电化学电化学复习复习 【复习重点复习重点】原电池、电解原理及应用；原电池、电解原理及应用；电极反应方程式书写电极反应方程式书写 【难点难点】 电极反应及总反应方程式正确书写电极反应及总反应方程式正确书写【知识概括知识概括】 一个反应：氧化还原反应一个反应：氧化还原反应一个计算：得失电子守恒法解决电化学的相一个计算：得失电子守恒法解决电化学的相 关计算关计算两个转化：化学能和电能的相互转化两个转化：化学能和电能的相互转化两个应用两个应用: 原电池原理应用、电解原理应用原电池原理应用、电解原理应用三个条件：原电池、电解池的形成条件三个条件：原电池、电解池的形成条件四个池子：四个池子：原电池原电池、电解池电解池、电镀池电镀池、 电解电解精炼池精炼池一、原电池、电解池工作原理一、原电池、电解池工作原理1.1.原电池原理原电池原理：通过自发氧化还原通过自发氧化还原反应把化学能转化为电能。反应把化学能转化为电能。2.2.电解原理电解原理：连接电源，使电流通连接电源，使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发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，从而把电生非自发氧化还原反应，从而把电能转化为化学能。能转化为化学能。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 - - = H2原电池原电池OHCCH2SO4溶液溶液阳极阳极阴极阴极+ee电源电源H+SO4 2 还原反应还原反应:2H + + +2e - - = H2氧化反应氧化反应: 4OH4OH- 4e - - =O2+2H2O电解池电解池OH原原电电池池电电解池解池定定定定义义义义（能量能量能量能量转转转转化化化化）化学能化学能化学能化学能转变转变转变转变成成成成电电电电能的装能的装能的装能的装置。置。置。置。将将将将电电电电能能能能转变转变转变转变成化学能的成化学能的成化学能的成化学能的装置。装置。装置。装置。形成形成形成形成条件条件条件条件活活活活动动动动性不同两性不同两性不同两性不同两电电电电极极极极（燃料燃料燃料燃料电电电电池池池池电极电极电极电极除外除外除外除外）电电电电解解解解质质质质溶液溶液溶液溶液（有选择（有选择（有选择（有选择性）性）性）性）两两两两电电电电极极极极必须插入必须插入必须插入必须插入电电电电解解解解质质质质溶液溶液溶液溶液中（或中（或中（或中（或两两两两电电电电极极极极相相相相靠）靠）靠）靠）形成形成形成形成闭闭闭闭合回路合回路合回路合回路两两两两电电电电极接直流极接直流极接直流极接直流电电电电源源源源（两两两两电电电电极活极活极活极活动动动动性性性性可相同，可相同，可相同，可相同，也可不同也可不同也可不同也可不同）电电电电解解解解质质质质溶液溶液溶液溶液（任意）（任意）（任意）（任意）两两两两电电电电极极极极必须插入必须插入必须插入必须插入电电电电解解解解质质质质溶液溶液溶液溶液中中中中形成形成形成形成闭闭闭闭合回路合回路合回路合回路二、四池比较二、四池比较二、四池比较二、四池比较电电电电极名称极名称极名称极名称电电电电极判断极判断极判断极判断负极负极负极负极：较较较较活活活活泼泼泼泼金属金属金属金属正极正极正极正极：较较较较不活不活不活不活泼泼泼泼金属金属金属金属( (或能或能或能或能导电导电导电导电的非金属等的非金属等的非金属等的非金属等) )阳极阳极阳极阳极：电电电电源源源源正极正极正极正极相相相相连连连连阴极阴极阴极阴极：电电电电源源源源负极负极负极负极相相相相连连连连电电极极反反应应得失得失电电子子 负极负极负极负极：发生氧化反应（失电子）发生氧化反应（失电子）发生氧化反应（失电子）发生氧化反应（失电子） 正极正极正极正极： 发生发生发生发生还还还还原反原反原反原反应应应应（溶液溶液溶液溶液中的阳离子中的阳离子中的阳离子中的阳离子移向移向移向移向正极正极正极正极得得得得电子）电子）电子）电子）阳极：阳极：阳极：阳极：发生氧化反应（电极或发生氧化反应（电极或发生氧化反应（电极或发生氧化反应（电极或溶液中的阴离子溶液中的阴离子溶液中的阴离子溶液中的阴离子移向移向移向移向阳阳阳阳极极极极失电子）失电子）失电子）失电子）阴极阴极阴极阴极：发生发生发生发生还还还还原反原反原反原反应应应应（溶液中溶液中溶液中溶液中的阳离子的阳离子的阳离子的阳离子移向移向移向移向阴极阴极阴极阴极失电失电失电失电子子子子）电电电电子流向子流向子流向子流向 负负负负极极极极 正极正极正极正极负极负极负极负极 阴极阴极阴极阴极 ； 阳极阳极阳极阳极 正极正极正极正极二、四池比较二、四池比较二、四池比较二、四池比较池池型型 电解池电解池电镀池电镀池（应用电解原理）应用电解原理）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）应用电解原理）应用电解原理）装装置置特特征征阳极阳极: : 惰性电惰性电极极PtPt、AuAu、C C( ( ( (或活性电极或活性电极或活性电极或活性电极) ) ) )阴极阴极: :惰性、惰性、活性电极均可活性电极均可电解液电解液：任意：任意阳极阳极: : 镀层金镀层金属属(M)(M)阴极阴极： 镀件镀件电镀液电镀液：含镀：含镀层金属离子层金属离子( (M Mn n+ +) )阳极阳极: : 粗铜粗铜( (含含ZnZn、FeFe、NiNi、AgAg、PtPt、AuAu等等 ) )阴极阴极: : 精铜精铜电解液电解液: : CuSOCuSO4 4 4 4溶液溶液池型池型池型池型（原理）（原理）（原理）（原理） 电解池电解池电镀池电镀池（应用电解（应用电解（应用电解（应用电解原理）原理）原理）原理）铜的精炼池铜的精炼池（应用电解原理）（应用电解原理）（应用电解原理）（应用电解原理）电极电极电极电极反应反应反应反应阳极阳极阳极阳极: : : : 易放电易放电易放电易放电的阴离子首先的阴离子首先的阴离子首先的阴离子首先放电（放电（放电（放电（或电极参或电极参或电极参或电极参与反应）与反应）与反应）与反应）阴极阴极阴极阴极: : : : 易放电易放电易放电易放电的阳离子首先的阳离子首先的阳离子首先的阳离子首先放电放电放电放电阳极：阳极：M Mnene- -= = M Mn n+ +阴极：阴极：M Mn+n+ne+ne- - = M = M阳极阳极阳极阳极:Cu:Cu:Cu:Cu2e2e2e2e- - - -= Cu= Cu= Cu= Cu2+2+2+2+（Zn-2eZn-2eZn-2eZn-2e- - - - = Zn= Zn= Zn= Zn2+2+2+2+ ， Fe-2eFe-2eFe-2eFe-2e- - - - = Fe= Fe= Fe= Fe2+2+2+2+等）等）等）等）阴极阴极阴极阴极:Cu:Cu:Cu:Cu2+2+2+2+2e+2e+2e+2e- - - - = Cu= Cu= Cu= Cu（AgAg、PtPt、AuAu以金属单质沉积以金属单质沉积以金属单质沉积以金属单质沉积于阳极，成为于阳极，成为于阳极，成为于阳极，成为“ “阳极泥阳极泥阳极泥阳极泥” ” ）电解质电解质电解质电解质溶液的溶液的溶液的溶液的浓度浓度浓度浓度改变改变改变改变不变不变不变不变基本不变基本不变基本不变基本不变常见阴阳离子放电顺序常见阴阳离子放电顺序 (离子浓度接近时离子浓度接近时)阳离子阳离子放电（得电子）由难到易放电（得电子）由难到易K K+ + CaCa2+2+ NaNa+ + MgMg2+ 2+ AlAl3+3+ ZnZn2+ 2+ FeFe2+ 2+ sn2+ PbPb2+2+ (H(H+ +) ) CuCu2+ 2+ FeFe3+3+ HgHg2+ 2+ Ag Ag + + 阴离子阴离子放电放电放电放电（失电子）（失电子）由难到易由难到易由难到易由难到易: : F F- ROROmmn n- OH OH- ClCl- Br Br- I I- S S2 2-1.金属腐蚀金属腐蚀: (1)化学腐蚀化学腐蚀 (2)电化腐蚀电化腐蚀 a.析氢腐蚀析氢腐蚀 b.吸氧腐蚀吸氧腐蚀2.防护方法防护方法: (1)改变金属内部组织结构改变金属内部组织结构 (2)在金属表面覆盖保护在金属表面覆盖保护 (3)电化学保护法电化学保护法(牺牲阳极的牺牲阳极的 阴极保护法阴极保护法) 原电池应用3.制造新化学电源制造新化学电源：如如太阳能电池、核电池、燃料电池、碱性太阳能电池、核电池、燃料电池、碱性蓄电池、银蓄电池、银-锌电池）锌电池）原电池应用说明：说明：电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起原电池原理引起的腐蚀的腐蚀 化学腐蚀化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀有防腐措施的腐蚀同一种金属的腐蚀同一种金属的腐蚀: :强电解质强电解质 弱电解质弱电解质 非电解质非电解质【思考题思考题 】 下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是 （ ） A B C D D电解原理的应用电解原理的应用1 1、镀铜反应原理、镀铜反应原理 阳极阳极( (纯铜纯铜) )：Cu-2eCu-2e=Cu=Cu2+2+， 阴极阴极( (镀件镀件) )：CuCu2+2+ +2e +2e=Cu=Cu， 电解液：电解液：可溶性铜盐溶液可溶性铜盐溶液， 如如CuSOCuSO4 4溶液溶液. .2 2、氯碱工业反应原理氯碱工业反应原理 阳极：阳极：2Cl2Cl-2e-2e=Cl=Cl2 2， 阴极：阴极：2H2H+ +2e+2e=H=H2 2 2NaCl+2H 2NaCl+2H2 2O=2NaOH+HO=2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2电解原理的应用电解原理的应用3 3、电解精炼反应原理电解精炼反应原理( (电解精炼铜电解精炼铜) ) 粗铜中含粗铜中含粗铜中含粗铜中含ZnZnZnZn、FeFeFeFe、NiNiNiNi、AgAgAgAg、PtPtPtPt、AuAuAuAu等等等等 阳极阳极阳极阳极( ( ( (粗铜粗铜粗铜粗铜) ) ) )：Cu-2eCu-2eCu-2eCu-2e- - - -= Cu= Cu= Cu= Cu2+2+2+2+， （Zn-2eZn-2eZn-2eZn-2e- - - -= Zn= Zn= Zn= Zn2+2+2+2+， Fe-2eFe-2eFe-2eFe-2e- - - -= Fe= Fe= Fe= Fe2+2+2+2+，等）等）等）等） 阴极阴极阴极阴极( ( ( (精铜精铜精铜精铜) ) ) )： CuCuCuCu2+2+2+2+2e+2e+2e+2e- - - -=Cu=Cu=Cu=Cu 电解液：可溶性铜盐溶液，如电解液：可溶性铜盐溶液，如电解液：可溶性铜盐溶液，如电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSOCuSOCuSOCuSO4 4 4 4。ZnZnZnZn2 2 2 2、NiNiNiNi2 2 2 2等等等等 阳离子得电子能力小于阳离子得电子能力小于阳离子得电子能力小于阳离子得电子能力小于CuCuCuCu2+2+2+2+而留在电解质溶而留在电解质溶而留在电解质溶而留在电解质溶液中。金属活动顺序排在液中。金属活动顺序排在液中。金属活动顺序排在液中。金属活动顺序排在CuCuCuCu后的后的后的后的AgAgAgAg、PtPtPtPt、AuAuAuAu等失电子能力等失电子能力等失电子能力等失电子能力小于小于小于小于CuCuCuCu，以金属单质沉积于阳极，成为以金属单质沉积于阳极，成为以金属单质沉积于阳极，成为以金属单质沉积于阳极，成为“ “阳极泥阳极泥阳极泥阳极泥” ”。4.4.铝的冶炼铝的冶炼原电池、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是否有外接电源电源；有有外加电源的装置一定是电解池，无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阳极材料和电解质溶液。极材料和电解质溶液。怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池？怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池？1.单池判断单池判断：【说明说明】：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，则两极间活泼性差别较大的是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。原电池，其余为电解池。怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池？怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池？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 练习1.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 硫酸溶液原电池课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习CuCuZnZnC CCuCuFeFeFeFe粗粗粗粗CuCuCuSO4溶液精精精精CuCu精炼池ABCDCuSO4溶液电解池电解池原电池原电池 阴极阴极阳极阳极练习练习2、判断下列装置各属于什么池？、判断下列装置各属于什么池？正极正极负极负极如何书写电极反应？如何书写电极反应？ 规律规律：原电池或电解池的两电极反应式之：原电池或电解池的两电极反应式之和即为总反应式，和即为总反应式， 写法：写法：总反应式减去一电极反应式总反应式减去一电极反应式即为另即为另一个电极反应式。对于较复杂的、陌生的一个电极反应式。对于较复杂的、陌生的反应可用该方法解题并检验。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；二看环境：一看电极材料；二看环境介质；三看附加条件与信息介质；三看附加条件与信息七、电极反应的书写七、电极反应的书写书写步骤：书写步骤：（1 ）写出燃烧反应正确的化学方程式）写出燃烧反应正确的化学方程式；（2）根据电解液改写燃料电池总反应；）根据电解液改写燃料电池总反应；（3）写出正极的电极反应式）写出正极的电极反应式(一般较简单一般较简单);（4）由燃料电池总反应式减去正极的电极反）由燃料电池总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。应式得到负极的电极反应式。怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？已知已知, CH4、O2、NaOH溶液组成的燃料电池溶液组成的燃料电池请写出其电极反应。请写出其电极反应。解：解： 燃烧总反应：燃烧总反应： CH4+2O2CO2+2H2O 燃料电池总反应：燃料电池总反应： CH4+2OH-+2O2 CO3 2 -+3H2O 正极：正极：2O2+4H2O+8e8OH- 负极：负极：CH4+10OH-8eCO32-+7H2O 氢氧燃料电池氢氧燃料电池介质介质电池反应：电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O2H2 +4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-如何书写可逆电池电极反应式？如何书写可逆电池电极反应式？练习练习. 已知铅蓄电池充放电的电池反应式如下：已知铅蓄电池充放电的电池反应式如下：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 试写出试写出放电时的正、负极放电时的正、负极, 充电时的阴、阳极的电极反应式。充电时的阴、阳极的电极反应式。 放电时：放电时：负极：负极：Pb- -2e+SO42- =PbSO4 正极：正极：PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O充电时：充电时：阴极：阴极：PbSO4+2e=Pb+SO42- 阳极：阳极：PbSO4+2H2O- -2e=PbO2+SO42-+4H+电解计算电解计算电子守恒法电子守恒法练习练习. 铂电极电解铂电极电解1LCu(NO3)2和和KNO3混合混合溶液溶液,通电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L(S.T.P)气体气体.求电解后溶液的求电解后溶液的pH. Cu2+得得电子数电子数+ H+得电子数得电子数= OH-失电子总数失电子总数 n(Cu2+)2+0.52=0.54 n(Cu2+)=0.5mol Cu2+2H+ C(H+)=1mol/L pH=0解析：阳极解析：阳极 4OH-4e- =2H2O+O2 阴极阴极 Cu2+2e-=Cu 2H+2e-=H2