1、,第四章電化學(xué)基礎(chǔ),人教版化學(xué)選修4,1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,第一節(jié)原電池,把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫 原電池,要解決的問題： 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，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)：

2、,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

3、,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)）

4、,（還原反應(yīng)）,陽離子,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.Mg B.Fe C.Al D.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

5、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。,第二課時(shí),（）鹽橋的作用是什么？ 可提供定向移動(dòng)的陰陽離子，使由它連接的兩溶液保持電中性，鹽橋保障了電子通過外電

6、路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(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_ X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_； (

7、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

8、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 -2e =Cu 2+ 正極：2Fe3+ +2e -=2Fe2+,Cu C,Mg Al,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

9、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- = 4H2O (-) D負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng),BD,-,第二節(jié) 化學(xué)電源,Zn+2OH-2e

10、- = 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

11、為：,Pb + SO42- -2e - = PbSO4,負(fù)極：,正極：,放電：原電池,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-,陽極：,陰極：,總反應(yīng),充電：電解池,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,

12、O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,總反應(yīng)式：2H2 + O2 =2H2O,堿性燃料電池,負(fù)極：,正極：,2H2 4e- = 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-

13、 = 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- = 12O

14、H- 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

15、和Na2CO3的熔融鹽混合物做電解質(zhì)，CO為陽極燃?xì)猓諝馀cCO2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. 氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，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

16、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 + 10 OH- 8e- = CO32- + 7 H2O 正極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為： O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH- 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、無污染的優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃

17、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_ _。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_ _。,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

18、教學(xué)演示電表的“”、“”端相連接，迅速將兩電極插入盛有1mol/L NaOH溶液的燒杯中。,開始，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，回答下列問題：,(1)開始階段，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

19、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。,第三節(jié) 電解池,（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

20、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- H2O H+ + OH-,陽離子：Cu2+、H+ 移向陰極 陰離子：Cl_、OH-移向陽極,無規(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,活潑金屬陽極S2-I-Br-Cl-OH含氧酸根,（1）陽極上（氧化反應(yīng)）,(2)陰極上（還原反應(yīng)） 無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)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上

21、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)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物,陰陽兩極附近有哪些離子,說出下列裝置中電解池的陰陽極，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,陽極：,陰極：,

22、4H+ + 4e- = 2H2 ,H2SO4溶液,總反應(yīng)：,4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ,4H + 4e - = 2H2 ,NaOH溶液,陽極：,陰極：,總反應(yīng)：,4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ,陽極：,陰極：,4H + 4e - = 2H2 ,總反應(yīng)：,Na2SO4溶液,4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ,陽極： 陰極： 總反應(yīng)：,2Cl- - 2e- = Cl2 ,2H+ + 2e- = H2 ,陽極：,4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ,陰極：,Cu 2+ 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

23、：CuCl2 HCl 2.電解水型 例：NaOH H2SO4 Na2SO4 3.放氫生堿型 例：NaCl KBr 4.放氧生酸型 例：CuSO4 AgNO3,（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）電解過程中溶液pH的變化規(guī)律,【思考】“實(shí)驗(yàn)派”經(jīng)過反復(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)

24、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),陽極氧化,負(fù)極流向正極,陽極流向陰極,化學(xué)能變?yōu)殡娔?電能變?yōu)榛瘜W(xué)能,小結(jié)2,例.(

25、2008江蘇13)用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說法正確的是（ ） 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，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2 D.電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產(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 陽極金屬銀 電鍍液含有硝酸銀的溶液,陽極：Ag e = Ag+ 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

26、過程。,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,陽極：,Cu -2e- = Cu2,陰極：,Cu2+ 2e- = Cu,雜質(zhì)比銅活潑的Zn、Fe等：,Zn - 2e- = Zn2+,Fe - 2e- = Fe2+,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，成為陽極泥。,電解質(zhì)溶液硫酸銅的濃度略有減小。,金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、C

27、u、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陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式： Ni2+ + 2e = Ni B電解過程中，陽極質(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離子只有Fe2+ 和 Zn2+ D電解后，電解槽底部的陽極泥中只有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)， 向陽極移動(dòng)。

28、 在陽極，由于 容易失去電子，被氧化生成 。 陽極方程式： ; （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？,陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色,陽極:把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近,產(chǎn)生氣體可以使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)色.

29、,(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)問題:,Cl2 +2 NaOH =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)主要問題:,(1)生產(chǎn)設(shè)備名稱：陽離子交換膜電解槽 陽離子交換膜：只允許陽離子通過，把電 解槽隔成陰極室和陽極室。 (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)問題：精制食鹽水,電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問題:,泥沙、N

30、a+、 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,略過量BaCl2 溶液,除SO42-,略過量 Na2CO3 溶液,除Ca2+、Ba2+,略過量NaOH 溶液,除Fe3+ 、Mg2+,過濾，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,陽極：,2Cl -

31、 - 2e- = Cl2,陰極：,2Na+ + 2e- = 2Na,總反應(yīng)：,（2）制取金屬鋁,電解熔融氧化鋁,陽極：,6O2- - 12e- = 3O2,陰極：,4Al3+ + 12e- = 4Al,總反應(yīng)：,通電,注意：反應(yīng)過程中使用冰晶石(Na3AlF6)作為 熔劑，使Al2O3在較低的溫度下熔化,2Al2O3 = 4Al + 3O2,第四節(jié) 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)而腐蝕損耗的過程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。,（1）化學(xué)腐蝕與電化腐蝕,2H+ 2e- = H2 ,Fe- 2e- = Fe2+,Fe + 2H+ = F

32、e2+ + 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 = 4 Fe(OH)3 2Fe(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 過程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。,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)隔離開來。 （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