化學：電化學基礎(chǔ)

第四章電化學基礎(chǔ)

原電池原理電化學：指研究化學能與電能之間相互轉(zhuǎn)換的裝置、過程和效率的科學。過程及裝置分按電化學反應(yīng)2.借助電流而發(fā)生反應(yīng)及裝置(如:電解池)｛1.產(chǎn)生電流的化學反應(yīng)及裝置(如:原電池等)1、原電池的定義：2、原電池反應(yīng)的本質(zhì)：3、構(gòu)成原電池的條件：將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。氧化還原反應(yīng)①兩個活動性不同的金屬（或其中一種為非金屬，即作導體用）作電極。②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路④在這種電解質(zhì)溶液中能自發(fā)地進行氧化還原反應(yīng)CuZn

稀硫酸---Zn2+H+H+燈泡Zn－2e-=Zn2+負極正極2H++2e-=H2↑總反應(yīng)式:Zn+2H+=Zn2++H2↑負正氧化反應(yīng)還原反應(yīng)現(xiàn)象：鋅棒溶解，銅棒上有氣泡原電池工作原理CuZn---Zn2+H+H+負極正極陽離子陰離子正極負極SO42-原電池工作原理Ae-4、原電池反應(yīng)原理①粒子流向電子：負極→正極電流：正極→負極溶液中陰離子→負極溶液中陽離子→正極②電極反應(yīng)負極：氧化反應(yīng)活潑金屬失電子變陽離子正極：還原反應(yīng)溶液中離子得電子總反應(yīng)：負極金屬與電解質(zhì)溶液的離子反應(yīng)5、原電池的正負極的判斷方法微觀判斷（根據(jù)電子流動方向）電子流出的極電子流入的極——負極——正極較活潑的電極材料較不活潑的電極材料質(zhì)量增加的電極工作后質(zhì)量減少的電極——負極——正極——正極——負極工作后，有氣泡冒出的電極為正極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極宏觀判斷：①根據(jù)電極材料②根據(jù)原電池電極發(fā)生的反應(yīng)③根據(jù)電極質(zhì)量的變化④根據(jù)電極有氣泡冒出：——負極——正極ABCDEFMN下列哪幾個裝置能形成原電池？OVXVVXXXVV思考與練習CuSO4溶液思考：如何才能得到持續(xù)穩(wěn)定的電流？分析：由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，銅在鋅片表面析出，鋅表面也構(gòu)成了原電池，進一步加速銅在鋅表面析出，致使向外輸出的電流強度減弱。當鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構(gòu)成原電池，也就沒有電流產(chǎn)生。對鋅銅原電池工作原理的進一步探究/hxsupload/2005928221233853.swf導線在原般有實訪驗基欣礎(chǔ)上拆進行這改進桐，設(shè)鐮計成軟一個蔑能產(chǎn)萍生持轟續(xù)穩(wěn)意定電粥流的潛原電蠢池。實驗蹲探究鋅銅退原電拋池裝愧置示說意圖由兩肯個半薦電池甲組成拍，鋅和鋅悅鹽組域成鋅呆半電規(guī)池，逃銅和銅鹽另組成前銅半山電池敘；每來個半電池裙中的懼電極咱與電慚解質(zhì)宿溶液互不上反應(yīng)資，中屢間通舒過鹽識橋連柜接形成榴閉合棋回路慮。裝置嚷特點管：鹽橋墨的作捏用：（1）是話離子巖通道肅，與嫁外電笨路的幅電子紫通道斧相銜直接；油（2）是銹離子竊庫，礎(chǔ)為保貧持溶系液電獲中性磨，氧煙化作版用產(chǎn)計生的Zn2+需要濟陰離援子來庭補充喂，Cu2+發(fā)生命還原白反應(yīng)串，需餓要陽慮離子址來補付充；律而作鏡為KC燦l飽和稼溶液致鹽橋攏有足蜓夠的夾離子嶄供給差，所肺以是壓離子賣庫。鹽橋靜制法感：將熱仗的瓊除膠溶拖液倒張入U形管裕中(注意嚼不要錦產(chǎn)生屆裂隙)，將輸冷卻禮后的U形管經(jīng)浸泡滔在KC減l或NH4NO3的飽耗和溶謠液中嘗即可朱。負極敞反應(yīng)電：Zn獲-2e-=敲Zn2+正極輸反應(yīng)話：Cu2++2逐e-=將Cu電池門總反乳應(yīng)：Zn侍+C云u2+=肥Zn2++C稍u鋅半調(diào)電池銅半回電池氧化循反應(yīng)Zn喂-2督e-=Z這n2+銅鋅原電鳳池電解耐質(zhì)溶亦液鹽橋失e-，沿導他線傳的遞，取有電牙流產(chǎn)段生還原擊反應(yīng)Cu2++2毯e-=C校u陰離植子陽離我子負極正極陽離位子銅鋅稼雙液尊原救電址池炊原號理外電凱路內(nèi)電帆路Zn+Cu2+=Zn2++Cu2e-電極處反應(yīng)拔總式鉆：化學能電能氧化獨還原良反應(yīng)原電勺池反拖應(yīng)本妹質(zhì)：①活塞潑性睛不同龍的滴兩種挖金屬標。如鋅千銅原彈電池漁，鋅鹽作負胃極，表銅作榮正極②金甜屬和爐非金讓屬。如鋅糟錳干仰電池忽，鋅塑作負線極，柔石墨候棒作杏正極③金委屬和畏化合擁物。如鉛武蓄電約池，賭鉛塊就作負欺極，Pb衰O2作正書極④惰果性電扛極。如氫托氧燃舞料電涉池中簽，兩匠根電差極均水可用Pt（2）電亡池的文電極憤材料積必須寬能導滲電（1）電孔解質(zhì)淚溶液君一般勝要能突夠與途負極返發(fā)生訂反應(yīng)放。但主若是何兩個芳半反錦應(yīng)分膽別在峽兩個校燒杯吹中進吼行，免則左潛右兩利個燒暢杯中選的電四解質(zhì)激溶液吹應(yīng)每與電飯極材感料具劍有相脈同的速陽離叢子。6、原蘋電池問的設(shè)建計1.根據(jù)調(diào)上述利原理,為獲箭得較宅長時捎間的潔穩(wěn)定爸電流,如何狡將必北修2中由智“Zn筐-稀H2SO4-C坑u”組成慎的原采電池繳（如堂左下談圖）抗進行生簡單拳改裝堪？課堂初練習拋（上述錫原理妄的應(yīng)慚用）ZnSO4H2SO4AZnCuCuZnH2SO4A練習鈴：利用Fe閉+渴C派u2+=F題e2++C鍬u設(shè)計首一個醫(yī)原電紐奉池，王畫出杯示意些圖，峽寫出額電極牛反應(yīng)宅。負極：Fe綿–鄉(xiāng)豐2警e-=F奪e2+正極把：Cu2++2盼e-=C辟uCuFeCu產(chǎn)SO4Fe羞SO4FeCuCuSO4請根據(jù)蘇氧化武還原宅反應(yīng):Cu沾+幸2灘Fe3+=厭Cu2++喚2F美e2+設(shè)計客成原扮電池貪。你有壘哪些退可行高方案?CuCu–毀2e-=母Cu2+比Cu不活徑潑的教金屬獸或石吧墨2F毛e3++音2e-=魔2F綠e2+Fe2(S胸O4)3、Fe佛Cl3等負極增：正極務(wù)：電解振質(zhì)溶嶺液：練一鼓練若是射采用兼燒杯脹和鹽盞橋裝疫置圖本，采熄用的襪電解捐質(zhì)溶崇液又率是什能么？2.(0智7年海膜南高渡考）絹依據(jù)筑氧化討還原互反應(yīng)化：2A省g+(a煤q)跨+Cu延(s)冤==拖C潤u2+(a辮q)伯+漸2歌Ag構(gòu)(s督)設(shè)計榜的原勉電池欲如圖小所示封，請回牲答下坦列問彎題：（1）電懷極X的材粥是；電解追質(zhì)溶煮液Y是；（2）銀善電極杰為電寧池的極，發(fā)生鼓的電魯極反甜應(yīng)為；X電極寫上發(fā)煤生的雄電極夠反應(yīng)興為；（3）外業(yè)電路叉中的扔電子孔是從電極流向電極練。CuAg件NO3正XAg3.（09年福只建理歌綜）徹控制可適合隆的條粱件，顆將反尼應(yīng)2F反e3++2慮I-?2F涌e2++I2設(shè)計蘿成如踢右圖塊所示釋的原敬電池差。下進列判忌斷不正匪確的是A.反應(yīng)票開始派時，像乙中更石墨堆電極誓上發(fā)火生氧貿(mào)化反塞應(yīng)B.反應(yīng)攪開始臥時，劉甲中簽石墨坐電極聾上Fe3+被還疫原C.電流挖計讀鑼數(shù)為挖零時宏，反羅應(yīng)達惹到化疾學平塌衡狀壁態(tài)D.電流輩計讀翁數(shù)為練零后波，在勁甲中掀溶入Fe雁Cl2固體字，乙轉(zhuǎn)中石步墨電就極為富負極D7、原命電池綿的表臭示方頁法：(-捷)圣Zn艷|Z芽n2+(C1)處‖Cu2+(C2)|醒Cu欠(沫+)“|漫”表示憐液-固相僵有一鮮界面所；“‖”表示偏鹽橋濃。在有價氣體率參加使的電捎池中訊還要佳表明律氣體繞的壓阿力，循溶液坦要表衛(wèi)明濃計度。(1牙)比較詢金屬移活動再性強糖弱。：例1下列刊敘述銳中，隙可以脹說明妙金屬羨甲比討乙活柏潑性嗎強的差是（裂）A.甲和閣乙用播導線粱連接陪插入杯稀鹽婦酸溶網(wǎng)液中邀，乙定溶解，應(yīng)甲上閣有H2氣放蘭出；B.在氧藥化–還原院反應(yīng)猴中，煤甲比痰乙失沸去的承電子奪多；C.將甲嘆乙作篇電極堤組成坊原電山池時口甲是林負極箏；D.同價假態(tài)的姜陽離追子，浙甲比椒乙的經(jīng)氧化尋性強倉；C8、原斤電池尿原理余應(yīng)用(2慌)比較憲反應(yīng)崇速率絕快慢例2：下列液制氫貝氣的招反應(yīng)產(chǎn)速率屠最快姥的是（僻）A.純鋅慎和1m提ol山/L硫酸獸；B.純鋅碑和18耐m冰ol凝/L硫酸潑；C.粗鋅蠟和1m脅ol追/L鹽酸峽；D.粗鋅陶和1m察ol刪/L硫酸通的反顫應(yīng)中削加入廚幾滴Cu癢SO4溶液床。D(3孕)比較晶金屬弟腐蝕煌的快種慢例3：下列便各情動況，僚在其顯中Fe片腐筑蝕由快到慢的順寒序是(5鈔)(2開)(1混)(3干)(4積)(2膠)(1按)(3間)例4腦：下列將裝置懶中四脹塊相號同的Zn片，央放置漂一段開時間掛后腐帶蝕速率由糕慢到冊快的淘順序武是(4柳)(2手)(1猛)(3側(cè))(4優(yōu))判斷妙溶液pH值變掠化例5：在Cu防-Z椅n原電摔池中匹，20姥0m看LH2SO4溶液捐的濃映度為0.嶺12銷5m趕ol火/L產(chǎn),若工終作一詢段時拿間后捆，從結(jié)裝置糕中共抬收集桿到0.漢16昏8L升氣盞體，堅則流選過導袖線的蠢電子仙為——蔬——筍m桃ol脅,溶液帖的pH值為__患__軟__抬__慚_？（以溶液余體積寧變化革忽略珠不計葵）0.拍2解得久：y＝0婚.0椅15舍(侍mo階l)x＝0太.0機15壯(簽mo響l)＝＝3浮.7斷5×淘1飾0﹣攪4(m哲ol塊/L土)∴p叉H歐＝-沈lg展3.程75奇×絹10－4＝4賽-鳴lg脖3.被75－0米.0繡15根據(jù)秋電極琴反應(yīng)因：正極西：負極疫：Zn蠅－2姨e-＝Z軌n2+2H++2栽e-＝H2↑得：2標2曉22旗.4xy0.淋16組8解：0.躬2×券0.熄12膝5×幻玉2c(H+)余∴2H+——2e著——雁H2↑3.遍40.繳01段5＝4閑-社0.盲6＝3.殖4(5將)原電歸池原恢理的繼綜合擾應(yīng)用例6：市欲場上宵出售相的“徒熱敷柔袋”我