反應(yīng)式及總反應(yīng)的化學(xué)方程式、離子方程式。,陽(yáng)極：陰極：總反應(yīng)：,2Cl-2e-=Cl2,2H+2e-=H2,（二）電極反應(yīng)書寫,HCl溶液,陽(yáng)極：,陰極：,4H+4e-=2H2,H2SO4溶液,總反應(yīng)：,4OH-4e-=2H2O+O2,4H+4e-=2H2,NaOH溶液,陽(yáng)極：,陰極：,總反應(yīng)：,4OH-4e-=2H2O+O2,陽(yáng)極：,陰極：,4H+4e-=2H2,總反應(yīng)：,Na2SO4溶液,4OH-4e-=2H2O+O2,陽(yáng)極：陰極：總反應(yīng)：,2Cl-2e-=Cl2,2H+2e-=H2,陽(yáng)極：,4OH-4e-=2H2O+O2,陰極：,Cu2+2e-=Cu,總反應(yīng)：,（三）電解質(zhì)溶液發(fā)生電解的類型,1.分解溶質(zhì)型例：CuCl2HCl2.電解水型例：NaOHH2SO4Na2SO43.放氫生堿型例：NaClKBr4.放氧生酸型例：CuSO4AgNO3,（1）電解時(shí)，只生成H2而不生成O2，則溶液的pH。（2）電解時(shí)，只生成O2而不生成H2，則溶液的pH。（3）電解時(shí)，既生成H2又生成O2，則實(shí)際為電解水。若為酸性pH，若堿性溶液，則溶液的pH，若為中性，則pH。,增大,減小,減小,增大,不變,（四）電解過(guò)程中溶液pH的變化規(guī)律,電解水型！,分解電解質(zhì)型！,放氧生酸型！,放氫生堿型！,【思考】“實(shí)驗(yàn)派”經(jīng)過(guò)反復(fù)、多次、精確的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，證明電解氯化銅溶液時(shí)pH值的變化如下圖曲線：,（1）電解前氯化銅溶液的pH值處于A點(diǎn)位置的原因是什么？（2）“實(shí)驗(yàn)派”的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是，該觀點(diǎn)的理由是（從化學(xué)原理上加以簡(jiǎn)述）:,隨著電解的進(jìn)行,溶液的pH下降.生成的氯氣溶于水使溶液酸性增強(qiáng).,氯化銅為強(qiáng)酸弱堿鹽,銅離子水解使溶液呈酸性.,電解質(zhì)溶于水或受熱融化狀態(tài),電解質(zhì)電離后，再通直流電,電解質(zhì)電離成為自由移動(dòng)的離子。CuCl2=Cu2+2Cl-,只產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子,發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了新物質(zhì),電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上,小結(jié)1,電解與電離的區(qū)別與聯(lián)系,電解池與原電池的比較,較活潑金屬做負(fù)極,陰極：連接電源負(fù)極的一極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),陽(yáng)極氧化,負(fù)極流向正極,陽(yáng)極流向陰極,化學(xué)能變?yōu)殡娔?電能變?yōu)榛瘜W(xué)能,小結(jié)2,例.(2008江蘇13)用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說(shuō)法正確的是（）A.電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B.電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH，故溶液pH減小C.電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2D.電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:1,D,想一想？,如果要在某鐵制品表面鍍上一層銀，請(qǐng)你選擇合適的電極材料和電鍍液，并寫出電極反應(yīng)方程式。,陰極某鐵制品陽(yáng)極金屬銀電鍍液含有硝酸銀的溶液,陽(yáng)極：Ag=Ag+e-陰極：Ag+e=Ag,電解原理的應(yīng)用-電鍍,1.定義：,利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過(guò)程。,2.目的：,4.電鍍的特點(diǎn)：,3.電鍍材料的選擇：,陰極鍍件,電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液,陽(yáng)極鍍層金屬,使金屬增強(qiáng)抗腐蝕的能力，增加美觀和表面硬度。,1）陽(yáng)極本身參加電極反應(yīng)2）電解質(zhì)溶液的濃度保持不變,電解原理的應(yīng)用-銅的電解精煉,陽(yáng)極：,Cu=Cu2+2e-,陰極：,Cu2+2e-=Cu,雜質(zhì)比銅活潑的Zn、Fe等：,Zn=Zn2+2e-,Fe=Fe2+2e-,活潑性在銅之后的銀、金等：,還原性比銅差的，不能失去電子，它們以單質(zhì)的形式留在溶液中，成為陽(yáng)極泥。,電解質(zhì)溶液硫酸銅的濃度略有減小。,（08天津高考12）金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（）（已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）A陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2+2e=NiB電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2+和Zn2+D電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt,D,工業(yè)上利用這一反應(yīng)，制取燒堿、氯氣和氫氣。,電解原理的應(yīng)用-氯堿工業(yè),想一想：在左面的電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)中，電解產(chǎn)物之間可能發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)？,（1）NaCl溶液中,NaCl電離出，H2O電離出。通電后，在電場(chǎng)的作用下，向陰極移動(dòng)，向陽(yáng)極移動(dòng)。在陽(yáng)極，由于容易失去電子，被氧化生成。陽(yáng)極方程式：;（2）在陰極，由于容易得到電子被還原生成使H2O電離向右移動(dòng)，因此陰極濃度增大PH。陰極方程式：。,2Cl-2e-=Cl2,2H+2e-=H2,Na+、Cl-,H+、OH-,Cl-、OH-,Cl-,Cl2,H+,H2,OH-,增大,Na+、H+,氯堿工業(yè),總化學(xué)方程式：;總離子方程式:.(3)電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為：_，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類？,陰極附近的溶液無(wú)色變?yōu)榧t色,陽(yáng)極:把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在陽(yáng)極附近,產(chǎn)生氣體可以使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)色.,(2)避免生成物H2和Cl2混合,因?yàn)?.,(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會(huì)反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式:.,第一個(gè)問(wèn)題:,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸,解決方法:使用離子交換膜,電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問(wèn)題:,(1)生產(chǎn)設(shè)備名稱：陽(yáng)離子交換膜電解槽陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)，把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。(2)離子交換膜的作用：a.防止Cl2和H2混合而引起爆炸b.避免Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO影響NaOH的產(chǎn)量。,提示：,第二個(gè)問(wèn)題：精制食鹽水,電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問(wèn)題:,泥沙、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-,Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-,Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、引入Ba2+,Na+、Cl-、Ca2+、Ba2+、引入OH-,Na+、Cl-、OH-、引入CO32-,Na+、Cl-,沉降,除泥沙,略過(guò)量BaCl2溶液,除SO42-,略過(guò)量Na2CO3溶液,除Ca2+、Ba2+,略過(guò)量NaOH溶液,除Fe3+、Mg2+,過(guò)濾，加適量HCl溶液,調(diào)節(jié)PH除CO32-、OH-,電解原理的應(yīng)用-電冶金,（1）制取金屬鈉,電解熔融氯化鈉,陽(yáng)極：,2Cl-2e-=Cl2,陰極：,2Na+2e-=2Na,總反應(yīng)：,（2）制取金屬鋁,電解熔融氧化鋁,陽(yáng)極：,6O2-12e-=3O2,陰極：,4Al3+12e-=4Al,總反應(yīng)：,通電,注意：反應(yīng)過(guò)程中使用冰晶石(Na3AlF6)作為熔劑，使Al2O3在較低的溫度下熔化,2Al2O3=4Al+3O2,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,