第六十講原池原理

【課標(biāo)要求】

第六十講原電池原理123【教學(xué)過(guò)程】一、原電池根本概念1、原電池概念：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。4例如：銅鋅原電池〔H2SO〕。42、實(shí)質(zhì)：將肯定的氧化復(fù)原反響的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)。必為自發(fā)的氧化復(fù)原反響。3、原電池的構(gòu)成條件活潑性不同的兩電極。例如：電解質(zhì)溶液形成閉合回路〔導(dǎo)線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液自發(fā)的氧化復(fù)原反響(本質(zhì)條件)4、鹽橋及其作用〔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。可使由它連接的兩溶液保持電中性，否則鋅鹽溶液會(huì)由于鋅溶解成為Zn2+而帶上正電，銅鹽溶液會(huì)由于銅的析出削減了Cu2+而帶上了負(fù)電。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)程得以連續(xù)進(jìn)展。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。思考①鋅銅原電池的正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)？保證鋅銅原電池原理不變正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)〔CFe、Sn、 Pb、Ag、Pt、Au等〕畫(huà)出裝置圖〔帶鹽橋的〕②、推斷是否構(gòu)成原電池，是的寫(xiě)出原電池電極反響。鎂鋁/硫酸；鋁碳/氫氧化鈉；鋅碳/硝酸銀；鋅銅/水；鋅鐵/乙醇；硅碳/氫氧化鈉③、依據(jù)氧化復(fù)原反響原理來(lái)設(shè)計(jì)原電池，畫(huà)出原電池并寫(xiě)出電極反響。A、Zn+Cu2+=Cu+Zn2+B、Fe+2Fe3+=3Fe2+2C、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H↑2二、原電池的工作原理：1、電極反響：〔以上述思考③為例歸納兩極反響寫(xiě)規(guī)律〕正極：得到電子〔復(fù)原反響〕負(fù)極：失去電子〔氧化反響〕總反響：正極反響+負(fù)極反響2、確定原電池電極名稱的方法方法一：依據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。通常是對(duì)于金屬—金屬電極，活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬是正極；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；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：依據(jù)電極反響的本身確定。失電子的反響→氧化反響→負(fù)極；得電子的反響→復(fù)原反響→正極。22 2 練習(xí)1：宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反響為2H+O=2HO，電解質(zhì)溶液為KOH，反響保持在高溫下，使HO22 2 A．H2為正極，O2為負(fù)極B．電極反響〔正極〕：O+2HO+4e-=4OH-2 2C．電極反響〔負(fù)極〕：2H+4OH-=4HO-4e-2 2D．負(fù)極發(fā)生氧化反響，正極發(fā)生復(fù)原反響2、以下關(guān)于原電池的表達(dá)正確的選項(xiàng)是〔 〕A、構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必需是兩種不同的金屬B、原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置C、原電池中電子流出的一極是負(fù)極，該極被復(fù)原D、原電池放電時(shí)，電流的方向是從負(fù)極到正極【教學(xué)反思】第六十一講：原電池的應(yīng)用【課標(biāo)要求】1234【教學(xué)過(guò)程】一、化學(xué)電池的種類干電池：其中MnO2吸取正極放出的H2，淀粉糊的作用是提高陰、陽(yáng)離子在兩個(gè)電極的遷移速率。電極反響為：負(fù)極 Zn－2e＝Zn2+正極 2NH+＋2e ＝2NH＋H4 3 22 2 2 3 H＋2MnO＝MnO＋H2 2 2 3 2干電池的總反響式：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2

＝Zn NH

Cl＋MnO

＋HO3 22323 223244負(fù)極：PbSO2-－2e＝PbSO↓44正極：PbO＋4H+SO2-＋2e＝PbSO↓＋2HO2 4 4 2放電2 2 4 4 蓄電池放電和充電的總反響式：PbO＋Pb＋2HSO 2PbSO↓＋2H放電2 2 4 4 銀鋅蓄電池：電解液為KOH溶液。 充電負(fù)極：Zn＋2OH －2e ＝Zn OH 2正極：Ag2O＋H2O＋2e ＝2Ag＋2OH放電總反響式：Zn＋Ag2O＋H2O充電

Zn OH ＋2Ag2燃料電池：燃料電池是使燃料與氧化劑反響直接產(chǎn)生電流的一種原電池。2典型燃料電池就是氫氧燃料電池：分為酸式和堿式兩種。2H＋2OH －2e ＝2H2O正極 Ｏ＋2HO＋4e ＝4OH2 2電池總反響式為：2H＝2HO2 2 2練習(xí)：書(shū)寫(xiě)CH4燃料電池的電極反響。223鋰電池：8Li＋3SO2Cl223

＝6LiCl＋LiSO

＋2S電極反響式為：負(fù)極H22H海水電池：我國(guó)首創(chuàng)以鋁─空氣─海水電池為能源的型電池，電極反響式為：負(fù)極反響：Al－3e ＝電極反響式為：負(fù)極H22H正極反響：2H2O＋O2＋4e ＝4OH。電池總反響式為：4Al＋3O26H2O＝4Al OH 3溴—鋅蓄電池：電極反響式為：負(fù)極反響：Zn－2e ＝Zn2+正極反響：Br2＋2e ＝2Br電池總反響式為：Zn＋Br2＝ZnBr2二、金屬的腐蝕金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)：金屬原子失去電子被氧化而消耗的過(guò)程。金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化腐蝕。沒(méi)有電流產(chǎn)生。電化學(xué)腐蝕實(shí)質(zhì)：不純金屬或合金在電解質(zhì)溶液中發(fā)生原電池反響。電化腐蝕過(guò)程有電流產(chǎn)生。腐蝕的常見(jiàn)類型2H++2e-=H2↑反響。⑵吸氧腐蝕在極弱酸或中性條件下，正極發(fā)生2H2O+O2+4e-=4OH-反響。假設(shè)負(fù)極金屬不與電解質(zhì)溶液發(fā)生直接的反響，則形成吸氧腐蝕的原電池反響。如生鐵浸入食鹽水中，會(huì)形成很多微小的原電池。在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢可用以下原則推斷：電解原理引起的腐蝕>原電池引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。例1A．電池放電時(shí)，電池負(fù)極四周溶液 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)，氫元素被復(fù)原 D．電池放電時(shí)，H2是負(fù)極三、信息原電池：以原電池原理解決特別的原電池問(wèn)題例2時(shí)向一個(gè)電極通入空氣。答復(fù)以下問(wèn)題：這種電極放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反響方程式是電極反響式正極： ；負(fù)極 。電解液中的H＋離子向 極移動(dòng)；向外電路釋放電子的電極是 。使用燃料比燃燒燃料產(chǎn)生電力有很多優(yōu)點(diǎn)，首先是能量轉(zhuǎn)化效率高，其次是 ?！窘虒W(xué)反思】【課標(biāo)要求】

第六十二講：電解池原理(1/2)H(1/2)H+NiO(OH)2Ni(OH)。依據(jù)此2反響式推斷以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是〔〕1、通過(guò)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的探究活動(dòng)，了解電解池的工作原理2、能正確書(shū)寫(xiě)電解池陰、陽(yáng)極的電極反響式及電解反響方程式【教學(xué)過(guò)程】一、電解原理：以電解CuCl2為例分析1、電解：電流(外加直流電)通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰陽(yáng)兩極引起氧化復(fù)原反響(被動(dòng)的不是自發(fā)的)的過(guò)程叫電解。2、電解池：借助電流引起氧化復(fù)原反響的裝置，即把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫電解池或電解槽。3、電極及電極反響：陽(yáng)極—與電源正極相連 陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2(氧化)陰極—與電源負(fù)極相連 陰極：Cu2++2e-=Cu(復(fù)原)?？傠姌O方程式： 隋性電極——只導(dǎo)電,不參與氧化復(fù)原反響(C/Pt/Au)活性電極——既導(dǎo)電又參與氧化復(fù)原反響(Cu/Ag)思考：比較金屬導(dǎo)電和電解質(zhì)導(dǎo)電的區(qū)分。放電：陰離子失去電子或陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。4、構(gòu)成電解池的條件是什么？電源、電極、電解質(zhì)構(gòu)成閉和回路。離子的放電挨次陰極：〔陽(yáng)離子在陰極上的放電挨次(得e-)〕Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+陽(yáng)極(1)是惰性電極時(shí)：陰離子在陽(yáng)極上的放電挨次〔失e-〕S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)(2)是活性電極時(shí)：電極本身溶解放電思考：電解水時(shí)為了增加水的導(dǎo)電性常常需參加氫氧化鈉或稀硫酸，為什么？可以加食鹽嗎？練習(xí)：硝酸銅、氯化鋅、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉的電極方程式。電解規(guī)律：電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽，實(shí)質(zhì)上是電解水，電解水型。問(wèn)：初中電解水時(shí)加硫酸或氫氧化鈉增加導(dǎo)電性，影響水的電解嗎？電解硫酸和氫氧化鈉時(shí)為何H2和O22？氧氣溶解度大于氫氣22？硫酸根可能放電。電解不活潑金屬的含氧酸鹽，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣，陰極析出不活潑金屬，放氧生酸型。練習(xí)：電解硫酸銅方程式。參加以下哪些物質(zhì)可以恢復(fù)到硫酸銅原來(lái)的溶液：氧化銅、氫氧化銅、銅、碳酸銅。電解不活潑金屬無(wú)氧酸鹽，實(shí)際上是電解電解質(zhì)本身，分解電解質(zhì)型。電解活潑金屬〔K/Ca/Na〕的無(wú)氧酸鹽，陰極產(chǎn)生氫氣，陽(yáng)極析出非金屬，放氫生堿型。6．電解中電極四周溶液pH值的變化。2電極區(qū)域A．陰極H+放電產(chǎn)生H，陰極區(qū)域pH變大。B．陽(yáng)極OH-放電產(chǎn)生O2，陽(yáng)極區(qū)域pH變小。2電解質(zhì)溶液中A．電解過(guò)程中,既產(chǎn)生H2,又產(chǎn)生O2,pH變小,原溶液呈堿性的pH變大,原溶液呈中性的pH不變〔濃度變大〕。B．電解過(guò)程中,無(wú)H2O2產(chǎn)生,pH幾乎不變。但象CuCl2變大C．電解過(guò)程中,只產(chǎn)生H2,pH變大。D．電解過(guò)程中,只產(chǎn)生O2,pH變小。過(guò)渡：假設(shè)把陽(yáng)極換成銅棒，陽(yáng)極發(fā)生的反響就是銅自身溶解，假設(shè)電解質(zhì)是硫酸，陰極析出的是什么？也是銅，這就是我們的銅的電解精煉法。電解(鍍)池：陽(yáng)極：⑴假設(shè)陽(yáng)極是由活性材料(除C、Pt、Au等以外的其它金屬)做成，陽(yáng)極反響是陽(yáng)極金屬失去電子而被氧化成陽(yáng)離子；⑵假設(shè)陽(yáng)極是由C、Pt、Au等惰性材料做成，陽(yáng)極反響則是電解液中陰離子在陽(yáng)極失去電子被氧化。陰離子失去電子力量大小挨次為：I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。陰極：陰極反響一般是溶液中的陽(yáng)離子得電子的復(fù)原反響，陽(yáng)離子得電子力量大小挨次為：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。必需留意的是，電鍍時(shí)通過(guò)掌握條件，F(xiàn)e2+Zn2+得電子的力量強(qiáng)于H+。例題：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，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是〔：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+〕A．陽(yáng)極發(fā)生復(fù)原反響，其電極反響式：Ni2++2e==NiB．電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量的削減與陰極質(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【教學(xué)反思】第六十三講電解原理的應(yīng)用3．電解飽和食鹽水——氯堿工業(yè)〔3．電解飽和食鹽水——氯堿工業(yè)〔〔2.陽(yáng)極。。，陰極陰極四周PH〔3〕設(shè)備：立式隔膜電解槽，。1、知道電解在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應(yīng)用，生疏電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的實(shí)際2、能運(yùn)用電解原理解決實(shí)際問(wèn)題【教學(xué)過(guò)程】一、電解原理的應(yīng)用1．銅的電解精煉陽(yáng)極：粗銅棒。電極反響：陰極：精銅棒。電極反響：電解質(zhì)：含銅電解質(zhì)問(wèn)：精煉中硫酸銅的濃度怎樣？根本不變，但變小。2、電鍍：目的使金屬增加抗腐蝕力量，增加美觀和外表硬度。待鍍金屬作 極，鍍層金屬作 極，含鍍層金屬離子的鹽溶液作電鍍液。如：電鍍銅，陽(yáng)極反響 ，陰極反響 ，電鍍液 ，電解前后電解質(zhì)的濃度 。4 〔4〕粗鹽水的精制：粗鹽水中含有Ca2+、Mg2+、SO2-等雜質(zhì)，為了有效的除去Ca2+、Mg2+和SO2-，可參加的試劑依次是 。4 3精制：1〕先加過(guò)量的BaCl2和過(guò)量的NaOH〔挨次可換〕，再參加過(guò)量的Na2CO。2〕過(guò)濾。3〕加鹽3酸調(diào)整pH74、冶煉Na、Mg、Al等較活潑的金屬：反響原理分別是 ；；。4 例1、在水中加等物質(zhì)的量的Ag+,Pb2+,Na+,SO2-,NO-,Cl-,4 A. 35.5:108 B. 16:207 C.8:1 D.108:35.5例2、用惰性電極電解以下溶液，一段時(shí)間后，再參加肯定質(zhì)量的另一種物質(zhì)溶液能與原來(lái)完全一樣的是。氯化銅加硫酸銅、氫氧化鈉加氫氧化鈉、氯化鈉加氯化氫、硫酸銅加氫氧化銅原電原電池電解池電鍍池電極名稱正負(fù)極陰陽(yáng)極電極材料負(fù)極：活潑金屬惰性材料或活性材料正極：不活潑金屬或可導(dǎo)電的非金屬(如C)電流方向：外電流方向：外電路內(nèi)電路組成原理功能化學(xué)能到電能電能到化學(xué)能4例題：CuSO4

溶液；直流電源、石墨電極、導(dǎo)線、燒杯、試管等中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)的藥品和儀器〔用品〕，以奇