第21講 電化學(xué)基礎(chǔ),考綱導(dǎo)視,考點(diǎn)一,原電池 化學(xué)電源 【基礎(chǔ)梳理】,一、原電池,化學(xué)能,電能,1.概念：把_轉(zhuǎn)化為_的裝置。 2.構(gòu)成條件。 (1)兩個(gè)_電極。,(2)將兩個(gè)電極插入_中。 (3)用導(dǎo)線連接電極形成_。,閉合回路,(4)具有自發(fā)進(jìn)行的_。,活潑性不同的,電解質(zhì)溶液,氧化還原反應(yīng),3.工作原理(以鋅銅原電池為例)。,Zn,Cu,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),Zn2e=Zn2,Cu22e=Cu,二、化學(xué)電源,1.堿性鋅錳干電池一次電池。,Zn2OH2e=Zn(OH)2,Pb 2e =,2.鉛蓄電池二次電池。,PbO2Pb2H2SO4,PbSO4,3.氫氧燃料電池(堿性介質(zhì))。,能量利用率高、無污染、原料來源廣泛等,2H24OH4e=,4H2O,O24e2H2O=,4OH,2H2O2=2H2O,【題組訓(xùn)練】 例 1分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是,(,)。,C.中 Fe 作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe2e=Fe2,A.中 Mg 作負(fù)極，中 Fe 作負(fù)極 B.中 Mg 作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Mg2e=Mg2,D.中 Cu 作正極，電極反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OH 解析：中 Mg 不與NaOH 溶液反應(yīng)，而 Al 能和NaOH 溶 液反應(yīng)失去電子，故 Al 是負(fù)極；中 Fe 在濃硝酸中鈍化，Cu 和濃 HNO3 反應(yīng)失去電子作負(fù)極，A、B、C 錯(cuò)。 答案：D,歸納總結(jié),原電池正、負(fù)極判斷方法,說明：原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與 電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成活潑電極一定作負(fù)極的思維定勢。,例 2(2014 年全國模擬題組合)銅鋅原電池工作時(shí)，下列敘,述正確的是(,)。,A.正極反應(yīng)為：Zn2e=Zn2 B.電池反應(yīng)為：ZnCu2=Zn2Cu C.在外電路中，電子從正極流向負(fù)極 D.電池反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，鹽橋中的 K移向ZnSO4溶液,思路指導(dǎo)：正極發(fā)生還原反應(yīng)，化合價(jià)降低；負(fù)極發(fā)生氧,化反應(yīng)，化合價(jià)升高。,解析：根據(jù)題給原電池，鋅片為原電池的負(fù)極，電極反應(yīng),Cu22e=Cu，電池反應(yīng)為：ZnCu2=Zn2Cu；在外,電路中，電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，電流是由正極流向負(fù)極；,鋅片中的 Zn 失去電子生成 Zn2，帶正電荷的Zn2進(jìn)入ZnSO4 溶液，為保持溶液電中性，鹽橋中的 Cl移向ZnSO4溶液。所 以選項(xiàng) B 正確，A、C、D 錯(cuò)誤。,答案：B,為：Zn2e=Zn2，銅片為原電池的正極，電極反應(yīng)為：,易錯(cuò)警示,在原電池中，外電路由電子定向移動導(dǎo)電，電子總是從負(fù) 極流出，流入正極；內(nèi)電路由離子的定向移動導(dǎo)電，陽離子向 正極移動，陰離子向負(fù)極移動。,原電池，負(fù)極材料是 Cu，電極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2,例 3下列說法正確的是(,)。,A.用導(dǎo)線將金屬 A 和石墨棒連接后插入稀硫酸中，一段時(shí) 間后觀察到 A 極溶解，則說明 A 是正極。 B.向稀硫酸溶液中滴加少量硫酸銅溶液，會減慢鋅和硫酸 反應(yīng)制取氫氣的速率。,D.甲 醇 燃 料 電 池 總 反 應(yīng) 式 為：2CH3OH3O24OH,C.根據(jù)反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計(jì)的,電子,解析：A 極溶解，則說明 A 的活潑性強(qiáng)，作負(fù)極，A 項(xiàng)錯(cuò) 誤；向溶液中加少量硫酸銅溶液，形成銅-鋅原電池加快反應(yīng)的 進(jìn)行速率，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)總反應(yīng)式可知，每生成1 mol CH3OH 時(shí)，C 元素的化合價(jià)由4 降低到2，轉(zhuǎn)移 6 mol 電子，D 項(xiàng) 錯(cuò)誤。,答案：C,歸納總結(jié),原電池原理的應(yīng)用,(1)比較不同金屬的活動性強(qiáng)弱。,根據(jù)原電池原理可知，在原電池反應(yīng)過程中，一般活動性 強(qiáng)的金屬作負(fù)極，而活動性弱的金屬(或碳棒)作正極。,(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率。,原電池可以加快化學(xué)反應(yīng)速率。如鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫 氣時(shí)，可向溶液中滴加少量硫酸銅，形成銅-鋅原電池，加快反 應(yīng)的進(jìn)行速率。,(3)設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源。,設(shè)計(jì)原電池時(shí)要緊扣原電池的四個(gè)條件。具體方法是： 首先將氧化還原反應(yīng)拆成兩個(gè)半反應(yīng)，即氧化反應(yīng)和還,原反應(yīng)。,結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液。 按要求畫出原電池裝置圖。,例 4把適合題意的圖象填在橫線上(填序號)。,A,B,C,D,(1)將等質(zhì)量的兩份鋅粉 a、b 分別加入過量的稀硫酸，同 時(shí)向 a 中加入少量的 CuSO4 溶液，產(chǎn)生 H2 的體積 V(L)與時(shí)間 t(min)的關(guān)系是_。 (2)將過量的兩份鋅粉 a、b 分別加入定量的稀硫酸，同時(shí)向 a 中加入少量的 CuSO4 溶液，產(chǎn)生 H2 的體積 V(L)與時(shí)間 t(min) 的關(guān)系是_。,(3)將(1)中的 CuSO4 溶液改成 CH3COONa 溶液，其他條件,不變，則圖象是_。,解析：加入 CuSO4 溶液，Zn 置換出 Cu，形成原電池，加,中由于 H2SO4 定量，產(chǎn)生 H2 的體積一樣多；(3)當(dāng)把 CuSO4 溶,圖象正確。,答案：(1)A (2)B (3)C,快反應(yīng)速率。(1) a 中一部分 Zn 與 Cu2反應(yīng)，H2 體積減小；(2),液改成CH3COONa溶液時(shí)，由于CH3COOH=CH3COOH，,a中c(H)減少，反應(yīng)速率減小，但生成H2的體積不變，所以C,考點(diǎn)二,電解池,【基礎(chǔ)梳理】,一、電解原理,電流,陰陽兩極,氧化還原反應(yīng),1.電解：使_通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在 _引起_的過程。,2.電解池。 (1)概念：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。 (2)構(gòu)成：直流電源、電極、電解質(zhì)、閉合回路。 (3)電極名稱及電極反應(yīng)式(如下圖)。,陽極,氧化,2Cl2e=Cl2,陰極,還原,Cu22e=Cu,(4)電子和離子的移動方向。,3.兩極放電順序。,(1)若陽極為活潑金屬(金屬活動性順序表 Pt 之前金屬)，則 金屬失電子，電極被溶解；若是惰性電極(Pt、Au、石墨)，則,OH含氧酸根離子F。,(2)在陰極，陽離子放電，順序與金屬活動性順序表相反：,NaCa2K。,溶液中陰離子失電子，陰離子放電順序：S2IBrCl,AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2,方法技巧,陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液 (或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。最常用、最重要的放電順 序是：陽極：ClOH；陰極：AgCu2H。電解水溶液 時(shí)，KAl3不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方 法得到 K、Ca、Na、Mg、Al 等金屬。,二、電解原理的應(yīng)用 1.電解飽和食鹽水。,氫氣,氯氣,燒堿,2Cl2e=Cl2,2H2e=H2,2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2,2.電鍍或電解精煉銅。,陰極,陽極,Cu2e=Cu2,Cu22e=Cu,3.冶煉金屬(以冶煉 Na 為例)。,鈉、鎂、鋁,2Cl2e=Cl2,2Na2e=2Na,2NaCl(熔融) 2NaCl2,【題組訓(xùn)練】 例 5(2014 年廣東高考)某同學(xué)組裝了如下圖所示的電化學(xué),)。,裝置，電極為 Al，其他電極均為 Cu，則( A.電流方向：電極電極 B.電極發(fā)生還原反應(yīng) C.電極逐漸溶解 D.電極的電極反應(yīng)：Cu22e=Cu,思路指導(dǎo)：無明顯外接電源的電解池的串聯(lián)問題，主要是 根據(jù)原電池的形成條件判斷電源的正負(fù)極，從而判斷電解池的 陰陽極。,解析：由題意可知，該裝置的、是原電池的兩極， 是負(fù)極，是正極，、電解池的兩極，其中是陽極， 是陰極，所以電流方向：電極電極，A 項(xiàng)正確；電極 是原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；電極是原電池 的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，有Cu 析出，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；電極是陽極，,答案：A,發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)是Cu2e=Cu2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,例 6按要求書寫電極反應(yīng)式和總方程式。 (1)用惰性電極電解 CuSO4 溶液。,陽極反應(yīng)式：_； 陰極反應(yīng)式：_； 總反應(yīng)離子方程式：_。 (2)用鐵作電極電解 NaCl 溶液。,陽極反應(yīng)式：_； 陰極反應(yīng)式：_； 總化學(xué)方程式：_。,(2) Fe2e=Fe2,答案：(1) 4OH4e=O22H2O 2Cu24e=2Cu,2CuSO42H2O,CuO22H2SO4,Fe2H2O,Fe(OH)2H2,2H2e=H2,解題模型,電解電極反應(yīng)式的書寫,(1)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑,電極。,(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分為陰、陽兩,(3)然后排出陰、陽兩極的放電順序。,(4)分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要注,意遵循原子守恒和電荷守恒。,(5)最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。,組(不要忘記水溶液中的H和OH)。,例 7(1)在 298 K 時(shí)，1 mol CH4 在氧氣中完全燃燒生成二 氧化碳和液態(tài)水，放出熱量 890.0 kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程 式：_。現(xiàn)有 CH4 和 CO 的混合 氣體 0.75 mol，完全燃燒后，生成 CO2 氣體和 18 g 液態(tài)水，并 放出 515 kJ 熱量，則 CH4 和 CO 的物質(zhì)的量分別為_、 _mol。,(2)利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池：用氫氧化鉀溶液作電解 質(zhì)溶液，多孔石墨作電極，在電極上分別通入甲烷和氧氣。通 入甲烷氣體的電極應(yīng)為_極(填“正”或“負(fù)”)，該電極 上發(fā)生的電極反應(yīng)是_(填字母代號)。,(2)在右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中，石墨棒上 的電極反應(yīng)式為：_,_；如果起始時(shí)盛有 1000 mL pH5 的硫酸銅溶液(25 ，CuSO4 足量)，一段 時(shí)間后溶液的 pH 變?yōu)?1，此時(shí)可觀察到的,現(xiàn)象是_；若要使溶液恢 復(fù)到起始濃度(溫度不變，忽略溶液體積的變化)，可向溶液中 加入_(填物質(zhì)名稱)，其質(zhì)量約為_。 解析：(1)1 mol C2H6 在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液 態(tài)水，放出熱量1 558.3 kJ，根據(jù)書寫熱化學(xué)方程式的要求寫出,熱化學(xué)方程式即可。18 g 液態(tài)水的物質(zhì)的量,18 g 18 gmol1,1 mol2 4,0.5 mol，故,1 mol，根據(jù) H 原子守恒可知 n(CH4) n(CO)0.75 mol0.5 mol0.25 mol。,(2)用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液，多孔石墨作電極，在電 極上分別充入甲烷和氧氣，甲烷在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在 正極發(fā)生還原反應(yīng)，在強(qiáng)堿溶液中負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH4 (3)由裝置中的電子流向判斷石墨為陽極，鐵為陰極，電解,質(zhì)溶液中的氫氧根離子在陽極放電，電極反應(yīng)式為 2H2O4e,盛有 1000 mL pH5 的硫酸銅溶液(25 )(CuSO4 足量)，一段時(shí) 間后溶液的 pH 變?yōu)?1，根據(jù) pH 的變化可知 c(H)近似增加了,8e10OH=CO7H2O。,=4HO2；陰極電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu。起始時(shí),式2CuSO42H2O,2Cu2H2SO4O2可知，該過程中溶液,損失了 0.05 mol Cu 和0.025 mol O2，若要使溶液恢復(fù)到起始濃 度(忽略溶液體積的變化)，這需要加入0.05 mol Cu 和0.05 mol O， 即 0.05 mol 氧化銅或碳酸銅等，需要氧化銅的質(zhì)量,1011050.1 molL1，即生成的硫酸為0.05 mol。結(jié)合方程,0.05 mol80 gmol14 g；需要碳酸銅的質(zhì)量0.05 mol,124 gmol16.2 g。,4H+),答案：(1) CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l),石墨電極表面有氣泡產(chǎn)生，鐵電極上附著一層紅色物質(zhì)，,溶液顏色變淺,氧化銅(或碳酸銅),4 g(或 6.2 g),H890.0 kJmol1 0.5 0.25 (2)負(fù) b,(3)4OH4e=O22H2O(或2H2O4e=O2,規(guī)律總結(jié),電解質(zhì)溶液的復(fù)原應(yīng)遵循“從溶液中析出什么補(bǔ)什么”的 原則，即從溶液中析出哪種元素的原子，則應(yīng)按比例補(bǔ)入哪些 原子。,例 8空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧 燃料電池(RFC), RFC 是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù) 相結(jié)合的可充電電池。下圖為 RFC 工作原理示意圖，有關(guān)說法,正確的是(,)。,A.當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，a極產(chǎn)生1.12 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下) B.b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：4H2O4e=2H24OH C.c極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：O24H4e=2H2O D.d極上進(jìn)行還原反應(yīng)，B中的H可以通過隔膜進(jìn)入A池,答案：C,解析：由裝置圖分析可知，左邊裝置為電解池，右邊裝置為燃料電池。電解池中，由電源判斷a為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：4H4e=2H2，a極轉(zhuǎn)移0.1 mol電子時(shí)，產(chǎn)生0.05 mol H2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其體積為1.12 L，A項(xiàng)錯(cuò)誤；b為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)：4OH4e=2H2OO2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；燃料電池(原電池)中，電解質(zhì)溶液是酸性溶液，c電極通入氧氣，該電極為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)：O24H4e=2H2O，C項(xiàng)正確；d電極通入氫氣，為負(fù)極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)：2H24e=4H，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,考點(diǎn)三,金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 【基礎(chǔ)梳理】,1.金屬的腐蝕。,氧化還原,金屬被氧化,金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生_反應(yīng)而引起 損耗的現(xiàn)象。金屬腐蝕的本質(zhì)：_。 (1)化學(xué)腐蝕：金屬與接觸的物質(zhì)直接發(fā)生_而引,起的腐蝕。,化學(xué)反應(yīng),原電池,(2)電化學(xué)腐蝕：不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生_,反應(yīng)，較活潑的金屬被氧化的腐蝕。,同時(shí),電化學(xué),(3)兩種腐蝕往往_發(fā)生，但_腐蝕更普遍， 速度快，危害更重。,2.電化學(xué)腐蝕的分類(以鐵的腐蝕為例)。,Fe2e=Fe2,2Fe4e=2Fe2,O24e2H2O=4OH,呈中性或弱酸性,2H2e=H2,呈酸性,吸氧,Fe2H=Fe2H2,2FeO22H2O=,2Fe(OH)2,3.金屬的防護(hù)方法。 (1)加防護(hù)層，如_,_。,等(合理即可),(2)改變_，如將普通鋼制成,不銹鋼。,金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),(3)電化學(xué)保護(hù)法。 犧牲負(fù)極的正極保護(hù)法利用_原理，_極 被保護(hù)。如在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上裝上若干較活潑的金屬如鋅，,讓被保護(hù)的金屬作原電池的正極。,原電池,外加電流的陰極保護(hù)法利用_原理，_極 被保護(hù)。如用被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作陰極，惰性電極作陽極，外,接直流電源。,電解池,涂油漆、覆蓋陶瓷、電鍍、金屬鈍化,正,陰,下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是( )。,【題組訓(xùn)練】 例 9如右下圖裝置中，U 型管內(nèi)為紅墨水，a、b 試管內(nèi)分 別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。,A.生鐵塊中的碳是原電池的正極 B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?C.兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe2e=Fe2 D.a 試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b 試管中發(fā)生了析氫腐蝕,解析：a 試管中食鹽水為中性，發(fā)生了吸氧腐蝕，壓強(qiáng)減 ??；b 試管中氯化銨溶液為酸性，發(fā)生了析氫腐蝕，壓強(qiáng)增大， 所以紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟾哂业汀?答案：B,例 10下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護(hù),法的是(,)。,A.水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極 B.金屬護(hù)欄表面涂漆 C.汽水底盤噴涂高分子膜 D.地下鋼管連接鎂塊,解析：水中的鋼閘門連接電源負(fù)極作陰極，得電子被保護(hù)， 所以屬于使用外加電流的陰極保護(hù)法，故 A 正確；對健身器材 涂油漆使金屬和空氣、水等物質(zhì)隔離而防止生銹，沒有連接外 加電源，故 B 錯(cuò)誤；汽車底盤噴涂高分子膜阻止了鐵與空氣、 水的接觸，從而防止金屬鐵防銹，沒有連接外加電源，故 C 錯(cuò) 誤；鎂的活潑性大于鐵，用犧牲鎂塊的方法來保護(hù)船身而防止 鐵被腐蝕，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法，故 D 錯(cuò)誤。,答案：A,例 11對金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。,(1)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽極 的原因是_ _。 (2)利用上圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若 X 為碳棒， 為減緩鐵的腐蝕，開關(guān) K 應(yīng)置于_處。若 X 為鋅，開關(guān) K 置于 M 處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_。,解析：(1)電鍍時(shí)若用石墨作陽極，則電解過程中電解液中 Cu2濃度不斷減小，導(dǎo)致鐵表面不能鍍上均勻的銅。(2)若 X 為 碳棒，則只能用外加電源的陰極保護(hù)法，此時(shí)開關(guān) K 應(yīng)置于 N 處。若 X 為 Zn，K 置于 M 處，其保護(hù)原理稱為犧牲負(fù)極的正 極保護(hù)法。,定,(2)N 犧牲負(fù)極的正極保護(hù)法,答案：(1)補(bǔ)充溶液中消耗的Cu2，保持溶液中Cu2濃度恒,思維模型,鹽橋原電池專題突破,1.鹽橋的組成和作用。 (1)鹽橋中裝有飽和的 KCl、KNO3 等溶液和瓊脂制成的膠 凍。 (2)鹽橋的作用：連接內(nèi)電路，形成閉合回路；平衡電 荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。,2.單池原電池和鹽橋原電池的對比。,負(fù)極(Zn)：Zn2e=Zn2 正極(Cu)：Cu22e=Cu 總反應(yīng)：ZnCu2=CuZn2,(續(xù)表),典例1根據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2 (aq),2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如下圖所示，其中鹽橋內(nèi)裝瓊脂-飽和 KNO3 溶液。,請回答下列問題：,(1)電極 X 的材料是_；電解質(zhì)溶液 Y 是_。,2Ag2e=2Ag Cu2e=Cu2,(2)銀電極為電池的_極，寫出兩電極的電極反應(yīng)式： 銀電極：_； X 電極：_。 (3)外電路中的電子是從_電極流向_電極。 (4)鹽橋中向 CuSO4 溶液中遷移的離子是_(填序號)。,(5)其中 CuSO4 溶液能否被稀硫酸溶液代替？_(填 “能”或“否”，下同)；Ag 電極能否被石墨代替？_。 答案：(1)Cu AgNO3 溶液,(2)正,(3)Cu,Ag,(4)B (5)能,能,應(yīng)用 1(2013 年廣東高考節(jié)選)能量之間可以相互轉(zhuǎn)化：電 解食鹽水制備 Cl2 是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(xué) 能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。 限選材料：ZnSO4(aq)，F(xiàn)eSO4(aq)，CuSO4(aq)；銅片，鐵,片，鋅片和導(dǎo)線。,(1)完成原電池的裝置示意圖(見下圖)，并作相應(yīng)標(biāo)注。 要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。,(2)以銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液，只在一 個(gè)燒杯中組裝原電池乙，工作一段時(shí)間后，可觀察到負(fù)極 _。,(3)甲、乙兩種原電池中可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的 是_，其原因是_ _。,答案：(1)裝置圖如下：,或,或,(2)電極逐漸溶解，電極上有紅色物質(zhì)析出,(3)甲,可以避免活潑金屬和 CuSO4 接觸發(fā)生置換反應(yīng)，,從而提供穩(wěn)定電流,易錯(cuò)警示,電化學(xué)裝置圖常見失分點(diǎn),(1)不注明電極材料名稱或元素符號。 (2)不畫出電解質(zhì)溶液(或畫出但不標(biāo)注)。 (3)誤把鹽橋畫成導(dǎo)線。 (4)不能連成閉合回路。,思維模型,原電池電極反應(yīng)式的書寫,1.“加減法”書寫電極反應(yīng)式。 (1)先確定原電池的正負(fù)極，列出正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì)，并 標(biāo)出電子的得失。 (2)注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子 是否共存。若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極 反應(yīng)式。 (3)在電子守恒的基礎(chǔ)上正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng) 的總反應(yīng)式。若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式，可先寫出較易書寫 的一極的電極反應(yīng)式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減 去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式，即得到較難寫出的另一極的 電極反應(yīng)式。,典例 2Li-SOCl2 電池可用于心臟起搏器。該電池的電極 材料分別為鋰和碳，電解液是 LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應(yīng)可 表示為：4Li2SOCl2=4LiClSSO2。 請回答下列問題： (1) 電池的負(fù)極材料為_ ，發(fā)生的電極反應(yīng)為： _。 (2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：_ _。,2.燃料電池電極反應(yīng)式的書寫。 第一步：寫出電池總反應(yīng)式。,燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電,解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。,例如：氫氧燃料電池的總反應(yīng)式為：2H2O2=2H2O； 甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為 NaOH 溶液)的反應(yīng)式為： CH42O2=CO22H2O ,CO22NaOH=Na2CO3H2O ,式式得燃料電池總反應(yīng)式為：CH42O22NaOH,=Na2CO33H2O。,第二步：寫出電池的正極反應(yīng)式。,根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì) 都是 O2，隨著電解質(zhì)溶液的不同，其電極反應(yīng)有所不同，因此， 我們只要熟記以下四種情況：,(1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：,(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：,O24H4e=2H2O。,O22H2O4e=4OH,(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo) O2 ) 環(huán)境下電極反應(yīng)式：,(4)熔融碳酸鹽(如熔融 K2CO3) 環(huán)境下電極反應(yīng)式：,第三步：根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫出電池的負(fù)極,反應(yīng)式。,根據(jù)第一、二步寫出的反應(yīng)，可得：電池的總反應(yīng)式電 池正極反應(yīng)式電池負(fù)極反應(yīng)式，注意在將兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí)， 要約去正極的反應(yīng)物 O2。,O24e=2O2。,O22CO24e=2CO。,典例 3以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極,反應(yīng)式的書寫方法：,(1)酸性條件。,燃料電池總反應(yīng)式：CH42O2=CO22H2O 燃料電池正極反應(yīng)式：O24H4e=2H2O ,2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_,_。,燃料電池正極反應(yīng)式：O24e=2O2,(2)堿性條件。 燃料電池總反應(yīng)式：CH42O22NaOH=Na2CO3,3H2O,燃料電池正極反應(yīng)式：O22H2O4e=4OH,2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_ _。 (3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo) O2)。 燃料電池總反應(yīng)式：CH42O2=CO22H2O ,2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_ _。,反應(yīng)式：O22CO24e=,(4)熔融碳酸鹽(如熔融 K2CO3)環(huán)境下。,電池總反應(yīng)式：CH42O2=CO22H2O,。正極電極,。2 得負(fù)極電,極反應(yīng)式：_。,答案：(1)CH48e2H2O=CO28H (2)CH410OH8e=CO32-7H2O (3)CH44O28e=CO22H2O (4)CH44CO32-8e=5CO22H2O,應(yīng)用 2(1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)：2H2O2=2H2O，設(shè)計(jì) 成燃料電池，負(fù)極通的氣體應(yīng)是_，正極通的氣體應(yīng)是 _。,(2)根據(jù)選擇電解質(zhì)溶液的不同，填寫下表：,(3)若把 H2 改為 CH4，KOH 作電解質(zhì)，則正極反應(yīng)式為：,_。,解析：(1)氫、氧燃料電池中通可燃性氣體(H2)的一極為負(fù),極，通 O2 的一極為正極。,(2)若以 H2SO4 作電解質(zhì)溶液，其電極反應(yīng)式為： 負(fù)極：2H24e=4H；,正極：O24e4H=2H2O。,反應(yīng)過程中生成水，溶液中c(H)減小，pH 增大，若以KOH,溶液作電解質(zhì)溶液，其電極反應(yīng)式為：,負(fù)極：2H24OH4e=4H2O； 正極：2H2OO24e=4OH。,反應(yīng)過程中生成水，溶液中 c(OH)減小，pH 減小。 (3)若把 H2 改為 CH4，KOH 作電解質(zhì)溶液時(shí)其正極反應(yīng)式,不變。,答案：(1)H2 O2,(2),(3)2H2OO24e=4OH,