1、高三：電化學(xué)基礎(chǔ)知識高三：電化學(xué)基礎(chǔ)知識對電化學(xué)知識的基本認識：對電化學(xué)知識的基本認識：1 1、電化學(xué)的核心問題屬于化學(xué)中的哪類問、電化學(xué)的核心問題屬于化學(xué)中的哪類問題？題？2 2、可以通過哪些描述判斷出是原電池或是、可以通過哪些描述判斷出是原電池或是電解池？電解池？3 3、對原電池應(yīng)掌握的最基本要素是什么？、對原電池應(yīng)掌握的最基本要素是什么？4 4、對電解池應(yīng)掌握的最基本要素是什么？、對電解池應(yīng)掌握的最基本要素是什么？電化學(xué)核心知識電化學(xué)核心知識氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)第1頁/共33頁問題：可以通過哪些描述判斷出是原問題：可以通過哪些描述判斷出是原電池反應(yīng)或是電解池反應(yīng)？電池反應(yīng)或是電解池反

2、應(yīng)？（1 1）根據(jù)題目中出現(xiàn)的圖像判斷根據(jù)題目中出現(xiàn)的圖像判斷自發(fā)自發(fā)/ /非自發(fā)非自發(fā)（2 2）根據(jù)題目中所描述的電極判斷：）根據(jù)題目中所描述的電極判斷： 正極正極/ /負極負極原電池原電池 陰極陰極/ /陽極陽極電解池電解池（3 3）根據(jù)題目中的化學(xué)反應(yīng)判斷：）根據(jù)題目中的化學(xué)反應(yīng)判斷： 放電過程放電過程原電池反應(yīng)原電池反應(yīng) 充電過程充電過程電解池反應(yīng)電解池反應(yīng)（4 4）根據(jù)應(yīng)用：根據(jù)應(yīng)用： 原電池的應(yīng)用原電池的應(yīng)用金屬的腐蝕金屬的腐蝕 電解池的應(yīng)用電解池的應(yīng)用電鍍、精煉、電鍍、精煉、電電冶金冶金第2頁/共33頁氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)()()Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-

3、= H2Cu2+2e- =CuZn + Cu2+= Zn2+ + Cu/ Zn+2H+=Zn2+H2 硫酸銅溶液硫酸銅溶液/硫酸溶液硫酸溶液ZnCue-陰離子陽陽離離子子A氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)借助一定模型，回顧所學(xué)知識思考：1.原電池的形成條件？2.原電池反應(yīng)的結(jié)果？“電子不下水電子不下水”+第3頁/共33頁CuSO4 溶液溶液CuSO4 溶液溶液電流的穩(wěn)定性電流的穩(wěn)定性電電流流強強度度Zn+Cu2+=Zn2+Cu1-2知識之間的內(nèi)在生長點原電池裝置原電池裝置第4頁/共33頁鹽橋的作用鹽橋的作用溝通內(nèi)電路，溝通內(nèi)電路，穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流運用科學(xué)手段驗證我們的推理第5頁/共33頁原電池中鹽橋的

4、作用原電池中鹽橋的作用鹽橋的成分：鹽橋的成分：通常裝有含瓊膠的通常裝有含瓊膠的 KCl 飽和溶液飽和溶液鹽橋的存在：鹽橋的存在：使得陰離子通過使得陰離子通過“橋橋”移向負極，陽離子移向負極，陽離子通過通過“橋橋”移向正極；則兩燒杯中的電解質(zhì)溶液均保持移向正極；則兩燒杯中的電解質(zhì)溶液均保持電中性。氧化還原反應(yīng)得以繼續(xù)進行，不斷產(chǎn)生電流。電中性。氧化還原反應(yīng)得以繼續(xù)進行，不斷產(chǎn)生電流。有鹽橋原電池裝置的特點：有鹽橋原電池裝置的特點：金屬材料與該金屬鹽溶液在金屬材料與該金屬鹽溶液在同一體系中同一體系中第6頁/共33頁堿性堿性H2和和O2 （KOH電解質(zhì)電解質(zhì)） 負極負極 正極正極總反應(yīng)總反應(yīng)酸性酸性

5、H2和和O2 （H2SO4電解質(zhì)電解質(zhì)）負極負極正極正極總反應(yīng)總反應(yīng)1-3 1-3 電極反應(yīng)方程式的書寫電極反應(yīng)方程式的書寫2H2-4e-+4OH- = 2H2OO2+2H2O+4e- = 4OH- 2H2-4e- = 4H+ O2+4H+ +4e- = 4H2O2H2+O2=2H2O2H2+O2=2H2O第7頁/共33頁 負極負極正極正極總反應(yīng)總反應(yīng)寫出甲烷燃料電池（寫出甲烷燃料電池（KOH溶液）的電極溶液）的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的離子方程式。反應(yīng)式和總反應(yīng)的離子方程式。CH4+10OH-8e- = CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e- = 8OH-CH4+2O2+2OH- = CO3

6、2-+3H2O第8頁/共33頁1 1、確定正、負極：、確定正、負極： 升升- -失失- -氧氧- -還還- -負負原電池原電池電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫2、關(guān)注電解質(zhì)溶液 ne-負極負極正極正極陰離子陰離子陽離子陽離子氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)第9頁/共33頁鉛蓄電池的充放電反應(yīng)為：PbPbO22H2SO4 2 PbSO42H2O 放電時負極的電極反應(yīng)式放電時負極的電極反應(yīng)式放電時正極的電極反應(yīng)式放電時正極的電極反應(yīng)式 放電放電 充電充電 Pb-2e-+SO42-=PbSO4PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O充電時充電時陰極的電極反應(yīng)式陰極的電極反應(yīng)式PbSO

7、4 + 2e-=Pb +SO42-充電時充電時陽極的電極反應(yīng)式陽極的電極反應(yīng)式PbSO4-2e-+2H2O = PbO2+4H+SO42-第10頁/共33頁例例1 1：用用Al單質(zhì)作陽極，石墨作陰極，單質(zhì)作陽極，石墨作陰極，NaHCO3溶液作電解液進行電解，生成難溶溶液作電解液進行電解，生成難溶物物R，R受熱分解生成化合物受熱分解生成化合物Q 。寫出陽極生成寫出陽極生成R的電極反應(yīng)式：的電極反應(yīng)式：例例2：以鋁材為陽極，在以鋁材為陽極，在H2SO4 溶液中電解，溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，鋁材表面形成氧化膜，其其陽極電極反應(yīng)陽極電極反應(yīng)式式為為 Al-3e-+3HCO3- =Al(OH)3

8、+3CO22Al - 6e -+3H2O = Al2O3+6H+例例3 3：用高鐵酸鉀和鋅制成的高鐵堿性電池，用高鐵酸鉀和鋅制成的高鐵堿性電池，能儲存比普通堿性電池多能儲存比普通堿性電池多50%50%的電能，已知該電池的的電能，已知該電池的總反應(yīng)是：總反應(yīng)是： 則負極的電極反應(yīng)是則負極的電極反應(yīng)是第11頁/共33頁 原電池的總反應(yīng)與各電極反應(yīng)的關(guān)系： 總反應(yīng)=正極反應(yīng)+負極反應(yīng) 各電極反應(yīng)前后電荷守恒 電池正、負極反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等 電池總反應(yīng)、電極反應(yīng)均質(zhì)量守恒。 各電極得到的產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液是否 （共存）反應(yīng) 第12頁/共33頁小結(jié)：小結(jié)：原電池的基本要素是什么？原電池的基本要素是什么

9、？（1 1）原電池組成及工作原理：）原電池組成及工作原理： 一種裝置，使氧化還原反應(yīng)所釋放的能量直接一種裝置，使氧化還原反應(yīng)所釋放的能量直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，使氧化反?yīng)和還原反應(yīng)分別在兩轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，使氧化反?yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個不同的區(qū)域進行，并使其間電子轉(zhuǎn)移，在一定個不同的區(qū)域進行，并使其間電子轉(zhuǎn)移，在一定條件下形成電流。條件下形成電流。p 形成原電池需要有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。p 原電池中兩極活潑性相差越大，電池電動勢 就越高。p“活活-負負-氧氧-蝕蝕”（潑）（潑） （極）（化反應(yīng)）（腐蝕）（極）（化反應(yīng)）（腐蝕）第13頁/共33頁（2 2）在在原電池原電池的的閉合回路閉合回路中中，各種各種微微

10、 粒的移動方向粒的移動方向（路徑）：（路徑）： 外外“路線路線”（金屬導(dǎo)線）（金屬導(dǎo)線）中中： 電子電子運動：運動： “電子不下水電子不下水” 負極負極 正極正極，電流方向：正，電流方向：正 負負 內(nèi)內(nèi)“路線路線”（電解質(zhì)溶液）中：（電解質(zhì)溶液）中： 陽離子陽離子 正極正極 （發(fā)生還原反應(yīng)）（發(fā)生還原反應(yīng)） 陰離子陰離子 負極負極 （發(fā)生氧化反應(yīng)）（發(fā)生氧化反應(yīng)）e-導(dǎo)線將兩電極連接，形成閉合回路導(dǎo)線將兩電極連接，形成閉合回路第14頁/共33頁例：例：下圖裝置（下圖裝置（）是一種可充電電池的示意圖，裝置）是一種可充電電池的示意圖，裝置（）為電解池的示意圖。裝置（）為電解池的示意圖。裝置（）的離

11、子交換膜只）的離子交換膜只允許允許Na+ 通過。已知電池充、放電的化學(xué)反應(yīng)方程式為通過。已知電池充、放電的化學(xué)反應(yīng)方程式為 2Na2S2NaBr3 Na2S43NaBr。當(dāng)閉合開關(guān)當(dāng)閉合開關(guān)K時，時，X極附近溶液變紅色。下列說法正確的極附近溶液變紅色。下列說法正確的是是A閉合閉合K時，鈉離子從右到左通過離子交換膜時，鈉離子從右到左通過離子交換膜B閉合閉合K時，負極反應(yīng)為時，負極反應(yīng)為3NaBr2eNaBr32NaC閉合閉合K時，時，X電極的電極反應(yīng)式為電極的電極反應(yīng)式為2Cl- -2e- = Cl2 D閉合閉合K時，當(dāng)有時，當(dāng)有0.1 mol Na+通過離子交換膜，通過離子交換膜，X電極電極上

12、析出標準狀況下氣體上析出標準狀況下氣體1.12 LD第15頁/共33頁比能量：比能量：電池單位質(zhì)量或單位體積所能電池單位質(zhì)量或單位體積所能 輸出電能的多少。輸出電能的多少。比功率：比功率：電池單位質(zhì)量或單位體積所能電池單位質(zhì)量或單位體積所能 輸出功率的大小。輸出功率的大小。對電池的評價對電池的評價第16頁/共33頁分析下面裝置圖的構(gòu)造及分析下面裝置圖的構(gòu)造及 工作原理工作原理e-e-e-e-e-陰極陰極陽極陽極e-e- e-(+)(-)第17頁/共33頁正極正極負極負極陽極陽極陰極陰極失電子失電子得電子得電子得電子得電子 失電子失電子第18頁/共33頁氧化劑 + 還原劑 氧化產(chǎn)物 + 還原產(chǎn)物

13、放電充電+ne-ne-ne-ne-原電池電解池自發(fā)反應(yīng)自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)第19頁/共33頁能量轉(zhuǎn)化：將能量轉(zhuǎn)化：將_轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)開的裝置。的裝置。電解：電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極電解：電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極 引起氧化還原反應(yīng)的過程。引起氧化還原反應(yīng)的過程。電解是電解是較較強的氧化還原手段。強的氧化還原手段。第20頁/共33頁（2 2）在在電電解解池池的的閉合回路閉合回路中中，各種各種微粒的微粒的 移動方向移動方向（路徑）：（路徑）： 在電解質(zhì)溶液中：在電解質(zhì)溶液中： 陽離子陽離子 陰極，發(fā)生還原反應(yīng)陰極，發(fā)生還原反應(yīng) 陰離子陰離子 陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)陽極，發(fā)生氧化反應(yīng) 電

14、子的運動：從負極發(fā)出，回到正極電子的運動：從負極發(fā)出，回到正極 （“電子不下水電子不下水”）電解池的基本要素是什么？電解池的基本要素是什么？(1)(1)“正正-陽陽-氧氧-蝕蝕” （極）（極） （極）（化反應(yīng)）（腐）（極）（化反應(yīng)）（腐）第21頁/共33頁（3 3）電解池中電解質(zhì)溶液，各種陰陽電解池中電解質(zhì)溶液，各種陰陽離子及電極材料離子及電極材料的放電順序的放電順序: : 在在陽極陽極（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 惰性電極材料：惰性電極材料： S2-（HS-） I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 金屬材金屬材料（除料（除Au、Pt） 金屬金屬 Br- Cl- OH- 在在陰極陰極（還

15、原反應(yīng)）（還原反應(yīng)） Ag+ Fe3+ Cu2+ H+第22頁/共33頁寫出寫出1-101-10各電極的反應(yīng)及各裝置中的總電各電極的反應(yīng)及各裝置中的總電解反應(yīng)方程式解反應(yīng)方程式（除（除6 6電極外均為惰性電極）電極外均為惰性電極）第23頁/共33頁例：例：如下圖所示，如下圖所示，A、F為石墨電極，為石墨電極，B、E為鐵片電極。按要求回答下列問為鐵片電極。按要求回答下列問題題:K2K1 ABEFNaCl溶液溶液NaCl溶液溶液A第24頁/共33頁K2K1 ABEFNaCl溶液溶液 NaCl溶液溶液A（1）打開）打開K2,合并合并K1 B為為_極，極， A電極反應(yīng)為：電極反應(yīng)為：_,最終最終可觀察

16、到的可觀察到的實驗現(xiàn)象是實驗現(xiàn)象是_,涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式有：涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式有：_A、F為石墨電極，為石墨電極，B、E為鐵片電極為鐵片電極第25頁/共33頁產(chǎn)生產(chǎn)生電流的電流的反應(yīng)反應(yīng)借助借助電流而電流而發(fā)生的發(fā)生的反應(yīng)反應(yīng)氧化還原反應(yīng)能量的轉(zhuǎn)化呈現(xiàn)本節(jié)課知識網(wǎng)絡(luò)對比講第26頁/共33頁 分析電化學(xué)反應(yīng)的一般思路：分析電化學(xué)反應(yīng)的一般思路：明確是什么電極？該電極是得e-還是失e-？確定反應(yīng)物，根據(jù)化合價變化得出產(chǎn)物正/負或陰/陽兩極的材料及所處在的電解質(zhì)溶液第27頁/共33頁問題四：問題四：電化學(xué)中最應(yīng)該清楚的是哪些應(yīng)用知識？電化學(xué)中最應(yīng)該清楚的是哪些應(yīng)用知識？1、金屬的腐蝕與防護、金屬

17、的腐蝕與防護化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)（如化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)（如O2、Cl2、SO2）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕電化學(xué)腐蝕：不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接電化學(xué)腐蝕：不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化。被氧化。 電化學(xué)腐蝕是造成金屬腐蝕的主要原因電化學(xué)腐蝕是造成金屬腐蝕的主要原因 類型：類型： a.析氫腐蝕析氫腐蝕 （強或較強酸性條件下）（強或較強酸性條件下） b.吸氧腐蝕（中性、堿性或極弱酸性條件下）吸氧腐蝕（中性、堿性或極弱酸性條件下） 原電池

18、原電池第28頁/共33頁判斷金屬腐蝕的快慢判斷金屬腐蝕的快慢p 電解原理引起的腐蝕（金屬做陽極）電解原理引起的腐蝕（金屬做陽極）原電池原電池原理引起的腐蝕原理引起的腐蝕 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕有防腐措施的腐蝕（金屬在原電池反應(yīng)中做負極；金屬在電解池反應(yīng)中做陰極金屬在原電池反應(yīng)中做負極；金屬在電解池反應(yīng)中做陰極）p原電池中的負極金屬比正極金屬腐蝕的快原電池中的負極金屬比正極金屬腐蝕的快p同種金屬，在強電解質(zhì)溶液中比在弱電解質(zhì)溶同種金屬，在強電解質(zhì)溶液中比在弱電解質(zhì)溶液中腐蝕的快液中腐蝕的快2、比較金屬的活動性大?。夯顫娊饘?、比較金屬的活動性大小：活潑金屬負極負極3、原電池反應(yīng)對化學(xué)反應(yīng)

19、速率的影響：、原電池反應(yīng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響： 原電池反應(yīng)速率大于化學(xué)反應(yīng)速率原電池反應(yīng)速率大于化學(xué)反應(yīng)速率4、設(shè)計電池、設(shè)計電池 從理論上說，任何氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成從理論上說，任何氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池反應(yīng)原電池反應(yīng)第29頁/共33頁5、重要的化學(xué)電源：、重要的化學(xué)電源：一次電池：堿性鋅錳電池、鋅銀電池、一次電池：堿性鋅錳電池、鋅銀電池、 鋰電池等鋰電池等二次電池：鉛蓄電池：二次電池：鉛蓄電池：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)燃料電池：燃料電池： 可以作為燃料的物質(zhì)從理論上基本都可以設(shè)計可以作為燃料的物質(zhì)從理論上基本都可以設(shè)計為原電池為原電池放電放電充電充電6、電鍍、精煉、電冶金、電鍍、精煉、電冶金、第30頁/共33頁例：例：鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負極板是惰鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負極板是惰性材料，電池總反應(yīng)式為：性材料，電池總反應(yīng)式為： PbPbO24H2SO42=2PbSO42H2O請回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還