第四章电化学基础
第一节原电池与电极电位
一、原电池
1.定义:依靠自发的氧化还原反应从而使化学能转变为电能的装置。
2.
负极：Zn－2e Zn2＋（负极失电子，发生氧化反应）
正极：Cu2＋＋2e Cu（正极得电子，发生还原反应）
3.盐桥的制法及作用
（1）盐桥的制法2g琼胶，30g氯化钾，加入100毫升水，煮沸，趁热倒入U形管中，冷却后即为盐桥。（2）盐桥的作用向正负极提供阴阳离子以中和或补充多余或缺少的正电荷。
在负极Zn→Zn2＋正电荷增加，氯离子移向负极以中和多余的正电荷。
在正极Cu2＋→Cu 正电荷减少，钾离子移向正极以补充减少的正电荷。
4.原电池的表示方法（－）还原型│氧化型║氧化型│还原型（＋）
║表示盐桥，│表示相界面，（－）代表负极，（＋）代表正极
还原型代表氧化－还原电对中氧化数较低的形式
氧化型代表氧化－还原电对中氧化数较高的形式
例：Cu－Zn原电池表示方法
（－）Zn（S）│Zn2＋（C1）║Cu2＋（C2）│Cu（S）（＋）
注意事项：（1）若电对中无充当电极的物质，要用惰性电极（如石墨、Pt）等作为辅助电极。
（2）氧化型与还原型间若无界面，用“，”隔开，如
（－）Pt（S）│Fe2＋（C1），Fe3＋（C2）║H＋（C3），MnO4－（C4），Mn2＋（C5）│Pt（S）（＋）
电池反应的实质是5 Fe2＋＋MnO4－＋8 H＋＝5 Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
（3）若强调浓度或分压，应在电池符号中予以注明，例如
（－）Pt（S）│H2（100KPa）│H＋（1mol·dm－３）║Cu2＋（1mol·dm－３）│Cu（S）（＋）
电池反应实质H2＋Cu2＋＝Cu＋2 H＋
二、电极电位及测定
1．电极电位：我们把每个电极所具有的电位值叫做电极电位，两个电极电位之间的差值就是电池的电动势。
H2（100KPa）
＋（1mol·dm－３）
铂黑的制法：
E H2/ H＋＝0.00V
当电极作正极E(电池)＝E测－E H
/ H＋
2
E测＝E(电池)＞0
当电极作负极E(电池)＝E H
/ H＋－E测
2
E测＝－E(电池)＜0
Pt（S）│Hg(l) │Hg2Cl2(糊状) │KCl(aq) ║
电极反应为Hg2Cl2＋2e＝2 Hg(l)＋2Cl－
三、标准电极电位
1．定义：标准状态下电极的电极电位，以符号
2．物理意义：代表各种电极在标准状态下氧化还原能力强弱。越正，代表电对中氧化态的氧化能力越强；越负，代表电对中还原态的还原能力越强。
3．注意事项：（1）对于同电极而言，标准电极电位是一定的，与反应系数无关。
（2）同电极标准电极电位值与反应方向无关。Zn2＋＋2e→Zn
Zn→Zn2＋＋2e
四、影响电极电位的因素及能斯特方程式
1．影响因素：（1）电极材料（2）温度（3）溶液中相关离子浓度
2．能斯特方程式E M n＋/M＝E n＋/M＋0.059/n lg[氧化态]/[还原态]
或E M n＋/M＝M n＋/M＋0.059/n lg[还原态]/[ 氧化态]
3．注意事项(1) 还原态如为单质,数值为1。
（2）系数问题
（3）有气体存在时按相对分压代入P（气体）/P
（4）有其它相关离子存在时例如：MnO4－＋8 H＋＋5e Mn2＋＋4H2O
例298K时，锌浸在0.001mol·dm－3的硫酸锌溶液中的电极电位。
（2＋/ Zn＝－0.76V）
解：电极反应为Zn2＋＋2e Zn
E Zn2＋/ Zn＝2＋/ Zn－0.059/2 lg1/[ Zn2＋]＝－0.76－0.059/2 lg1/0.001＝－0.85V
例2：在298K时，将银棒插入浓度为1 mol·dm－3的AgNO3溶液中,加入足量的KCl使生成AgCl沉淀。当AgCl 达到沉淀-溶解平衡时, 1 mol－3。试计算此电极的电极电位。（已知：E Ag＋/ Ag
＝0.80V K SP (AgCl)）＝10－10）
解：电极反应方程式为Ag＋＋e Ag
AgCl(S) Ag＋＋Cl－
求沉淀溶解平衡时, Ag＋浓度
K[Ag＋][ Cl－]? [Ag＋] ＝K／[ Cl－] ＝1.77×10－10／1＝1.77×10－10
E Ag＋/ Ag＝Ag＋/ Ag －0.059Vlg1/[Ag＋]
＝0.80V－0.059Vlg1/1.77×10－10
＝0.22 V
无论是改变溶液中的离子浓度,或是溶液中有沉淀反应发生,或溶液酸碱度发生改变,都将影响电极电位的大小。
五、电极电位的应用
1.电动势的计算
在原电池中,电极电位代数值较大的电极是正极；代数值小的是负极。原电池的电动势为正极的电极电位减去负极的电极电位。
E电池＝E正－E负
例3：将银棒插入3溶液中，FeSO4和Fe2(SO4) 3的溶液中,并用盐桥联结,组成原电池.已知
(E Ag＋/ Ag＝ E Fe 3＋/ Fe 2＋＝
(1)C Ag＋＝C Fe 2＋＝C Fe 3＋＝1 mol·dm－3
(2) C Ag＋＝0.01 mol·dm－3, C Fe 2＋＝C Fe 3＋＝1 mol·dm－3
解：(1)根据条件
∵E Ag＋/ Ag＝E ＋/ Ag＝0.80V ＞E Fe 3＋/ Fe 2＋＝ E 3＋/ Fe 2＋＝0.77V
∴此电极以Ag＋/ Ag作为正极，以Fe 3＋/ Fe 2＋作为负极（用Pt作辅助电极）该原电池的电池符号表示为（－）Pt（S）│Fe 3＋(1 mol·dm－3), Fe 2＋(1 mol·dm－3) ║Ag＋(1 mol·dm－3) │Ag（S）(＋)
电极反应式为负极：Fe 2＋－e Fe 3＋
正极：Ag＋＋e Ag
总反应式为Fe 2＋＋Ag＋＝Fe 3＋＋Ag
E（电池）＝0.80V－0.77V＝0.03V
(2)当C Ag＋＝·dm－3时,[ Ag＋]＝0.01
E Ag＋/ Ag＝E ＋/ Ag －0.059lg1/0.01＝0.68V
E Fe 3＋/ Fe 2＋＝ E 3＋/ Fe 2＋＝0.77V
第一节 原电池 一、教材提炼 电化学：研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学。 电化学反应过程（及其装置）可以分为两类（从反应产物和电流的关系）： 产生电流的反应（发生在化学电池中，是自发的，向外界输送能量）； 借助电流而发生的反应（发生在电解池中，由外界输入的能量推动）。 电化学相关工业：电解、电镀、电冶金、电池制造 氧化还原反应的本质是反应物之间电子的转移，但通常的的氧化还原反应中不能获得电流。（相当于短路，反应时，有热量放出来） 二、考点解读 要点一、原电池 1、概念：将 转化为 的装置叫原电池。（是电的源头） 2 、原电池的构成条件 ① (材料可以是金属或导电的非金属)，分别发生氧化和还原反应。 负极：活泼性 ，失去电子发生 反应。（负阳氧失） 正极：活泼性 ，溶液中阳离子得到电子发生还原反应。（正阴还得） ② ，电解质中阴离子（带负电）向负极方向移动，阳离子（带正电）向正极方向移动，阴阳离子定向移动形成内电路。（正正负负） ③导线将两电极连接， 。 ④有能 反应。 要点诠释：a ．原电池中，电极材料可能与电解质反应，也可能与电解质不反应。如图： b ．形成闭合回路的方式有多种，可以是用导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触。如图： ZnSO 4 CuSO 4 Z n Cu C CH 3CH 2OH CuSO 4 Zn CuSO 4
要点二、原电池工作原理的实验探究 1、实验设计 ①按照图示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流表指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化，分析是否有电流产生。 极Zn片： 极Cu片： 同时在Zn片上，Zn可直接与CuSO4溶液反应，生成Cu与ZnSO4，因此该 装置中既有化学能转化为电能，同时也有化学能转化为热能。 指针发生，但是 标注出电子流向 ②按照下图组装实验装置，注意最后将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流表指针位置的 变化，判断是否有电流产生，并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。 锌片：极，( 反应) 铜片：极，( 反应) 总化学方程式： 指针发生，且 标注出电子流向 要点诠释：盐桥的作用及优点 a．组成：将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙)，即可得到盐桥。将冷却 后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。 b．作用：使两个半电池中的溶液连成一个路。 c．优点：使原电池中的氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同区域之间实现了电子的定向移动， 使原电池能、地产生电流。 电流产生情况电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况(Ⅰ) 有电流产生，指针偏 转，但不稳定 锌片质量，铜片上有色 物质析出，铜片质量 溶液温度化学能转化为能、 能(Ⅱ) 有电流产生，指针较 稳定偏转， 锌片质量，铜片上有色 物质析出，铜片质量 溶液温度化学能转化为能1mol/L的CuSO4溶液 Cu Zn 1mol/L ZnSO4 1mol/L CuSO4 Z n Cu
电化学基础习题解答 第四章P63 1．将甘汞电极与另一电极（在电极上析出氢气）组成电解池。电解液是pH 为7的饱和KCl 溶液。在25℃时，以一定大小的电流通过电解池，测得两极间电压为 1.25V 。若认为甘汞电极是不极化的，求此条件下阴极的过电位（假定溶液的欧姆电位降可略去不计）。 解：-+-=??E V 0085.125.12415.0-=-=-=+-E ?? 22 1 H e H = +-+ [] () V 4141.0705916.01ln 0-=-?=??? ? ??- =+-H nF RT ?? ()V 5944.04141.00085.1-=---=?Δ 2． 用Pb 电极来电解0.1mH 2SO 4（265.0=±γ），若在电解过程中，把Pb 阴极与 另一当量甘汞电极相连接时，测得电动势为E=1.0685V 。试求H 2在Pb 极上的过电位。 解：E -=+-??﹦ 0.2802－1.0685 ﹦ －0.7883V 22 1 H e H = +-+ [] ??? ? ??- =+-H nF RT 1ln 0??=0.05916lg(0.2×0.265)=-0.07547V V 7883.0=?Δ－0.07552V=0.7128V 第五章P73 1． 试证明对于反应R ne vO =+-扩散电流密度为 dx dC D v nF i 00= 证明： O 在x 方向上的扩散传递速度dx dC D V x 0 0-=，对于反应 R ne vO =+- 若以阴极反应电流为正，则()?? ? ????? ??=-??? ??=dx dC D F v n V F v n i x 00
第四章电化学基础 第一节原电池 教学目标：知识与技能： 1、了解原电池原理； 2、掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件； 3、理解铜锌原电池的原理与结构，初步学会制作水果电池。 过程与方法： 1、培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学方法； 2、培养学生的观察能力； 3、培养学生的实验设计能力。 教学重点：原电池原理 教学难点：原电池设计 基础知识预备： 1、原电池是将转化为的装置。其本质是原理的应用。 2、判断下列装置为原电池的是： 镁铜 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 NaOH溶液 E F G 小结：构成原电池的4个条件是： ⑴________________________________________________________________________ ⑵ ________________________________________________________________________ ⑶ _______________________________________________________________________ ⑷___________________________________________________________________________ 3、写出上图中原电池的电极反应式和总反应式： ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 〈〉 找规律，小结：①负极产生阳离子或消耗阴离子， 正极〈〉产生阴离子或消耗阳离子 ②注意溶液的酸碱性，适当在电极反应式两边添加___________、________、或 ___________，以遵循电荷守恒和质量守恒。 [自主学习]：一、盐桥在原电池工作中的应用
中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 电化学基础是在学习无机化学和物理化学的基础上开设的电化学入门课程，是材料化学专业的学科基础必修课程。主要介绍电化学材料科学的基本理论、基本概念等内容，为今后学习奠定基础。 2.设计思路： 尽管先修课程物理化学中有专门一章介绍电化学，但是随着电化学材料科学的快速发展，电化学技术在材料科学与工程领域中的应用越来越广泛。本课程着重介绍电化学的基本知识、基本原理和电化学技术应用。 3.课程与其他课程的关系 本课程的先修课程是物理化学。为后期更好的学习新能源材料概论、金属腐蚀与防护、功能高分子材料等专业课程，更好的开展毕业论文（设计）工作奠定基础。二、课程目标 本课程的目标是让学生在前期学习物理化学等课程的基础上，系统学习电化学的基本理论、基本原理等内容，并能够应用于后续其他专业课程的学习。了解、掌握电 - 1 -
化学材料科学研究所涉及的基本理论和基本原理以及电化学技术的应用。 三、学习要求 本课程要求学生（或小组）及时关注网络教学（包括移动客户端）的阅读资料、思考讨论题等，按照要求在课前完成相关的资料检索汇总及思考；在课堂上认真听讲，积极参与课堂讨论；课后积极参与小组活动并完成作业。 四、教学内容 五、参考教材与主要参考书 [1] (美)巴德等. 电化学方法原理和应用（第二版）. 化学工业出版社. 2005.5 [2] 高鹏等. 电化学基础教程. 化学工业出版社. 2013.9 [3] (德)哈曼等. 电化学. 化学工业出版社. 2010 六、成绩评定 （一）考核方式 A.闭卷考试：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系： - 1 -
专题七电化学 【考纲要求】 1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2.了解常见的化学电源的种类及其工作原理。 3.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 4.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。 【主干知识梳理】 考点一原电池 1．概念：把转化为的装置。 2．工作原理：(以铜—锌原电池为例) (1)两个____________的电极。 (2)将电极插入______________中。 (3)用导线连接电极构成____________。 (4)能自发进行的____________________。考点二常见的化学电源 1．一次电池(以碱性锌锰电池为例) 总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 负极：________________________________________
正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 2．二次电池 铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为 Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l) 负极：__________________________________________ 正极：__________________________________________ 阳极：__________________________________________ 3．燃料电池 (1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。 (2)CH442232 负极：__________________________________________ 正极：__________________________________________ 考点三：电解原理 1．电解、电解池 (1)电解：使________通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在__________引起 ____________________的过程。 (2)电解池(也叫电解槽)：把____能转化为________能的装置。 (3)电极名称与电极反应： 与电源正极相连的为________，发生_____反应；与电源负极相连的为_______，发生______反应。2．电解池的组成和工作原理(电解CuCl2溶液)
第11章电化学基础 11-1：(a) SiO2(s) + Al(s)—→Si(s) + Al2O3(s)； (b) I2(s) + H2S(aq)—→I-(aq) + S(s) + H3O+(aq)； (c) H2O2(aq) + I-(aq) + H3O+(aq)—→I2(s) + H2O(l)； (d) H2S(g) + O2(g)—→SO2(g) + H2O(g)； (e) NH3(g) + O2(g)—→NO2(g) + H2O(g)； (f) SO2(g) + H2S(g)—→S8(s) + H2O(g)； (g) HNO3(aq) + Cu(s)—→Cu(NO3)2(aq) + NO(g ) + H2O(l)； (h) Ca3(PO4)2(s) + C(s) + SiO2(s)—→CaSiO3(l) + P4(g) + CO(g)； (i) KClO3(s)—→KClO4(s) + KCl(s)（提示：歧化反应可方便地从反方向进行配平）答：（a）3SiO2(s) + 4Al(s) = 3Si(s) + 2Al2O3(s)； （b）I2(s) + H2S(aq) + 2H2O = 2I-(aq) + S(s) + 2H3O+(aq)； （c）H2O2(aq) + 2I-(aq) + 2H3O+(aq) = I2(s) + 4H2O(l)； （d）2H2S(g) + 3O2(g) = 2SO2(g) + 2H2O(g)； （e）4NH3(g) + 7O2(g) = 4NO2(g) + 6H2O(g)； （f）8SO2(g) + 16H2S(g) = 3S8(s) + 16H2O(g)； （g）8HNO3(aq) + 3Cu(s) = 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)； （h）2Ca3(PO4)2(s) + 10C(s) + 6SiO2(s) = 6CaSiO3(l) + P4(g) + 10CO(g)； （i）4KClO3(s) = 3KClO4(s) + KCl(s) 11-2：用半反应法配平下列反应方程式。给出的方程式中未示出H+，OH-或H2O，你应该会用加进H2O 和它的两个组成离子的方法配平这些方程 (a) ClO- + I2—→Cl- + IO3-； (b)Mn(OH)2(s) + H2O2(aq)—→MnO2(s)； 答：（a）5ClO-(aq) + I2(s) + H2O(l) = 5Cl-(aq) + 2IO-3 (aq) + 2H+(aq)； （b）Mn(OH)2(s) + H2O2(aq) = MnO2(s) + 2H2O(l)； 11-3：用半反应法（离子-电子法）配平下列方程式： （1）K2Cr2O7＋H2S＋H2SO4→K2SO4＋Cr2(SO4)3＋S＋H2O （2）MnO42-＋H2O2→O2＋Mn2-(酸性溶液) （3）Zn＋NO3-＋OH-→NH3＋Zn(OH)4- （4）Cr(OH) 42-＋H2O2→CrO 42- （5）Hg＋NO3-＋H+→Hg22+＋NO
2017/2 化学能转化为电能 【学考要求】 1、通过实验探究认识化学能可以转化为电能； 2、从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件； 3、会书写简单的原电池的电极反应式及电池总反应方程式（离子方程式）。 【典型例题】 1．（2015年10月浙江，T16）如图所示进行实验，下列说法不正确的是 A ．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B ．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C ．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计 指针发生偏转 D ．装置乙中负极的电极反应式：Zn －2eˉ＝Zn 2+ 2．现有如下两个反应：(A)Na 2CO 3＋2HCl===2NaCl ＋CO 2+H 2O (B)Zn ＋CuSO 4===ZnSO 4＋Cu (1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池_____________________________________。 (2)如果不能，说明其原因 。 (3)如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式、电解质溶液名称： 负极：______，___________________；正极：______，___________________。电解质溶液：__________。 【限时训练】 1.(2015年4月浙江，T12)右图是铜锌原电池示意图。当该原电池工作时， 下列描述不正确．．． 的是 A ．溶液逐渐变蓝 B ．锌片逐渐溶解 C ．铜片上有气泡产生 D ．电流计指针发生偏转 2. 某实验兴趣小组用如图所示装置做完实验后，在读书卡片上记下 了如下6条记录，其中正确的是 A ．①②③ B ．③④⑤ C ．④⑤⑥ D ．②③④ 3．(2016年4月浙江，T17)Mg-H 2O 2电池是一种化学电源，以Mg 和石墨为电极，海水为电解质溶液，示意图如下。下列说法不正确的是 A ．石墨电极是该电池的正极 B ．石墨电极上发生还原反应 C ．Mg 电极的电极反应式：Mg-2e -＝Mg 2+ D ．电池工作时，电子从Mg 电极经导线流向石墨电极，再出石墨电 极经电解质溶液流向Mg 电极 G Cu Zn 稀硫酸
第六章第2讲电化学基础 【复习重点】 1．掌握原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。 3．理解金属发生电化学腐蚀的原因，掌握一般防护方法，能区别化学腐蚀与电化学腐蚀。4．掌握铜的电解精炼、电镀铜、氯碱工业等反应原理。 【知识梳理】 一、原电池 1.定义：___________________________________________________。 2.组成原电池的条件:_________________；______________；___________________。 3.原电池的工作原理： （1）以Zn---Cu（H2SO4）设计的不带盐桥的原电池 负极：作负极，负极发生反应 电极反应式： 正极：作正极，正极发生反应 电极反应式： 总反应式： 电子流向：外电路中电子由到 溶液中离子移动方向： （2）依据氧化还原反应：2Ag+(aq) +Cu(s)＝Cu2+(aq) +2Ag(s)设计的带盐桥的原电池 负极：作负极，负极发生 电极反应式： 正极电解质溶液为：，正极发生 电极反应式： 电子流向：外电路中电子由到 盐桥中离子移动方向： 4.原电池正负极判断方法; (1) 根据电极材料判断： （2）根据电子的流向判断： （3）根据发生的反应类型判断： （4）根据反应现象判断：
（5）根据给出的方程式判断： (6) 根据溶液中阴、阳离子的定向移动判断： 5.电极反应式的书写： （1）先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。（2）注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。 （3）若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，电极反应式中不能出现H+，且水必须写入正极反应式中，与O2结合生成OH-，若电解质溶液为酸性，电极反应式中不能出现OH－，且H+必须写入正极反应式中，与O2结合生成水。 （4）正负极反应式相加（电子守恒）得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式 （5）对于可逆电池反应，需要看清楚―充电、放电‖的方向，放电过程是体现原电池原理， 充电过程是体现电解池原理。 【练习】 1）如下图所示，用Mg和Al组成一个原电池． (1)当电解质溶液为稀硫酸时： ① Mg电极是____极，其电极反应式为，该反应是_____反应； ②Al电极是____极，其电极反应式为，该反应是_____反应． (2)当电解质溶液为NaOH溶液时： ①Mg电极是_____极，其电极反应式为，该反应是_____反应． ②Al电极是_____极，其电极反应式为，该反应是_____反应． 2）氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入O2，总反应为：2H2 + O2 === 2H2O (1)电解质是KOH溶液（碱性电解质） 负极：正极： (2)电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极：正极：
第九章电化学基础知识 习题答案 9-1 291K时将0.1 mol dm-3 NaC1溶液放入直径为2mm的迁移管中，管中两个Ag-AgC1电极的距离为20cm，电极间电势降为50V。如果电势梯度稳定不变。又知291K 时Na+和C1-的电迁移率分别为3.73×10-8和5.98×10-8 m2V-1s-1，问通电30分钟后：（1）各离子迁移的距离；（2）各离子通过迁移管某一截面的物质的量；（3）各离子的迁移数。 解：（1）离子迁移的距离L(Na+)= U(Na+) (dφ/d l)t =0.0168m , L(C1-)=0.0269m （2）n(Na+)=πr2c(Na+) L(Na+)=5.27×10-6mol , n(C1-)=8.45×10-6mol （3）t(Na+)= U(Na+)/[ U(Na+)+ U(C1-)]=0.384 , t (C1-)=0.616 9-2 用银作电极电解 AgNO3溶液,通电后有0.078克银在阴极沉积出来,经分析知阳极区含有 AgNO 3 0.236克,水23.14克,而未电解前的溶液为每克水含有0.00739 克AgNO 3 ,试求Ag＋离子的迁移数。 解：n(电解)= 0.078/108 mol , n(前)= 0.00739×23.14/170 mol, n(后)= 0.236/170 mol n(迁移) = n(前) - n(后) + n(电解) , t(Ag＋)= n(迁移)/ n(电解)= 0.47 9-3 某电导池先后充以0.001mol dm-3 的 HCl、0.001mol dm-3 的NaCl和 0.001mol dm-3 的NaNO 3三种溶液,分别测得电阻为468,1580和1650Ω.已知NaNO 3 的摩尔电导 率为121 S cm2mol-1 ,如不考虑摩尔电导率随浓度的变化, 试计算 (1) 0.001mol dm-3NaNO 3 溶液的电导率? (2) 电导池常数l/A (3)此电导池中充以0.001mol dm-3HNO 3溶液的电阻和HNO 3 的电导率? 解：(1) κ= c m Λ=1.21×10-4S cm-1 (2) l/A =κ/G =0.2cm-1 (3) ∞Λ m ( HNO3)=∞Λ m ( HCl)+∞Λ m ( NaNO3)-∞Λ m ( NaCl) , 电导池、浓度相同时有
第四章电化学基础 第五章第一节原电池（再探锌 - 铜原电池）说课稿 乌鲁木齐第十中学马明 各位专家、老师： 你们好！我是乌鲁木齐十中化学教师—马明，我今天要说课的内容是高二化学选修 4 中第四章电化学基础第一节原电池。我准备从一下几个方面来说： 一、【说教材】二、【说教法】三、【说学法】四、【说教学过 程】首先我们来看 一、教材分析 本节内容在化学必修 2 相关知识基础上 . 但在理解原电池本质条件、锌铜原电池作为化学电源开发的缺点等方面还有不足。所以本节教学的重点应该放在引导学生分析现象产生的原因，体会必修 2 中锌铜原电池的缺点，并根据实际需要，能设计出较为科学的原电池模型，学生体会盐桥的设置不仅仅是一个普通的实验技术的改进，而是对旧的思维模式的一个质的突破，其优点是能持续、稳定产生电流，这也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。 通过教材分析确定教学目标 二、教法 本课教学采用诱思—探究—实验，分析—推理—归纳， 同时根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实际需要，采取了启发、 讨论、实验探究等教学方法，并采用多媒体进行教学。三、学法 在教学内容的学法上，按照从易到难，从实践到理论再到实践的顺序，首先通过水果电池视频，引入课题。在实验——观察——讨论——推测——验证的过程中，学习和理解原电池的概念和原理。 在此基础上，通过实验探索能产生持续稳定电流的原电池的条件。最后，让学生体会盐桥原电池在实用性开发方面的积极意义。四、教学过程 (一) 教学流程图
教学环节 一、引入新课 师： [播放 ]水果电池视频 , [ 提问 ] 你看到了什么 ?想到了什么 ? 意：体会化学学科源于生活，而又用于生活的学科价值。 二、设计原电池 师： [投影 ]选择合适的化学反应 1．HCl+Na0H 一2．C+CO2—3． Zn+Cu2+－ [ 说明 ] 自发的氧化还原反应是形成原电池的本质条件 生：学生选择反应；学生讨论，并确定实验方案； 预测现象： 1．锌片溶解； 2．铜片上红色物质产生3．电流表指针偏转 意： 1、加深对形成原电池本质条件的认识——自发的氧化还原反应2、培养学生设计简单原电池的能力。3、通过现象预测，为实验真实情况预设认知冲突 三、在现原电池实验 师： [说明 ]请同学们根据设计，完成实验探究一 [投影] [ 投影 ] 注意事项 1．使用温度计 (精确度 0.1℃)测量反应前后溶液的温度； 2．观察锌片、铜片、电流表和温度计的变化并如实记录 3．注意合作分工，讲究效率 [ 质疑 1]你发现了什么问题 ?
Zn Cu × 专题二电化学基础强化 第一节原电池 一、学习目标体验化学能与电能相互转化的过程 二、学习重点初步认识原电池概念、原理、组成及应用。 三、学习难点 通过对原电池实验的研究，从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。 四、学习过程【温习旧知】 1、原电池是______________________的装置。原电池反应的本质是_______________ 反应。 2、如右图所示，组成的原电池： （1）当电解质溶液为稀H2S O4时：Z n电极是____（填“正”或“负”）极，其电极 反应为_______________，该反应是______（填“氧化”或“还原”，下同）反应；C u 电极是______极，其电极反应为_______________,该反应是_________反应。 （2）当电解质溶液为C u S O4溶液时：Z n电极是____极，其电极反应为_____________， 该反应是________反应；C u电极是____极，其电极反应为_______________,该反应_________反应. 3、原电池原理： 填写页表中的空白 【学习新知】 一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究 【思考与交流】上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？原因： 改进措施： 【自学指导一】观察实验4-1，说出实验现象。 【思考与交流】改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？[附：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K C l或N H4N O3的饱和溶液中即可。2)将K C l或N H4N O3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可] 产生持续、稳定的电流的原因
第5章电化学基础……问题 1. 什么是氧化还原的半反应式？原电池的电极反应与氧化还原反应式有何关系？ 答：任何一个氧化还原反应都可以分写成两个半反应：一个是还原反应，表示氧化剂被还原；一个是氧化反应，表示还原剂被氧化。即： 还原反应：氧化态＋n e－→ 还原态； 氧化反应：还原态－n e－→氧化态 这两个式子称为氧化还原的半反应式。 原电池的总反应是一个氧化还原反应，原电池的两个电极反应各乘以一个适当的系数后再加和起来，即得原电池总反应式……氧化还原反应式。 2. 原电池由那些部分组成？试分别叙述每一部分的作用。 答：原电池主要由以下几个部分组成：E正极得到电子，发生还原反应； 负极提供电子，发生氧化反应；●在双液电池中盐桥也必不可少，其作用是通过离子扩散来保持溶液的电中性，消除电极反应产生的过剩电荷的阻力，导通电流；?导线是导通电流，确保反应持续进行。 3. 如何将一个在溶液中进行的氧化还原反应设计成原电池？ 答：E先将氧化还原反应分写成两个半反应：一个是还原反应，表示氧化剂被还原；一个是氧化反应，表示还原剂被氧化； 根据两个半反应的电对特点将其设计成电极，并用符号表示电极的组成；●确定正负极：氧化反应对应于阳极，即负极；而还原反应对应于阴极，即正极；?不同的电解质间要用盐桥连接以减小液接电势。 例如：将反应2KMnO4＋5Na2SO3＋3H2SO4＝2MnSO4＋5Na2SO4＋K2SO4＋3H2O设计成原电池。 E氧化反应；SO32－－ne－→ SO42－ ●电极组成：(－) Pt| Na2SO4，Na2SO3 还原反应：MnO4－＋ne－→ Mn2+(+) Pt| KMnO4，MnSO4，H2SO4 ?电池符号：(－)Pt| Na2SO4，Na2SO3‖KMnO4，MnSO4，H2SO4| Pt(+) 4. 如何用符号表示一个原电池？写出原电池：Pt|H2|H+||Cl－|AgCl|Ag的电极反应及电池反应式。 答：用符号表示一个原电池的一般规则为：E负极在左，正极在右； 用“|”表示两相之间的相界面，用“||”表示盐桥；●溶液应注明浓度(mol?L－1)，气体应注明分压(kPa)；?从负极开始沿着电池内部依次书写到正极。 原电池：Pt|H2|H+||Cl－|AgCl|Ag的电极反应及电池反应如下： 负极反应：H2－2e－→ 2H+ 阳极反应：AgCl ＋e－→ Ag ＋Cl－ 电池反应：H2 + 2AgCl = 2Ag + 2Cl－ 5. 何谓电极电势?怎样用这一概念解释原电池产生电流的原因？ 答：电极与溶液形成双电层达到动态平衡时，金属的电势E(金属)与溶液的电势E(溶液)之差称为电极电势，以符号E(M n+/M)表示。即：E(M n+/M)= E(金属)－E(溶液)。M n+/M表示组成该电极的氧化还原电对，如E(Zn 2+/Zn), E(Cu 2+/Cu)和E(Cl 2／C1－)等。 将两个电极电势不同的电极组成原电池时，原电池的电动势E≠0，电就会从电极电势高的电极（正极）自动
高中化学电化学基础化学电源学案新人教版选 修 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
第二节 化学电源 [目标要求] 1.了解依据原电池原理开发的技术产品——化学电池。2.了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。3.正确书写原电池的电极反应式和电池反应方程式。 一、化学电池 化学电池是利用原电池原理，将化学能转化为电能的装置。 二、常用电池 碱性锌锰电池锌银电池 电池结构 负极：Zn 正极：MnO2 电解质溶液：KOH溶液 负极：Zn 正极：Ag2O 电解质溶液：KOH溶液 电极反应 正极 2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH － Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－负极Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 总反应式 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋ Zn(OH)2 Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 铅蓄电池氢氧燃料电池 电池结构 负极：Pb 正极：PbO2 电解质溶液：H2SO4溶液 负极：H2 正极：O2 电解质：酸性电解质 电极反应 正极 PbO2(s)＋SO2－4(aq)＋4H＋(aq)＋ 2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l) O2＋4H＋＋4e－===2H2O 负极 Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－ ===PbSO4(s) 2H2－4e－===4H＋ 总反应式 Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l) 2H2＋O2===2H2O 知识点一化学电池 1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2 下列说法中，错误的是( ) A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极的电极反应式为 MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－ C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过 mol电子，锌的质量理论上减少 g 答案 C 解析本题要求利用原电池的原理，分析碱性锌锰电池：锌为负极，在反应中失去电子，故A正确；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子定向移动方向与电流方向相反，故C错误；由电子守恒知D项正确；由该电池反应的总反应式和原电池的原理写
汾阳二中高三一轮复习化学导学练 专题：电化学命题人：高春建审核人：高三化学组 一、高考基本要求 1.理解原电池和电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。 2.解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 3.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能运用恰当的措施防止铁、铝 等金属腐蚀。 4.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。认识化学 在解决能源危机中的重要作用。 二、知识点梳理 原电池电解池电镀池 定义将化学能转变成电能的装 置 将电能转变成化学能的装 置 应用电解原理在某些金 属表面镀上一层其它金 属的装置。一种特殊的电 解池 装置举例 形成条件①活动性不同的两电极(连 接) ②电解质溶液(电极插入其 中并与电极自发反应) ③形成闭合回路 ①两电极接直流电源 ②两电极插人电解质溶液 ③形成闭合回路 ①镀层金属接电源正极， 待镀金属接电源负极 ②电镀液必须含有镀层 金属的离子 电极名称负极：较活泼金属； 正极：较不活泼金属(或能 导电的非金属等) 阳极：电源正极相连的电 极 阴极：电源负极相连的电 极 阳极：镀层金属； 阴极：镀件 电子 流向负极正极 电源负极阴极 电源正极阳极 电源负极阴极 电源正极阳极 电极反应负极（氧化反应）：金属原 子失电子； 正极（还原反应）：溶液中 的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：溶液中 的阴离子失电子，或金属 电极本身失电子； 阴极（还原反应）：溶液中 的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：金属 电极失电子； 阴极（还原反应）：电镀 液中阳离子得电子
离 子 流 向 阳离子：负极→正极（溶液 中） 阴离子：负极←正极（溶液 中） 阳离子→阴极（溶液中） 阴离子→阳极（溶液中） 阳离子→阴极（溶液中） 阴离子→阳极（溶液中） (1)判断装置的名称：A池为________，B池为________。 (2)锌极为____极，Cu2＋在溶液中向________(填“Zn”或“Cu”)极运动。 (3)电极反应式 正极________________________________________________________________________，负极________________________________________________________________________。 (4)若溶液X为滴有酚酞的KCl溶液 ①石墨棒C1的电极反应式为______________________，石墨棒C2附近发生的实验现象为__________________________，溶液中的K＋向__________(填“C1”或“C2”)电极移动； ②当C2极析出224 mL 气体(标准状况时)，锌的质量变化________(填“增加”或“减少”)________g，此时B中的溶液的体积为200 mL，则pH为________。 (5)若溶液X为CuSO4溶液(足量) ①B池中总反应的离子方程式为______________________________________________； ②反应一段时间后，A池中Cu电极增重3.2 g，要使B池溶液恢复到起始状态，向溶液中加入适量的________，其质量为________g。 要点二原电池、电解池工作原理及其应用 1、原电池、电解池的判定 先分析有无外接电源：有外接电源者为，无外接电源者可能为；然后依据原电池、电解池的形成条件、工作原理分析判定。 2、原电池正、负极的判定 ①、由两极的相对活泼性确定：在原电池中，相对活泼性较强的金属为原电池的极， 相对活泼性 较差的金属或导电的非金属作原电池的极。 ②、由电子流向、反应类型、电极现象确定：通常情况下，在原电池中某一电极若不断溶 解或质量不 断减少，该电极发生氧化反应，此为原电池的极；若原电池中某一电极上有气体生成、电 极的质量不断增加或电极质量不变，该电极发生还原反应，此为原电池的极。练习2、某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则()
第六章 第2讲 电化学基础 【复习重点】 1．掌握原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。 3．理解金属发生电化学腐蚀的原因，掌握一般防护方法，能区别化学腐蚀与电化学腐蚀。 4．掌握铜的电解精炼、电镀铜、氯碱工业等反应原理。 【知识梳理】 一、原电池 1.定义：___________________________________________________。 2.组成原电池的条件:_________________；______________；___________________。 3.原电池的工作原理： （1）以Zn---Cu （H 2SO 4）设计的不带盐桥的原电池 负极： 作负极，负极发生 反应 电极反应式： 正极： 作正极，正极发生 反应 电极反应式： 总反应式： 电子流向：外电路中电子由 到 溶液中离子移动方向： （2）依据氧化还原反应：2Ag +(aq) +Cu(s)＝Cu 2+ (aq) +2Ag(s)设计的带盐桥的原电池 负极： 作负极，负极发生 电极反应式： 正极电解质溶液为： ，正极发生 电极反应式： 电子流向：外电路中电子由 到 盐桥中离子移动方向： 学案 班级： 姓名： 组题人： 刘红林 审核人：
4.原电池正负极判断方法; (1) 根据电极材料判断： （2）根据电子的流向判断： （3）根据发生的反应类型判断： （4）根据反应现象判断： （5）根据给出的方程式判断： (6) 根据溶液中阴、阳离子的定向移动判断： 5.电极反应式的书写： （1）先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。（2）注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。 （3）若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，电极反应式中不能出现H+，且水必须写入正极反应式中，与O2结合生成OH-，若电解质溶液为酸性，电极反应式中不能出现OH－，且H+必须写入正极反应式中，与O2结合生成水。 （4）正负极反应式相加（电子守恒）得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式 （5）对于可逆电池反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电过程是体现原电池原理，充电过程是体现电解池原理。 【练习】 1）如下图所示，用Mg和Al组成一个原电池． (1)当电解质溶液为稀硫酸时： Mg电极是____极，其电极反应式为，该反应是_____反应； ② Al电极是____极，其电极反应式为，该反应是_____反应． (2)当电解质溶液为NaOH溶液时： ①Mg电极是_____极，其电极反应式为，该反应是_____反应．
4-1 原电池 【学习目标】 1．以铜锌原电池为例，熟悉原电池的工作原理 2．会正确判断原电池的正极和负极 3．学会原电池电极反应式的书写方法 【学习重难点】 学习重点：原电池的工作原理及电极反应式的书写。 学习难点：原电池的工作原理及电极反应式的书写。 【自主预习】 一．1.氧化还原反应的本质是 2．原电池是将转化为的装置。其本质是原理的应用。二．原电池工作原理： 1．知识回顾—以Cu-Zn-硫酸铜原电池为例，如右图 锌片：极，_________ 电子，发生________ 反应。 铜片：极，_________ 电子，发生________ 反应。 外电路：电子从极流入极 内电路：________向负极移动，______ 向正极移动 思考：如果用以上装置作电源，能持续稳定地产生电流吗？怎样进行改进？ 2.探究活动—有盐桥的原电池的工作原理：阅读课本P71页有关【实验4-1】的论述，结合 图4-1，和上述“题1”的Cu-Zn原电池装置对照，实验装置有何变化 _____________________ 根据实验，填写下表： 电极Zn电极Cu电极 现象 得失电子 电极名称 电子流向 反应类型 电极反应式
总反应式 【思考】原电池的工作原理是怎样的？（教材P72） 【结论】把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行，再以适当的方式连接起来，就可以获得电流 三．原电池的形成条件： （1）两个活泼性不同的电极.相对活泼的金属作，较不活泼的金属或能导电的非金属作；（2）有溶液； （3）形成回路； （4）能自发地发生反应。 四．原电池的设计方法—构成原电池的基本条件，是进行原电池设计的基本依据。 1、根据电池反应写出电极反应式，以2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)为例。把以上反 应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应。 氧化反应（负极）：； 还原反应（正极）：。 2．电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，往往以负极反应为依据确定电极材料，这里选用为负极。正极与负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以正极和负极一般不用同一种材料，且正极材料的活动性比Ag弱，多采用惰性电极C。本例也可用等金属3．电解质溶液的选择。电解质溶液一般要能够与负极发生反应。本例电解质溶液要含有，可以为溶液。 但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的，如下图，图中的X是，Y是
第五章 氧化还原反应 电化学基础 1.填空题 （1）在K 2MnO 4中，锰的氧化值为（ ）；在Na 2S 2O 4中，硫的氧化值为（ ）。 （2）在反应P 4+3OH - +3H 2O →3H 2PO 2 - +PH 3中，氧化剂是（ ），其被还原的产物为（ ）；还原剂是（ ），其被氧化的产物为（ ）。 （3）在原电池中，E 值很大的电对是（ ）极，发生的是（ ）反应；E 值很小的电对是（ ）极，发生的是（ ）反应。E 值越大的电对的氧化型得电子能力（ ），其（ ）越（ ）；E 值越小的电对的还原型失电子能力越（ ），其（ ）越（ ）。 （4）已知θ E （Ag + /Ag ）=0.7991V ， θ E （Ni 2+/ Ni ）= -0.2363V 。如果设计一个银—镍原电池，则电池图示为 （ ），电池反应为（ ），该原电池的θ MF E =（ ）V ，电池反应的 θ m r G ?=（ ） KJ·mol -1 ，反应的标准平衡常数 θ K =（ ）。 （5）在电对Zn 2+ /Zn ，I 2 / I -，BrO 3-/ Br - ，Fe （OH ）3 / Fe （OH ）2中，其电极电势随溶液的PH 变小而改变的电对有（ ），（ ）。 （6）对于反应① 反应② 则有z 1/z 2=（ ），θ 1,MF E /θ 2 ,MF E =（ ）， θ1,m r G ?/θ 2 ,m r G ?=（ ）， Lg θ 1 K / Lg θ 2 K =（ ）。 （7）已知 θ E （Cu 2+/ Cu + ）＜ θ E （I 2 / I -）,但Cu 2+能与 I – 反应生成I 2 和CuI （s ），这是因为（ ）， 使电对（ ）的 θ E （ ）于电对（ ）的 θ E ，使电对（ ）＞ θ E （I 2 / I -），故反应可以进行。 （8）已知 θ sp K （Co(OH) 2）＞ θ sp K （Co(OH) 3）, θ E (Co(NH) 3) 63+/ Co(NH) 3) 62+ ) ＜ θ E (Co 3+/ Co 2+ ),则 θ E (Co 3+ / Co 2+ )（ ）于 θ E (Co(OH) 3) / Co(OH) 2) )， θ f K （Co(NH) 3) 63+ ）（ ）于 θf K （Co(NH) 3) 62+ ）。 （9）已知 θ E （Cu 2+/ Cu + ）=0.1607V ， θ E （Cu 2+ / Cu ）=0.3394 V ；则 θ E （Cu +/ Cu ）=（ ）V ，铜元素 的电势图为（ ），Cu + 在水中（ ）歧化。 Cl 2(g)+2Br - (aq) Br 2(l)+2Cl - (aq) 1/2Cl 2(g)+Br - 2(l)+Cl - (aq)