化學(xué)選修4第四章電化學(xué)基礎(chǔ)全章總結(jié)

224第四章電學(xué)基礎(chǔ)全章結(jié)[學(xué)目標定位1.判斷原電池的正、負極2.會正確書寫原電池的電極反應(yīng)式會正確區(qū)分判斷原電池和電解池4.知電解的規(guī)律及其應(yīng)用。一圖解原電池正、負極的判斷方法原電池中電極的判斷角度如下所示：特別提示)()【例】甲乙兩位學(xué)生想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動性順序，兩人均使用鎂片與鋁片作電極同將電極放入mol·LH溶中學(xué)電放入mol·L的NaOH溶液中，如下圖所示。如果甲、乙同學(xué)均認為若構(gòu)成原電池的電極材料都是金屬，則構(gòu)成負極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑，則甲會判斷出________的活動性更強，而乙會判斷出________的活動性更強。(填元素符號)由此實驗，可得到哪些正確的結(jié)論________(字母。利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動性順序時應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強該實驗說明金屬活動性順序表已過時，已沒有實用價值)4224)4224444322該驗說明化學(xué)研究的對象復(fù)，反應(yīng)受條件影響較大，因此應(yīng)具體問題具體分析上實也反過來證明了“直接利用金屬活動性順序表判斷原電池的正、負極”的做法填“可靠”或“不可靠)。如不可靠，請你提出另一判斷原電池正、負極的可行的實驗方案：如靠，此空可不)解析NaOH“”()答案Al(2)AD不靠

將兩種金屬連上電流表后插入電解質(zhì)溶液中，構(gòu)成原電池，利用電流表測定電流的方向，從而判斷電子的流動方向，由此確定原電池的正、負極二原電池電極反應(yīng)式的書寫規(guī)律和方法根據(jù)裝書寫電極反應(yīng)式先分析題目給定的圖示裝置，確定原電池正、負極上的反應(yīng)物，并標出相同數(shù)目電子的得失。負極反應(yīng)式的書寫常見電池鋅錳干電池

負極反應(yīng)特點①負極(本身失去電子生成陽離(2

負極反應(yīng)式書寫方法直接寫出負極反應(yīng)式：(Zn-C-NHCl)鉛蓄電池(Pb-PbOSO)

②生成的陽離子不與電解質(zhì)溶液成分反應(yīng)①負極(Pb)身失去電子生成陽離子2)②生成的陽離子)與電解質(zhì)溶成(2反應(yīng)

)

Zn－2將①和②進行疊加Pb－2e＋SO2甲烷燃料電池

①負極本身不反應(yīng)，燃料失去電子被氧化②燃料反應(yīng)產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液成分有些能反應(yīng)

將①和②進行疊加：－8e＋10OH2＋正極反應(yīng)式的書寫①首先判斷在正極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)負極材料與電解質(zhì)溶液能自發(fā)的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)是電解質(zhì)溶液中的某種微粒極材料與電解質(zhì)溶液不能自發(fā)的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，在正極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是溶解在電解質(zhì)溶液中的。2222222222222222222然后再根據(jù)具體情況寫出正極反應(yīng)式寫時也要考慮正極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的問題，若參與反應(yīng)也要書寫疊加式。燃料電池的正極反應(yīng)式電解質(zhì)是堿性或中性溶液＋O，電解質(zhì)是酸性溶液：O＋＋4e===2HO。正、負電極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式。根據(jù)總應(yīng)式書寫電極反應(yīng)式如果題目給定的是總反應(yīng)式，可分析此反應(yīng)中的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)(即分析有關(guān)元素的化合價變化情況，再選擇一個簡單變化情況寫電極反應(yīng)式，另一的電極反應(yīng)式可直接寫或?qū)⒏鞣磻?yīng)式看作數(shù)學(xué)中的代數(shù)式，用總反應(yīng)式減去已寫出的電極反應(yīng)式即得結(jié)果。以2HO===2HO為，當(dāng)電解質(zhì)溶液為KOH溶時的電極反應(yīng)式的書寫步驟如下：根據(jù)總反應(yīng)方程式分析有關(guān)元素化合價的變化情況，確定失4mol電，初步確定負極反應(yīng)式為2H===4H

。根據(jù)電解質(zhì)溶液為堿性，與H不大量共，反應(yīng)生成水出OH應(yīng)入負極反應(yīng)式中，故負極反應(yīng)式為2H＋4OH－4e===4H。用總反應(yīng)式＋O===2HO減負極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式＋＋

?？沙潆姵仉姌O反應(yīng)式的書寫在書寫可充電電池電極反應(yīng)式時，要明確電池和電極，放電為原電池，充電為電解池。原電池的負極發(fā)生氧化反應(yīng)，對應(yīng)元素化合價升高。原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，對應(yīng)元素化合價降低?！纠繗淙剂想姵氐墓ぷ髟砣缦聢D所示。通常氫氧燃料電池有酸式(當(dāng)解質(zhì)溶液為硫酸時和堿式當(dāng)電解質(zhì)溶液為或時兩種。試回答下列問題：酸式電池的電極反應(yīng)：負極：，正極：；電池總反應(yīng)；電解質(zhì)溶液的pH________(填“變大”、“變小”或“不變。2222222222222222222222222堿式電池的電極反應(yīng)：負極：，正極：；電池總反應(yīng)；電解質(zhì)溶液的pH________(填“變大”、“變小”或“不變。解析(2OH＋H

H

2

HH

OO2

O

2

H

OOH

2

H

H

HO(OH)答案(1)2H－===4HO＋＋4H===2HO＋O===2H變－4e＋===4HO＋＋O===4OH2H＋O===2H變理解感悟pH原電池電解池的比較裝置類別

三原電池和電解池的比較與判斷原電池

電解池原理裝置特點

使氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移做定向移動，從而形成電流將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能

使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能實例電極名稱

負極

正極

陰極

陽極222反應(yīng)類型

氧化反應(yīng)

還原反應(yīng)

還原反應(yīng)

氧化反應(yīng)反應(yīng)特征電極判斷電子流向離子移動

自發(fā)的氧化還原反應(yīng)(主動)由電極本身決定正極：流入電子負極：流出電子負極→外電路→正極陽離子向正極移動陰離子向負極移動

借助電流(動由外電源決定陽極：連電源正極陰極：連電源負極電解池陽極→電源正極→電源負極→電解池陰極陽離子向陰極移動陰離子向陽極移動原電池電解池的判斷先分析有無外接電源外電源的可能為原電池用原電池的構(gòu)成條件判斷確定。有接源的為電解池。其中，當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同時，則為電鍍池；其余情況為電解池?！纠扛铝兴姆N電化學(xué)裝置圖，回答下列問題：裝置名稱：A________B________，C________D________裝置A中Fe是______，Zn_____極；裝置D中Fe是_極，C是_____。寫出各電極反應(yīng)式：裝置

氧化反應(yīng)

還原反應(yīng)裝置、相較，其反應(yīng)率的大小關(guān)系。答案

(1)電鍍池電池

原電池

原電池

(2)陰陽負

正

(3)A：－2e2

＋2e===Zn：－2e===Fe＋2e===HCFe2e===Fe＋

===HD：－2e

O＋O4e(4)B>C四電解規(guī)律及其應(yīng)用電解池電極反應(yīng)式的書寫規(guī)律2電解2222224222422電解池中電極反應(yīng)式的書寫關(guān)鍵是掌握離子的放電順序。陰極與電源負極相連電發(fā)生還原反規(guī)律有兩個是電極本身不參加反應(yīng)；二是電解質(zhì)溶液中氧化性強的陽離子先得電子，如

>Cu>Pb2>Sn2

>Zn2

，要注意金屬活動性順序表中Al及Al前面的金屬離子在溶液中不放電。陽極與電源正極相連，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。其規(guī)律有兩個：一是若陽極為非惰性電極除、Au之的金屬作電極，電極本身失去電子被氧化，電解質(zhì)溶液中的陰離子不參與電極反應(yīng)二是若陽極為惰性(或金屬作電極電質(zhì)溶液中還原性強的陰離子失去電子被氧化，如S2>I>Cl>OH含酸根。特別注意：書寫電解池中電極反應(yīng)式時，要以實際放電的離子表示，但書寫總電解反應(yīng)方程式時，弱電解質(zhì)要寫成分子式。如用惰性電極電解溶，極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為4OH－4e===2HO＋↑，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為＋2e===H↑總應(yīng)式表示為O=====↑＋O↑用惰性極電解酸、堿、鹽溶液的規(guī)律類型電解水型

物質(zhì)類型①強堿(NaOH)②含氧酸()

電解物質(zhì)水

電解質(zhì)溶液濃度增大

增大減小

使電解質(zhì)溶液復(fù)原加水③活潑金屬含氧酸鹽Na)

不變電解質(zhì)型放生堿型放O生酸型

④無氧酸(⑤不活潑金屬無氧酸(CuCl)活潑金屬無氧酸不活潑金屬含氧酸鹽CuSO)

電解質(zhì)電解質(zhì)和水電解質(zhì)和水

減小生成新電解質(zhì)生成新電解質(zhì)

增大增大減小

加電解質(zhì)本身加相應(yīng)的無氧酸加相應(yīng)的氧化物電解原的應(yīng)用氯堿工業(yè)解飽和食鹽水制取NaOH和H以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品。電鍍?nèi)鐖D所鐵片上鍍銀：42電解2電解23244242電解2電解232442待鍍金屬制品作陰極，鍍層金屬作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。電解精煉銅如圖所示：用純銅板作陰極，粗銅板(含、Fe、Ni、、Au等質(zhì))作陽極，溶或CuCl溶液作電解液。電冶金2NaCl(熔融=====＋↑O(熔融)↑【例4下是一個用鉑絲作電極電解MgSO溶的裝置，電解液中加有中性紅色指示劑，此時溶液呈紅色。(指示劑的色范圍：～，性紅，堿性黃色)回答下列問題：下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的______________(填編號。①A極近溶液由紅變黃B極近溶液由紅變黃③A極近溶液不變色④B極近溶液不變色寫出A極生反應(yīng)的反應(yīng)式________________________________________________________________________。寫出極生反應(yīng)的反應(yīng)式________________________________________________________________________。電解一段時間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象____________解析A)H

H

2

(OH)22422422242242222222422電解222A(B)O

c(H

)HMg(OH)HSO答案(1)④＋2e===H↑(或2HO＋H↑)、2＋===Mg(OH)↓(3)4OH－===2H＋O↑(或O4e===4H＋O↑)溶液呈紅色，白色沉淀溶(或大部分溶解理解感悟MgSONaSOMgCl2

NaCl—MgClMg2

2

O=====Mg(OH)↓H↑Cl↑KINaCl