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高中化学必修2原电池








方法——三步骤:一找二改三拆
例:Zn、Cu、稀硫酸 一找:氧化还原反应方程式 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ + 2+ 二改:改为离子反应方程式 Zn+2H =Zn +H2↑ 三拆:拆为氧化反应与还原反应 — 2+ 氧化反应:Zn—2e =Zn + — 还原反应:2H +2e =H2↑



反应——三环境:酸性、碱性、熔融盐
例:氢氧燃料电池 2H2+O2=2H2O — + 酸性条件 负极:2H2—4e =4H + — 正极:O2+4H +4e =2H2O — — 碱性条件 负极:2H2—4e +4OH =4H2O — — 正极:O2+2H2O+4e =4OH CO、空气与 CO2、Na2CO3 熔融盐电池 2CO+O2=2CO2 2负极:2CO+2CO3 -4e == 4CO2 2正极:O2+2CO2+4e == 2CO3

类型——三电池:干电池、蓄电池、燃料电池
蓄电池:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O — 2负极:Pb—2e +SO4 =PbSO4 — + 2正极:PbO2+2e +4H +SO4 =PbSO4+2H2O 燃料电池:CH4、O2、KOH 溶液 CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O — — 2负极:CH4—8e +10OH =CO3 +7H2O — — 正极:2O2+4H2O+8e =8OH

移动——三方向:电子、电流、离子
电子:从负极出发沿导线流向正极 电流:从正极出发沿导线流向负极 离子:带正电的离子在溶液中向正极移动,反之亦然。

用途——三目的:设计原电池、金属防腐、为电解池供电
设计原电池:Zn、Cu、ZnSO4、CuSO4、盐桥 吸氧腐蚀:Fe、C、O2、H2O 为电解池供电:

练习:1、我国首创以铝─空气─海水电池为能源的新型海水标 志灯。 该灯以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧 化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白 光,请回答: 该电源负极材料是__________,正极材料可以用_________; 正极反应:______________,负极反应:____________。 答案:铝; 石墨; 2H2O+O2+4e?=4OH?;Al-3e?=Al3+。 2、市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、炭粉、木屑和 少量氯化钠、水等。 “热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔 绝;启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会 发现有大量铁锈存在。请回答下列问题: ?1?“热敷袋”放出的热量是利用了铁 放出的热量; ?2? 炭粉的主要作用是 ; ?3? 加入氯化钠的主要作用是 ; ?4? 试写出有关的电极反应式和化学方程式 。 答案:?1?被氧化;?2?充当正极材料,与 Fe 构成原电池,加快 Fe 的氧化作用;?3?导电,形成电解质溶液; — 2+ — — ?4?2Fe-4e =2Fe 、O2+2H2O+4e =4OH 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O 3、有人将铂丝插入氢氧化钾溶液中作电极,又在两个极片上分 别通入甲烷和氧气则形成电池,从而设计出一种燃料电池。该电 池中通甲烷的铂丝为___极,发生的电极反应为____________; 该电池工作时(放电)的总化学方程式为____________;电池工 作时溶液的 pH 值将_______。 - - 答案:负极;CH4+10OH -8e = CO 2- +7H2O; 3 CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O;变小 4、称取三份锌粉,分盛三支试管里,试管甲里加入 pH=3 的盐 酸 50 mL,在试管乙里加入 pH=3 的醋酸 50 mL,在试管丙里加 入 pH=3 的醋酸 50 mL 及少量的铜粉。塞上导管塞子,定时测 定生成氢气的体积。若反应终了时,生成氢气一样多,且锌没有 剩余。(1) 请用 >、=、< 回答以下各问: ① 三支试管中参加反应的锌的质量为甲=乙=丙; ② 反应终了时,所需反应时间的比较为甲>乙>丙。 (2) 用文字简要说明: ① 反应所需时间最长的原因是盐酸浓度低于 HAc,反应过 程中, +]减少较 HAc 迅速; [H 浓度越低反应速度越慢, 故盐酸(甲 试管)反应时间最长。 ② 乙、丙反应速度同否?不同,其理由是丙中有无数微电 池加快了反应速度。故丙>乙。







方法——四步骤:一写二选三放电四分析
一写:写出所有离子(含阳极金属 Pt、Au 外) 二选:选择离子或金属 - - - - 阳极:阳极金属为冠军,S2->I >Br >Cl >OH 阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>···>Na+>Ca2+>K+ 三放电:用所选离子或金属写电极的应式 四分析:分析产物组成情况

类型——四种类型
一是电解溶质:用石墨作电极电解 CuCl2 溶液 2+ — 阴极:Cu +2e =Cu — — 阳极:2Cl —2e =Cl2↑ 总反应:CuCl2 Cu+Cl2↑ 二是电解水:用石墨作电极电解 Na2SO4 溶液 + — 阴极:4H +4e =2H2↑ — — 阳极:4OH —4e =2H2O+O2↑ 总反应:2H2O 2H2↑+O2↑ 三是电解溶质和水:①用石墨作电极电解 NaCl 溶液 + — 阴极:2H +2e =H2↑ — — 阳极:2Cl —2e =Cl2↑ 总反应:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ ②用石墨作电极电解 CuSO4 溶液 2+ — 阴极:2Cu +4e =2Cu — — 阳极:4OH —4e =2H2O+O2↑ 总反应:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑ 四是电解阳极金属和溶液中阳离子 ①以铜为阳极电解硫酸铜溶液:电镀 ②以铜为阳极电解硫酸钠溶液:铜与水反应 Cu+2H2O Cu(OH)2+H2↑ ③以铁为阳极电解硫酸铜溶液:铁与硫酸铜的应 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

练习 1、氯碱厂电解饱和食盐水制取 NaOH 的工艺流程示意图如下:

依照图示,完成下列填空: (1)在电解过程中,与电源正极相联的电极上所发生反应 的化学方程式为___________,与电源负极相连的电极附近,溶 液 pH 值__________(选填:不变升高或下降) 。 2+ 2+ (2)工业食盐含 Ca 、Mg 等杂质,精制过程发生反应的 离子方程式为__________。 - - (3)如果粗盐中 SO42 含量较高,除去 SO42 必须添加钡试 剂,该钡试剂可以是__________。 A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3 )2 C.BaCl2 - 2+ 2+ (4)为有效除去 Ca 、Mg 、 SO42 ,加入试剂的合理 顺序为_____(选填 A、B、C,多填扣分) 。 A.先加 NaOH,后加 Na2CO3,再加钡试剂。 B.先加 NaOH,后加钡试剂,再加 Na2CO3。 C.先加钡试剂,后加 NaOH,再加 Na2CO3。 (5)脱盐工序中利用 NaOH 和 NaCl 在溶解度上的差异, 通过______冷却、_______(填写操作名称)除去 NaCl。 (6)在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极 区,防止 Cl2 与 NaOH 反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时, Cl2 与 NaOH 充分接触,产物仅是 NaClO 和 H2,相应的化学方 程式为 ___________________ 。 答案(1)2Clˉ- 2e = Cl2↑ 升高 2+ 2— 2+ - (2)Ca +CO3 =CaCO3↓,Mg +2OH =Mg(OH)2↓ (3)A、C (4)B、C (5)蒸发 过滤 (6)NaCl +H2O NaClO + H2 ↑ 或 2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH

Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O


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