电化学基础知识
一、原电池:将化学能转化为电能的装置。 (一)原电池组成与原理:
1、组成条件:①活动性不同的两个电极(常见为金属或石墨); ②将电极插入电解质溶液中; ③两电极间形成闭合电路(两电极接触或导线连接);④能自发发生氧化还原反应。
2、电极名称:负极:较活泼的金属(电子流出的一极); 正极:较不活泼的金属或能导电的非金属(电子流入的一极)。 3、电极反应特点:
正极:还原反应,得电子。负极:氧化反应,失电子; 、电子流向:由负极经外电路沿导线流向正极。4 电子流向与电流的方向相反。
注意: 例如:右图原电池装置,电解质溶液为硫酸铜溶液。-2+-2+ = Cu Cu=:ZnZn-2e +2e(硫酸铜溶液)Zn正极; Cu:负极2+2+ = +Zn CuCu +Zn总反应:形管,管内溶液的离子可以在饱和溶液的琼脂溶胶的U盐桥作用:盐桥是装有含KCl
其中自由移动。即提供离子迁移通路,形成闭合电路。 (盐桥是怎样构成原电池中的电池通路呢?2+ 溶液带使得电极失电子成为左烧杯里ZnZnZnSO进入溶液中,42+ 2+ 减少,使得得电子生成Cu,由于正电荷,而右烧杯里CuCu- 溶 为了使两边烧杯里溶液仍然保持电中性,CuSO溶液带负电荷。盐桥中的Cl向ZnSO44+ )K液迁移,而盐桥中的向CuSO溶液迁移,因此盐桥起了形成闭合电路的作用。 4.
我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池。海洋电池是以海洋电池:
拓展:为正极,海水为电解质溶液,它靠海水中的溶解氧铝合金为负极,
网状金属Pt 与铝反应源源不断地产生电能。电极反应式:
正极(Pt):O+2H负极(Al):Al-3e=Al
22
--3+-
4eO+4 OH=
=4Al(OH)3O+6HO总反应方程式:4Al+
CH燃料电池在以下环境里,正极、负极反应式、总反应方程式。(二)分别写出4 溶液为电解质环境;,以HSO 1、CH 、O4224 溶液为电解质环境;,以NaOH 、CH 、O2242- );以固体氧化物为电解质,(能传递OCH3、 、O,42
二、电解池:把电能转化为化学能的装置。
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(一)电解原理:电解质溶液的导电:电解质溶液的导电是由于在电场的作用下,自由移动的阴、阳离子发生定向移动,阴离子向阳极移动,阳离子向阴极 移动。 ;、电解池电极名称:2 与电源负极相连的电极叫阴极(发生还原反应) 。与电源正极相连的电极叫阳极(发生氧化反应)
3、电子的流向和离子的移向:
电子的流向:电源负极→电解池阴极,电解池阳极→电源正极。 离子的移向:阳离子移向电解池阴极,阴离子移向电解池阳极。 (二)电解池的阴、阳极放电规律:
(1)阳极上失电子规律:首先看电极材料是惰性电极,还是活性电极,如是惰性电极,则由溶液中的阴离子失去电子,阴离子的还原性越强越易失电子。 阳极上放电顺序一般是:
2———— —— > S(活性电极) > F > I > Br > Cl> OH含氧酸根离子 >
)阴极上得电子规律:只能由溶液中阳离子得电子,阳离子氧化性越强,越易得电2(.
子,阴极上阳离子放电顺序一般是:2+ 3+2+ 2+ 2+ 2+ ++ 2+ 3+ 2+ +> Mg> Sn) > Al> Fe> ZnAg> Hg(> Fe> H> Cu盐溶液> H(酸) > Pb3+ + +2+ 说明:> NaAl> Ca后面的离子一般不会在溶液中得电子。> K , 归纳两池的电极反应特点: 负极(氧化反应),失电子;
原电池 正极(还原反应),得电子。 阳极(氧化反应),失电子; 电解池 阴极(还原反应),得电子。
三、原电池与电解池的联系与区别:原电电解
阴极、阳正极、负电由电极材料本身的相对活泼性决定,由外接直流电源正、负极决定,与负极相电极确般较活泼的是负极较不活泼的是正极的是阴极,与正极相连的是阳极 负极:氧化反应 阴极:还原反应 电极反应
正极:还原反应 阳极:氧化反应
电子从电源负极流入阴极,再由电子流向 电子由负极经导线流入正极 阳极流回电源正极
能量转变 化学能转变为电能 电能转变为化学能
反应一般不能够自发进行, 反应自发自发进行的氧化还原反应 性需要电解条件
= Cu+ZnSO 举例Zn+CuSO 44 CuClCu+Cl↑ 22 有外接直流电源 无外接直流电源 装置特点.
发生氧化还原反应,且在同一装置里两个电极在反应过程中转移电子总数相等。相似之处 随
堂检测:都是惰性电极,接通电源后,向乙中滴YXF、、、如图所示,C、D、E、1 极附近显红色。入酚酞试液,在F
_极。极;B为__负__(1)电源A为正_ __1:1__ 两极产生的气体体积之比E2)乙池中、F( (标 L极;若质量增加,那么乙池中E电极气体体积为)甲池中质量增加的为(3__D_ 。 _ 况下) 溶液_AgNO(4)欲用丙装置给铜镀银,铜件在_H__极;电解质溶液是3
)在丁装置中,观察到的现象是(填“X”或“Y” ): Y (5
极附近颜色逐渐变深, 原因是Fe(OH)胶体粒子带正电荷,在电场作用下向阴极移动。 3
复习反思:
1、本节复习课把原电池、电解池放在一起复习,虽然内容有些繁杂,但有利于学生通过对比,掌握原电池正、负极和电解池阴、阳极的特点及电极反应式的书写,获得更多新知识及运用,并使学生在脑海里形成对两种装置的清晰认识,使化学知识系统化、网络化。
2、在实际复习中,发现部分学生由原电池向电解池的过渡还是有些困惑,对于电解池中离子的放电顺序和电子定向移动的理解存在一些困难,这是在以后的习题训练 中需要注意的。. 、在后面的复习中我们还将结合化学电源里的可充电电池的充、放电来理解原电3 池与电解池的联系与区别。总之,在高三化学总复习中如何合理设计、优化复习的程序,应该是每个高三化学 教师努力的方向。 板书设计 将化学能转化为电能的装置。一、原电池: (一)原电池原理: 、组成条件:1 、电极名称:2 负极:较活泼的金属(电子流出的一极); 正极:较不活泼的金属或能导电的非金属(电子流入的一极)。 3、电极反应特点:负极:氧化反应,金属失电子; 正极:还原反应,得电子(吸氧腐蚀)。 4、电子流向:由负极沿导线流向正极。 燃料电池在不同环境里电极反应式的书写:(二)复习:CH4 把电能转化成化学能的装置。二、电解池: (一)电解原理: 、电解:使电流流过电解质溶液,在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。1 、电解池电极名称:阴极、阳极2 3、