原电池 电解池绝对有价值的教案

原电池原理及其应用

1. 定义：把化学能转变为电能的装置

2. 基本组成：由电极材料和电解质溶液形成两个半电池，两个隔离的半电池通过盐桥连接。 3. 构成原电池的条件：

（1）不同的两种金属或者一种金属与一种非金属导体(如石墨)作电极，并用导线连接或直接接触。（两个活泼性不同的电极）

（2）两电极都插入电解质溶液（酸、碱、盐）中（电解质溶液，形成闭合回路） （3）在电极表面上发生有电子转移的化学反应，既氧化—还原反应。 4. 原电池的工作原理

（1）正负两极上进出电子总数相等，椐此电子守衡原理可进行两极上物质变化的计算。

（2）原电池的工作原理是将氧化、还原两反应分割在正负两极同时不同地进行，电子从负极定向流入正极，从而产生了道路电流。

（3）利用原电池原理 可制作各种电池，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池?。 5. 盐桥的作用：使溶液始终保持电中性，使电极反应得以持续进行。使两烧杯中的溶液连成一个通路。 6.铜锌原电池工作原理

示意图：

7. 原电池的正负极的判断方法

（1） 活泼金属与电解质溶液反应，一般是负极 （2）电子流出的极为负极，发生氧化反应 （3）电流流入的极为负极 （4）电流表偏向的极为正极

（5）有气泡产生或沉淀生成（质量增加）的极为正极

（6）溶解的极，质量减小，为负极；

8. 化学电源：将化学能直接转变成电能的装置

（一）一次电池，活性物质消耗到一定程度，就不再能使用。

（1）普通锌锰干电池 （2）碱性锌锰干电池 （3）锂电池 （4）锌银电池 （二）二次电池，【铅蓄电池】放电后可再充电使活性物质获得再生，（充电电池，蓄电池）。 （三）燃料电池，【氢氧燃料电池】

9.金属的腐蚀===金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 （1）化学腐蚀== 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀

1

（2）电化学腐蚀== 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化 条件 现象（电流） 发生反应 相互关系 条件 电极负极反应 反应 正极反应 总反应 转变为铁锈的过程 两者关系 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较

金属腐蚀的快慢程度： 电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极

10.金属的电化学防护

(1)制成合金（不锈钢）——改善金属的内部组织结构(内因) (2)在金属表面覆盖保护层——电镀、油漆、钝化等 (3)电化学保护法——

牺牲阳极的阴极保护法====形成 反应时，让被保护金属做 ，不反应，起到保护作用；而 反应受到腐蚀。如在船舶外壳装上锌块

外加直流电源的阴极保护法===将被保护金属与另一附加电极作为 的两个极，使被保护的金属作为 ，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。

11. 原电池电极反应方程式的书写和可充电电池的反应规律

（1）列物质，标得失====确定原电池的正负极，确定得失电子数。

选离子，配电荷====根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合电荷守恒 巧用水，配个数====通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒

（2）放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上互逆。将负（正）极的反应式变方向，并将电子移项即可得出阴（阳）极反应式。

练习题：

1.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 （ ）

A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗

B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用

C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 2.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18 mol/L 硫酸 C.粗锌和1mol/L 硫酸 D.粗锌和18mol/L 硫酸 3.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，甲比乙的氧化性弱

2

4、“CH3OH---O2------KOH溶液”的燃料电池反应方程式的书写

负极： 正极： 总反应： “CH3OH---O2------H2SO4溶液”的燃料电池反应方程式的书写

负极： 正极： 总反应： “CH3OH---O2------中性溶液”的燃料电池反应方程式的书写

负极： 正极： 总反应： 5、（2011海淀一模9）．查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中,理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为：CH3CH2OH－2e-→X+2H+。下列说法中正确的是 ( )

A．电池内部H+由正极向负极移动

B．另一极的电极反应式为：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- C．乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极 D．电池总反应为：2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O 6 .(09年上海高考,13)．右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是 （ ）

A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水柱两边的液面变为左低右高

C．两试管中相同的电极反应式是：Fe?2e?Fe D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

2+电解原理及其应用

1.使电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生 反应的过程， 电流是发生氧化—还原反应的根源、动力。

2. 电解装置——电解池 ==把 转化为 的装置。

组成 === 直流电源、两个电极、电解质水溶液（或熔融电解质）、形成闭合回路

3. 电解的原理 ==== 电解质溶液（或熔融的电解质）里自由移动的离子在 时发生 移动，阳离子移向 ，在阴极 发生 反应；阴离子移向 ，在阳极 发生 反应 4. 电子流动方向：电源负极→电解池阴极 ； 电解池阳极→电源正极 离子移动方向：阴离子→电解池阳极 ；阳离子→电解池阴极 电流方向： 电源正极→电解池阳极→电解池阴极→电源负极 5. 阳离子在阴极放电：

3+

K +＜Ca2+ ＜Na + ＜Mg2+ ＜Al3+＜（H2O中的H+）＜Zn2+ ＜Fe2+ ＜Sn2+ ＜Pb2+ ＜（酸）H+ ＜Cu2+＜Fe＜Hg2+＜Ag+ 阴离子在阳极放电：

－－—－－

除Au、Pt外的金属＞S2＞I ＞Br ＞Cl- ＞OH ＞ 含氧酸根离子＞F 6. 电解规律：常见酸碱盐溶液的电解规律(惰性阳极) 电解反应型 电解水 电解质分解 放氧生酸 放氢生碱

3

电解质类型 含氧酸 强碱溶液 活泼金属含氧酸盐 无氧酸 不活泼金属无氧酸盐 不活泼金属含氧酸盐 活泼金属无氧酸盐 规 律 举例 PH变化 溶液复原法 降低 升高 不变 升高 ---- 加 H2O 加 H2O 加 H2O 加 HCl 加 CuCl2 Cu（CuCO3） 实质电解水-- > H2 + O2 电解稀H2SO4 实质电解水-- > H2 + O2 电解NaOH溶液 实质电解水-- > H2 + O2 电解Na2SO4溶液 酸---> H2 + 非金属 盐+ 水-> 金属+O2+酸 2HCl==H2 + Cl2 盐---> 金属 + 非金属 CuCl2 = Cu + Cl2 盐+水--> H2+非金属+碱 2KCl + 2H2O=H2+Cl2+2KOH 2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4 降低 升高 加 HCl 7.电解的应用

电镀

电镀装置:以镀层金属作 ,镀件挂在 ,含 的盐为电镀液。 电镀特点：电镀过程中镀层金属离子浓度不变。

氯碱工业

(1)立式隔膜电解槽的结构

① 阳极：由金属钛网（涂有钌氧化物制成）； ② 阴极：由碳钢网涂有Ni涂层）制成； ③ 阳离子交换膜；电解槽框及导电铜。

--(2)阳离子交换膜的作用：阻止Cl、OH等阴离子及气体分子通过。防止阴极产生的H2与阳极产生的Cl2 混合而爆炸，也避免了Cl2与阴极产生的的NaOH作用生成NaClO而影响NaOH产品质量。 (3) 反应原理：

阳极： ： 阴极： 电解反应化学方程式 离子方程式

(4) 产品：

电解精炼(电解精炼铜为例)

（1）装置 ：阳极--粗铜；阴极—纯铜；电解质溶液--铜盐溶液(如CuSO4) （2）电极反应

阳极： 粗铜失电子放电“溶解”，方程式： 。 粗铜中比铜活泼的金属溶解变成 进入溶液，比铜活泼性差的金属如Au、Ag 等贵重金属则落入 中。

2+

阴极： 溶液中 Cu得电子放电： 生成的 Cu 沉积在阴极上而得到精铜。 电解法制铝（电解熔融氯化钠，氯化镁，氧化铝炼制单质）

8. 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）首先找出溶液中全部阴、阳离子，比较阴、阳离子的放电顺序：

－

CuSO4 ＝ Cu2++ SO4 2 H+＜Cu2+

－－－

H2O ＝H++OH OH＞SO4 2

（2）写电极反应式 (3)最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；

高考模拟题：

1.（2011年朝阳区一模8）．右图是探究铁发生腐蚀的装置图。发现开始时U型管左端红墨水水柱下降，一段时间后U型管左端红墨水水柱又上升。下列说法不正确的是( ) ．．．A．开始时发生的是析氢腐蚀 B．一段时间后发生的是吸氧腐蚀

C．两种腐蚀负极的电极反应均为：Fe - 2e== Fe D．析氢腐蚀的总反应为：2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe(OH)2

-

2+

pH=3的

雨水浸 泡过的 铁钉

红墨水

4