电化学基础学案Word文件下载.docx
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A移向Zn极，阴离子移向Cu极B移向Cu极，阴离子移向Zn极
C和阴离子都移向Zn极D和阴离子都移向Cu极
（2）探究组成原电池的条件
（2）组成原电池的条件
（1）。
（2）。
（3）。
（4）内部条件：
。
练习1.下列哪几个装置能形成原电池？
练习2.一个电池反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该反应的的原电池正确组合是（）
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Fe
负极
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
HCl
（3）原电池的正负极的判断方法
微观判断（根据电子流动方向）
宏观判断：
①根据电极材料
②根据原电池电极发生的反应
③根据电极增重还是减重
④根据电极有气泡冒出：
练习3：
某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是（）
A.MgB.FeC.AlD.Cu
练习4：
由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH（）
A.不变B先变大后变小C逐渐变大D.逐渐变小
练习5：
把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。
若a、b相连时，a为负极；
c、d相连时，电流由d到c；
a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为（）
A．a>
b>
c>
dB．a>
d>
bC．c>
a>
b.>
dD．b>
a
（4）电解质溶液和电极材料的选择
电解质溶液一般要能够与负极发生反应。
但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。
①活泼性不同的两种金属。
如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极
②金属和非金属。
如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极
③金属和化合物。
如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极
④惰性电极。
如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt
练习6：
请根据氧化还原反应:
Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
设计成原电池。
你有哪些可行方案?
负极：
正极：
电解质溶液：
若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？
试画出原电池的装置简图。
三、原电池的主要应用：
1.利用原电池原理设计新型化学电池；
2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；
3.进行金属活动性强弱比较；
4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。
如在铁器表面镀锌。
5.解释某些化学现象
原电池原理应用：
（1）比较金属活动性强弱。
练习7：
下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是
A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；
B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；
C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；
D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
（2）比较反应速率
练习8：
下列制氢气的反应速率最快的是
A纯锌和1mol/L硫酸；
B纯锌和18mol/L硫酸；
C粗锌和1mol/L盐酸；
D粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
（3）比较金属腐蚀的快慢
练习9：
下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
练习10：
下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是
（4）判断溶液pH值变化
练习11：
在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4溶液的浓度为0.125mol/L,若工作一段时间后，从装置中共收集到0.168L升气体，则流过导线的电子为————mol,溶液的pH值变_________？
（溶液体积变化忽略不计）
（5）原电池原理的综合应用
练习12：
市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。
“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。
使用完后，会发现有大量铁锈存在。
1）“热敷袋”是利用放出热量。
2）炭粉的主要作用是。
3）加入氯化钠的主要作用是。
4）木屑的作用是
拓展练习
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象。
两极反应式为：
正极；
负极。
该装置将能转化为能。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，
则负极为，
总反应方程为。
【小结】
原电池１定义:
2、原电池的工作原理
较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）。
负极正极
（1）由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理
（2）形成原电池的条件
（3）原电池的正负极的判断方法
（4）电极材料的选择（电池的电极必须导电）
第二节化学电源
学习目标：
了解常见的化学电源的种类及其工作原理，知道它们在生产、生活和国防中的实际应用。
学习重点、难点：
常见化学电源的工作原理
学习过程：
【自学指导一】阅读教材79-83页，思考下列问题并把答案填写在下面的知识总结中。
问题：
①目前化学电池主要分为哪几个大类？
在性能等方面它们各有什么特点？
产生电能的基本原理是什么？
②化学电池与其他能源相比有哪些优点？
③判断电池的优劣标准主要是什么？
【知识总结】化学电池
1）概念:
2）分类:
3）优点:
4）电池优劣的判断标准:
5）各类电池
一次电池
二次电池
燃料电池
普通锌锰电池
碱性锌锰电池
银锌电池
锂电池
铅蓄电池
负极材料
正极材料
6）燃料电池
介质
电池反应：
2H2+O2=2H2O
酸性
中性
碱性
【练习】将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为____，这一极的电极反应为________；
通入氧气的一极为_______，电极反应为_，总反应为______________。
【小结】书写电极反应式应注意以下几点：
1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；
2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；
3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）；
【巩固练习】
1、熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极燃气，制得在65℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
负极反应式：
2CO+2CO32-=4CO2+4e-
正极反应式：
总反应式：
2.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为Li+MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是（）
A、Li是正极，电极反应为Li－e-=Li+
B、Li是负极，电极反应为Li－e-=Li+
C、Li是负极，电极反应为MnO2+e-=MnO2–
D、Li是负极，电极反应为Li－2e-=Li2+
3、1991年我国首创以铝、空气、海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功。
该灯以海水为电解质溶液，靠空气中氧使铝不断氧化产生电流。
只要把灯放入海水中数分钟就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20到50倍。
运用所学的化学知识，推测该新型电池两极上可能发生的电极反应。
负极正极
4已知：
Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2利用这一反应，试设计一个原电池，画出示意图，标明电极材料名称，电解质溶液，然后填空：
正极，电极反应
负极，电极反应
第三节电解池
了解电解池的工作原理，知道电解在氯碱工业、电镀、电冶金方面的应用。
电解池的工作原理
【温习旧知】
1、电解质是指在_____________能够导电的化合物。
2、电离是指电解质在_____________或__________状态下离解成____________的过程。
3、写出下列物质的电离方程式
CuCl2H2O
NaHSO4CH3COONH4
4、原电池是_____________的装置。
【学习新知】一、电解原理
【自学指导一】观察实验4-2，回答实验现象得出实验结论。
实验现象：
实验结论：
电解质通电前在水溶液中自由移动的阴、阳离子作______________运动；
在外电源的作用下（直流电），改作_________移动而导电。
在导电的同时，在阳、阴两极发生氧化—还原反应，即被电解，电离是__________的前题。
【知识总结】
1、电解氯化铜原理
2、电解原理
在外加的作用下，电解质的在阴阳发生的过程，叫电解。
明确
（1）电流是发生氧化—还原反应的根源、动力。
⑵阴阳离子在做定向运动导电的同时，也就在两极发生了氧化还原反应，生成了新物质；
而金属导电是由自由电子的定向运动形成，无反应发生，无新物质生成，两者有本质区别。
惰性电极：
电极材料
C、Pt、Au等，不论做阴极、阳极，本身都不反应。
活泼电极：
Fe、Cu、Ag等,做阴极本身反应,做阳极，本身溶解。
3、构成电解池的条件：
①直流电源；
4.电解池电极反应规律（阳氧阴还）
（1）阴极：
电子，反应
①电极本身不参加反应②一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子
（2）阳极：
①若为金属（非惰性）电极，电极失电子
②若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争”失电子
（3）离子放电顺序
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
阳极：
①活性材料作电极时：
金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。
②用惰性电极（Pt、Au、石墨、钛等）时：
溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：
S2->
I->
Br->
Cl->
OH->
NO3->
SO42-（等含氧酸根离子）>
F-
阴极:
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。
阳离子在阴极上放电顺序是：
Ag+>
Fe3+>
Cu2+>
H+>
Pb2+>
Sn2+>
Fe2+>
Zn2+>
（H+）>
Al3+>
Mg2+>
Na+>
Ca+>
K+
注：
当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+,不同时按（H+）
【思考与交流】
若以铜为阳极,铁为阴极,电解氯化铜溶液，情况又如何？
【小结】
分析电解反应的一般思路：
5、电极反应式、电解方程式的书写：
写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式，
①、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：
CuSO4＝作极：
H+Cu2+
H2O=作极：
OH－SO42－
②、然后写电极反应式：
阴极：
③、最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；
（电解离子方程式）
（电解化学方程式）
完成下列溶液的电极反应。
（以石墨为电极电解）
硫酸溶液：
盐酸：
NaOH溶液:
CuBr2溶液：
KCl溶液：
CuSO4溶液：
Na2SO4溶液：
【自学指导二】根据上面的分析总结出用惰性电极电解电解质溶液的类型，并填入下表。
电解质溶液用惰性电极电解的示例
电解
类型
举例
电极反应
溶液PH
变化
溶液复原方法
物质类别
实例
仅溶剂
水电解
仅溶质
溶质和
溶剂同
时电解
1、为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。
下列说法正确的是
A．X是正极，Y是负极
B．X是负极，Y是正极
C．CuSO4溶液的pH值逐渐减小
D．CuSO4溶液的pH值不变
第二课时
装置
原电池
电解池
原理
形成条件
电极名称
电子流向
电流流向
能量转化
应用
二、电解原理的应用
1.电解食盐水
【思考】
（1）通电前，饱和食盐水中存在哪些离子?
这些离子的运动情况怎样？
（2）在电解装置中可否选用铜作阴、阳极的电极材料，为什么？
（3）通电后，溶液中的离子运动发生了什么变化？
（4）通电后，溶液中的在阴、阳放电的是什么离子？
（5）电解后，在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么？
怎样初步检验两极产物的生成?
【知识总结】电解食盐水
总式：
电解饱和食盐水可以制造。
阅读教材，回答离子交换膜法制烧碱的有关知识
【小结】氯碱工业:
离子交换膜法制烧碱
（1）生产设备名称：
离子交换膜电解槽
阳极：
阳离子交换膜：
只允许离子通过（Cl－、OH－离子和气体不能通过），把电解槽隔成阴极室和阳极室。
（2）离子交换膜的作用：
a、；
b、。
（3）精制食盐水
粗盐的成份：
、杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜。
杂质的除去过程：
2.铜的电解精炼
一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。
因此必须利用电解的方法精炼粗铜。
粗铜含杂质（等）
极
Zn
Fe
Ni
Ag
Au
思考：
电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？
3.电镀
原理：
电镀是利用原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，它是电解原理的又一重要应用。
电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力。
例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。
防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。
①电极：
阳极——金属或惰性电极
阴极——金属制品
②电镀液：
含有金属离子的电解质溶液。
溶液中CuSO4的浓度保持或4、电冶金
制取金属钠←电解熔融状态的氯化钠。
阴极：
总反应：
4、冶炼铝
原理:
助熔剂：
冰晶石（Na3AlF6六氟合铝酸钠）
需要定期补充
【思考】工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用AlCl3?
【思考与交流】试比较电解饱和食盐水与电解熔融氯化钠的异同
（提示:
比较电解质、电解装置、电极反应、电解产物）
电解饱和食盐水
电解熔融氯化钠
电解质
电解装置
电解产物
1、电源、电极、电极反应关系
2、电解原理的应用：
氯碱工业、电镀、电冶金
电解池、电解精炼池、电镀池的比较
电解精炼池
电镀池
定义
【课堂练习】
分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。
【作业】
1．下列说法或实验现象的描述不正确的是（）。
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B．把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
C．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速度加快
D．与电源负极相连的是电解槽的阴极
2．100mL浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（）。
A．加入适量的6mol/L的盐酸B．加入数滴氯化铜溶液
C．加入适量蒸馏水D．加入适量的氯化钠溶液
3．用石墨作电极，电解1mol/L下列物质的溶液，溶液的PH值保持不变的是（）。
A．HClB．NaOHC．Na2SO4D．NaCl
4．下列关于铜电极的叙述，正确的是（）。
A．铜锌原电池中铜是正极B．用电解法精炼粗铜时，铜作阳极
C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D．电解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极
5．右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的
6．根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：
Cu+2H2O=Cu（OH）2↓+H2↑。
但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。
下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是（）
阳极
石墨
阴极
Pt
电解液
CuSO4溶液
Na2SO4溶液
H2SO4溶液
H2O
7．已知①M+N2+=M2++N②Pt极电解相同浓度P和M的硫酸盐，阴极先析出M③N与E有导线相连放入E的硫酸盐溶液,电极反应：
E2++2e-=E，N-2e-=N2+，则四种金属活泼性由强到弱为
8．工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4
（1）电解时,应以作阴极，电解过程中阴极附近溶液pH将会,
（2）阳极反应式为,阴极反应式为
（3）总电解反应式为
9.如右图所示：
（1）a、b哪一极为正极？
（2）若要给铁叉镀锌，a极选用什么材料？
选择何种溶液？
10.铂电极电解1LCu（NO3）2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L（S.T.P）气体.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量.
11.用石墨电极电解100mLH2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（）
A.1mol/LB.2mol/LC.3mol/LD.4mol/L
第四节金属的电化学腐蚀与防护
1、解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，知道防护金属腐蚀的方法，并能从实验探究中获得体会。
2、通过学习增强保护环境的意识，节约意识。
吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理
阅读下列资料，体会金属的腐蚀的危害
【资料】金属腐蚀
●我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨），每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；
约合人民币：
3000亿元（2005年我国国内生产总值将达15万亿元）。
●根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。
●另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。
●金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。
●腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。
●国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；
桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；
油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；
化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；
管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。
●面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？
怎样防腐？
【问题讨论】
1、钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它们在什么条件下易生锈？
试设计实验来证明你的结论。
2、钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？
【实验探究
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