电化学原电池和电解池教学课件

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1、电化学电化学原电池和电解池原电池和电解池电化学电化学原电池和电解池原电池和电解池瑞安市第六中学瑞安市第六中学 张夏绿张夏绿 神舟十号在北京时间神舟十号在北京时间2013年年6月月11日日17时时38分许分许,在酒泉卫星发射中心点火起在酒泉卫星发射中心点火起飞。其中涉及到的电源：飞。其中涉及到的电源：“在光照区用太阳能电池发在光照区用太阳能电池发电、供电，阴影区用化学电电、供电，阴影区用化学电池供电。池供电。”811所专家说，所专家说，“飞船升空前，电池充满电，飞船升空前，电池充满电，发射点火和飞行过程中用的发射点火和飞行过程中用的都是化学电池。太阳能电池都是化学电池。太阳能电池一边给宇宙飞船供

2、电，一边一边给宇宙飞船供电，一边为蓄电池充电。绕地飞行一为蓄电池充电。绕地飞行一圈的圈的91分钟里，分钟里，54分钟在光分钟在光照区，照区，37分钟在阴影区，电分钟在阴影区，电源设计充分利用了这源设计充分利用了这54分分钟钟”。如何使图中铁棒上析出铜，而金属如何使图中铁棒上析出铜，而金属铁本身不溶解？铁本身不溶解？且画出实验装置图且画出实验装置图问题讨论：问题讨论：认识锂电池认识锂电池世纪年代研制出来的锂电池是一种高能电池，世纪年代研制出来的锂电池是一种高能电池，锂离子电池锂离子电池是新一代实用化的蓄电池，具有能量密度大、电压高是新一代实用化的蓄电池，具有能量密度大、电压高工作寿命工作寿命长，

3、充电时间短，体积小，质量轻，性价比高长，充电时间短，体积小，质量轻，性价比高的特性，是手机的特性，是手机常用电池。某可充电的锂离子电池，以常用电池。某可充电的锂离子电池，以 LiMn2O4 为正极，嵌入为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含锂的碳材料为负极，含 Li+导电固体为电解质。放电时的电池反导电固体为电解质。放电时的电池反应为：应为：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。请思考：。请思考：1、该电池、该电池 （填（填“能能”或或“不能不能”）用水溶液作为电解质。）用水溶液作为电解质。2、该电池放电时，负极反应式为、该电池放电时，负极反应式为 ，LiMn2O4发发 生生 反应（填反应（填“氧

4、化氧化”或或“还原还原”）,下同）下同）.3、充电时，、充电时，Li2Mn2O4 发生发生 反应，反应，Li向向 极极（填（填“c”或或“d”）移动。）移动。化学能转变成化学能转变成电能的装置。电能的装置。将电能转变成将电能转变成化学能的装置。化学能的装置。应用电解原理在某些应用电解原理在某些金属表面镀上一层其金属表面镀上一层其它金属的装置。它金属的装置。反应自发反应自发反应不能自发反应不能自发反应不能自发反应不能自发两电极两电极电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路电源电源电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路镀层金属接电源正镀层金属接电源正极极待镀金属接电源负极待镀金属接电源负

5、极含有镀层金属的离含有镀层金属的离子子做做电镀液电镀液负极：较活泼金属；负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；阳极：镀层金属；阴极：镀件阴极：镀件负极：氧化反应负极：氧化反应正极：还原反应正极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应负极负极正极正极负极负极阴极阴极阳极阳极正极正极同电解池同电解池阴离子阴离子负负极极阳离子阳离子正极正极阳离子阳离子阴极阴极阴离子阴离子阳阳极极同电解池同电解池同电解池同电解池归纳归纳原电池、电解池

6、中所发生的反应都是氧化还原反原电池、电解池中所发生的反应都是氧化还原反应，抓住这一变化实质，依据氧化还原反应中物应，抓住这一变化实质，依据氧化还原反应中物质的氧化性、还原性的强弱，判断原电池、电解质的氧化性、还原性的强弱，判断原电池、电解池中的电极反应，正确书写电极反应式。池中的电极反应，正确书写电极反应式。“阳阳氧负氧负氧氧”-“阳阳富养阳阳富养”原电池原电池正负极正负极负极发生氧化反应负极发生氧化反应电解池电解池阴阳极阴阳极阳极发生氧化反应阳极发生氧化反应 电解池电解池 要判断电极反应的产物，必须掌握离子的放要判断电极反应的产物，必须掌握离子的放电顺序。判断电极反应的一般规律是：电顺序。判

7、断电极反应的一般规律是：(1)在阳极上在阳极上用惰性电极用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等、石墨、钛等)时：溶液中阴离时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：子的放电顺序（由难到易）是：活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。(2)在阴极上在阴极上K K+CaCa2+2+NaNa+MgMg2+2+AlAl3+3+HH+(H(H2 2O)ZnO)Zn2+2+FeFe2+2+HH+(酸酸)Cu)Cu2+2+FeFe3+3+HgHg2+2+AgAg+阳离子在阴极上放电顺序

8、是：阳离子在阴极上放电顺序是：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，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。发生反应的是溶液中的阳离子。【基础训练基础训练】2012安徽理综化学卷安徽理综化学卷11改编改编某兴趣小组设计如下微型实验某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先装置。实验时，先K2断开，断开，K1闭闭合，两极均有气泡产生；一段时间合，两极均有气泡产生；一段时间后，断开后，断开K1，闭合，闭合K2，发现电流，发现电流计计A指针偏转。指针偏转。请回答：请回答：断开断开K2，闭合，闭合K1时，时，(1)总反应的离子方程式为：总反应的离子方程式为：_，C

9、u为为_极，石墨为极，石墨为_极，铜极极，铜极附近的现象是附近的现象是_。(2)若石墨棒上产生的气体在标准状若石墨棒上产生的气体在标准状况体积为况体积为448mL,电解后的溶液体积电解后的溶液体积为为0.4L,把电解后的溶液充分混合，溶把电解后的溶液充分混合，溶液的液的PH值为值为_,要使溶液恢复为要使溶液恢复为原溶液应在电解后的溶液中加入原溶液应在电解后的溶液中加入_含酚酞的饱和食盐水含酚酞的饱和食盐水K1K2石墨石墨直流电源直流电源 A铜铜2012安徽理综化学卷安徽理综化学卷11改编改编某兴趣小组设计如下微型实验某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先装置。实验时，先K2断开，断开，K1

10、闭合，两极均有气泡产生；一闭合，两极均有气泡产生；一段时间后，段时间后，K1断开，断开，K2闭合，闭合，发现电流发现电流计计A指针偏转。指针偏转。请回请回答：答：断开断开K1，闭合，闭合K2时时(3)铜电极上的反应为铜电极上的反应为_，石墨电极上的反应为石墨电极上的反应为_.【基础训练基础训练】含酚酞的饱和食盐水含酚酞的饱和食盐水K1K2石墨石墨直流电源直流电源 A铜铜【基础训练基础训练】2012安徽理综化学卷安徽理综化学卷11改编改编某兴趣小组设计如下微型实验某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先装置。实验时，先K2断开，断开，K1闭合，两极均有气泡产生；一闭合，两极均有气泡产生；一段时

11、间后，段时间后，K1断开，断开，K2闭合，闭合，发现电流发现电流计计A指针偏转。指针偏转。请回答：请回答：断开断开K2，闭合，闭合K1时，时，若要在若要在石墨棒镀上铜石墨棒镀上铜(4)电解质溶液可改成电解质溶液可改成_，则，则石墨棒接电源的石墨棒接电源的_极极,铜棒接电铜棒接电源的源的_极极含酚酞的饱和食盐水含酚酞的饱和食盐水K1K2石墨石墨直流电源直流电源 A铜铜2012安徽理综化学卷安徽理综化学卷11改编改编若把饱和食盐水改为氢氧化钠溶液若把饱和食盐水改为氢氧化钠溶液兴趣小组兴趣小组还是还是设计如下微型实验设计如下微型实验装置。实验时，先装置。实验时，先K2断开，断开，K1闭合，两极均有气

12、泡产生；一闭合，两极均有气泡产生；一段时间后，段时间后，K1断开，断开，K2闭合，闭合，发现电流发现电流计计A指针偏转。指针偏转。请回请回答：答：断开断开K1，闭合，闭合K2时时（5）写出两极的电极反应式）写出两极的电极反应式正极正极_ ,负极负极_，总反应总反应_【基础训练基础训练】含酚酞的饱和食盐水含酚酞的饱和食盐水K1K2石墨石墨直流电源直流电源 A铜铜 2012安徽理综化学卷安徽理综化学卷11某兴趣小组设计如下某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，微型实验装置。实验时，k2先断开，先断开，k1闭合，两闭合，两极均有气泡产生；一段时间后，断开极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合，

13、闭合K2，发现电流，发现电流计计A指针偏转。指针偏转。下列有关描述正确的是下列有关描述正确的是A断开断开K2,闭合时闭合时K1，总反应的，总反应的离子方程式为：离子方程式为：B断开断开K1，闭合时，闭合时K2，石墨电，石墨电极附近溶液变红极附近溶液变红C断开断开K1，闭合时，闭合时K2，铜电极，铜电极上的电极反应为：上的电极反应为：D断开断开K1，闭合时，闭合时K2，石墨电，石墨电极作正极极作正极222CleCl【还原现场还原现场】含酚酞的饱和食盐水含酚酞的饱和食盐水K1K2石墨石墨直流电源直流电源 A铜铜2222HCLClH 通电镍氢电池是近年开发出来的可充电电池镍氢电池是近年开发出来的可充

14、电电池，为目前市场主流为目前市场主流之充电电池，它是使用氧化镍作为阳极，以及吸收了氢的之充电电池，它是使用氧化镍作为阳极，以及吸收了氢的金属合金作为阴极，一般可进行金属合金作为阴极，一般可进行500次以上的充放电循环。次以上的充放电循环。由于不含汞及镉之原料，不必回收。它可以取代会产生污由于不含汞及镉之原料，不必回收。它可以取代会产生污染的镍铜电池。镍氢电池的电解液采用染的镍铜电池。镍氢电池的电解液采用30%的氢氧化钾的氢氧化钾溶液，总反应式是：溶液，总反应式是：H2+2NiO(OH)2Ni(OH)2根据上述信息回答下列问题：根据上述信息回答下列问题：1、电池放电时，、电池放电时，元素被氧化元

15、素被氧化，负极是，负极是 ，电解质溶液中，电解质溶液中，K+向向 极迁移，电池负极极迁移，电池负极周围溶液的周围溶液的pH （填增大、不变或减小）；（填增大、不变或减小）；2、充电时，阴极发生的电极反应式、充电时，阴极发生的电极反应式为为 ，当标准状况下，阴极生成气，当标准状况下，阴极生成气体体2.24L时，电路中转移电子时，电路中转移电子 mol。氢氢H2正正减小减小2H2O2e2OHH2认识镍氢电池认识镍氢电池历年历年高考高考题型：题型：根据氧化还原反应书写电极反应式根据氧化还原反应书写电极反应式 根据电子守恒计算电极产物的量根据电子守恒计算电极产物的量 根据电极反应判断金属活动性强弱根据

16、电极反应判断金属活动性强弱 电极种类和电极产物的判断电极种类和电极产物的判断 电化腐蚀基本原理的应用电化腐蚀基本原理的应用 判断电解池或原电池中电解质溶液的酸碱性判断电解池或原电池中电解质溶液的酸碱性变化情况变化情况加强对新科技电池的考查加强对新科技电池的考查 综合应用综合应用(2013江苏化学江苏化学.9)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是图如下。该电池工作时，下列说法正确的是()2O2在石墨电极上发生氧化反应在石墨电极上发生氧化反应 -向正极移动向正

17、极移动C【触摸高考触摸高考1】【触摸高考触摸高考2】(2013北京理综北京理综。9）用石墨电极电解用石墨电极电解CuCl2溶液溶液（见（见下下图）。下列分析正确的是图）。下列分析正确的是 2发生电离发生电离 C.阳极上发生的反应：阳极上发生的反应：Cu2+2e-=Cu D.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体A、【触摸高考触摸高考3】（2013浙江理综浙江理综11）电解装置如图所示，电解槽内电解装置如图所示，电解槽内装有装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一在一定

18、的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。段时间后，蓝色逐渐变浅。已知已知:3I2+6OH-=IO-3+5I-+3H2O 下列说法不正确的是下列说法不正确的是 A右侧发生的电极方程式：右侧发生的电极方程式：2H2O+2e-=H2+2OH-B电解结束时，右侧溶液中含有电解结束时，右侧溶液中含有IO3-C电解槽内发生反应的总化学方程式电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O=KIO3+3H2 D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变槽内发生的总化学方程式不变、(2013安徽理综.10)热激活电池可用作火箭、导

19、弹的工作电热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：电能。该电池总反应为：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是下列有关说法正确的是()A.正极反应式：正极反应式：Ca+2Cl-2e-=CaCl2 B.放电过程中，放电过程中，Li+向负极移动向负极移动 C每每 D.常温时，在正负极间接上电流表或检流计，常温时，在正负极间接上电流表或检流计，

20、指针不偏转指针不偏转【触摸高考触摸高考3】D2012安徽理综化学卷安徽理综化学卷11改编改编某兴趣小组设计如下微型实验某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先装置。实验时，先K2断开，断开，K1闭合，两极均有气泡产生；一闭合，两极均有气泡产生；一段时间后，段时间后，K1断开，断开，K2闭合，闭合，发现电流发现电流计计A指针偏转。指针偏转。请回请回答：答：断开断开K1，闭合，闭合K2时时(3)铜电极上的反应为铜电极上的反应为_，石墨电极上的反应为石墨电极上的反应为_（填（填或或H22e-=2H+）【基础训练基础训练】222CleCl含酚酞的饱和食盐水含酚酞的饱和食盐水K1K2石墨石墨直流电源直流电源 A铜铜