内容发布更新时间 : 2024/5/22 16:23:52星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
精品教学教案设计 | Excellent teaching plan
电极反应式为：负极反应：Al－3 e?＝Al，
正极反应：2H2O＋O2＋4 e?＝4OH?。 电池总反应式为：4Al＋3O26H2O＝4Al?OH?3 7．溴—锌蓄电池
国外新近研制的的基本构造是用碳棒作两极，溴化锌溶液作电解液。
2+
电极反应式为：负极反应：Zn－2e?＝Zn 正极反应：Br2＋2e?＝2Br? 电池总反应式为：Zn＋Br2＝ZnBr2 二、相关考题和练习
例1．（2000年全国高考理综题）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐 混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
阳极反应式：2CO+2CO3-4e== 4CO2 阴极反应式：_________________， 电池总反应式：_______________。
解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中CO为还原剂，空气中O2
为氧化剂，电池总反应式为：2CO+O2==2CO2。用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：O2+2CO2+4e== 2CO3 。
例2．（1999年全国高考化学题）氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：
(1/2)H2+NiO(OH)
Ni(OH)2
-2-2--
3+
根据此反应式判断下列叙述中正确的是（ ）
A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 B．电池放电时，镍元素被氧化 C．电池充电时，氢元素被还原 D．电池放电时，H2是负极 解析：电池的充、放电互为相反的过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。根据氢镍电池放电时的总反应式可知，电解质溶液只能是强碱性溶液，不能是强酸性溶液，因为在强酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)2都会溶解。这样可写出负极反应式：H2+2OH-2e== 2H2O，H2为负极，附近的pH应下降。放电时镍元素由+3价变为+2价，被还原，充电时氢元素由+1价变为0价，被还原。故答案为C、D项。
例3．有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（ ）
- ①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole
--2-②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+10OH－8e=CO3+7H2O
--③负极上是O2获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e=4OH ④电池放电后，溶液PH不断升高
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
[点拨]：本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用，首先要判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应，若发生的是失电子反应是原电池的负极，反之是正极。CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2燃烧反应，即CH4 →CO2严格讲生
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成的CO2还与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为
--2--CH4-8e+10OH=CO3+7H2O，1molCH4参加反应有8mole发生转移，O2在正极上发生反应，获得
----电子，电极反应式为O2+2H2O+4e=4OH。虽然正极产生OH，负极消耗OH，但从总反应CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O可看出是消耗KOH，所以电池放电时溶液的PH值不断下降，故①②正确，③④错误。 答案：A
例4．（2004年天津高考理综题）下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 ( )
A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为：4OH-4e== 2H2O+O2↑ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 解析：分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a极为负极，其电极反应为：2H2-4e==4H，b极为正极，其电极反应为：O2+2H2O+4e==4OH，电池总反应式为：2H2+O2==2H2O。H2为还原剂，O2为氧化剂，H2、O2不需全部储藏在电池内。故答案为B项。
例5．（2004年江苏高考化学题）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。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：
Zn(s)+ 2MnO2(s) + H2O(l) == Zn(OH)2(s) + Mn2O3(s) 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)+H2O(1)+2e== Mn2O3(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O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
解析： 该电池的电解液为KOH溶液，结合总反应式可写出负极反应式：Zn(s)+2OH(aq)-2e== Zn(OH)2(s)，用总反应式减去负极反应式，可得到正极反应式：2MnO2(s)+H2O(1)+2e== Mn2O3(s)+2OH(aq)。Zn为负极，失去电子，电子由负极通过外电路流向正极。1molZn失去2mol电子，外电路中每通过O.2mol电子，Zn的质量理论上减小6.5g。故答案为C项。
第三节电解池
一、教学目标：
1．理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法 2．了解氯碱工业，电镀，冶金的原理
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3．掌握电解电极方程式的书写。 二、教学重点：
电解原理及应用 三、教学过程：
我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。化学能也能转变为电能，用原电池装置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。
第三节电解池
一、电解原理
讲：首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。 导电粒子 导电状态 温度影响 导电实质 金属 电子定向移动 电解质 过渡：电解质导电的实质是什么呢？一起看实验。
实验：现象—一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析出，分析为铜。 讲：要分析此现象我们得研究此装置，首先看电极。 1．电极
阳极—与电源正极相连 阴极—与电源负极相连
隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au) 活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag) 问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？
2+- +-通电前：CuCl2=Cu+2Cl H2O H+OH 2++
通电中：阳离子（Cu,H）向阴极移动被还原；
--阴离子（Cl,OH）向阳极移动被氧化
讲：即在电极上分别发生了氧化还原反应，称电极反应。 2．电极反应( 阳氧阴还 )
-
阳极：2Cl-2e-=Cl2 (氧化)
2+
阴极：Cu+2e-=Cu(还原)
总电极方程式：___________________
放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。 3．电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自
发的)的过程叫电解。
讲：所以电解质导电的实质便是——电解 电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或
电解槽。
问：构成电解池的条件是什么？
电源、电极、电解质构成闭和回路。 思考：
--2++
电解CuCl2水溶液为何阳极是Cl放电而不是OH放电，阴极放电的是Cu而不是H ？ 4．离子的放电顺序
阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)） +2+3+2++2+2+2+2+3+2++2++Ag>Hg>Fe>Cu>H(指酸电离的)>Pb>Sn>Fe>Zn>Al>Mg>Na>Ca>K
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阳极(1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）
2------2--2---S>I>Br>Cl>OH>NO3>SO4(等含氧酸根离子)>F(SO3/MnO4>OH) (2) 是活性电极时：电极本身溶解放电
+–
问：放电能力弱于H和OH的物质在水溶液中放电吗？
否，但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时,亚铁离子放电。 问：电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸，为什么？可以加食盐吗？ 练习：电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的电极方程式。 5．电解规律：
（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型。 问：初中电解水时加硫酸或氢氧化钠增强导电性，影响水的电解吗？ 电解硫酸和氢氧化钠时为何H2和O2之比大于2？氧气溶解度大于氢气 又为何硫酸一定大于2，而氢氧化钠可能等于2？硫酸根可能放电。
（2）电解不活泼金属的含氧酸盐，阳极产生氧气，阴极析出不活泼金属，放氧生酸型。 练习：电解硫酸铜方程式。加入下列哪些物质可以恢复到硫酸铜原来的溶液：氧化铜、氢氧化铜、铜、碳酸铜。
（3）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型。
（4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，阴极产生氢气，阳极析出非金属，放氢生碱型。 6．电解中电极附近溶液pH值的变化。
+
（1）电极区域 A．阴极H放电产生H2，阴极区域pH变大。
- B．阳极OH放电产生O2，阳极区域pH变小。 （2）电解质溶液中 A．电解过程中,既产生H2,又产生O2,则原溶液呈酸性的pH变小,原溶液
呈碱性的pH变大,原溶液呈中性的pH不变（浓度变大）。
B．电解过程中, 无H2和O2产生, pH几乎不变。但象CuCl2变大
C．电解过程中,只产生H2, pH变大。 D．电解过程中,只产生O2, pH变小。
过渡：如果把阳极换成铜棒，阳极发生的反应就是铜自身溶解，如果电解质是硫酸，阴极析
出的是什么？也是铜，这就是我们的铜的电解精炼法。 二、电解原理的应用
1．铜的电解精炼
阳极：粗铜棒 阴极：精铜棒
电解质：含铜电解质
问：精炼中硫酸铜的浓度怎样？基本不变，但变小。 过渡：若把阴极精铜棒换成铁棒，电解过程变吗？ 不变，但不是精炼铜了，而叫电镀铜。
2．电镀铜
阳极：镀层金属
阴极：待镀金属（镀件）
电镀液：含镀层金属的电解质。
3．电解饱和食盐水——氯碱工业
问：1、电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么？
2、转移的电子数和氢氧化钠的物质的量的关系？
-3、从Cl Cl2一定需要加氧化剂吗？ 4、阴极产物和阳极产物能接触吗？
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5、饱和食盐水为何需要精制？如何精制？
精制：步骤一、1）先加过量的BaCl2和过量的NaOH（顺序可换），再加入过量的Na2CO3 2）过滤
3）加盐酸调节pH为7
2+2+
步骤二、送入阳离子交换塔除去Ca、Mg等。 4．电冶金
电解熔融氯化钠：2NaCl(熔融)＝（电解）2Na+Cl2 适用范围：活泼金属K~Al 练习:
+2 ++2---1、在水中加等物质的量的Ag,Pb,Na , SO4, NO3 , Cl,该溶液放在用惰性电极做电极
的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物质量比为（ ） A. 35.5:108 B. 16:207 C.8:1 D.108:35.5
2、用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质溶液能与原来完全一样的是
氯化铜加硫酸铜、氢氧化钠加氢氧化钠、氯化钠加氯化氢、硫酸铜加氢氧化铜 3、0.1摩氯化铜和0.1摩溴化钠共0.4摩电子转移，分析过程。
4、铁、C/硫酸——C、C/氯化铜用导线相连，分析正负极和阴阳极及两装置的p H的变化。 5、如何判断电解池的阴阳极？
与正极相连的、发生氧化反应的、阴离子移向的一极是阳极，反之是阴极。 如：高锰酸钾的做电解质，发现红色加深的是什么极？
湿润的淀粉KI试纸并滴有酚酞，变红的是什么极？变蓝的是什么极？
6、以A、B两根石墨电极电解足量的硝酸银溶液，通电t分钟，在B极收到11.2mL标况下气体，此后将电源反接，以相同的电流强度通电t/2分钟。问：（1）A、B分别是什么极？（2）电源反接后A、B电极质量如何变化？（3）若溶液体积为200mL，则通电t/2分钟时的溶液p H=？ 电极名称 电极材料 原 电 池 正负极 负极：活泼金属 正极：不活泼金属或可导电的非金属(如C) 化学能到电能 电 解 池 阴阳极 惰性材料或活性材料 电能到化学能 电流方向：外电路 内电路 组成 原理 功能
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
【教学重点】 金属的电化学腐蚀 【教学难点】 电极反应式的写法 【教学过程】 【学生看书讨论】
1. 什么是金属的腐蚀?金属腐蚀的本质是什么?
2. 化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点是什么?
-x+
一、金属腐蚀的本质: M – xe = M二、化学腐蚀与电化学腐蚀的区别
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