1、,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,第一课时 原电池的工作原理,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,一、原电池的工作原理,1铜锌原电池的工作原理,溶解,红色,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,负,正,失,得,流出,流入,流入,流出,氧化,还原,Zn2e=Zn2,Cu22e=Cu,ZnCu2=Zn2Cu,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2.原电池的构成条件,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,3盐桥的成分及作用,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,总结,1原电池工作原理图解,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2原电池正、负极的判断 (1)判断方法 由
2、电极材料判断。一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 由电流方向或电子流向判断。电流是由正极流向负极；电子是由负极流向正极。 由电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,由原电池两极发生反应的类型判断。发生氧化反应的电极是负极，发生还原反应的电极是正极。 根据电极现象判断。溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。 (2)注意事项 原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关。如镁铝电极在稀硫酸中构成原电池，镁为负极，铝为正极；而镁铝电极在氢氧化钠溶液中构成原电池，铝为负极
3、，镁为正极；FeCu浓HNO3构成的原电池，Fe钝化，而Cu作负极。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,3带盐桥原电池装置中两个“半电池” 以锌铜原电池为例，如图所示：,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,(1)ZnZnSO4半电池：在ZnSO4溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失去电子，形成Zn2进入溶液，即Zn2e=Zn2；从锌片上释放出的电子，经过导线流向铜片。 (2)CuCuSO4半电池：CuSO4溶液中的Cu2从铜片上得到电子，还原为铜单质并沉积在铜片上，即Cu22e=Cu。 (3)盐桥的作用：电池工作时，盐桥中的Cl会移向ZnSO4溶液，K移向CuSO4溶液，使两溶液均保
4、持电中性。当取出盐桥后，形成断路，反应停止。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,练习,1关于如图所示装置的叙述，正确的是 ( ),A铜是负极，铜片上有气泡产生 B铜片质量逐渐减少 C电流从锌片经导线流向铜片 D氢离子在铜片表面被还原,解析：由所给图示可知，Zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极铜电极，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2；电流方向与电子流动的方向相反。 答案：D,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2铜锌原电池(如下图)工作时，下列叙述正确的是 ( ),正极反应为Zn2e=Zn2 电池反应为ZnCu2=Zn2Cu 在外电路中，电子从负极流向正极 盐桥中的K
5、移向ZnSO4溶液 A B C D,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,解析：正极发生还原反应：Cu22e=Cu，负极发生氧化反应：Zn2e=Zn2；由正、负两极发生的电极反应合并得总反应：ZnCu2=Zn2Cu；电子流向为负极沿导线到正极；由于Cu2放电，为使CuSO4溶液保持电中性，则盐桥中的K移向CuSO4溶液，Cl移向ZnSO4溶液。 答案：B,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,二、原电池原理的应用,1加快化学反应速率 构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。如实验室制H2时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应快，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，反应加快。,2比较金属的活动性强弱 (1)对
6、于酸性电解质，一般是作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性较弱。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,(2)常用比较方法,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,3设计原电池 .一般思路 (1)理论上，自发的氧化还原反应，可以设计成原电池。 (2)外电路。,(3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,.设计方法“两极一液一连线” (1)根据电池总反应写出电极反应式。 (2)电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池中的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料；正极和负极不能用同一种材料，两个电极可以是活泼性
7、不同的两种金属，或一种金属和非金属。例如，铜锌原电池中，锌板作电池的负极，铜板作电池的正极。 (3)电解质溶液的选择：电解质溶液是为负极提供放电的物质，因此，电解质溶液一般要能够与负极发生反应。例如：ZnCu稀H2SO4形成的原电池中，Zn与稀H2SO4能发生氧化还原反应。 (4)形成闭合回路。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,练习,1有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：,由此可判断这四种金属的活动性顺序是 ( ) Aabcd Bbcda Cdabc Dabdc,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,解析：由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性ab，第二
8、个装置依据氧化性、还原性的规律知金属活动性bc，故第三个装置的金属活动性dc，由第四个装置电流从ad，则电子从da，故金属活动性da。 答案：C,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2将2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)反应设计 的原电池如下图所示。请回答下列问题：,(1)电极X的材料是_，电解质溶液Y是_。 (2)外电路中的电子是从_电极流向_电极。 (3)银电极上发生的电极反应式为_。,解析：由总反应知负极反应：Cu2e=Cu2；正极反应： 2Ag2e=2Ag。(1)由图示分析知X作负极，电极材料是铜，Y中电解液中含Ag，只能是AgNO3溶液。(2)在外电路中，电子从负极
9、流向正极，故电子从X电极流向Ag电极。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,记忆,1.原电池构成“四条件”：活泼性不同的两电极；浸入电解质溶液中；形成闭合回路；能发生自发的氧化还原反应。 2.原电池正、负极判断的“五招”： (1)正极：活泼性较弱的金属或非金属；流入电子或电流流出；发生还原反应；阳离子流向的极；电极增重或有气体产生的极。 (2)负极：活泼性较强的金属；流出电子或电流流入；发生氧化反应；阴离子流向的极；电极不断溶解(质量减少)的极。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,第二课时 化学电源,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,一、化学电源概述及一次电池,1化学电源概述 (1)化学电
10、源的分类 化学电源,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,(2)各类电池的特点 一次电池：电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。 二次电池：又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，可多次重复使用。 燃料电池：利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应设计成电池，电极本身不参加反应，燃料和氧化剂不是全部储藏在电池内，而是在工作时不断从外界输入，同时将产物不断排出，因此，能连续不断地提供电流。 (3)废旧电池的回收 废旧电池中含重金属和酸碱等有害物质，应回收利用既减少污染，又节约资源。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2一次电池 (1)银锌钮扣电池 基本构造,工作原理 负极反应： ；
11、正极反应： ； 电池反应： 。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,(2)普通锌锰干电池 基本构造,工作原理 负极反应： ； 正极反应：2MnO22e2NH=Mn2O32NH3H2O； 电池反应：Zn2MnO22NH=Zn2Mn2O32NH3H2O。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,(3)碱性锌锰电池 基本构造,工作原理 负极反应： ； 正极反应：2MnO22e2H2O=2MnOOH2OH； 电池反应： 。,性能优点 碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性优越，它的比能量大，能提供较大电流并连续放电。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,特别提醒 判断某电极发生反应的物质时，除考虑在该电极上得(或
12、失)电子的物质外，还要考虑得(或失)电子后形成的新物质是否会和电解质溶液中的离子发生反应。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,练习,1普通锌锰干电池在放电时电池总反应方程式可以表示为Zn2MnO22NH=Zn2Mn2O32NH3H2O。在此电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是 ( ) AMnO2和NH BZn2和NH CZn D碳棒,解析：在电池的正极上发生的是得电子的还原反应，是电池总反应中氧化剂发生的反应。由普通锌锰干电池的总反应式可知，MnO2与NH发生的反应为正极反应。 答案：A,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得 到广泛应用。碱
13、性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为 Zn (s)2MnO2 (s)2H2O(l)=Zn(OH)2(s)2MnOOH，下列说法错误的是 ( ) A电池工作时，锌失去电子 B电池正极的电极反应式为 2MnO2(s)2H2O(l)2e=2MnOOH(s)2OH(aq) C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g,解析：由所给的电池总反应式可知，电池工作时，每有1 mol Zn参加反应，则会有2 mol 电子从负极Zn经外电路流向正极，并在正极发生反应：2MnO2(s)2H2O(l)2e=2MnOOH(s)2OH(aq
14、)。外电路每通过0.2 mol电子，Zn的质量减少6.5 g。 答案：C,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,二、二次电池（铅蓄电池）,1基本构造,2组成 负极： ，正极： ，电解质： 。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,3工作原理 (1)放电过程(原电池反应) 负极： =PbSO4； 正极：PbO24HSO2e=PbSO42H2O； 电池反应：PbPbO24H2SO=2PbSO42H2O。 (2)充电过程 阴极：PbSO42e=PbSO(发生 反应)； 阳极：PbSO42H2O2e=PbO24HSO(发生 反应)； 总反应：2PbSO42H2O=PbPbO24H2SO。,江苏教育出版社
15、高中化学| 选修4,4铅蓄电池的优缺点 (1)优点：性能优良、价格低廉、安全可靠，可多次充放电；生产生活中使用广泛。 (2)缺点：比能量低，废弃电池污染环境。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,总结,1二次电池在充电时，正、负电极上发生的反应正好与放电时发生的反应相反，因而充电时，二次电池的正极应与充电电源的正极相连接，电池的负极应与充电电源的负极相连接。 2充电时发生的电极反应和总反应是放电时发生的反应的逆过程。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,3可充电电池复杂电极反应式的书写方法 第一步：先标出放电(原电池)总反应式中变价元素的化合价，确定电子转移的方向与数目，指出参与负极和正极反应
16、的物质。 如铅蓄电池中：,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,第二步：写出一个比较容易书写的电极反应式，书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存。如铅蓄电池的负极反应式为PbSO2e=PbSO4。 第三步：在电子守恒的基础上，用总反应式减去写出的电极反应式，即得另一极的反应式。如铅蓄电池的正极反应式可用总反应式负极反应式得到， 即PbPbO24H2SO(PbSO2e)=2PbSO42H2OPbSO4， 整理得：PbO24HSO2e=PbSO42H2O。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,练习,1镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充
17、、放电按下式进行： Cd2NiOOH2H2O Cd(OH)22Ni(OH)2 有关该电池的说法正确的是 ( ) A充电时阳极反应：Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O B充电过程是化学能转化为电能的过程 C放电时负极附近溶液的碱性不变 D放电时电解质溶液中的OH向正极移动,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,解析：由总反应可知，放电时，负极Cd发生氧化反应：Cd2e2OH=Cd(OH)2，负极碱性变弱，C项错误；正极反应为2NiOOH2e2H2O=2Ni(OH)22OH，放电时，OH由正极向负极移动，D项错误；充电时，电能转化为化学能，B项错误；充电时阳极发生氧化反应，即为Ni(OH)2OH
18、e=NiOOHH2O，A项正确。 答案：A,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,22013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是 ( ),Aa为电池的正极 B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLi C放电时，a极锂的化合价发生变化 D放电时，溶液中Li从b向a迁移,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,解析：锂离子电池中，b电极为Li，放电时，Li失电子为负极，LiMn2O4得电子为正极，所以a为电池的正极，A正确；充电时，Li在阴极得电子，LiMn2O4在阳极失电子，电池充电反应为LiMn2O4=Li1x Mn2O4xLi，B正确；放电时，a为正
19、极，正极上Li1x Mn2O4中锰元素得电子，所以锂的化合价不变，C错误；放电时，溶液中阳离子向正极移动，即溶液中Li从b向a迁移，D正确。 答案：C,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,三、燃料电池,1氢氧燃料电池原理图示,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2工作原理 通入可燃物(H2)的一极为电池的 极，通入O2的一极为电池的 极。 (1)酸性氢氧燃料电池(电解质为H2SO4) 负极反应： ， 正极反应： ， 总反应： 。 (2)碱性氢氧燃料电池(电解质为KOH) 负极反应： ， 正极反应： ， 总反应： 。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,3电池特点 (1)能量转换率高，污染小。
20、(2)工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断进行反应，连续不断地提供电能。,特别提醒 (1)燃料电池的两个电极与其他电池不同，电极材料本身不参与电极反应。 (2)酸性介质中的燃料电池(氧化剂为O2)的正极反应式为 O24H4e=2H2O； 碱性介质中的燃料电池(氧化剂为O2)的正极反应式为 O22H2O4e=4OH。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,总结,有机燃料电池电极反应式书写方法 电池的负极一定是可燃物，有机燃料中各元素的化合价变化遵循一般化合价规则，燃料失电子发生氧化反应，电池的正极多为氧气或空气得电子，发生还原反应，特别注意电解质溶液酸碱性不同的区别。可根据电荷守恒来
21、配平电极反应式。 如乙醇碱性(KOH溶液)燃料电池负极反应式的书写方法。 第一步：确定生成物。 乙醇燃烧生成CO2和H2O，其中CO2与KOH溶液反应生成K2CO3和H2O，故生成物为CO和H2O。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,第二步：确定价态的变化及转移电子数。 乙醇(C2H6O)中碳元素的化合价为2，CO中碳元素的化合价为4，故1 mol乙醇完全反应失去24(2)12 mol电子。 第三步：列出表达式。,第四步：确定电极反应式中各物质的化学计量数。 由碳原子守恒确定CO的化学计量数为2， 由电荷守恒确定OH的化学计量数为16。 (注：失去12个电子，相当于带12个单位正电荷) 再由
22、氢原子守恒确定H2O的化学计量数为11， 故负极反应式为C2H5OH16OH12e=2CO11H2O。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,练习,1肼(N2H4)空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质为20%30%的KOH溶液，电池总反应式为N2H4O2=N22H2O。下列关于该电池工作时说法中正确的是 ( ) A溶液的pH保持不变 B溶液中的阴离子向正极移动 C正极的电极反应式：O24H4e=2H2O D负极的电极反应式：N2H44OH4e=4H2ON2,解析：A项，因为有水生成，溶液的pH会减小，错误；B项，原电池中，溶液中的阴离子总是移向电池的负极，错误；C项，溶液介质为碱性，正极
23、的电极反应式是O22H2O4e=4OH，错误。 答案：D,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图 如图所示。关于该电池的叙述正确的是 ( ) A该电池能够在高温下工作 B电池的负极反应为 C6H12O66H2O24e =6CO224H C放电过程中，H从正极区向负极区迁移 D在电池反应中， 每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体 L,解析：A项，高温条件下微生物会变性，错误；B项，负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，正确；C项，原电池内部阳离子应向正极移动，错误；D项，消耗1 mol氧气生成1 mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4 L，错
24、误。答案：B,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,记忆,1银锌钮扣电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质溶液是KOH溶液；碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质溶液是KOH溶液。 2铅蓄电池是最常见的二次电池，正极是PbO2，负极是Pb，电解质溶液是H2SO4溶液。 3氢氧燃料电池“两类型”： (1)酸性电解质时：负极反应式：2H24e=4H。 正极反应式：O24H4e=2H2O。 (2)碱性电解质时：负极反应式：2H24OH4e=4H2O。 正极反应式：2H2OO24e=4OH。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,第三课时 电解池的工作原理,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,
25、一、电解的原理,1电解熔融的氯化钠,Na、Cl,Na,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2Na2e=2Na,2Cl2e=Cl2,银白,黄绿,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2电解CuCl2溶液,Cu2、Cl、H、OH,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,Cu2、H,Cu22e=Cu,2Cl2e=Cl2,覆盖一层红色固体,有气泡放出,闻到刺激性的气味,蓝色,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,3.电解的概念 在直流电的作用下，在两电极上分别发生 反应的过程。 4电解池 (1)概念：将 能转化为 能的装置。 (2)构成条件 两个电极：阳极与电源 极连接； 阴极与电源 极连接。 电解质溶液或
26、。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4, 。 构成 。 (3)工作原理 电极反应类型。 阳极 反应；阴极 反应。 电子流向：电源 极 极； 极电源 极。 电流方向：电源 极 极； 极电源 极。 离子流向：阳离子 极；阴离子 极。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,总结,1电解池电极的判断,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2电解池的工作原理 接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,3电解产物的判断 (1)先判断电极类型，惰性电极是指石墨、Au、P
27、t等电极，除Au、Pt以外的金属电极是活性电极。 (2)阳极产物的判断： 首先看电极，如果是活性电极，则电极材料失去电子，被溶解；如果是惰性电极，根据阴离子的放电顺序判断。 阴离子的放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根F。 (3)阴极产物的判断： 直接根据阳离子放电顺序判断。 阳离子放电顺序： AgHg2Fe3Cu2H(酸)Pb2Sn2Fe2Zn2H(水)Al3Mg2Na。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,练习,1如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是( ) Aa为负极、b为正极 Ba为阳极、b为阴极 C电解过程中，d电极质量增加 D电解过程中，氯
28、离子浓度不变,解析：电流从电源的正极流出，因此a为电源正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极；电解CuCl2溶液电极反应为阳极(c电极)2Cl2e=Cl2，阴极(d电极)Cu22e=Cu，故C项正确。 答案：C,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式和电解反应式： (1)电解NaCl溶液： 阳极：_； 阴极：_； 电解反应式： 。 (2)电解CuSO4溶液： 阳极：_； 阴极：_； 电解反应式： 。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,二、以惰性电极电解电解质溶液的规律,1电解方程式的书写步骤 以用石墨作电极电解CuSO4溶液为例。 第一步：明确溶液中存在的
29、离子。阳离子：Cu2、H；阴离子：OH、SO42-。 第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极：Cu2H；阳极：OHSO42-。 第三步：写出电极反应式和总的电解方程式。 阴极：2Cu24e=2Cu；阳极：2H2O4e=O24H。 根据得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2CuSO42H2O 2CuO22H2SO4。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2电解规律(惰性电极),江苏教育出版社 高中化学| 选修4,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,练习,1用惰性电极电解下列溶液，下列说法正确的是 ( ) A电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变 B电解稀氢氧化钠溶液，要消
30、耗OH，故溶液pH减小 C电解硫酸铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为12 D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为11,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,解析：电解稀硫酸，实质上是电解水，硫酸的浓度增大，pH减小，A项错误；电解稀NaOH溶液，也是电解水，NaOH溶液的浓度增大，pH增大，B项错误；电解CuSO4溶液，阴极产物是Cu，阳极产物是O2，由于两电极通过电量相等，故放出Cu与O2的物质的量之比为21，C项错误；电解CuCl2溶液实质是电解CuCl2，阳极产物Cl2，阴极产物Cu，由于两极通过电量相等，生成Cu和Cl2的物质的量之比为11，D项正确。
31、答案：D,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2从H、K、Cu2、Cl、SO中选取适当的离子组成符 合下列情况的电解质，进行电解(阳离子只能使用一次)。 (1)以碳棒为电极进行电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为_，电解的阴极反应：_，电解的阳极反应：_，电解反应式是_。 (2)以铂丝为电极进行电解，水的物质的量减少，电解质的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积比为21，则该电解质的化学式为_，阴极反应式为_，阳极反应式为_。 (3)以惰性电极电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量也减少，pH下降，则电解质的化学式为_
32、，电解反应式为 _。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,解析：(1)以碳棒为电极进行电解，电解质的物质的量减少， 水的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为HCl，电解的阴极反应为2H2e=H2，电解的阳极反应为2Cl2e=Cl2，电解反应式是2HCl通电,H2Cl2。(2)以铂丝为电极进行电解，水的物质的量减少，电解质的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积比为21，则该电解质为活泼金属的含氧酸盐，其化学式为K2SO4，阴极H得到电子，电极反应式为4H4e=2H2，OH在阳极失去电子，电极反应式为4OH4e=2H2OO2。(3)以惰性电极电解，电解质的
33、物质的量减少，水的物质的量也减少，pH下降，则电解质为不活泼金属的含氧酸盐，化学式为CuSO4，电解反应式为2CuSO42H2O 2CuO22H2SO4。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,提醒,1电解池组成“三条件”： 外接电源；电解质溶液；闭合回路。 2离子放电“两顺序”(惰性电极)： 阳极：S2IBrClOH。 阴极：AgFe3Cu2H(酸)Sn2Fe2Zn2H(H2O)Al3。 3电解池阴、阳极“四特点”： 阳极：外接直流电源正极流出电子发生氧化反应阴离子移向。 阴极：外接直流电源负极流入电子发生还原反应阳离子移向。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,第四课时 电解原理的应用,江苏
34、教育出版社 高中化学| 选修4,一、电解原理的应用,1电解饱和食盐水 (1)饱和食盐水中存在的离子有Na、Cl、 、 。通电后， 、 向阴极移动， 优于 放电，电极反应为 ； 、 向阳极移动， 优于 放 电，电极反应为 ；总反应方程式为 。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,(2)电解过程中，由于阴极区 浓度变小，使阴极区溶液中水电离的 富集。因此，如果设法用隔膜阻止OH移向阳极，则氢氧化钠可以在 附近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到 。,2电镀 (1)概念 应用 原理，在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，叫作电镀。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,(2)电镀的目的
35、 增强材料的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观性。 (3)电镀池的构成 阳极： 。 阴极： 金属。 电解质溶液：含镀层金属离子的溶液。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,(4)实例：在餐具上镀银。 图示(如右)： 两极反应： 阳极： ； 阴极： 。,3铜的电解精炼 (1)含义：利用电解原理提纯铜。 (2)电解池的构成 阳极： 铜(含Zn、Fe、Ni、Ag等杂质)。 阴极： (纯)铜。 电解质溶液：含 的电解质溶液。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,(3)装置如右图所示： (4)电极反应 阳极：Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni2、_。 阴极：Cu2e=Cu 阳极泥：阳极不溶解
36、的金属银等沉积在阳极底部，构成阳极泥。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,4钠、镁、铝的冶炼 (1)电解熔融NaCl： 。 (2)电解熔融MgCl2： 。 (3)电解熔融Al2O3： 。,特别提醒 (1)氯碱工业中所用的饱和食盐水必须精制，以除去食盐水中的Ca2、Mg2、SO42-等杂质。 (2)电镀时电解质溶液的浓度不变而电解精炼铜时，电解质溶液的浓度减小。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,练习,1如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。 下列说法不正确的是 ( ) A从E口逸出的气体是H2 B从B中加入含少量NaOH的水溶液以 增强导电性 C标准状况下每生成22.4 L Cl2
37、，便产生2 mol NaOH D完全电解后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,解析：由图中Na的移动方向可知，左边为阳极室，右边为阴极室，阳极2Cl2e=Cl2，阴极2H2e=H2，同时产生NaOH，电解反应方程式：2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2。由题意可知A、B项正确；C项，由化学方程式得到产生1 mol Cl2，便产生2 mol NaOH，正确；D项，完全电解后要恢复到电解前的浓度，应通入HCl气体至溶液呈中性，错误。 答案：D,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是 ( ) A都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
38、B电解液的成分都保持不变 C阳极反应都只有Cu2e=Cu2 D阴极反应都只有Cu22e=Cu,解析：A项，电镀时镀件作阴极，错误；B项，电解精炼铜时，电解液成分发生变化，错误；C项，电解精炼铜时，比铜活泼的金属杂质(如锌)，比铜更易被氧化Zn2e=Zn2。 答案：D,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,二、有关电解的计算,1计算方法 有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的c(H)或c(OH)及物质的量浓度等。不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2.等量关系 (1)当电流通过一个或多个串联的电解池时
39、， 它们皆处于同一闭合电路中，所以各池的电流强度相等，同一时间内通过的电子的物质的量相等。 (2)常见电化学计算的对应关系： H2Cl21/2O2Cu2Ag2H2OH。 如电解中析出气体时，在同温同压下析出各气体物质的量之比为n(H2)n(Cl2)n(O2)110.5。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,练习,1把两个惰性电极插入500 mL的AgNO3溶液中，通入直流电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是 ( ) A27 mg B54 mg C108 mg D216 mg,解析：由题意知，n(H)
40、cV1030.5 mol5104 mol，电解AgNO3溶液时，阳极生成O2和HNO3，阴极生成Ag，若设生成Ag为x，则 Ag H 1 mol 1 mol x 5104 mol x5104 mol，m(Ag)5104 mol108 gmol10.054 g54 mg。 答案：B,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,2如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加 2.16 g。试回答： (1)电源中X极是_(填“正”或“负”)极。 (2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)_。 (3
41、)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，则电解后溶液的pH_。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,解析：(1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。 (2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子。由4eO2，可知B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL气体是H2，即Cu2全部在阴极放电后，H接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol 电子时，Cu2已完全变为Cu单质。 由2eCu，可知n(Cu2)0.005 mol， 则c(CuSO4) 0.025 molL1。 (3)由4e4OH知，A中生成0.02 mol OH， c(OH)0.1 molL1，c(H) molL11.01013 molL1，pH13。,江苏教育出版社 高中化学| 选修4,提醒,1电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2。 2电镀时，待镀的金属制品作阴极，镀层金属作阳极，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。 3电解精炼铜时，用纯铜作阴极，粗铜作阳极，用CuSO4溶液作电解液。 4电解熔融Al2O3制取铝，电解熔融MgCl2制取镁，电解熔融NaCl制取钠。,
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