1、原電池化學(xué)電源,1.概念：把_轉(zhuǎn)化為_的裝置。 2.形成條件,化學(xué)能,電能,非金屬導(dǎo)體,電解質(zhì),自發(fā),3.工作原理以()Zn|CuSO4|Cu()原電池為例,電子,Zn-2e-=Zn2+,Zn,Cu,Cu2+2e-=Cu,陰離子,SO42-、OH-,陽離子,(Cu2+、H+),4.原電池原理的應(yīng)用 (1)比較不同金屬的活動性強(qiáng)弱 根據(jù)原電池原理可知，在原電池反應(yīng)過程中，一般活動性強(qiáng)的金屬作負(fù)極，而活動性弱的金屬(或碳棒)作正極。 (2)加快化學(xué)反應(yīng)速率 由于原電池將氧化還原反應(yīng)拆成兩個半反應(yīng)且有電流產(chǎn)生，因而反應(yīng)速率加快。如Zn與稀H2SO4反應(yīng)制氫氣時，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成

2、CuZn原電池，加快反應(yīng)速率。 (3)用于金屬的防護(hù) 要保護(hù)一個鐵制閘門，可用導(dǎo)線將其與一鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極，鐵制閘門作正極。,(4)設(shè)計制作化學(xué)電源 判斷所給反應(yīng)是否是自發(fā)的放熱的氧化還原反應(yīng)。 首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)。 根據(jù)原電池的反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液。 如：根據(jù)反應(yīng)2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2,設(shè)計的原電池為：,組裝形成閉合回路,5.化學(xué)電源 (1)一次電池 堿性鋅錳干電池 總反應(yīng)式：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2， 正極反應(yīng)：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH； 負(fù)極反應(yīng)：_。 鋅銀電池 負(fù)極反

3、應(yīng)：Zn2OH2e=Zn(OH)2； 正極反應(yīng)：Ag2OH2O2e=2Ag2OH； 總反應(yīng)式：_。,Zn2OH2e=Zn(OH)2,ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag,(2)二次電池(可充電電池) 鉛蓄電池是最常見的二次電池，負(fù)極材料是_，正極材料_。 放電時的反應(yīng) 負(fù)極反應(yīng)：_。 正極反應(yīng)：_； 總反應(yīng)：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。 充電時的反應(yīng) 陰極反應(yīng)：_； 陽極反應(yīng)：_； 總反應(yīng)：,PbO2,Pb,(3)燃料電池 氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分酸性和堿性兩種。,4H2O,O24e4H=,2H2O,易錯警示 規(guī)避原電池工作原理的4個易失分點(diǎn) 1.只有放

4、熱且自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才能通過設(shè)計成原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。 2.電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向移動，與導(dǎo)線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路。 3.無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。 4.原電池的負(fù)極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù)。,電解原理及其應(yīng)用,1.電解 使_通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起_的過程。 2.電解池(也叫電解槽) 電解池是把_的裝置。,電流,氧化還原反應(yīng),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,3.電解池的組成和工作原理(電解CuCl2溶液),陰極,陽極,還原反應(yīng),氧化反應(yīng),Cu2+2e-=Cu,2Cl-2e-=Cl2 ,CuCl2 Cu+

5、Cl2,NaOH,H2,Cl2,氯堿工業(yè),2Cl2e=Cl2,2H2e=H2,2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2,5.電鍍與電解精煉銅,粗銅,銅,Cu2e=Cu2,Cu2e=Cu2,Cu2e=Cu2,CuSO4溶液,6.電冶金 (1)鈉的冶煉 總反應(yīng)：_ 陰極反應(yīng)：_ 陽極反應(yīng)：2Cl2e=Cl2 (2)Mg的冶煉 總反應(yīng)：_ (3)Al的冶煉 總反應(yīng)：_,2Na2e=2Na,電解池中兩個電極的判斷方法 (1)陽極：與電源正極相連、發(fā)生氧化反應(yīng)、陰離子移向的一極。 (2)陰極：與電源負(fù)極相連、發(fā)生還原反應(yīng)、陽離子移向的一極。,金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),1.金屬腐蝕的本質(zhì) 金屬原子_變?yōu)開，

6、金屬發(fā)生氧化反應(yīng) 。 2.金屬腐蝕的類型 (1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕,失去電子,金屬陽離子,不純金屬、電解質(zhì)溶液,直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng),原電池反應(yīng),無,有,(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(鋼鐵腐蝕為例),酸性,弱酸性、中性或堿性,Fe2e=Fe2,2H2e=H2,2H2OO24e=4OH,3.金屬的防護(hù) (1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法利用_。 (2)外加電流的陰極保護(hù)法利用_。 (3)改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)如制成不銹鋼。 (4)加保護(hù)層如電鍍、噴漆、覆膜等。,原電池原理,電解池原理,電化學(xué)腐蝕五規(guī)律 1.對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。 2.活動性不同的兩金屬：活動性差別越大，

7、活動性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。 3.對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快，且氧化劑的濃度越高，氧化性越強(qiáng)，腐蝕越快。 4.電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕。 5.從防腐措施方面分析，腐蝕的快慢為：外接電源的陰極保護(hù)法防腐犧牲陽極的陰極保護(hù)法防腐有一般防護(hù)條件的防腐無防護(hù)條件的防腐。,1.一般電極反應(yīng)式的書寫,要點(diǎn)一原電池電極反應(yīng)式的書寫,2.復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫 如CH4酸性燃料電池中 CH42O2=CO22H2O總反應(yīng)式 2O28H8e=4H2O正極反應(yīng)式 得 CH42H2O8e=CO28H負(fù)極反應(yīng)式,【典例示范1】 (1)LiSOCl2電池可用于心臟

8、起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li2SOCl2=4LiClSSO2。 請回答下列問題： 電池的負(fù)極材料為_，發(fā)生的電極反應(yīng)為_； 電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_。 (2)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2)燃料電池中 總反應(yīng)式：CH42O2=CO22H2O 正極反應(yīng)式：O24e=2O2 負(fù)極反應(yīng)式為_。,答案(1)鋰4Li4e=4Li 2SOCl24e=4ClSSO2 (2)CH44O28e=CO22H2O,【借題發(fā)揮】 原電池正、負(fù)極判斷的“五個角度”,要點(diǎn)二電解池反應(yīng)式的書寫,1.電解時電極產(chǎn)物的判斷,(陰離子放電順序：S2IBrCl

9、OH含氧酸根離子) (2)陰極溶液中的陽離子得電子，生成相應(yīng)的單質(zhì)或低價粒子。 (陽離子放電順序：AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2Al3Mg2NaCa2K),2.電極反應(yīng)式的書寫 (1)根據(jù)裝置書寫 根據(jù)電源確定陰、陽兩極確定陽極是否是活性金屬電極據(jù)電極類型及電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式。 在確保陰、陽兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相同的條件下，將兩極電極反應(yīng)式合并即得總反應(yīng)式。,(2)由氧化還原反應(yīng)方程式書寫電極反應(yīng)式 找出發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的物質(zhì)寫出兩極名稱和反應(yīng)物利用得失電子守恒分別寫出兩極反應(yīng)式。 若寫出一極反應(yīng)式，而另一極反應(yīng)式不好寫，可用總反應(yīng)式減去已寫出的

10、電極反應(yīng)式即得另一電極反應(yīng)式。,【典例示范2】 (2013湛江模擬)CuI是一種不溶于水的白色固體，它可以由反應(yīng)：2Cu24I=2CuII2而得到。如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，在KI淀粉溶液中陽極周圍變藍(lán)色，則下列說法正確的是(),A.若a極變紅，則在Pt電極上：2I2e=I2，淀粉遇碘變藍(lán) B.若b極變紅，則在Pt電極上：4OH4e=2H2OO2，O2將I氧化為I2，淀粉遇碘變藍(lán) C.若a極變紅，則在Cu電極上：開始Cu2e=Cu2，2Cu24I=2CuII2 D.若b極變紅，則在Cu極上：Cu2e=Cu2，Cu2顯藍(lán)色,解析電解NaCl溶液(滴有酚酞)，陰極附近變紅

11、。若a極變紅，則X為電源的負(fù)極，Y為正極，故Cu電極為陽極，則Cu2e=Cu2，2Cu24I=2CuII2，淀粉遇碘變藍(lán)；若b極變紅，則X極為正極，Pt電極為陽極，則2I2e=I2，淀粉遇碘變藍(lán)，故C正確。 答案C,【借題發(fā)揮】 以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型,注意：(1)強(qiáng)堿、含氧酸、活潑金屬的含氧酸鹽，用惰性電極電解時，實(shí)際上是電解H2O，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，濃度增大。 (2)電解時產(chǎn)物的判斷要遵循陰、陽離子的放電順序。 (3)用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時，若要使電解后的溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，應(yīng)遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原則，一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物化合的產(chǎn)物。如用惰性電極電解CuS

12、O4溶液，要恢復(fù)原溶液的濃度，可向電解后的溶液中加入CuO。也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因為Cu(OH)2與生成的H2SO4反應(yīng)后使水量增加。,要點(diǎn)三應(yīng)對電化學(xué)定量計算的三大技巧,1.計算類型 原電池和電解池的定量計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算，以及與轉(zhuǎn)移電子關(guān)系的定量計算等。 2.計算依據(jù) (1)根據(jù)電子守恒計算 用于串聯(lián)電路中電解池陰陽兩極產(chǎn)物、原電池正負(fù)兩極產(chǎn)物、通過的電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。,(2)根據(jù)總反應(yīng)式計算 先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。 (3)根據(jù)關(guān)系式計算 根