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第十二单元电化学学案
学习目标: 1、理解原电池原理。初步了解化学电源。
2、了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐方法。
3、理解电解原理。了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理。
复习重点： 1、原电池、电解池工作原理及有关计算。
2、熟记金属活动顺序表和离子放电顺序。
知识要点
一、原电池、电解池、电镀池的比较
原电池 电解池 电镀池
定义 把___ _转变成 装置 把___ _转变成 装置 应用 在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。
形成条件 ①活动性 两电极② ③形成 ①两电极接 ②电极插人 ③形成 ①镀层金属接电源 ，待镀金属接电源 ②电镀液须含有
电极名称 极：较活泼金属； 极：较不活泼金属(或能导电的非金属等) 极：电源 相连 极：电源 相连 极： 极：
电极反应 极： 反应 极： 反应 极： 反应 极： 反应 极： 反应 极： 反应
1、定向移动的方向： “ 极出电子，电子回 极”
原电池 电解池
2、电极反应：反应有先后，强的先反应
原电池 负极：____电子的___ _反应
正极：____电子的____ 反应
电解池 阳极：____电子的____ 反应
阴极：____电子的____ 反应
3、粒子的放电顺序:
阳离子 ：与金属活动顺序相反。即
K +、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+ 、 Zn2+ 、 Fe2+
Sn2+ 、Pb2+ (H+) Cu2+ 、Fe3+ 、 Hg2+ 、 Ag+.
得e-能力依次
阴离子 ：除Au Pt外的金属做电极放电能力﹥阴离子。即：
K 、Ca 、 Na… Cu 、 Hg 、 Ag ﹥S2－、I－ 、
Br－、 Cl－、OH－、含氧酸根 F-
失e 能力依次
4、原电池应用 ：掌握常用电池的电极反应和电池总反应式书写
1） 锌-锰干电池 负极（锌筒） ：
正极（石墨） ： 2NH4+ +2e-= 2NH3↑+ 2H2↑
2NH4++2MnO2 + 2e—=2NH3↑+Mn2O3+H2O
总反应：Zn+2NH4+=Zn 2++2NH3↑+2H2↑
Zn+2NH4++2MnO2= Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O
2）铅蓄电池
负极Pb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4 正极PbO2：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O
总反应：
3）银-锌电池
负极：Zn+ 2OH- +2e- =ZnO+H2O 正极：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH-
总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag
钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为ZnO
4）燃料电池
氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。
负极H2：2H2+4OH- -4e- =4H2O 正极O2：O2+2H2O +4e- =4OH-
总反应： O2+2H2 =2H2O
5）海水电池（电解质溶液为海水）
负极：4Al-12e—=4Al3+， 正极：3O2+6H2O+12e—=12OH—
总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
6）锂电池（非水有机溶剂电解液）
负极：2Li-2e—=2Li+， 正极：I2+2e—=2I—， 总反应：2Li+I2=2LiI
跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。
原电池电极反应式的书写注意事项：
（1）负氧正还。
（2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH—、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。
（3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。
二、金属的腐蚀
含义: ____________跟周围接触到的____________进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其本质是金属原子____电子被____的过程。
⑴化学腐蚀与电化腐蚀
化学腐蚀 电化腐蚀
条件
现象 ____电流产生 ________电流产生
本质 ____被氧化 ____________被氧化
联系 两者往往同时发生，____________更普遍
⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜________（pH＜4.3） 水膜________________
电极反应 负极
正极
总反应式
3）金属防护的几种重要方法
①改变金属内部的组织结构，制成________
②在金属表面覆盖保护层。
③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。
【特别提示1】
1、 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
____________引起的腐蚀＞__________引起的腐蚀＞ 腐蚀＞有防腐措施的腐蚀
2、防腐措施 由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀
三、电解电极产物的判断
要判断电极反应的产物，必须掌握离子的放电顺序。判断电极反应的一般规律是：
（1）在阳极上
①活性材料作电极时：
_______在阳极 电子被 成_______进人溶液， 离子不容易在电极上放电。
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：
阴离子 ：除Au Pt外的金属做电极放电能力﹥阴离子。即：
K 、Ca 、 Na… Cu 、 Hg 、 Ag ﹥S2－、I－ 、
Br－、 Cl－、OH－、含氧酸根 F-
失e 能力依次_______
(2)在阴极上
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的 。阳离子在阴极上放电顺序是：与金属活动顺序 。即
K +、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+ 、H+（水中） 、 Zn2+ 、 Fe2+
Sn2+ 、Pb2+ (酸中H+) Cu2+ 、Fe3+ 、 Hg2+ 、 Ag+.
得e-能力依次_______
【特别提示2】
上述顺序基本上是金属活动性顺序，越活泼的金属，其阳离子越 得到电子，但Fe3+氧化性较Cu2+强，当Zn2+的浓度远远大于H+的浓度时， Zn2+也优先H+得电子。
用惰性电极电解电解质溶液的规律小结：
电解类型 举 例 电极反应 溶液pH变化 溶液复原方法
物质类别 实例
仅溶剂水电解 含氧酸 H4SO4
强碱 NaOH
活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4
仅溶质电解 无氧酸 HCl
不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2
溶质和溶剂同时电解 活泼金属的无氧酸盐 NaCl
不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4
四 、电解原理的应用
1、镀铜反应原理
阳极(纯铜)：________ _____ ___阴极(镀件)：_________ _______
电解液：________________，如____________ .
2、氯碱工业反应原理
阳极：______________ __ 阴极：______ __________
总反应式：__________________ ______________
3、电解精炼反应原理(电解精炼铜)
粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等
阳极(粗铜)：______ __________ （________________、________________等）
阴极(精铜)：____________ ____
电解液：________________，如________________
Zn2＋、Ni2＋等 阳离子得电子能力小于Cu2+而留在电解质溶液中。金属活动顺序排在Cu后的Ag、Pt、Au等失电子能力小于Cu，以金属单质沉积于阳极，成为“阳极泥”。
五、主要题型:
1.金属性强弱的判断
2.电极反应式书写
3.判断电解后溶液pH变化
（1）不活泼金属的无氧酸盐；无氧酸。如：CuCl2、CuBr2、CuI2、HCl、HBr、（HF）。
pH变化为
（2）活泼金属的含氧酸盐、含氧酸、强碱：如 KNO3、Na2SO4、H2SO4、HNO3、KOH、
pH变化为
（3）活泼金属的无氧酸盐；如 NaCl、NaBr、NaI
pH变化为
4.电解计算——电子守恒法
练习1、下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是
A ③④②① B ②③①④ C ④②①③ D ③②①④
练习2、铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH.
必发生
失电子
的
氧化反应
必发生
得电子
的
还原反应
必发生
失电子
的
氧化反应
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