1、鋰電池,干電池,疊層電池,紐扣電池,第四章 電化學基礎,2、能量可以相互轉化：,自發(fā)氧化還原反應,原電池裝置,？,3、化學能轉化為電能的本質：,電能,氧化還原反應（化學能）,電子轉移,電子定向移動,電流,指研究化學能與電能之間相互轉 換的裝置、過程和效率的科學。,1、電化學定義：,電能,氧化還原反應（化學能）,電子轉移,電子定向移動,電流,非自發(fā)氧化還原反應,電解池裝置,第 一 節(jié) 原 電 池,1、原電池定義：,利用氧化還原反應， 把化學能轉化為電能的裝置。,一、原電池基礎知識：,2、原電池電極和反應：,Cu,Zn,Zn-2e-= Zn2+,氧化反應,2H+2e-=H2,還原反應,負極,正極,

2、電極總反應：,Zn + 2H+ = Zn2+ +H2 ,較活潑的金屬,較不活潑金屬或非金屬導體,負極:,正極:,電子流出的極，,電子流入的極，,電極失電子被氧化，進入溶液,溶液中陽離子得電子被還原，,發(fā)生氧化反應,發(fā)生還原反應,2、原電池中的方向問題：,（1）電子流動方向：,由負極流向正極,（2）電流方向：,由正極流向負極,（3）指針偏轉方向：,偏向正極,與電子流動方向相同，與電流方向相反,注意：電子未進入溶液！,溶液中通過離子的定向移動傳導電流,（4）電解質溶液離子移動方向：,陽離子流向正極，陰離子流向負極,正極多電子帶負電，負極多陽離子帶正電,3、構成原電池的條件,（1）兩電極：有兩種活動

3、性不同的金屬,（或一種是非金屬導體如碳棒）,（3）至少一電極與電解質自發(fā)發(fā)生氧化還原反應,（4）裝置形成閉合回路。,（2）電解質溶液,（兩極都反應，先反應為負極，一般是較活潑金屬）,4、原電池的電極反應式和總反應式的書寫,（1）負極：電極(較活潑金屬)參加反應失電子,（2）電極反應式用 “=”號，是氧化還原的半反應,（3）電極反應式有氣體用“”,物質析出不用“”,（4）總式由兩極反應式相加，兩極得失電子數(shù)相等,正極：電極不參加反應，溶液中陽離子得電子,氧化反應,Zn-2e=Zn2+,銅鋅原電池,失e-，沿導線傳遞，有電流產生,陰離子SO42-,陽離子H+ Zn2+,由正極流向負極,由負極流向正

4、極（結束）,電流方向：,5、原電池工作原理:,電子流動方向：,經電解質溶液流回正極,離子移動方向:,陽離子流向正極，陰離子流向負極,讓氧化反應和還原反應分別在不同區(qū)域進行， 失去的電子通過導線傳遞產生電流。,二、簡單原電池的改進探究：,1、將鋅、銅先后分別浸入到裝有硫酸銅 溶液的燒杯中，會有什么現(xiàn)象？,鋅片表面有銅析出，銅片無變化.,3、將鋅和銅分別通過導線與電流計連接， 浸入到裝有硫酸銅溶液的燒杯中， 會有什么現(xiàn)象？,鋅片銅片表面均有銅析出，但電流計指針不動.,鋅不純，銅與鋅接觸形成短路,2、將鋅和銅分別通過導線與電流計連接， 使鋅和銅緊貼一起，浸入到裝有硫酸 銅溶液的燒杯中，會有什么現(xiàn)象？

5、,電流計指針偏轉,鋅片上也逐漸被銅 覆蓋且電流計偏轉逐漸變小直至為零。,結論：,兩電極在同一容器中容易接觸造成短路,電極不純、容易覆蓋造成電池效率不高,改進：,將電極，還原劑和氧化劑分開在兩個容器,負極+電解質溶液,正極+氧化劑電解質溶液,4、按課本圖4-1所示, 將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液分別通過導線與電流計連接，但不用鹽橋連通,有什么現(xiàn)象?,電流計指針不偏轉, 且銅片和鋅片上均無明顯現(xiàn)象,沒行成閉合回路，無電子定向移動,5、按課本圖4-1所示, 將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液分別通過導線與電流計連接，用鹽橋連通，有什么現(xiàn)象?,電流計指針偏轉，

6、銅片有銅析出， 鋅片無銅析出，有穩(wěn)定的電流 通過電路，是原電池裝置;,6、鹽橋的作用：,（1）鹽橋的構成：,鹽橋溶液與電解質溶液不發(fā)生反應,鹽橋是裝有飽和KCl瓊脂溶膠的U形管，溶液不致 流出來，但離子則可以在其中自由移動。,（2）用作鹽橋溶液的條件：,鹽橋溶液的濃度要大；,（3）鹽橋的作用：,使整個裝置構成通路的作用,鹽橋中離子的定向遷移構成了電流通路，鹽橋既 可溝通兩方溶液，又能阻止反應物的直接接觸。,Zn棒失去電子成為Zn2+進入溶液，使ZnSO4溶液 中Zn2+過多，帶正電荷。Cu2+獲得電子沉積為Cu， 溶液中Cu2+過少，SO42-過多，溶液帶負電荷。 當溶液不能保持電中性，將阻止

7、放電作用的繼續(xù) 進行。鹽橋的存在，其中Cl-向ZnSO4 溶液遷移， K+向CuSO4 溶液遷移，分別中和過剩的電荷， 使溶液保持電中性，反應可以繼續(xù)進行。,能穩(wěn)定長時間放電,使用后：鹽橋中離子濃度會減小，電解質溶液中 的陰陽離子不會進入鹽橋,小結,原電池概念、原理及組成,1、原電池：,2、工作原理：,3、原電池的正、負極及及電極反應,4、構成原電池的條件,把化學能轉化為電能的裝置,氧化還原反應,（1）活動性不同的兩種金屬或金屬與非金屬,（2）電解質溶液,（4）導線連接形成閉和回路,（3）自發(fā)的氧化還原反應,損耗,未損耗,5、加入鹽橋后兩個半電池組成的原電池工作原理：,原電池在放電時，負極上的

8、電子經過導線流向 正極，而氧化性較強的物質從正極上得到電子， 兩極之間再通過鹽橋及池內溶液中的陰、陽離子 定向運動形成的內電路構成有穩(wěn)定電流的回路。,1、利用Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 的反應 設計一個能持續(xù)產生電流的原電池裝置? 畫出裝置圖。,課堂練習：,2、為獲得較長時間的穩(wěn)定電流,如何將必修2中 由“Zn-稀H2SO4-Cu”組成的原電池進行簡單改裝？,3、 X、Y、Z、W四種金屬片進入稀鹽酸中，用導線連接，可以組成原電池，實驗結果如下圖所示,四種金屬的活潑性由強到弱的順序為,ZYXW,4.下列裝置中能組成原電池形成電流的是( ),D,沒有形成閉合回路,酒精不是電解質,

9、沒有形成閉合回路,A,B,C,沒有自發(fā)的氧化還原,D,E,5、判斷下列哪些裝置構成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應式.,6、如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質溶液，則A、B、C應是下列各組中的哪一組（ ）,D,7、下列說法正確的是（ ）,A、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4,B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸,C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液,D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液,A、電池的負極一定作還原劑失電子被消耗,燃料電池正負極都不參加氧化還原反應,B、原電池電解質溶液陽離子向電池正極移動,C、較活潑金屬一定作

10、原電池的負極,D、原電池要形成閉合回路，為了電子的流出流入,Mg-Al(NaOH),為了電流的流出流入,B,三、原電池原理的應用,思考：利用Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2設計一個原電池。,負極: 正極: 電解質:,Cu,碳棒（或Pt）,FeCl3 溶液,負極氧化消耗被腐蝕，正極受保護。,外加活潑金屬做負極，自己做正極,Zn與硫酸反應制H2：,(1)往硫酸中滴加少量的硫酸銅溶液。,(2)粗鋅比純鋅反應速率更快。,一般來說，金屬性：負極 正極,還原劑作負極材料，氧化劑作電解質溶液,1、制作化學電源,2、防止金屬腐蝕,3、加快氧化還原反應的反應速率,4、利用原電池判斷電極材料金屬性的強

11、弱,第四章 電化學基礎,第二節(jié) 化學電源,1、化學電池：,3、原子能電池：,2、太陽能電池：,將化學能轉換成電能的裝置,將太陽能轉換成電能的裝置,將放射性同位素自然衰變時產生的熱能轉換為電能的裝置,一、電池的種類：,二、化學電池的優(yōu)點：,1、能量轉換效率高、供能穩(wěn)定可靠,2、使用方便、易于維護、可在各種環(huán)境下工作,三、判斷電池的優(yōu)劣標準,1、比能量的大小或比功率的大?。?單位質量或單位體積輸出電能的多少或輸出功率 的大小。(Ah)/Kg， (Ah)/L， W/Kg， W/L。,四、化學電池的主要分類：,2、電池的存儲時間的長短,氫氧燃料電池,1、一次電池（干電池）：,普通干電池、堿性鋅錳電池、

12、 鋅銀電池、鋰電池,（1）普通干電池,電解質為糊狀NH4Cl,鋅錳干電池,2MnO2+2NH4+ 2e- = Mn2O3+2NH3+H2O,2MnO2+2NH4+Zn= Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O,正極(碳棒中間)：,負極(鋅筒外殼)：,Zn 2e- = Zn2+,總反應：,長久使用，鋅筒變薄電解質變稀，有腐蝕液流出,（2）堿性鋅錳電池,正極（金屬外殼、MnO2）,負極（Zn和金屬導體）,Zn + 2OH- -2e- =Zn(OH)2,2MnO2 + 2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-,氫氧化氧錳,堿性鋅錳電池構造示意圖,氧化反應,還原反應,電解質：KOH,總反應：,Zn +

13、2MnO2 + 2H2O =2MnOOHZn(OH)2,缺點：,只能一次使用；價格較貴,優(yōu)點：,比能量和儲存時間有所提高，適用于 大電流和連續(xù)放電,（3）鋅銀電池（紐扣電池）,正極（Ag2O）：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH,負極（Zn）：Zn +2OH - 2e- =ZnO+H2O,總反應：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag,2、二次電池（充電電池或蓄電池）：,鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池,（1）正負極材料,正極：PbO2,負極：Pb,電解質：H2SO4溶液,（2）工作原理：,鉛蓄電池為典型的可充電電池，其電極反應分為放電和充電兩個過程,放電,充電,放電過程總反應：

14、,Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l),Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s),正極PbO：,PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =2PbSO4 (s) +2H2O(l),氧化反應,還原反應,負極Pb：,放電過程,（原電池原理）,兩個電極都參與反應的原電池,充電過程,還原反應,陰極：,陽極：,氧化反應,接電源負極,接電源正極,充電過程總反應：,-放電過程的逆過程,（電解池原理）,放電：化學能轉化為電能,充電：電能轉化為化學能,自發(fā)的氧化還原反應,不自發(fā)的氧化還原反應,優(yōu)缺點簡析,缺點：,比

15、能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境,優(yōu)點：,可重復使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、 安全可靠、價格低廉,（2004年江蘇高考）堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電流總反應式為： Zns2MnO2sH2OlZnOH2sMn2O3s 下列說法錯誤的是 A 電池工作時，鋅失去電子 B 電池正極電極反應式為： 2MnO2sH2Ol2eMn2O3s2OHaq C 電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極 D 每通過02 mol電子，鋅的質量理論上減小65 g,答案：C,3、燃料電池,氫氧燃料電池，烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池,酸性氫氧燃料電池,（1）正負

16、極材料,正極室：通氧氣,負極室：通氫氣,電解質：H2SO4溶液,（燃料-還原劑）,使用鉑電極-惰性電極，一般不參與化學反應,（2）工作原理：,總反應：,2H2 + O2 = 2H2O,（助燃劑-氧化劑）,2H2 - 4e- = 4H+,負極：,正極：,O2 + 4H+ +4e- = 2H2O,（3）優(yōu)缺點簡析,缺點：,體積較大、附屬設備較多,優(yōu)點：,能量轉換率高、清潔、對環(huán)境友好,（Pt電極催化分解為H，再失電子）,如電解質溶液為KOH，則氫氧燃料電池電極反應：,（-）： 2H2 - 4e- +4OH-= 4H2O,（+）： O2 + 2H2O +4e- = 4OH-,如電解質溶液為KCl，則

17、氫氧燃料電池電極反應：,（-）： 2H2 - 4e- = 4H+,（+）： O2 + 2H2O +4e- = 4OH-,兩個電極都不參與反應的原電池,五、書寫電極反應式應注意以下幾點：,1電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反 應的所有規(guī)則（如“拆”、“平”）；,3負極失電子所得氧化產物和正極得電子所得 還原產物，與溶液的酸堿性有關（如4價的C 在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中 以CO32形式存在）；,2將兩極反應的電子得失數(shù)配平后，相加得到總 反應，總反應減去一極反應即得到另一極反應；,4溶液中不存在O2：在酸性溶液中它與H結合 成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結合成OH；,練習

18、、氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使用方便，卻受到價格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳氫化合物，如：甲烷、汽油等。請寫出將圖中氫氣換成甲烷時所構成的甲烷燃料電池中a極的電極反應式： ， 此時電池內總的反應式 ： 。,KOH溶液,CH4,O2,H2O,a b,CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O,CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,1799年，當意大利人發(fā)明了最原始的電池伏打電池后，許多科學家對電產生了濃厚的興趣，電給世界帶來了太多的不可思議，好奇心驅使人們去進行各種嘗試，想看看它還能出現(xiàn)什么奇特的現(xiàn)象。1807年，當英國化學家戴維將鉑電極插入熔融的KOH并接通

19、直流電源時，奇跡終于發(fā)生了，在陰極附近產生一種銀白色的金屬，隨即形成紫色的火焰。這是發(fā)現(xiàn)鉀元素的主要過程，當時在社會上引起了轟動。他隨后用相似的方法又發(fā)現(xiàn)了鈉、鈣、鍶、鋇、鎂、硼、硅等元素，戴維成為發(fā)現(xiàn)化學元素最多的人。,發(fā)現(xiàn)化學元素最多的人戴維,你知道嗎?,第四章 電化學基礎,第三節(jié) 電解池,1、將兩根碳棒分別插進裝有CuCl2溶液的U型管兩端，浸入1分鐘后取出，U型管內會有現(xiàn)象嗎？,用原電池的知識分析下列實驗:,2、用導線連接兩根碳棒后，并接上電流計，再分別插進裝有CuCl2溶液的U型管的兩端，觀察電流計指針是否偏轉？兩極有變化嗎？,3、接通12V的直流電源，并接上電流計，你預測會觀察到哪

20、些現(xiàn)象？,3、與電源的正極相連的碳棒上有氣泡產生， 并有刺激性氣味，使?jié)駶櫟牡矸鄣饣?試紙變藍。,1、電流計指針發(fā)生偏轉。,4、溶液的顏色逐漸變淺。,2、與電源的負極相連的碳棒上有一層紅色 的固體析出。,實驗現(xiàn)象：,結論：氯化銅溶液通電后發(fā)生了化學變化，而電流 的作用是產生這種化學變化的根本原因。,CuCl2 = Cu 2+ + 2Cl-,H2 O H+ + OH-,電解質發(fā)生電離，陰陽離子自由運動。,帶負電荷的陰離子向與正極相連的碳棒定向移動。,帶正電荷的陽離子向與負極相連的碳棒定向移動。,Cl-在碳棒上失電子：2Cl- -2e-= Cl2 氧化反應,Cu2+在碳棒上得電子： Cu 2 +

21、 2e-= Cu 還原反應,總方程式：CuCl2 = Cl2+Cu,通電,思考交流:,1、通電前氯化銅溶液中有哪些離子？如何運動?,2、通電后離子的運動情況有什么改變？,先電離，后電解，電離是電解的前提和基礎,電解氯化銅溶液微觀模擬:,一、電解原理,2、電 解：,1、電解池：,3、電極反應：,與電源正極相連的極叫電解池的陽極,與電源負極相連的極叫電解池的陰極,Cu2+ + 2e= Cu,總方程式：,2Cl2e= Cl2,借助電流引起氧化還原反應的裝置。,使直流電通過電解質溶（熔）液而在陰陽兩極發(fā)生氧化還原的過程。,CuCl2 = Cl2+Cu,通電,把電能轉化為化學能的裝置,陽極發(fā)生氧化反應,

22、陰極發(fā)生還原反應,4、電子的流向:,電子從外電源的負極流出，流到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。,5、離子定向移動的方向:,陽離子運動到 陰極 得電子,陰離子運動到 陽極 失電子,6、電源、電極、電極反應關系：,與電源正極相連,與電源負極相連,7、電離與電解的區(qū)別聯(lián)系：,電解質溶于水或者 熔融狀態(tài)下,電解質電離后， 再通直流電,電解質電離為自由 移動的離子,陰、陽離子定向移動， 在兩極上放電,CuCl2=Cu2+2Cl-,只產生自由移動 的離子,發(fā)生氧化還原反應， 產生新物質,電解必須建立在 電離的基礎上,電解質導電的過程 實質是電解的過程,金屬導電是物理變化，電解質導電是化學變化。,8、

23、原電池、電解池的組成條件對比：,正負電極：活潑性不同的金屬(金屬與非金屬) 至少一個電極與電解質溶液自發(fā)進行氧化 還原反應 電解質溶(熔)液 電極與電解質溶液形成閉合回路,（1）原電池：,（2）電解池：,直流電源 陰陽電極：導電(金屬或非金屬、可同可不同) 電解質溶(熔)液 電極與電解質溶液形成閉合回路,9、原電池和電解池知識總結比較：,兩種活潑性不同的電極，分正負極，較活潑金屬做負極,導電即可，可同可不同，分陰陽極，陰極：連接電源負極的一極,負極氧化，正極還原，負極材料參加,陽極氧化，陰極還原，電極材料可不參加,負極導線正極,電源負極導線陰極 陽極導線電源正極,利用自發(fā)氧化還原反應 化學能變

24、為電能,借助電流引發(fā)的氧化還原反應（一般不自發(fā)）電能變?yōu)榛瘜W能,陽離子流向正極， 陰離子流向負極,陽離子流向陰極， 陰離子流向陽極,1、書寫以石墨作為電極材料,電解熔融氯化鈉 的電極反應方程式？,2Na+ 2e- = 2 Na（發(fā)生還原反應）,2Cl - - 2e- = Cl2（發(fā)生氧化反應）,思考：,2、溶液中有Cu2+、H+、Cl-、OH-，為什么 H+、OH-不能在兩極上發(fā)生變化呢？,3、電解CuCl溶液如果改用用金屬鋅或銅做 電極，情況會如何？,10、陰陽離子的放電順序：,（1）常見陽離子得電子順序：,原子的還原性越弱,離子的氧化能力越強，越容易在陰極得到電子發(fā)生還原反應。,要判斷電極

25、反應的產物，必須掌握離子的放電順序。 陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。,（氧化能力）,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+,離子氧化能力的大小和離子濃度、電流強度等 因素有關。,KCaNa MgAl HZnFeSnPb HCuHgAgPtAu,S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,（2）常見陰離子失電子順序：,（還原能力）,口訣：,硫碘溴氯氫氧根， 含氧酸根氟難去；,若用金屬做陽極， 丟失電子更容易。,惰性電極：,只導電，不參與反應,（鉑、金、石墨）,活性電極：,既導電、又可以參與電極反應,作陽極（與電源正極相連）優(yōu)先

26、參與電極反應,作陰極（與電源負極相連）始終不參與電極反應,問題：電解CuCl溶液如果改用用金屬鋅或銅做 電極，情況會如何？,小結：分析電解反應的一般思路,先判斷陽極材料,金屬電極 失 電 子,氧化性強得 電 子,陰離子集中,陽離子集中,陰離子集中,陽離子集中,還原性強失 電 子,氧化性強得 電 子,11、電解規(guī)律（用惰性電極電解時）,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+,S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,（1）電解水型（溶劑）：, (H前）活潑金屬的含氧酸鹽溶液：Na2SO4,4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ,4

27、H + 4e = 2H2 ,惰性電極電解活潑金屬含氧酸鹽是電解水。,電解后溶液的濃度增大，pH不變。,2H2O - 4e- = 4H+ + O2 ,4H2O + 4e- = 2H2+ 4OH-,加水可復原,電解時離子放電, 電解含氧酸溶液：H2SO4,陽極：,4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ,陰極：,4H + 4e = 2H2 ,總反應：,惰性電極電解含氧酸實質是電解水。,電解后溶液的濃度增大，pH減小。加水可復原,結論：, 電解強堿溶液：NaOH,4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ,4H + 4e = 2H2 ,惰性電極電解強堿實質是電解水。,電解后溶液的濃度增大，

28、pH增大。加水可復原,（2）電解電解質型（溶質）：,電解無氧酸溶液（HF除外）：HCl,練習：寫出用惰性電極電解HCl、CuCl2溶液的 電極反應和總反應。,2Cl- - 2e - = Cl2 ,2H + 2e - = H2 ,結論：,用惰性電極電解無氧酸實質是電解溶質。,電解后溶液的的濃度減小，pH增大。加溶質復原,2Cl- - 2e - = Cl2 ,Cu2+ + 2e - = Cu,結論：,電解不活潑金屬的無氧酸鹽實質是電解溶質。,電解后溶液的的濃度減小，pH稍微增大。Cl2與水反應pH減小,總的來說,溶液pH增大.,電解不活潑金屬的無氧酸鹽溶液：CuCl2,練習：寫出用惰性電極電解Na

29、Cl、CuSO4溶液的 電極反應和總反應。,（2）電解電解質和水型（溶質和溶劑）：,電解活潑(H前)金屬的無氧酸鹽溶液：NaCl,2Cl- 2e- = Cl2 ,2H+ + 2e - = 2H2 ,用惰性電極電解活潑金屬的無氧酸鹽，實質是電解鹽和水，溶質溶劑同時消耗,電解的結果生成堿，pH增大。,加HCl復原,放氫生堿型!,電解不活潑(H后)金屬的含氧酸鹽溶液：CuSO4,陽極：,陰極：,總反應：,結論：,加CuO復原,放氧生酸型!,4OH - - 4e - = 2H2O+O2 ,2Cu2+ 4e = 2Cu,用惰性電極電解不活潑金屬的含氧酸鹽，實質是電解鹽和水，溶質溶劑同時消耗,電解的結果生

30、成酸，溶液的pH減小。,電解質溶液用惰性電極電解的規(guī)律小結：,溶劑電解,陽：4OH-4e-= O2+2H2O,溶質溶劑電解,陰：4H+ + 4e- = 2H2,陽極：2Cl- 2e- = Cl2,陰極：4H+4e- = 2H2,陽極: 2Cl-2e- = Cl2,陰極：Cu2+2e=Cu,陽極: 2Cl- 2e- = Cl2,陰極：2H+2e- = H2,陽：4OH- 4e- = O2+2H2O,陰極：2Cu2+4e- = 2Cu,減小,增大,不變,稍微增大,增大,增大,減小,H2O,HCl,CuCl2,HCl,CuO,溶質電解,練習：1、判斷下列裝置屬于何種裝置？寫出有關的電極反應式以及總反

31、應的離子方程式。,2、寫出下列裝置中有關的電極反應式。,Cu,Fe,氯化銅,Cu,Cu,氯化銅,二、電解原理的應用,1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。,-氯堿工業(yè),陰極： 陽極： 總反應：,2H+ + 2e- = H2,2Cl- -2e- = Cl2,陰極區(qū)pH增大，加酚酞陰極區(qū)變紅!,請你幫助,有一個鐵鑰匙，要在表面鍍上一層銅，請運用化學知識給與幫助。,（1）概念：,（2）電鍍池形成條件, 鍍件作陰極, 鍍層金屬作陽極, 含鍍層金屬陽離子 的鹽溶液作電解液。,（3）電鍍的特點,電鍍液的組成及酸堿性保持不變,2、電鍍,應用電解原理在某些金屬表面鍍上 一層其它金屬或合金的過程。,使金屬增

32、強抗腐蝕的能力， 增加美觀和表面硬度。,陽極本身參加電極反應(失電子溶解),（4）電鍍目的：,（1）粗銅所含的雜質,Zn、Fe、Ni、Ag、Au等,（ 2）粗銅的精煉,以粗銅為陽極，以純 銅為陰極， 以CuSO4溶液 為電解液進行電解。,陽極： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+,陰極： Cu2+ +2eCu,陽極泥: 比銅還不活潑的金屬以單質的形式沉積在電解槽底,形成陽極泥,3、金屬的電解精煉-電解精煉銅,特別活潑的金屬鈉、鎂、鋁等只能通過電解熔融氧化物或鹽的方法制取。,石墨,Al,熔融的AL2O3,6O212e= 3O2,4Al3+ 12e=4Al,

33、加冰晶石（Na3AlF6）做助熔劑，降低Al2O3的熔點,4、電冶金,-電解法冶煉金屬,化學能轉變成電能的裝置。,將電能轉變成化學能的裝置。,應用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。,活動性不同兩電極 電解質溶液 形成閉合回路,兩電極接直流電源 電極插入電解質溶液 形成閉合回路,鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負極 電鍍液須含有鍍層金屬的離子,負極：較活潑金屬； 正極：較不活潑金屬(或能導電的非金屬等),陽極：電源正極相連 陰極：電源負極相連,陽極：鍍層金屬； 陰極：鍍件,負極：氧化反應 正極：還原反應,陽極：氧化反應 陰極：還原反應,陽極：氧化反應 陰極：還原反應,原電池、電解池、

34、電鍍池的比較：,典型例題1 下列裝置中屬于原電池的是 （ ） 屬于電解池的是 （ ）,稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 硫酸銅 A B C D,CD,B,不變,1.28g,Zn 2eZn2+,Cu2+ +2eCu,典型例題2,向水中加入等物質的量的Ag+、Pb2+、Na+、 Cl、SO42-、NO3-，將該溶液倒入惰性材料作 電極的電解槽中，通電片刻。氧化產物與還原 產物的質量比為（ ） （A）35.5：108 （B）16：207 （C）8：1 （D）108：35.5,、,典型例題3,C,電解熔融氯化鈉制鈉,鍍件,我國作為世界上鋼鐵產量最多的國家（2005年全國生產鋼材37117.02萬噸） ，每年被腐

35、蝕的鐵占到我國鋼鐵年產量的十分之一，因為金屬腐蝕而造成的損失占到國內生產總值2%4%；約合人民幣：3000億元（ 2005年我國國內生產總值將達15萬億元） 。 根據(jù)調查結果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經濟損失大致為該國國民生產總值的4%左右。 另據(jù)國外統(tǒng)計，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災、火災、風災和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導致的停工、減產和爆炸等造成的間接損失。,不看不知道:,金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴重的是金屬制品結構損壞所造成的損 失比金屬本身要大到無法估量。 腐蝕不僅造成經濟損失，也常對安全構成威脅。 國內外都曾發(fā)生過許多災難性腐蝕事故，如

36、飛 機因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產生 裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起 著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大 環(huán)境污染；管道和設備跑、冒、滴、漏，破壞生 產環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏, 更會危及工作人員和附近居民的生命安全。,第四章 電化學基礎,第四節(jié) 金屬的電化學腐蝕與防護,面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實，大家有沒有想過，鐵怎么會被腐蝕？怎樣防腐？,（1）化學腐蝕：,金屬單質失電子被氧化成陽離子的過程。,1、金屬腐蝕含義：,金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體 發(fā)生氧化還原反應而損耗的現(xiàn)象。,2、金屬腐蝕的本質：,3、金屬腐蝕的類型：,一、金屬的

37、腐蝕含義和類型,M ne-Mn+, 定義：,鐵和氯氣直接反應 鋼管和原油中含硫化合物,金屬腐蝕最主要是鋼鐵的腐蝕, 注意：,化學腐蝕是普通的氧化還原反應， 不是原電池反應，沒有電流產生。,左邊家用燃氣灶的中心部位很容易生銹，而右邊的食品罐頭 放在南極已差不多90年了，卻很少生銹，你知道為什么嗎?,反應條件-溫度，對化學腐蝕的影響比較明顯。, 生活中的化學腐蝕：,做飯用的鐵鍋日久天長越用越薄,煉鋼傾倒鋼水時鋼花四濺,軋鋼時火紅的鋼錠被氧化后層層脫落,不純金屬跟電解質溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬失電子而被氧化的腐蝕。,在兩支具支試管向酸洗后的鐵釘分別加入食鹽水 (a)和稀醋酸(b)

38、 ,幾分鐘后，打開止水夾，觀察、 比較導管中水柱的變化（在水中滴加幾滴紅墨水）。,實驗現(xiàn)象：,裝置a中的導管中水柱上升(少)，裝置b中的導管中水柱下降(多)。, 類別：,析氫腐蝕：,鋼鐵在潮濕空氣中，當水膜酸性較強時，在正極得電子的是H+，產生H2,負極（Fe）： 正極（碳粒）： 總反應：,Fe 2e - = Fe2+,2H+ +2e - = H2,Fe +2H + = Fe2 + + H2,鋼鐵在潮濕空氣中，水膜酸性較弱或中性，在正極得電子的是溶解的O2,吸氧腐蝕：,負極（Fe）： 正極（碳粒）： 總反應：,Fe 2e - = Fe2+,O2 + 2H2O +4e - = 4OH-,2Fe

39、+ O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2,（3）注意： 鋼鐵腐蝕生成的Fe(OH)2會發(fā)生如下變化：,4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 = Fe2O3 nH2O +(3-n)H2O,電化學腐蝕中， 以吸氧腐蝕為主 。, 鋼鐵的腐蝕既有化學腐蝕，又有電化學腐蝕，,以電化學腐蝕為主。, 鋼鐵的電化學腐蝕是原電池反應，鐵和少 量碳組成許多微小的原電池，有電流產生。,Fe2O3nH2O是鐵銹的主要成份。, 鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較,通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。,水膜呈酸性。,水膜呈弱酸性或中性。,Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH