原电池电解池教学案

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第一篇:原电池电解池教学案

化学能与电能的转化

【课前预习区】

分析图一和图二,回答以下问题

一、1、图一表示的是 池,是将 能转换成 能的装置。它的基本构成条件是①

;② ; ③。图一装置中铁做

极,电子,发生

反应;碳棒做

极,在碳棒上

电子而发生

反应。请在图一上标注出电子的移动方向和溶液中离子的移动方向

2、写出两极反应式和电池反应式

若将稀硫酸溶液换成硫酸铜溶液写出正极反应式和电池反应式

若将稀硫酸溶液换成氯化钠溶液写出正极反应式

3、比较以上两极反应式,小结:

原电池负极反应的实质是氧化反应,是金属被腐蚀、被氧化的过程:

M-ne = M正极反应的实质是还原反应,具体由溶液的性质决定: ①酸性溶液发生析氢反应,即 ;

②中性或弱酸性或碱性溶液发生吸氧腐蚀,即 ;

③若溶液中有氢后金属离子则发生析出金属的反应,即。

二、1、图二表示的是 池,是将 能转换成 能的装置。与电源正极相连的是

,与电源负极相连的是

极。溶液中

移向阳极,电子,发生

反应;溶液中

移向阴极,电子,发生

反应。请在图二上标注出电子的移动方向和溶液中离子的移动方向 2.写出两极反应式和电池反应式

若将食盐溶液换成氢氧化钠溶液写出两极反应式和电池反应式

若将石墨电极改为铁电极,两极反应式有变化吗?

写电解反应式时,要先注意电极材料(若活泼电极作阳极会先放电),再看离子放电顺序 阳离子放电顺序:

阴离子放电顺序:

-n+ 【课堂互动区】

板块一 原电池、电解池电极的判定及工作原理分析

1、分析以下装置,回答问题

(1)图中表示原电池的是

,表示电解池的是

,你的判断依据是

。(2)(工作原理分析)在图1和图2中表示出外电路电子及溶液中离子的移动方向(3)在图1—图4中标注出原电池的正、负极,并思考判断依据(友情提示:图1的两极是如何判断的?图3的呢?你还可以根据什么来判断电极?原电池的电极反应中可能观察到哪些现象?)

(4)在图中标注出电解池的阴、阳极,并思考判断依据

规律总结1 原电池、电解池工作原理小结:

(原电池和电解池中电子和离子如何移动并形成闭合回路?请用文字和箭头表示。)

原电池 电解池

规律总结2 电极的判定方法

原电池①

② 电解池①

板块二 电极反应式和电池反应式的书写

2、写出电池反应式和电极反应式

(1)两极反应式:

电池反应式:(书写电极反应式和电池反应式时,要注意什么问题?当反应中出现-2价氧(2)两极反应式:

电池反应式:

若将电源正负极反接,电极反应有何变化? 元素时,环境不同,产物有何不同?)规律总结3

电极反应式及电池反应式书写规律及注意事项

原电池:①

(原电池的哪些书写规律符合电解池?)电解池:①

变式练习

1.(09福建14)控制合适的条件,将反应2Fe3++2I-==2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()...

A.甲池中石墨为正极

B.乙池中石墨为阴极

C.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应

D.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原

2、〔07上海,16〕某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验,如右图。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。据此,下列叙述正确的是

A.铅笔端作阳极,发生还原反应

B.铂片端作阴极,发生氧化反应 C.铅笔端有少量的氯气产生

D.a点是负极,b点是正极

3.(09山东29)Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是

。电池工作时,电子流向

(填“正极”或“负极”)。(2)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是。

4、如图,E为沾有Na2SO4溶液的滤纸,并加入几滴酚酞。A,B分别为Pt片,压在滤纸两端,R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni的电极材料,它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计,K为开关。C、D和电解池中都 充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4液,K打开,接通电源一段时间后,C、D中有气体产生。(1)外电源的正、负极分别是R为____,S为_____。

(2)A附近溶液的现象是

,B附近发生的电极反应式为

。(3)滤纸上的紫色点向哪方移动____。

(4)当C、D里的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,经过一段时间,C、D中气体逐渐减少,主要因为,有关的反应式为。

溶本节小结【课后巩固区】

1、(08上海卷)取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电源,一段时间后,发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圈为白色,外圈呈浅红色。则下列说法错误的是()A.b电极是阴极 B.a电极与电源的正极相连 C.电解过程中水是氧化剂

D.b电极附近溶液的pH变小

2.(08宁夏卷)一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是()

A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H(aq)+2eB.O2(g)+4H(aq)+4e=2H2O(1)C.CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e-

D.O2(g)+2H2O(1)+4e-=4OH-

3.(08重庆卷)如题图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液,却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是()

A.a中铁钉附近呈现红色

B.b中铁钉上发生还原反应 C.a中铜丝上发生氧化反应

D.b中铝条附近有气泡产生

4、对右图中电极加以必要的连接并填空:

(1)在A图中,使铜片上冒气泡,请加以必要的连接,则连接后的装置叫

。电极反应式:

锌板:

;铜板:

。(2)在B图中,使a极析出铜,则b极析出

。加以必要的连接后,该装置叫

。电极反应式:a极:

;b极:

。经过一段时间后,停止反应并搅匀溶液,溶液的pH

(填“升高”“降低”或“不变”)。

(3)将A、B图中Cu板与a极,Zn板与b极用导线连接,则连接后的A装置叫

,B装置叫

。Zn板为

极,a极为

极。A图发生的总反应的化学方程式为

,B图发生的总反应的离子方程式为。

放冷

+

+

- 4

第二篇:电解池 原电池 教案

轻轻家教

化学反应原理

第二节 电解池

一.电解池

1.电解、电解池

2.电解池的构成和工作原理(1)构成条件

①有与外接直流电源相连的两个电极。②电解质溶液(或熔融电解质)。③形成闭合回路。

(2)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)

(3)电解池中电子、电流和离子的移向 ①电子:负极→阴极,阳极→正极 ②电流:正极→阳极→阴极→负极 ③离子:阳离子→阴极,阴离子→阳极(4)两极放电(氧化或还原)顺序

①阴极:阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2>Na>Ca2>K。+++

+阳极:金属(Au、Pt除外)电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。注:①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。

②阳极材料若是金属电极(Au、Pt除外),溶液中的阴离子不反应,电极金属失电子被氧化。

轻轻家教

化学反应原理

3.电极反应式:

4.原电池与电解池相连 轻轻家教

化学反应原理

第三篇:高中化学原电池和电解池教学方法探讨

高中化学原电池和电解池教学方法探讨

 作者:

 来源:科教导刊 2013年18期

 显示汉语拼音

摘 要 原电池和电解池是高中化学一个重要的知识点,也是历年高考常考重点、难点内容之一。在日常的教学中,老师可以通过原电池和电解池对比教学、归纳教学以及直击考点教学的方法,详尽解析原电池和电解池相关概念,提高学生对本知识点综合运用能力。

关键词 原电池 电解池 电极反应

中图分类号:G424 文献标识码:A

0 引言

化学是一门实践性很强的学科。电化学当中原电池和电解池广泛应用于工业、农业、国防、通信、照明、医疗等部门,与我们日常生活密切相关、不可缺少,成为高考常考的知识点。①②③从高考题型来看,主要涉及选择、填空、判断、推断、计算等形式。从知识内容来看,主要涉及四个方面:原电池、电解池、电镀池和金属防腐的概念;氧化还原反应;得失电子;反应方程式及电极反应式书写。命题过程中,题目呈现方式千变万化,涉及领域广泛,且与我们日常生活紧密相连,在未来高考中仍是考试的热点和难点问题,我们在日常教学活动中要注

意激发学生的多向思维、推理判断思维、逆向解题思维,规范学生的解题方法,让学生真正意义上理解概念,做到知己知彼,方可百战不殆。本文总结了原电池和电解池对比教学,原电池和电解池知识点概念归纳教学以及直击考点教学,为广大同行以后的日常教学提高参考。④⑤原电池和电解池对比教学

原电池和电解池问题是新课程标准要求必须重点掌握的内容,也是学生学习的一个难点。为了使学生更好地学习理解掌握这部分内容,老师可以采用对比教学方法进行教学,相关比较如表1。

从表1中,可以看出原电池和电解池差异,主要是概念上理解的差异,我们教师要在教学中引导学生对原电池和电解池进行系统比较,让学生清楚认识原电池和电解池的本质差别,从而最终达到提升学生对知识点综合运用的能力,从容面对高考试题当中原电池和电解池的综合考查题型。原电池和电解池知识点概念归纳教学

每年高考化学考试大纲原电池和电解池是命题的热点,各地的模拟题中这类考试题目比较多,难度差别也很大,有些甚至比较偏、怪,给学生学习带来了不必要的负担。高考题目形式千变万化,而对知识点理解万变不离其宗。我们在教学中要以近五年高考命题知识点为指导,针对一些常见的题型做详尽的归纳总结,减轻学生的负担。在教学工作中,教师要处理好以下四个方面的问题归纳。(1)概念的理解:找出原电池与电解池、正极与阳极、负极和阴极、电子流向与电流流向等概念的异同点,更好地把握知识点的运用;(2)化学方程式、离子方程式和电极反应式的书写:电极反应的书写一直是教师教学的重点,也是学生学习的薄弱环节,丢分最多,经常失误;(3)计算:常见的有生成物分子式、结构

式、物质的量、化学方程式配平等相关计算的形式,通过计算,可以了解考生掌握化学基础知识程度,考查考生对知识点综合运用能力;(4)紧密联系生活:化学跟我们日常生活息息相关,手机、笔记本电脑电池充电放电,家用电器生锈等等,都跟电化学有关联。

对原电池和电解池知识点概念归纳总结,能帮助学生更好地理解基础知识,由局部知识向网络知识发展,促使学生注重相关学科的联系和渗透,广泛阅读课外知识,能有效提高学生的学习效率。原电池和电解池直击考点教学

原电池和电解池是高中化学的一个重要理论知识点,也是历年高考必考的一个重点。直击考点教学法就是拿历年高考试题作为典例的教学方法,历年的高考试题也是考生复习最好的资料,通过对历年试题分析,针对性安排教学内容,做到知己知彼,百战不殆。

原电池和电解池的教学,关键是原电池和电解池辨析。下面就从试题区别是原电池还是电解池,电极反应、离子方程式的书写两个方面做教学介绍。在实例中判定是原电池还是电解池:具体理解满足原电池或电解池的形成条件;是化学能转换电能还是电能转换化学能;有没有活泼金属失去电子;有无金属单质电解析出等试题给出的信息,教师引导学生判断电化学装置是属于原电池还是电解池。最终由学生总结:①电解池是一定要有外接电源,所以有外接电源的为电解池,无外接电源的必定为原电池。多池组合时,一般是含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;最活泼的电极相同时,则两极间活泼性差别较大的为原电池,其余为电解池;②阴阳极的判断,根据电极与电源两极相连的顺序判断,阴极与直流电源负极相连电解池中的电极。其反应时,溶液中氧化能力强的离子首先在阴极上得到电子,发生还原反应。阳极与直流电源正极直接相连,该极上,溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化,或者电极材料本身失去电子被氧化溶于溶液当中;③两种活动性不同的金属构成的原电池的两极,活泼金属做负极,负极金属是电子流出极,正极金属是电子流入极。用惰性电极时,电解多种阳离子共存的混合盐溶液时,较不活泼的金属的阳离子在阴极首先获得电子而析出。尽管这两部分内容教材中都安排了演示实验,但这两个演示实验的外形相似,操作简单,因此印象不深,记忆不牢。对于基本概念的考查,没有窍门可供选择,只要能牢记和深入理解基本的概念,各种概念的考查都会迎刃而解。结语

化学作为一门基础性学科,又有着自己独特的学科特点。它与其他各科看似不同,其实相通,不同在于内容,相通在于教与学的方法,究其根本,殊途同归,都应以学生为本,激发起积极性、创造性、主动性,再辅以合适的教学方法,同时也要补充尽可能多的课外相关知识,开阔视野,从而达到培养人才的目的。本文所述,通过对原电池和电解池工作原理的对比教学、知识点概念归纳教学、直击考点教学方法,让学生更加容易理解电化学相关的概念,掌握基础知识。我们在日常教学中,教学的方法是多样的,无固定的模式,我们可以有多种的尝试,在一定的大框架下,我们应追求教学的不拘一格,不限一法,把教学的多样性、稳定性、灵活性与独特性有机地结合和统一。根据学生学习的实际情况教学,合理安排教学,安排演示实验,指导学生掌握扎实基础知识,理解概念,总结解题方法,提升知识点的综合运用能力。

注释

① 杨显维.谈谈如何区别高中化学中原电池和电解池[J].现代阅读(教育版),2011(15).② 冯雁.原电池及电解池电极方程式的书写技巧[J].电大理工,2008(1).③ 徐自文.电化学考点解析[J].科学咨询(教学研究),2008(S1).④ 张淼玲.原电池电解池的区别与判断[J].教育教学论坛,2011(7).⑤ 岳长在.原电池电极的判断、方程式的书写及其应用[J].新课程(教研版),2009

第四篇:电解池学案

电解池学案

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件www.xiexiebang.com 第三节

学习目标:

、理解电解的基本原理,初步掌握一般电解反应产物的判断方法;

2、掌握电解、电解池及形成条件;

3、了解铜的电解精炼和电镀铜的原理,了解氯碱工业反应原理,能正确书写电极反应式和电解的总化学方程式;

4、通过对比、分析明确原电池与电解池的区别和联系。

学习重点:电解原理氯碱工业反应原理

学习难点:离子放电实质

学习过程:

一、电解原理

、试验探究

如图所示:与电源正极相连的电极叫

极,与电源负极相连的电极叫

极。

若烧杯中的液体为cucl2溶液,合上电源开关,能否看到小灯泡发光?。

给cucl2溶液通电时现象:

阴极上,经检验该物质是。

阳极上:,经检验该物质是。

两支电极上发生的反应为:

阳极:

。反应类型:

反应。

阴极:

。反应类型:

反应。

总反应式:。

过程分析:cucl2溶液能导电是因为存在,通电后这些自由移动的离子,在电场作用下作

移动,根据

相互吸引的原理,带负电的氯离子向

极移动,在阳极,氯离子失去电子被

为氯原子,并两两结合成氯分子,从阳极放出,带正电的铜离子向

极移动,在阴极铜离子获得电子被

成铜原子,覆盖在阴极上。

2、电解:使电流通过

溶液而在阴、阳两极引起

的过程。

所用电流一般为直流电还是交流电较好?

!该过程中

能转化为

能!这是一个物理过程还是一个化学过程?

过程!显然:电解质溶液的导电过程就是

的过程。

3、电解池:将

能转化为

能的装置。

构成电解池的条件:

判断下列装置是否属于电解池:

4、原电池与电解池的比较

装置类别

原电池

电解池

举例(图)

电极名称

反应类型

能量转变

反应是否自发进行

在cucl2的电解池装置中,电子流动方向从电源的 极沿着导线到达

极,从

极沿着导线回到电源的 极。

在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢?

。溶液中的

在电场作用下到达阴极,得到从电源负极流出的电子;溶液中的

在电场作用下到达阳极,失去了电子流向电源的正极。就是说:在电解质溶液中依靠

的定向移动而形成闭合回路的。

对cucl2溶液而言,溶液中是否只有cu2+和cl-两种离子呢?

。水电离出少量的H+和oH--在电场作用下是否也要做定向移动呢?

。通电时,溶液中的 两种离子都要向阴极移动,都要向阳极移动。

5、放电顺序

阴极上:

由于阴极上要

电子,不管阴极材料是金属还是石墨,此时都不能得电子,因此只能是溶液中的

得电子。阳离子氧化性越强就越

得电子。

因此阴极上氧化性强的离子

得电子。

金属越不活泼,对应阳离子氧化性越

,越

得电子。

由此根据金属活动顺序表,分析下列离子得电子能力的强弱:

金属活动顺序表

Ag+

cu2+

H+

Pb2+

Fe2+

Zn2+

H+

Al3+…

严格讲:离子的放电能力与其浓度也有一定的关系,如酸溶液中:c[H+]>c[H+],因而放电能力

>

。但在中学范围内一般不考虑上述金属离子浓度对其放电能力的影响。、、、、、等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。

小结:质量增加,或有氢气产生的电极一定是

极。

阳极上:

电解池中阳极上要

电子,而

与溶液中的

都可失电子,因此阳极上的电极反应与

有关。由于一般的

比阴离子更容易失去电子,因此如果用一般的金属材料做阳极,电解时阳极上是

失去电子。而阳极如果用石墨或金属铂(Pt)等难失电子的物质做惰性电极时,则是溶液中

失去电子。阴离子还原性越强就越

失去电子。根据非金属性的强弱,分析下列离子失电子能力的强弱:

S2-

I-

Br-

cl-

oH-(水或碱)

最高价含氧酸根离子

F-。

从cucl2溶液的电解产物可知:

的失电子能力比

强。而氟原子的得电子能力很

,因而F-失电子能力最。

研究表明:oH-的失电子能力比最高价含氧酸根离子强:

4oH--4e-=o2↑+2H2o、等阴离子在水溶液中电解时不失电子。

注意:放电顺序这个考点不难,但要细心,极易出错。要能根据放电顺序判断阴、阳极产物,如果是惰性电极则直接考虑溶液中离子的放电顺序。如果阳极是较活泼金属,那一定要能想起:一般的

比阴离子更容易失去电子,因此如果用一般的金属材料做阳极,电解时阳极上是

失去电子。

练习:

一、用惰性电极电解下列电解质溶液,请你分析下列问题(注意得失电子的顺序)

、cucl2阴极:

阳极

总方程式:

电解质浓度

,pH

电解对象:,要把电解质溶液复原,加。

2、Hcl:

阴极:

阳极

总方程式:

电解质浓度

,pH

电解对象:,要把电解质溶液复原,加。

小结:经过总方程式发现以上两个电解池反应的电解对象都是,这一类电解反应称

为电解电解质型

3、Nacl阴极:

阳极

总方程式:

电解质浓度,pH

电解对象:,要把电解质溶液复原,加。

小结:经过总方程式发现该电解池反应的电解对象是

,这一类电解反应称为放H2生碱型。

4、cuSo4阴极:

阳极

总方程式:

电解质浓度

总方程式:

电解质浓度

,pH

电解对象:,要把电解质溶液复原,加。

小结:经过总方程式发现该电解池反应的电解对象是

,这一类电解反应称为放o2生酸型。

5、NaoH:

阴极:

阳极

总方程式:

电解质浓度

,pH

6、H2So4:

阴极:

阳极

总方程式:

电解质浓度

,pH

7、Na2So4:

阴极:

阳极

总方程式:

电解质浓度

,pH

小结:经过总方程式发现以上三个电解池反应的电解对象都是,要把电解质溶液复原,加

。这一类电解反应称为电解水型。

4、电极方程式的书写

①标出电极名称—阴极或阳极

②写出电极方程式:

阳极:

;反应类型:

反应。

阴极:

;反应类型:

反应。

阴、阳两极中得、失电子的总数要

,每一极上都要满足

守恒,总方程式可根据阴、阳两极的物质变化写出。

二、用铜电极电解下列电解质溶液,请你分析下列问题(注意得失电子的顺序)

、H2So4:

阴极:

阳极

总方程式:

2、ZnSo4:

阴极:

阳极

总方程式:

3、cuSo4阴极:

阳极

总方程式:

发散:、在电解水实验中,常加入一定量的NaoH溶液和H2So4溶液,对电解水的现象和结果有无影响?

。为何加入一定量的NaoH溶液和H2So4液?

。能否改为加入Hcl溶液?

。能否把阴极上的石墨改为Fe?

。能否把阳极上的石墨改为Fe?。

2、能否设计一个装置,使反应:cu+H2So4=cuSo4+H2↑能够进行?

二、电解原理的应用:

、氯碱工业:电解

、和。

电极反应方程式:

阳极:

阴极:

总方程式

该电解池中阳极用

电极(金属、惰性)

2、电镀:

电镀时,通常把

作阴极,把

作阳极,用含有

作电镀液。

3、铜的精炼

电解时,通常把

作阴极,把

作阳极,用含有

作电镀液。

粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部,形成4、电冶金

对于

、、、这样活泼的金属,工业上用电解法冶炼。

工业上用电解 的方法制取金属钠,方程式

工业上用电解 的方法制取金属镁,方程式

工业上用电解 的方法制取金属铝,方程式

练习:电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:

(1)若X、y都是惰性电极,a是饱和Nacl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则

①电解池中X极上的电极反应式为

。在X极附近观察到的现象是。

②y电极上的电极反应式为,检验该电极反应产物的方法是。

(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用溶液,则

①X电极的材料是

,电极反应式是。

②y电极的材料是

,电极反应式是

cuSo4。

(说明:杂质发生的电极反应不必写出)

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第五篇:原电池和电解池全面总结(2014年高考预测)

原电池和电解池

6考点解说

1.电化腐蚀:发生原电池反应,有电流产生(1)吸氧腐蚀

负极:Fe-2e-==Fe2+

正极:O2+4e-+2H2O==4OH-总式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)

24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O

(2)析氢腐蚀: CO2+H2OH2CO3H++HCO3-

负极:Fe -2e-==Fe2+ 正极:2H+ + 2e-==H2↑

总式:Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2↑

Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。2.金属的防护

⑴改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素,使组织结构发生变化,耐腐蚀。如:不锈钢。⑵在金属表面覆盖保护层。常见方式有:涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等;使表面生成致密氧化膜;在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。⑶电化学保护法

①外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池,被保护的金属作阴极。②牺牲阳极的阴极保护法:外加负极材料,构成原电池,被保护的金属作正极 3。常见实用电池的种类和特点

⑴干电池(属于一次电池)

①结构:锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。②电极反应 负极:Zn-2e-=Zn2+

正极:2NH4++2e-=2NH3+H2+++

NH3和H2被Zn2、MnO2吸收:MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2+4NH3=Zn(NH3)42 ⑵铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)① 结构:铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。

②A.放电反应 负极: Pb-2e+ SO42-= PbSO

4正极: PbO2 +2e-+4H+ + SO42-= PbSO4 + 2H2O

B.充电反应阴极:PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-

阳极:PbSO4-2e-+ 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-总式:Pb + PbO2 + 2H2SO4

===

放电充电

2PbSO4 + 2H2O

注意:放电和充电是完全相反的过程,放电作原电池,充电作电解池。电极名称看电子得失,电极反应式的书写要求与离子方程式一样,且加起来应与总反应式相同。

⑶锂电池

① 结构:锂、石墨、固态碘作电解质。②电极反应负极: 2Li-2e-= 2Li+

正极: I2 +2e-= 2I-总式:2Li + I2 = 2LiI

⑷A.氢氧燃料电池

① 结构:石墨、石墨、KOH溶液。

②电极反应H2-2e-+ 2OH-= 2H2O

正极: O2 + 4e-+ 2H2O = 4OH-总式:2H2+O2=2H2O

(反应过程中没有火焰,不是放出光和热,而是产生电流)注意:还原剂在负极上反应,氧化剂在正极上反应。书写电极反应式时必须考虑介质参加反应(先常规后深入)。若相互反应的物质是溶液,则需要盐桥(内装KCl的琼脂,形成闭合回路)。

B.铝、空气燃料电池以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中,数分钟后就会发出耀眼的闪光,其能量比干电池高20~50倍。电极反应:铝是负极4Al-12e-== 4Al3+;

石墨是正极3O2+6H2O+12e-==12OH-

4.电解反应中反应物的判断——放电顺序

⑴阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。B.阳离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的反表:

K+

阴离子失电子:S2-> I-> Br-> Cl-> OH-> NO3-等含氧酸根离子 >F-B.阳极是活泼电极时:电极本身被氧化,溶液中的离子不放电。

5.电解反应方程式的书写步骤:①分析电解质溶液中存在的离子;②分析离子的放电顺序;③确定电极、写出电极反应式;④写出电解方程式。如:

解NaCl溶液:2NaCl+2H2O ====H2↑+Cl2↑+2NaOH,溶质、溶剂均发生电解反应,PH增大

⑵电解CuSO4溶液:2CuSO4 + 2H2O====2Cu + O2↑+ 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应,PH减小。⑶电解CuCl2溶液:CuCl2==== Cu+Cl2 ↑

电解盐酸: 2HCl ==== H2↑+Cl2↑溶剂不变,实际上是电解溶质,PH增大。

⑷电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液:2H2O==== 2H2↑ + O2↑,溶质不变,实际上是电解水,PH分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率(不是起催化作用)。

⑸电解熔融NaOH: 4NaOH ====4Na + O2↑ + H2O↑

电解

电解

电解

电解

电解

电解

⑹用铜电极电解Na2SO4溶液:Cu +2H2O==== Cu(OH)2 + H2↑(注意:不是电解水。)

6.电解液的PH变化:根据电解产物判断。口诀:“有氢生成碱,有氧生成酸;都有浓度大,都无浓度小”。(“浓度大”、“浓度小”是指溶质的浓度)

7.使电解后的溶液恢复原状的方法:

先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应,再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如:①NaCl溶液:通HCl气体(不能加盐酸);②AgNO3溶液:加Ag2O固体(不能加AgOH);③CuCl2溶液:加CuCl2固体;④KNO3溶液: 加H2O;⑤CuSO4溶液:CuO(不能加Cu2O、Cu(OH)

2、Cu2(OH)2CO3)等。8.电解原理的应用

A、电解饱和食盐水(氯碱工业)⑴反应原理

阳极: 2Cl--2e-==Cl2↑阴极:

2H+ + 2e

-== H2↑ 总反应:2NaCl+2H2O====H2↑+Cl2↑+2NaOH

⑵设备(阳离子交换膜电解槽)

①组成:阳极—Ti、阴极—Fe

②阳离子交换膜的作用:它只允许阳离子通过而阻止阴离子

和气体通过。

⑶制烧碱生产过程(离子交换膜法)①食盐水的精制:粗盐(含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等)→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→过滤→加入盐酸→加入离子交换剂(NaR)②电解生产主要过程(见图20-1):NaCl从阳极区加入,H2O从阴极区加入。阴极H+ 放电,破坏了水的电离平衡,使OH-浓度增大,OH-和Na+形成NaOH溶液。

B、电解冶炼铝 ⑴原料:(A)、冰晶石:Na3AlF6=3Na++AlF63-

(B)、氧化铝: 铝土矿 ——→ NaAlO2——→Al(OH)3 —→Al2O

3过滤

过滤

NaOH

CO

2△

电解

电解

⑵ 原理阳极2O2 - 4e-=O2↑

阴极Al3+3e-=Al

总反应:4Al3++6O2ˉ====4Al+3O2↑

⑶ 设备:电解槽(阳极C、阴极Fe)因为阳极材料不断地与生成的氧气反应:C+O2 → CO+CO2,故需定时补充。

C、电镀:用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。

⑴镀层金属作阳极,镀件作阴极,电镀液必须含有镀层金属的离子。电镀锌原理: 阳极Zn-2eˉ = Zn2+ 阴极Zn2++2eˉ=Zn

⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。⑶在电镀控制的条件下,水电离出来的H+和OHˉ一般不起反应。⑷电镀液中加氨水或 NaCN的原因:使Zn2+离子浓度很小,镀速慢,镀层才能致密、光亮。

D、电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。

E、电解精炼铜:粗铜作阳极,精铜作阴极,电解液含有Cu2+。铜前金属先反应但不析出,铜后金属不反应,形成 “阳极泥”。

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电解

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