《高中化学》-电化学基础课件
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人教高中化学选修4课件：第4章 电化学基础
练习：把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，用
导线两两相连组成原电池。若
a、b相连时，a为负极；
a ＞b
c、d相连时，电流由d到c；
c＞d
a、c相连时，c极产生大量气泡，
a＞c
b、d相连时，溶液中的阳离子向b极移动。
d＞b
则四种金属的活泼性顺序为： a＞c ＞ d ＞ b 。
原电池原理应用：
(2)比较反应速率 当形成原电池之后，反应速率加快，如实验室制H2时, 纯Zn反应不如粗Zn跟酸作用的速率快。
负极
e-
正极
A
Zn-
Cu
Zn2+
负极
H+ H+ SO42-
阳离子
阴离子
正极
组成原电池的条件
1.内部条件：能自发进行氧化还原反应 2.外部条件：
（1）有两种活泼性不同的金属（或一种是 非金属单质或金属氧化物）作电极。 （2）电极材料均插入电解质溶液中。 （3）两极相连形成闭合电路。
两极一液成回路，氧化还原是中心
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
ZnCl2溶液
FeCl3溶液
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
2.依据氧化还原反应： 2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原 电池如图所示。
盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，
将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将 KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。
人教版高考化学复习课件-电化学基础
3．正、負極的判斷
4．電極反應式的書寫 第一步：列物質、標得失。 按照負極發生氧化反應，正極發生還原反應，判斷出電極 反應產物，找出得失電子的數量。 第二步：看環境、配守恆。 電極產物在電解質溶液的環境中應能穩定存在，如鹼性介 質中生成的 H＋應讓其結合 OH－生成水。 電極反應式要遵守電荷守恆和品質守恆、電子守恆等加以 配平。 第三步：兩式加、驗總式。 兩電極反應式相加，與總反應離子方程式對照驗證。
(2) 電化學腐蝕：不純的金屬跟電解質溶液接觸發生 ____原__電__池____反應，較活潑的金屬被氧化的腐蝕。
(3)兩種腐蝕往往__同__時____發生，但_電__化__學___腐蝕更普遍， 速度快，危害更重。
2．電化學腐蝕的分類(以鐵的腐蝕為例)
吸氫腐蝕
吸氧腐蝕
條件
水膜__呈__酸__性__
第21講 電化學基礎
考綱定位
選項示例
ห้องสมุดไป่ตู้
1.瞭解原電池的工作原理，能 寫出電極反應和電池反應方 程式。 2.瞭解常見的化學電源的種類 及工作原理。 3.瞭解電解池的工作原理及應 用，能寫電極反應和電池反 應方程式。 4.發生電化學腐蝕的原因、危 害及防止措施。
1.在外電路中，電子從負極流向 正極。(2010年廣東高考T23－C) 2.氯堿工業中，陽極發生的反應 為：2Cl－－2e－===Cl2↑。 (2011年廣東揭陽模擬T12－D) 3.海輪外殼上鑲入鋅塊，可減緩 船體的腐蝕。(2011年廣東湛江 模擬T12－B)
考點1 原電池工作原理及電極反應式的書寫 1．原理圖示
2．原電池的判定方法 (1)先分析有無外接電源，有外接電源者為電解池，無外接 電源者可能為原電池；再依據原電池的形成條件分析判定，主 要思路是“四看”：一看電極，兩極為導體且活潑性不同(燃料 電池的電極一般為惰性電極)；二看溶液，兩極插入電解質溶液 中；三看回路，形成閉合回路或兩極接觸；四看本質：有無氧 化還原反應發生。 (2)多池相連。無外接電源時，兩極活潑性差異最大的一池 為原電池，其他各池可看作是電解池。
高中化学第四章电化学基础第三节电解池课件选修4高中选修4化学课件
答案：C
第十九页，共三十三页。
解题归纳 有关电解习题的解题步骤
1．明确电极反应规律。 (1)阴极：得电子，还原反应。 (一般)电极本身不参加反应；一定是电解质溶液中阳 离子“争”得电子。 (2)阳极：失电子，氧化反应。 若为金属(非惰性，Au、Pt 除外)电极，电极失电子； 若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争”失电子。
答案：D
第十页，共三十三页。
3．用石墨作电极，电解 1 mol·L－1 下列物质的溶液，
则电解前后溶液的 pH 保持不变的是( )
A．H2SO4
B．NaOH
C．Na2SO4
D．NaCl
解析：A、B、C 实质上是电解水，溶液浓度增大，
A 的 pH 减小，B 的 pH 增大，C 的 pH 不变；用石墨作
2H2↑＋
水
O2↑
电解 质溶 溶液 液浓 pH 度的 变化 变化
减小 增 增大 大
不变
第十五页，共三十三页。
电 无氧
解
HCl
酸
电
解 不活泼
质 金属无 CuC 型 氧酸盐 l2
2H＋＋2e－ ===H2↑
Cu2＋＋2e－ ===Cu
2HCl
2Cl－－2e－ 电解
增
===Cl2↑ =====H2↑ 电
总反应方程式：2NaCl＋2H2O=电==解==2NaOH＋H2↑ ＋Cl2↑。
2．电镀与电解精炼。 (1)装置。
第五页，共三十三页。
(2)电解精炼铜的电极反应。
阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、
Cu－2e－===Cu2＋；
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。
3．电冶金。
第三十页，共三十三页。
第十九页，共三十三页。
解题归纳 有关电解习题的解题步骤
1．明确电极反应规律。 (1)阴极：得电子，还原反应。 (一般)电极本身不参加反应；一定是电解质溶液中阳 离子“争”得电子。 (2)阳极：失电子，氧化反应。 若为金属(非惰性，Au、Pt 除外)电极，电极失电子； 若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争”失电子。
答案：D
第十页，共三十三页。
3．用石墨作电极，电解 1 mol·L－1 下列物质的溶液，
则电解前后溶液的 pH 保持不变的是( )
A．H2SO4
B．NaOH
C．Na2SO4
D．NaCl
解析：A、B、C 实质上是电解水，溶液浓度增大，
A 的 pH 减小，B 的 pH 增大，C 的 pH 不变；用石墨作
2H2↑＋
水
O2↑
电解 质溶 溶液 液浓 pH 度的 变化 变化
减小 增 增大 大
不变
第十五页，共三十三页。
电 无氧
解
HCl
酸
电
解 不活泼
质 金属无 CuC 型 氧酸盐 l2
2H＋＋2e－ ===H2↑
Cu2＋＋2e－ ===Cu
2HCl
2Cl－－2e－ 电解
增
===Cl2↑ =====H2↑ 电
总反应方程式：2NaCl＋2H2O=电==解==2NaOH＋H2↑ ＋Cl2↑。
2．电镀与电解精炼。 (1)装置。
第五页，共三十三页。
(2)电解精炼铜的电极反应。
阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、
Cu－2e－===Cu2＋；
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。
3．电冶金。
第三十页，共三十三页。
电化学基本概念ppt课件
i i
两相间建立平衡电势
电极（Electrode)
电极材料/电解质
Zn|Zn2+, SO42Pt|H2,H+ Fe|Fe3O4|Fe2O3|水溶液
电极（Electrode)
电极材料/电解质 •传递电荷
Zn|Zn2+,SO42-,
•氧化或还原反应
Pt|H2,H+
的地点
•“半电池”
Fe|Fe3O4|Fe2O3|水溶液
法拉弟定律的几个要点
1. 电和化学反应相互作用的定量关系 2. 不受电极、外界条件的影响 3. 适用于多个电化学装置的多个反应（串联）
e-
i
H2
Cl2
Na+
Cl-
Ag
Ag+
ei
Ag+
Ag+
H+
OH-
阴极
阳极
H+
NO3-
银阴极 银阳极
法拉弟定律的几个要点
1. 电和化学反应相互作用的定量关系 2. 不受电极、外界条件的影响 3. 适用于多个电化学装置的多个反应（串联） 4. 适用于单个电化学装置的多个反应（并联）
I
负极 e
e 正极
-2e Pb
Pb2+ PbSO4
H2O H+
SO4= SO4= H+
硫酸
+2e PbO2
Pb2+ PbSO4
铅酸蓄电池 (1860年--)
充电
(吸收电能)
负极 e
e 正极
Pb2+ PbSO4
+2e
Pb
Pb2+
H2O
PbSO4
高中化学第四章电化学基础2化学电源课件新人教版选修4
19
课件新人教版选修4
(2)酸性电解质
电极反应为：
负极： 2H2－4e－===4H＋
；
正极： O2＋4H＋＋4e－===2H2O
；
总反应：2H2＋O2===2H2O
2021/4/17
高中化学第四章电化学基础2化学电源
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课件新人教版选修4
2021/4/17
高中化学第四章电化学基础2化学电源
21
课件新人教版选修4
探究点一 燃料电池电极反应式的书写 1．燃料电池的组成 (1)电极：惰性电极。 (2)燃料：包括 H2、烃(如 CH4)、醇(如 C2H5OH)、肼(N2H4)
等。 (3)电解质：①酸性电解质溶液，如 H2SO4 溶液；②碱性电
解质溶液，如 NaOH 溶液；③熔融氧化物，如 Y2O；④熔融碳 酸盐，如 K2CO3 等。
②电极材料一般不参加化学反应，只是一个催化转化元件。 ③书写电极反应式时，要分清电解质溶液的酸碱性。在碱 性电解质溶液中，电极反应式中不能出现 H＋；在酸性电解质溶 液中，电极反应式中不能出现 OH－。
2021/4/17
高中化学第四章电化学基础2化学电源
30
课件新人教版选修4
④正、负两极的电极反应式在得失电子守恒的前提下，相 加后的电池反应必然是燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液 反应的叠加反应式，如甲烷燃料电池。
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高中化学第四章电化学基础2化学电源
22
课件新人教版选修4
2．书写燃料电池反应式的基本步骤
(1)第一步：写出电池总反应式。
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电
解质反应，则总反应为加和后的反应。
如氢氧燃料电池的总反应为 2H2＋O2===2H2O；甲烷燃料电 池(电解质溶液为 NaOH 溶液)的反应：
化学课件《电化学基础》优秀ppt8(10份打包) 人教课标版4
(2)原电池电极反应式的书写： ①一般电极反应式的书写：
②复杂电极反应式的书写
复杂电
较简单一极的
极反应式 ＝ 总反应式 － 电极反应式
如：CH4 酸性燃料电池中： 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O， 正极反应式：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O， 则：负极反应式＝总反应式－正极反应式，
阳极：阳极材料是活泼电极时阳极材料放电，否则是溶液中阴离 子放电，放电顺序是：活泼金属>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>SO24－>F－。
阴极：一般是溶液中的阳离子放电，金属活动性顺序的逆顺序。 阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋ (水)>活泼金属阳离子。
【答案】 D 【点拨】 近年来高考中对化学电源的考查趋向于以新型电池为 素材，这类试题具有取材新颖、信息陌生、情景综合等特点，侧重于 考查运用所学知识解决实际问题的能力。这类题起点很高，但落点还 是在基础知识和基本规律上，且设错通常较为明显。因此，面对新颖
的化学电源，不要因其电极材料和电极反应、电池反应陌生而感到无 所适从，依据放电、充电的基本知识和规律审题，即可化生为熟、化 难为易。
[例 4] 以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意 图如下：
下列说法不正确的是( )
A．在阴极室，发生的电极反应为：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区 H
＋浓度增大，使平衡 2CrO24－＋2H＋
Cr2O27－＋H2O 向右移动
【答案】 D 【点拨】 首先根据外接电源的正负极判断电解池的电极，其次
第十一章电化学基础-PPT精品
半反应式加合为一个配平的离子反应式。
2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl➢ 如果在半反应中反应物和产物中的氧原子数不同，可在半反应式中加H+(
酸性)或OH-(碱性)和H2O，使两侧的氧原子数和电荷数均相等。 ➢ 除了正确的配平方法外，必须熟悉该反应的基本化学事实。
2020/6/5
例：用离子-电子法配平
这类电极中氢电极特别重要。
2020/6/5
例如 (-) Pt|H2(100KPa)|H+(1.0mol·L-1)‖Cr2O72-(10mol ·L-
1),Cr3+(1.0mol·L-1), H+(1.010-2mol ·L-1)|Pt (+) 负极: H2 ⇌ 2H+ + 2e正极: Cr2O72- +14H+ +6e- ⇌ 2Cr3++7H2O 总反应:Cr2O72- + 13H2 + 8H+ = 2Cr3+ +7H2O
10HClO3 + 3P4 + 18H2O === 10HCl + 12H3PO4 ➢ 如果反应反程式两边的氧原子数相等，即证明反应反程式已配平。
再如： 3As2S3 + 28HNO3 = 6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO
2020/6/5 2MnO4- + 10Cl- + 16H+ = 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O
(3) 若出现分数，可调整为最小正整数：
2 KMnO4 +10 FeSO4 + H2SO4 = 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
高中化学 第四章 电化学基础 第四节 金属的电化学腐蚀与防护课件高中选修4化学课件
2021/12/8
A．④＞②＞①＞③ B．②＞①＞③＞④ C．④＞②＞③＞① D．③＞②＞④＞① 思路点拨：解答本题的基本思路如下： (1)根据所给装置判断是原电池还是电解池；
第二十三页，共二十七页。
2021/12/8
(2)根据金属的活动性以及电源的正、负极判断原电 池的正、负极，电解池的阴、阳极；
(1)加保护层
A．钢闸门与直流电源
负极相连
(2)牺牲阳极的阴极保护法 B．电线外面包塑料法
(3)外加电流的阴极保护法 C．普通钢制镍铬钢
(4)改变内部结构
D．轮船外壳装上锌块
答案：(1)－B (2)－D (3)－A (4)－C
2021/12/8
第十一页，共二十七页。
3．相同材质的铁在下图中的各情形下最不易被腐蚀 的是( )
水膜中含有 O2，呈极弱 酸性或中性
水膜酸 性较强
有微弱电流
第十四页，共二十七页。
负极：Fe－2e－===Fe2＋
反应式 2Fe＋ 3Cl2===2FeCl3
正极：
2H2O＋O2 ＋4e－ ===4OH－
正极：2H＋ ＋2e－ ===H2↑
联系
(1)本质相同，都是金属失去电子，被氧化 (2)两种腐蚀同时发生，电化学腐蚀更普遍、 危害更大；吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍
2021/1பைடு நூலகம்/8
第十七页，共二十七页。
解题归纳 解答此类题目主要从以下三个方面分析： (1)正确判断金属的腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀。 (2)如果是电化学腐蚀，判断出正、负极，较活泼的金 属为负极被腐蚀，较不活泼的金属为正极被保护。 (3)电化学腐蚀中根据电解质溶液的酸碱性确定腐蚀的 类型，若是酸性溶液则发生析氢腐蚀，若是中性或弱酸性 溶液则发生吸氧腐蚀。
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正极 2H+ + 2e－＝H2 反应
负极 Fe － 2e－＝Fe2+ 反应
负极(Pt)：2H2－ 4e-+ 4OH- = 4H2O 正极(Pt)：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
电极名称：
原电池
相对活泼的电极为负极 相对不活泼的电极为正极 与电源负极相连的电极为阴极
电解池
与电源正极相连的电极为阳极
―负极出电子，电子回正极” 定向移动方向：电子、离子
必发生 失电子 的 氧化反应 原电池
电 极 反 应
溶液 的浓 度
阳极: M－ne－ ＝ Mn+ 阴极: Mn+ + ne－ ＝ M
改变
基本不变
一、原电池原理的应用
化学电池： 1.普通锌锰电池 2.碱性锌锰电池 3.铅蓄电池 4.燃料电池 一次电池 二次电池
介质 电池反应： 2H2 +O2 = 2H2O
酸性
负极
正极
2H2 － 4e－＝ 4H＋ O2 + 4H＋ + 4e－ ＝ 4H2O 2H2 + 4OH－ － 4e－ ＝ 4H2O O2 + 2H2O + 4e－＝ 4OH－
①活动性不同两电极 ②自发的氧化还原反应 ③电解质溶液（有选择性） ④两电极必须插入电解质溶液中 （或两电极相靠）形成闭合回路 负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属(或能导电 的非金属等) ①两电极接直流电源（两电极活 动性可相同，也可不同） ②电解质溶液或者熔融电解质 ③两电极必须插入电解质溶液中 形成闭合回路
形成 条件 电极名称 电极判断
阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连
阳极：发生氧化反应（电极或溶 液中的阴离子移向阳极失电子） 阴极：发生还原反应（溶液中的 阳离子移向阴极失电子） 负极 阴极 ； 阳极 正极
负极（内电路为阳极）： 电极反应 发生氧化反应（失电子） 正极（内电路为阴极）： 得失电子 发生还原反应（溶液中的阳离 子移向正极得电子） 电子流向
负极
碱性
正极
1.普通干电池总反应： Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl ＝ 2MnOOH + ZnCl2 + 2NH3 负极(Zn)：Zn – 2e－ ＝ Zn2+ 正极(MnO2和C)： 2MnO2 + 2NH4+ + 2e－ ＝ 2MnOOH + 2NH3 表示方法： (–)Zn│NH4Cl + ZnCl2│MnO2，C(+)
燃料电池——氢氧燃料电池
(－) Pt│H2│H+│O2│Pt (+) 电池总反应：2H2 + O2 = 2H2O 负极(Pt)：2H2 － 4e- = 4H+ 正极(Pt)：O2+ 4H+ + 4e- = 2H2O (－) Pt│H2│OH-│O2│Pt (+)
电池总反应：2H2 + O2= 2H2O
必发生 得电子 的 还原反应
电解池
必发生 失电子 的 氧化反应
思考：写出下列原电池的电极反应式。
Al Cu 浓硝酸 A B Al Mg
氢氧化 钠溶液
A
负极：Cu－2e－ ＝ Cu2+
正极：4H+ + 2NO3－ + 2e－ ＝ 2H2O + 2NO2
负极：2Al + 8OH－－6e－ ＝ 2AlO2－ + 4H2O 正极： 6H2O + 6e－ ＝ 6OH－ + 3H2
电解池
还原反应: 2H + +2e - = H2↑ 氧化反应:
负极
Zn
阳极
（内电路）
e
e
H + OH– SO4 2 –
正极
Cu
阴极
（内电路）
C 阴极
+ － e 电源
H + OH– SO4 2 –
4OH– + 4e - = O2↑+2H2O
e C 阳极
H2SO4溶液
H2SO4溶液
原电池
定义
电解池
化学能转变成电能的装置。 将电能转变成化学能的装置。
河北省宣化县第一中学 栾春武
一、原电池、电解池原理
1.原电池：通过自发氧化还原反应把化学能转化为电能。 2.电解：连接电源，使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发 生非自发氧化还原反应，从而把电能转化为化学能。 原电池
氧化反应: Zn-2e- = Zn2+ 还原反应: 2H++2e - = H2↑
B
思考：写出下列原电池的电极反应式。
Fe C Fe C
稀盐酸
A B
氯化钠 溶液
A
负极：Fe－2e－ ＝ Fe2+ 正极：2H+ + 2e－ ＝ H2 负极：Fe－2e－ ＝ Fe2+ 正极： 2H2O + O2+ 4e－＝ 4OH－
B
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
析氢腐蚀 条件 水膜酸性较强 吸氧腐蚀 水膜呈弱酸性或中性 2H2O + O2 + 4e－＝4OH－
负极
正极
池 型 装 置 特 征
电解池
（应用电解原理）
电镀池
铜的精炼池
（应用电解原理）
阳极: 镀层金属(M) 阳极、阴极 阴极： 镀件 和电解质溶液 电镀液：含镀层金属 离子(Mn+)
阳极: 氧化反应， 失电子，化合价 升高 阴极:还原反应， 得电子，化合价 降低
阳极: 粗铜(含Zn、Fe、 Ni、Ag、Pt、Au等 ) 阴极: 精铜 电解液: CuSO4溶液 阳极:Cu－2e－＝ Cu2+ （Zn－2e－ ＝ Zn2+ Fe－2e－ ＝ Fe2+等） 阴极:Cu2++2e－＝ Cu （Ag、Pt、Au成为 “阳极泥” ） 基本不变
2. 碱性锌锰电池总反应： Zn + 2MnO2+ 2H2O = 2MnOOH + Zn(OH)2
负极(Zn)： Zn + 2OH- －2e- ＝ Zn(OH)2 正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e-＝2MnOOH+2OH-
表示方法：(－) Zn│KOH│MnO2 (+)
放电过程总反应： Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) = 2PbSO4(s)+2H2O(l) 充电过程总反应： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) ①放电过程 负极：氧化反应 Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s) 正极：还原反应 PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4 (s) +2H2O(l) ②充电过程 阴极(接电源负极)：还原反应 PbSO4(s)+2e- = Pb(s)+SO42-(aq) 阳极(接电源正极)：氧化反应 2PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)