1、河北省宣化县第一中学河北省宣化县第一中学 栾春武栾春武一、原电池、电解池原理一、原电池、电解池原理1.1.原电池：通过自发氧化还原反应把化学能转化为电能。原电池：通过自发氧化还原反应把化学能转化为电能。2.2.电解：连接电源，使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发电解：连接电源，使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发生非自发氧化还原反应，从而把电能转化为化学能。生非自发氧化还原反应，从而把电能转化为化学能。阳极阳极（内电路（内电路）阴极阴极（内电路）（内电路）正极正极负极负极CuZnH2SO4溶液溶液eeH+SO4 2 氧化反应氧化反应:Zn-2e-=Zn2+还原反应还原反应:2H+2e-=H
2、2还原反应还原反应:2H+2e-=H2氧化反应氧化反应:4OH+4e-=O2+2H2OOHCCH2SO4溶液溶液阳极阳极阴极阴极+ee电源电源H+SO4 2 OH原电池原电池电解池电解池定义定义形成形成条件条件电极名称电极名称电极判断电极判断电极反应电极反应得失电子得失电子 电子流向电子流向化学能转变成电能的装置。化学能转变成电能的装置。将电能转变成化学能的装置。将电能转变成化学能的装置。活动性不同两电极活动性不同两电极 自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应电解质溶液（有选择性）电解质溶液（有选择性）两电极必须插入电解质溶液中两电极必须插入电解质溶液中（或两电极相靠）形成（或两电极相靠）形成闭
3、合闭合回路回路两电极接直流电源（两电极接直流电源（两电极活两电极活动性可相同，也可不同动性可相同，也可不同）电解质溶液或者熔融电解质电解质溶液或者熔融电解质两电极必须插入电解质溶液中两电极必须插入电解质溶液中形成形成闭合闭合回路回路负极：负极：较活泼金属较活泼金属正极：正极：较不活泼金属较不活泼金属(或能导电或能导电的非金属等的非金属等)阳极阳极：电源：电源正极正极相连相连阴极阴极：电源：电源负极负极相连相连负极（负极（内电路为内电路为阳极阳极）：）：发生氧化反应（发生氧化反应（失电子失电子）正极（正极（内电路为内电路为阴极阴极）：）：发生还原反应（溶液中的发生还原反应（溶液中的阳离阳离子子移
4、向正极移向正极得电子）得电子）阳极：阳极：发生氧化反应（发生氧化反应（电极电极或溶或溶 液中的液中的阴离子阴离子移向阳极移向阳极失电子失电子）阴极阴极：发生还原反应（溶液中的：发生还原反应（溶液中的 阳离子阳离子移向阴极移向阴极失电子失电子）负极负极 正极正极负极负极 阴极阴极；阳极阳极 正极正极池池型型 电解池电解池电镀池电镀池（应用电解原理）（应用电解原理）铜的精炼池铜的精炼池 （应用电解原理）（应用电解原理）装装置置特特征征电电极极反反应应溶液溶液的浓的浓度度阳极阳极:Mne Mn+阴极阴极:Mn+ne M阳极阳极、阴极阴极和电解质溶液和电解质溶液阳极阳极:镀层金属镀层金属(M)阴极：阴
5、极：镀件镀件电镀液：含镀层金属电镀液：含镀层金属离子离子(Mn+)阳极阳极:粗铜粗铜(含含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等等)阴极阴极:精铜精铜电解液电解液:CuSO4溶液溶液 阳极阳极:氧化反应，氧化反应，失电子，化合价失电子，化合价升高升高阴极阴极:还原反应，还原反应，得电子，化合价得电子，化合价降低降低阳极阳极:Cu2e Cu2+（Zn2e Zn2+Fe2e Fe2+等）等）阴极阴极:Cu2+2e Cu（Ag、Pt、Au成为成为“阳极泥阳极泥”）改变改变基本不变基本不变基本不变基本不变一、原电池原理的应用一、原电池原理的应用化学电池：化学电池：1.普通锌锰电池普通锌锰电池2.碱性锌锰
6、电池碱性锌锰电池3.铅蓄电池铅蓄电池4.燃料电池燃料电池介质介质电池反应：电池反应：2H2+O2=2H2O 酸性酸性负极负极正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H 4e 4H O2+4H+4e 4H2O2H2+4OH 4e 4H2O O+2H O+4e 4OH一次电池一次电池二次电池二次电池 1.普通干电池总反应：普通干电池总反应：Zn+2MnO2+2NH4Cl 2MnOOH+ZnCl2+2NH3 负极负极(Zn)：Zn 2e Zn2+正极正极(MnO2和和C)：2MnO2+2NH4+2e 2MnOOH+2NH3表示方法：表示方法：()ZnNH4Cl+ZnCl2MnO2，C(+)2.碱性锌锰电池
7、总反应：碱性锌锰电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极负极(Zn)：Zn+2OH-2e-Zn(OH)2 正极正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e-2MnOOH+2OH-表示方法：表示方法：()ZnKOHMnO2(+)放电过程总反应：放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)充电过程总反应：充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)放电过程放电过程负极：负极：氧化反应氧化反应 Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极：
8、正极：还原反应还原反应 PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l)充电过程充电过程阴极阴极(接电源负极接电源负极)：还原反应还原反应 PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)阳极阳极(接电源正极接电源正极)：氧化反应氧化反应2PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)()PtH2H+O2Pt(+)电池总反应：电池总反应：2H2+O2=2H2O负极负极(Pt)：2H2 4e-=4H+正极正极(Pt)：O2+4H+4e-=2H2O()PtH2OH-O2Pt(+)电池总反应：电池总反应
9、：2H2+O2=2H2O负极负极(Pt)：2H2 4e-+4OH-=4H2O正极正极(Pt)：O2+2H2O+4e-=4OH-燃料电池燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池电极名称：电极名称：原电池原电池相对活泼的电极为负极相对活泼的电极为负极相对不活泼的电极为正极相对不活泼的电极为正极电解池电解池与电源负极相连的电极为阴极与电源负极相连的电极为阴极与电源正极相连的电极为阳极与电源正极相连的电极为阳极定向移动方向定向移动方向：电子、离子电子、离子原电池原电池“负极出电子，电子回正极负极出电子，电子回正极”必发生必发生失电子失电子的的氧化反应氧化反应电解池电解池必发生必发生得电子得电子的的还原反应还原
10、反应必发生必发生失电子失电子的的氧化反应氧化反应Al Cu浓硝酸浓硝酸AAl Mg氢氧化氢氧化钠溶液钠溶液B思考：写出下列原电池的电极反应式。思考：写出下列原电池的电极反应式。负极：负极：Cu2e Cu2+正极：正极：4H+2NO3+2e 2H2O+2NO2负极：负极：2Al+8OH6e 2AlO2+4H2O正极：正极：6H2O+6e 6OH+3H2ABFe C稀盐酸稀盐酸AFe C氯化钠氯化钠溶液溶液B思考：写出下列原电池的电极反应式。思考：写出下列原电池的电极反应式。负极：负极：Fe2e Fe2+正极：正极：2H+2e H2负极：负极：Fe2e Fe2+正极：正极：2H2O+O2+4e 4
11、OHAB析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件 水膜酸性较强水膜酸性较强水膜呈弱酸性或中性水膜呈弱酸性或中性正极正极反应反应2H+2eH22H2O+O2+4e4OH负极负极反应反应Fe 2eFe2+钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件金属跟氧化性金属跟氧化性物质直接接触物质直接接触不纯金属或合金跟电解不纯金属或合金跟电解质溶液及氧化剂接触质溶液及氧化剂接触现象现象无电流产生无电流产生有微弱电流产生有微弱电流产生本质本质金属被氧化的金属被氧化的过程过程较活泼的金属被氧化的较活泼的金属被氧化的过程过程相互相互关系关系化学腐蚀与电
12、化学腐蚀往往同时发生化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生化学腐蚀和电化学腐蚀的比较化学腐蚀和电化学腐蚀的比较电极反应的书写电极反应的书写书写规律书写规律:原电池或电解池的两电极反应式之和即为总反应式；原电池或电解池的两电极反应式之和即为总反应式；书写方法书写方法:总反应式减去一电极反应式即为另一个电极反应式。总反应式减去一电极反应式即为另一个电极反应式。对于较复杂的、陌生的反应可用该方法解题并检验；对于较复杂的、陌生的反应可用该方法解题并检验；书写注意事项书写注意事项:一看电极材料一看电极材料;二看环境介质二看环境介质;三看附加条件与信息。三看附加条件与信息。电解计算电解计算难点：燃料电池电极反应
13、式的书写（如氢氧燃料电池）难点：燃料电池电极反应式的书写（如氢氧燃料电池）可充电电池电极反应式的书写（铅蓄电池）可充电电池电极反应式的书写（铅蓄电池）O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH.电子守恒法电子守恒法.pH值的计算值的计算 阴极上析出阴极上析出 1mol H2，表示有，表示有2 mol H+离子放电，则离子放电，则溶液中增加溶液中增加2 mol OH离子；若阳极上析出离子；若阳极上析出1molO2，表，表示溶液中示溶液中4 mol OH离子放电，则溶液中增加离子放电，则溶液中增加4 mol H+离子。离子。阴极：阴极：2H+2eH2 阳极：阳极：2Cl2eCl2总反应：总反应：1.
14、氯碱工业反应原理氯碱工业反应原理电解原理的应用电解原理的应用2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 2.电镀池电镀池阳极：阳极：镀层金属镀层金属阴极：阴极：待镀金属制品待镀金属制品(镀件）镀件）电镀液：电镀液：含有镀层金属离子的电解质含有镀层金属离子的电解质3.电解精炼反应原理电解精炼反应原理粗铜中含粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等等阳极阳极(粗铜粗铜)：Cu2e Cu2+（Zn2e Zn2+Fe2eFe 2+等）等）阴极阴极(精铜精铜)：Cu2+2e Cu电解液：可溶性铜盐如电解液：可溶性铜盐如CuSO4溶液溶液Zn2+、Ni2+等阳离子得电子能力小于等阳离子得电子能力
15、小于Cu2+而留在电解而留在电解质溶液中，金属活动顺序排在质溶液中，金属活动顺序排在Cu后的后的Ag、Pt、Au等等失电子能力小于失电子能力小于Cu，以金属单质沉积于阳极，成为阳，以金属单质沉积于阳极，成为阳极泥。极泥。二二、电解池中离子的反应（放电）顺序电解池中离子的反应（放电）顺序阴极阴极:得得电子，发生电子，发生还原还原反应，常见阳离子放电顺序：反应，常见阳离子放电顺序：阳极阳极:失失电子，发生电子，发生氧化氧化反应反应当阳极为金属电极时，当阳极为金属电极时，金属电极金属电极优先放电。优先放电。(金属活动顺序表金属活动顺序表)当阳极为惰性电极时，常见阴离子放电顺序：当阳极为惰性电极时，常
16、见阴离子放电顺序：(只在熔融状态下放电只在熔融状态下放电)用惰性电极电解电解质溶液的变化情况用惰性电极电解电解质溶液的变化情况 类型类型 电极反应特点电极反应特点 实例实例 被电解被电解的物质的物质 电解质电解质溶液的溶液的浓度浓度 PH电解质电解质溶液复溶液复原原 电解电解水型水型 电解电电解电解质解质 放放H2生生碱型碱型 放放O2生生酸型酸型 用惰性电极电解电解质溶液的变化情况用惰性电极电解电解质溶液的变化情况 类型类型 电极反应特点电极反应特点 实例实例 被电解被电解的物质的物质 电解质电解质溶液的溶液的浓度浓度 PH电解质电解质溶液复溶液复原原 电解电解水型水型 阴极：阴极：2H+2
17、e-H2阳极：阳极：4OH 4e-O2+2 H2O NaOH 水水增大增大 水水H2SO4 水水增大增大 水水Na2SO4 水水增大增大 水水电解电电解电解质解质 电解质电离出的阴、离电解质电离出的阴、离子分别在两极放电子分别在两极放电 HCl 电解质电解质减小减小HCl CuCl2 电解质电解质减小减小CuCl2 放放H2生生碱型碱型 阴极：放出阴极：放出H2生成碱生成碱阳极：电解质阴离子放阳极：电解质阴离子放 电电NaCl 电解质电解质和水和水生成新生成新电解质电解质HCl 放放O2生生酸型酸型 阳极：阳极：OH放电生成酸放电生成酸阴极：电解质阳离子放阴极：电解质阳离子放电电 CuSO4
18、电解质电解质和水和水生成新生成新电解质电解质CuO练习练习 1.（2012海南高考海南高考3）下列各组中，每种电解质溶）下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是液电解时只生成氢气和氧气的是 （）A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B.NaOH、CuSO4、H2SO4 C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2 解析：电解时只生成氢气和氧气，则电解质所含的阳解析：电解时只生成氢气和氧气，则电解质所含的阳离子在金属活动性顺序表中铜之前，阴离子不能是简单离子在金属活动性顺序表中铜之前，阴离子不能是简单离子；电解离子；电解HCl的方程式为：的方程
19、式为：2HCl Cl2+H2，A选项选项错；电解错；电解CuSO4溶液的方程式为：溶液的方程式为：2CuSO4+2H2O Cu+2H2SO4+O2，B选项错；电选项错；电解解NaBr溶液的方程式为：溶液的方程式为：2NaBr+2H2O 2NaOH+H2+Br2，D选项错。选项错。C用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入后，向所得的溶液中加入0.1 molCu2(OH)2CO3 后恰好恢后恰好恢复到电解前的浓度和复到电解前的浓度和pH(不考虑不考虑CO2 2的溶解的溶解)。则电解过。则电解过程中共转移电子的物质的量为
20、程中共转移电子的物质的量为()A.0.4 mol B.0.5 mol C.0.6 mol D.0.8 mol C例题例题1 解析：解析：0.1mol Cu2(OH)2CO3分解可得分解可得0.2molCuO、0.1molH2O和和0.1molCO2相当于电解原溶液损耗相当于电解原溶液损耗0.2molCuO和和0.1molH2O，故转移电子的物质的量为：，故转移电子的物质的量为：20.2mol+20.1mol0.6mol点拨：出什么加什么就能恢复原状。点拨：出什么加什么就能恢复原状。某溶液中含有两种溶质氯化钠和硫酸，它们的物质某溶液中含有两种溶质氯化钠和硫酸，它们的物质的量之比的量之比3:1。用
21、石墨做电极电解溶液时，根据反应产。用石墨做电极电解溶液时，根据反应产物，电解可明显分为三个阶段，下列叙述中不正确的是物，电解可明显分为三个阶段，下列叙述中不正确的是 （）A.阴极析出氢气阴极析出氢气 B.阳极先析出氯气后析出氧气阳极先析出氯气后析出氧气 C.电解最后阶段为电解水电解最后阶段为电解水 D.电解过程中溶液的电解过程中溶液的pH不断增大，最后不断增大，最后pH为为7 D例题例题2解析：设氯化钠的物质的量为解析：设氯化钠的物质的量为3mol，那么溶液中存，那么溶液中存在在3mol Na+、3Clmol、2H+mol、1mol SO42。在阴。在阴极极H+放电，在阳极放电，在阳极Cl放电
22、，当电解完放电，当电解完2molHCl（盐（盐酸）后，相当于再电解酸）后，相当于再电解1molNaCl溶液，最后再电解溶液，最后再电解硫酸钠溶液，实际上是电解水。因此最后溶液的硫酸钠溶液，实际上是电解水。因此最后溶液的pH大于大于7。将将0.2mol AgNO3、0.4mol Cu(NO3)2和和0.6mol KCl溶于水，配成溶于水，配成100mL混合液，用惰性电极电混合液，用惰性电极电解一段时间后，在一极上析出解一段时间后，在一极上析出0.3mol铜，此时另铜，此时另一极上收集到的气体的体积为一极上收集到的气体的体积为(标况标况)。（）A.4.48L B.5.6L C.6.72L D.7.
23、84L B例题例题3解析：溶于水后，生成解析：溶于水后，生成0.2mol AgCl沉淀，溶液中存在沉淀，溶液中存在1mol NO3、0.4molCu2+、0.6molK+、0.4molCl。当一极上析出当一极上析出0.3mol铜时，转移电子共铜时，转移电子共0.6mol，所以，所以另一极先放出另一极先放出0.2mol氯气，接着氯气，接着OH放电，放电，0.2mol OH放电生成放电生成0.05mol氧气，故另一极共收集到气体氧气，故另一极共收集到气体0.25mol，相当于标况下，相当于标况下5.6L。把把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电
24、池。若两两相连组成原电池。若a、b相连时，相连时，a为负极；为负极；c、d相连时，电流由相连时，电流由d到到c；a、c相连时，相连时，c极上产极上产生大量气泡，生大量气泡，b、d相连时，相连时，b上有大量气泡产生，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则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ()Aa b c d Ba c d b Cc a b.d Db d c a B4、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观
25、察到的现象是溶液，片刻后可观察到的现象是(D)A.铁圈和银圈左右摇摆不定铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态保持平衡状态C.铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜D.银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜三、电解池及原电池的应用三、电解池及原电池的应用-金属的防护金属的防护1）金属腐蚀快慢的判断）金属腐蚀快慢的判断2）金属的防护方法）金属的防护方法外加电源的阴极保护法外加电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法牺牲负极的正极保护法电化学腐蚀电化学腐蚀(1)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中，可以说明金属
26、甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）原电池原理应用：原电池原理应用：(2)比较反应速率比较反应速率例例2：下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸；盐酸；B.A.纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯锌和纯锌和18 mo
27、l/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（D）原电池原理应用：原电池原理应用：Fe Sn Fe Zn Fe Cu Fe CuFe CuFe 练习练习 2.如图所示，如图所示，各烧杯中盛有海各烧杯中盛有海水，铁在其中被水，铁在其中被腐蚀由快到慢的腐蚀由快到慢的顺序是：顺序是：_解析：解析：铁为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，属于钢铁的吸铁为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，属于钢铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢。其电极反应为：负极：氧腐蚀，腐蚀较慢。其电极反应为：负极：Fe2e Fe2+，正极：，正极：2H2O+O2+4e4OH。均
28、为原电池装置。中铁为正极，。均为原电池装置。中铁为正极，被保护；中铁为负极，均被腐蚀。但铁和铜的金属活泼性差别被保护；中铁为负极，均被腐蚀。但铁和铜的金属活泼性差别较铁和锡大，故铁、铜原电池中铁被腐蚀的快；是铁接电源正极较铁和锡大，故铁、铜原电池中铁被腐蚀的快；是铁接电源正极作阳极，铜接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了铁的腐蚀；是作阳极，铜接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了铁的腐蚀；是铁接电源负极作阴极，铜接电源正极作阳极，阻止了铁的腐蚀。因铁接电源负极作阴极，铜接电源正极作阳极，阻止了铁的腐蚀。因此，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为此，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为。(4)判断溶液判断溶液pH
29、值变化值变化例例5：在在Cu-Zn原电池中，原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为溶液的浓度为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升气体，则流过导线的电子为 mol,溶溶液的液的pH值变值变_？（溶液体积变化忽略不计）？（溶液体积变化忽略不计）0.2解得：解得：y 0.015(mol)x 0.015(mol)3.75 10 4(mol/L)pH-lg3.75 1044-lg3.75 答：答：0.015根据电极反应：根据电极反应：正极：正极：负极：负极：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2得：得：2
30、 2 22.4x y 0.168解：解：0.20.1252c(H+)余余2H+2eH2大大0.015原电池原理应用：原电池原理应用：(5)原电池原理的综合应用原电池原理的综合应用例例6：市场上出售的：市场上出售的“热敷袋热敷袋”的主要成分为铁屑、的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋热敷袋”启启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开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。现有大量铁锈存在。1)“热敷袋热敷袋”是利用是利用 放出热量。放出热量
31、。2)炭粉的主要作用是炭粉的主要作用是 。3)加入氯化钠的主要作用是加入氯化钠的主要作用是 。4)木屑的作用是木屑的作用是 。铁被氧化铁被氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化氯化钠溶于水、形成电解质溶液氯化钠溶于水、形成电解质溶液使用使用“热敷袋热敷袋”时受热均匀时受热均匀原电池原理应用：原电池原理应用：拓展练习拓展练习（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的 现象。现象。两极反应式为：正极两极反应式为：正极 ；负极负极 。该装置将该装置将 能转化为能转化为 能。能。（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，）若烧
32、杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为则负极为 ，总反应方程为总反应方程为 。镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；2H+2e=H2Mg2e=Mg2+化学能化学能电能电能Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 原电池、电解池的区分关键看原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；是否有外接电源；有有外加电源的装外加电源的装置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池。电解池、电镀池和精炼池的区分关键看电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液阳极材料和电解质溶液。【说
33、明说明】：多池组合时：多池组合时,一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间是在原电池带动下工作的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。2.多池组合判断：多池组合判断：无外电源：无外电源：一池为原电池，其余为电解池；一池为原电池，其余为电解池；有外电源：有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池全部为电解池或电镀池、精炼池常见题型：常见题型：1.单池判断：单池判断：（A）（B）（C）（D）CuSO4 AgNO3AgNO3NaH
34、SO4AgCuCuCPtPtAgFe练习练习 3.写出下列装置的电极反应，并判断写出下列装置的电极反应，并判断A、B、C溶液溶液pH值的变化。值的变化。电解池电解池原电池原电池电解池电解池电解池电解池负极负极正极正极阴极阴极阳极阳极e-练习练习 4.下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验实验 数天后数天后数天后数天后图一图一图二图二（1）上述两装置中铁钉发生变化的共性是：）上述两装置中铁钉发生变化的共性是：（2）图一说明原溶液呈）图一说明原溶液呈 性，铁钉发生性，铁钉发生 腐蚀，腐蚀，电极反应为：电极反应为：（3）图二说明原溶液呈）图二说明原溶液呈 性，铁钉发
35、生性，铁钉发生 腐蚀，腐蚀，电极反应为：电极反应为：发生了原电池反应发生了原电池反应中性或弱碱中性或弱碱吸氧吸氧负极：负极：Fe 2e=Fe2+；正极正极:2H2O+O2+2e=4OH负极：负极：Fe2e=Fe2+；正极：；正极：2H+2e=H2较强酸性较强酸性析氢析氢1.原电池正、负极的确定原电池正、负极的确定(1)规律判断规律判断(2)活动性判断：一般针对简单原电池活动性判断：一般针对简单原电池(3)本质判断：失电子一定是负极（电子从负极发出）化合价升本质判断：失电子一定是负极（电子从负极发出）化合价升高。分析方程式，由化合价的升降判断高。分析方程式，由化合价的升降判断(4)现象：负极一般
36、会溶解（质量减轻），还可以由气泡现象等现象：负极一般会溶解（质量减轻），还可以由气泡现象等 2.电解池电解池 阴、阳极的判断阴、阳极的判断 可根据电极与电源两极相连的顺序判断：可根据电极与电源两极相连的顺序判断：阴极：阴极：与直流电源的与直流电源的负极负极相连接的电解池中的电极。相连接的电解池中的电极。阳极：与直流电源的正极直接连接的电极。阳极：与直流电源的正极直接连接的电极。若是惰性电极（若是惰性电极（，在该极上，溶液，在该极上，溶液中还原性强的阴离子中还原性强的阴离子首先首先失去电子被氧化；失去电子被氧化；若是活性电极，电极材料参与反应，自身失去电子若是活性电极，电极材料参与反应，自身失去
37、电子被氧化而溶入溶液中。被氧化而溶入溶液中。练习练习5.请观察下列实验装置图，指出各装置的名称。请观察下列实验装置图，指出各装置的名称。电解池电镀池 NaCl溶液溶液 硫酸溶液硫酸溶液原电池CuSO4溶液溶液精炼池CuSO4溶液溶液稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 硫酸硫酸 A B C D A B C D 下列装置中属于原电池的是下列装置中属于原电池的是 （）属于电解池的是属于电解池的是 （）BC D 练习练习 6.考点考点1 原电池基本原理原电池基本原理原电池的正负极的判断：原电池的正负极的判断：根据电子流动方向判断。在原电池中，电子流出的根据电子流动方向判断。在原电池中，电子流出的
38、一极是负极；电子流入的一极是正极。一极是负极；电子流入的一极是正极。根据两极材料判断。一般活泼性较强的金属为负极；根据两极材料判断。一般活泼性较强的金属为负极；活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。断。阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。根据原电池两极发生的变化来判断。负极发生氧根据原电池两极发生的变化来判断。负极发生氧化反应；正极发生还原反应。化反应；正极发生还原反应。根据现象判断。溶解的一极为负极，质量增加或根据现象判断。
39、溶解的一极为负极，质量增加或放出气体的一极为正极。放出气体的一极为正极。例例1 根据氧化还原反应：根据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示，其中盐桥设计的原电池如图所示，其中盐桥为琼脂为琼脂 饱和饱和KNO3盐桥。盐桥。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)电极电极X的材料是的材料是_；电解质溶液；电解质溶液Y是是_；(2)银电极为电池的银电极为电池的_极，写出两电极的电极反应式：极，写出两电极的电极反应式：银电极：银电极：_；X电极：电极：_。Cu 2e=Cu2+CuAgNO3溶液溶液正正2Ag+2e=2AgBCuAg(3)外电路中的
40、电子是从外电路中的电子是从_电极流向电极流向_电极。电极。(4)盐桥中向盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是溶液中迁移的离子是_(填序填序号号)。AK+BNO3 CAg+DSO42 例例1 根据氧化还原反应：根据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示，其中盐桥设计的原电池如图所示，其中盐桥为琼脂饱和为琼脂饱和KNO3盐桥。盐桥。考点考点2 原电池电极反应式书写原电池电极反应式书写 一般电极反应式的书写一般电极反应式的书写(2)复杂的电极反应式的书写复杂的电极反应式的书写 对于复杂的电极反应式可由电池反应减去对于复杂的电极反应式可由电池反应
41、减去正极反应而得到负极反应正极反应而得到负极反应(或由电池反应减去负或由电池反应减去负极反应而得到正极反应极反应而得到正极反应)。此时必须保证电池反。此时必须保证电池反应转移的电子数等于电极反应转移的电子数，即应转移的电子数等于电极反应转移的电子数，即遵守电荷守恒和质量守恒和电子守恒规律。遵守电荷守恒和质量守恒和电子守恒规律。(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子用离子方程式表示方程式表示)_。设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过，导线
42、中通过_mol电子。电子。Fe+Cu2+=Cu+Fe2+0.2例例2 某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。究活动。(2)其他条件不变，若将其他条件不变，若将 CuCl2溶液换为溶液换为NH4Cl 溶液，石墨电极反应式为溶液，石墨电极反应式为_，这是由于这是由于NH4Cl溶液显溶液显_(填填“酸性酸性”、“碱性碱性”或或“中性中性”)，用离子方，用离子方程式表示溶液显此性的原因：程式表示溶液显此性的原因：_，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式
43、：少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式：_，2H+2e=H22Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl酸性酸性NH4+H2O H+NH3 H2O然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：设，某同学的假设是：“溶液中的溶液中的+3价铁被氧化为更价铁被氧化为更高的价态高的价态”。如果。如果+3价铁被氧化为价铁被氧化为FeO42，试写出该，试写出该反应的离子方程式：反应的离子方程式：_。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石如图其他
44、条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成墨相连成n形，如图所示，形，如图所示，一段时间后，在甲装置铜一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现丝附近滴加酚酞试液，现象是：象是：_。2Fe3+3Cl2+8H2O=2FeO42+6Cl+16H+甲装置铜丝附近溶液变红甲装置铜丝附近溶液变红 电极反应为电极反应为_；乙装置中石墨乙装置中石墨(1)为为_极极(填填“正正”、“负负”、“阴阴”或或“阳阳”)，乙装置中，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为：与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为：_，产物常用：产物常用：_检验，反应的离子方程检验，反应的离子方程式为：式为：_，现象为：现象为：_。Cl
45、2+2I=2Cl+I2O2+2H2O+4e=4OH阴阴湿润淀粉碘化钾试纸湿润淀粉碘化钾试纸 2Cl 2e=Cl2 变蓝变蓝 解析：解析：(1)若一段时间后，两电极质量相差若一段时间后，两电极质量相差12 g，消，消耗负极耗负极0.1 mol Fe，同时正极生成，同时正极生成0.1 mol Cu，导线，导线中通过中通过0.2 mol电子。电子。(2)其他条件不变，若将其他条件不变，若将CuCl2溶液换为溶液换为NH4Cl溶溶液，由于液，由于NH4+水解，水解，NH4+H2O NH3H2O+H+，所以所以NH4Cl溶液显酸性，石墨电极上溶液显酸性，石墨电极上H+得到电子，得到电子，电极反应式为电极
46、反应式为2H+2e=H2；铁电极反应为；铁电极反应为Fe2e=Fe2+，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，离子方程式管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，离子方程式为为2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl 解析：解析：然后滴加几滴硫氰化钾溶液，由于存在然后滴加几滴硫氰化钾溶液，由于存在Fe3+，所以溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪所以溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，如果原因是去，如果原因是+3价铁被氧化为价铁被氧化为FeO42，则该反应的，则该反应的离子方程式为：离子方程式为：2Fe3+3Cl2+8H2O=Fe
47、O42+6Cl+16H+。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成墨相连成n形，则甲池为原电池，形，则甲池为原电池，铁电极反应为：铁电极反应为：Fe2e=Fe2+，铜电极反应为：铜电极反应为：O2+2H2O+4e=4OH；解析：解析：乙池为电解池，石墨电极为阳极，电极乙池为电解池，石墨电极为阳极，电极反应为反应为2Cl 2e=Cl2，石墨，石墨(1)电极为阴极，电极为阴极，电极反应为电极反应为Cu2+2e=Cu；所以一段时间后，；所以一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，溶液变红，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，溶液变红，乙装置中石墨
48、电极产物可以用湿润淀粉碘化钾乙装置中石墨电极产物可以用湿润淀粉碘化钾试纸检验，反应的离子方程式为试纸检验，反应的离子方程式为Cl2+2I=2Cl+I2，反应后试纸变蓝。，反应后试纸变蓝。高考题欣赏高考题欣赏1.（2012福建福建9）.将右图所示实验装置的将右图所示实验装置的 K 闭合，闭合，下列判断正确的是下列判断正确的是 A.Cu 电极上发生还原反应电极上发生还原反应 B.电子沿电子沿 ZnabCu 路径流动路径流动 C.片刻后甲池中片刻后甲池中c(SO42)增增大大 D.片刻后可观察到滤纸片刻后可观察到滤纸b点点变红色变红色解：解：K闭合时，闭合时，Zn为负极，铜片为正极构成原电池，使为负
49、极，铜片为正极构成原电池，使得得a为阴极，为阴极，b为阳极，电解饱和硫酸钠溶液。为阳极，电解饱和硫酸钠溶液。A项：正项：正确。确。B项：在电解池中电子不能流入电解质溶液中，错项：在电解池中电子不能流入电解质溶液中，错误；误；C项：甲池中硫酸根离子没有放电，所以浓度不变项：甲池中硫酸根离子没有放电，所以浓度不变。错误；。错误；D项：项：b为阳极，为阳极，OH放电，使得放电，使得b附近溶液显附近溶液显酸性，不能使试纸变红，错误。酸性，不能使试纸变红，错误。A 2.（2012四川四川11）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：精检测仪，负极上的反
50、应为：CH3CH2OH 4e+H2O CH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是。下列有关说法正确的是 A检测时，电解质溶液中的检测时，电解质溶液中的H+向负极移动向负极移动 B若有若有0.4mol电子转移，则在标况下消耗电子转移，则在标况下消耗4.48L氧气氧气 C电池反应的化学方程式为：电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O D正极上发生的反应为：正极上发生的反应为：O2+4e+2H2O 4OH解：解：该燃料电池的电极反应正极为：该燃料电池的电极反应正极为：O2+4e+4H+2H2O，负极为：，负极为：CH3CH2OH4e+H2O CH3COOH+4H+。电
