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第四章 化学反应与电能
总复习
一、导入新课
原电池 电解池 一个概念 将化学能转变为电能的装置 将电能转变为化学能的装置 两个电极 负极 较活泼金属—失电子—发生氧化反应 阳极 与电源正极相连—失电子—发生氧化反应
正极 不活泼金属或非金属—得电子—发生还原反应 阴极 与电源负极相连—得电子—发生还原反应
三个流向 电子 负极→外电路→正极 阳极→外电路→阴极 电流 正极→外电路→负极 阴极→外电路→阳极 离子 阳离子→正极，阴离子→负极 阳离子→阴极，阴离子→阳极 四个条件 ①活动性不同的两个电极 ②电解质溶液 ③闭合电路 ④能自发进行的氧化还原反应 ①两个电极 ②电解质溶液 ③闭合电路 ④外加直流电源 相同点 氧化还原反应 自发进行
非自发进行
一、导入新课
特别提示：原电池、电解池、电镀池判定规律
（1）若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判断。主要思路是“三看”：
先看电极：两极为导体且活泼性不同；
再看溶液：两极插入电解质溶液中；
后看回路：形成闭合回路或两极接触。
（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其余情况为电解池。
二、讲授新课
例1(双选)在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是(　　)
A．原电池正极和电解池阳极所发生的反应
B．原电池正极和电解池阴极所发生的反应
C．原电池负极和电解池阳极所发生的反应
D．原电池负极和电解池阴极所发生的反应
解析：原电池的负极和电解池的阳极发生的是氧化反应，原电池的正极和电解池的阴极发生的是还原反应。
答案：BC
二、讲授新课
当堂检测一
某同学为了使反应2HCl＋2Ag===2AgCl↓＋H2↑能进行，设计了下列四个装置，如下图所示，你认为可行的方案是(　　)
C
二、电极方程式的书写
1.碱性锌锰干电池
电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
负极反应：
正极反应：
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
二、电极方程式的书写
2.纽扣电池
银锌电池
负极反应：
正极反应：
总反应：
Zn+ 2OH- -2e- =Zn(OH)2
Ag2O +H2O +2e- =2Ag +2OH-
Ag2O + Zn+H2O =Zn(OH)2 + 2Ag
二、电极方程式的书写
3.锂电池
锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：
总式：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S
负极：
正极：
8Li-8e-=8Li+
3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S
二、电极方程式的书写
(1)放电过程总反应：
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
Pb + SO42- -2e- =PbSO4
正极：
PbO2 + 4H+ +SO42-+2e- =PbSO4 +2H2O
负极：
4.铅蓄电池
二、电极方程式的书写
(2)充电过程总反应：
阳极：
阴极：
2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4
PbSO4 +2e- =Pb + SO42-
PbSO4 +2H2O-2e- = PbO2 + 4H+ + SO42-
还原反应
氧化反应
Pb+PbO2+2H2SO4
铅蓄电池的充放电过程：
放电
2PbSO4+2H2O
充电
二、电极方程式的书写
负极反应：
正极反应：
总反应式：
5.氢氧燃料电池
2H2 -4e- =4H+
O2+4H+ +4e- =2H2O
(1)酸性介质
O2+2H2 =2H2O
二、电极方程式的书写
负极反应：
正极反应：
总反应式：
O2+2H2 =2H2O
2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
(2)碱性介质
5.氢氧燃料电池
二、电极方程式的书写
负极反应：
正极反应：
总反应式：
O2+2H2 =2H2O
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
2H2 -4e- =4H+
(3)中性介质
5.氢氧燃料电池
二、电极方程式的书写
原电池电极反应方程式的书写方法：
(1)明确正、负极；
(2)根据电极反应类型确定在电极上发生反应的物质；
(3)结合电解液的成分利用“三个守恒”(电子守恒、电荷守恒、原子守恒)写出(凑出)电极反应方程式。
方法归纳
三、有关电化学的计算
1.原电池和电解池的计算常涉及的问题
(1)两极产物的定量计算；
(2)溶液pH的计算{pH＝－lg(H＋)}；
(3)相对原子质量的计算和阿伏加德罗常数的值的测定；
(4)根据转移电子的量求产物的量或根据产物的量求转移电子的量。
三、有关电化学的计算
2．常用的三种方法
(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等；
(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算；
(3)根据关系式计算：由得失电子守恒关系找到已知量与未知量之间的桥梁，得出计算所需的关系式。
三、有关电化学的计算
3．步骤
(1)根据现象或其他条件(如果是电解池，可以根据与电源正负极的连接情况)，准确判定电极上发生氧化还原反应的类型和电极名称；
(2)准确写出电极反应式；
(3)根据题目所给条件和所要求解的问题，使用上述合适的方法建立等量关系求解。
三、有关电化学的计算
【例2】用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数为(　　)
A．0.1 mol　　 　B．0.2 mol
C．0.3 mol D．0.4 mol
D
三、有关电化学的计算
当堂检测二
用两支惰性电极插入500 mL的AgNO3溶液中，通电电解。当电解质溶液的pH由6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，则电极上析出银的质量是(　　)
A．27 mg　　 　B．54 mg
C．108 mg D．216 mg
B
四、关于电解问题的解题步骤
1．明确电极反应规律
(1)阴极：得电子，还原反应。
①(一般)电极本身不参加反应；
②电解质溶液中阳离子“争”得电子。
(2)阳极：失电子，氧化反应。
①若为金属(非惰性，Au、Pt除外)电极，电极失电子；
②若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争”失电子。
四、关于电解问题的解题步骤
2．准确判断离子放电顺序
离子的放电顺序主要取决于离子本身性质，还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。
（1）阳离子放电顺序
（水溶液中只考虑此部分）
（浓度很大时排在前）
（只在熔化状态下放电）
上述顺序表明在金属活动性顺序中，越活泼的金属，其阳离子越难得电子，但Fe3＋氧化性较强，排在Cu2＋之前。
四、关于电解问题的解题步骤
（2）阴离子放电顺序
（水溶液中只考虑此部分）
若电极材料是活泼金属，因金属失电子能力强，阳极反应则是电极材料本身失电子被氧化，而不是阴离子放电。
四、关于电解问题的解题步骤
3．分析电解问题的基本思路
(1)通电前，电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H＋和OH－)。
(2)通电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电。
(3)写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、 pH的变化等。
四、关于电解问题的解题步骤
4．判断电解后溶液pH变化的方法
根据原溶液的酸碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化作出正确的判断，其方法如下：
(1)若电极产物只有H2而无O2，则pH变大。
(2)若电极产物只有O2而无H2，则pH变小。
(3)若电极产物既有O2又有H2，原溶液呈酸性则pH变小，原溶液呈碱性则pH变大，原溶液呈中性则pH不变。
四、关于电解问题的解题步骤
【例3】用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，下列符合题意的一组是(　　)
组号 X Y Z W
A C Fe NaCl H2O
B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液
C C C H2SO4 H2O
D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体
C
四、关于电解问题的解题步骤
当堂检测三
用惰性电极电解CuSO4溶液，当Cu2＋浓度下降至一半时停止通电，要想使CuSO4溶液恢复原浓度，应加入的物质是(　　)
A．CuSO4　　　　 B．CuO
C．Cu(OH)2 D．CuSO4·5H2O
B
五、课堂小结
第四章 电化学基础
一 、原电池、电解池的知识比较
二 、电极方程式的书写
三、有关电化学的计算
四、关于电解问题的解题步骤
再 见

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