高中化学选修4第三章.ppt

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1、第三章 水溶液中的离子平衡第一节 弱电解质的电离 一、强弱电解质一、强弱电解质 1 1、电解质与非电解质、电解质与非电解质电解质电解质 在在水溶液中水溶液中或或熔化状态熔化状态下能下能导电导电的的化合物化合物化合物化合物常见的电解质：常见的电解质：金属氧化物金属氧化物酸酸 碱碱 盐盐水水范围：范围：前提：前提：水溶液水溶液 或或 熔化状态熔化状态导电导电自身自身非电解质非电解质 在在水溶液中和熔化状态下水溶液中和熔化状态下都不导电的都不导电的化合物化合物常见的非电解质常见的非电解质:1.非金属氧化物（除含非金属氧化物（除含H类类）2.乙醇等绝大多数有机物乙醇等绝大多数有机物3.NH3 练习：练

2、习：指出下列物质属于指出下列物质属于电解质电解质、非电解质非电解质 H2SO4、HCl、SO3、Cl2、KOH、AgNO3、CO、H2O、NH3、Na2SO4、BaSO4、Al(OH)3、CuSO45H2O、Cu、盐酸、盐酸、CH3COOH 练习：练习：指出下列物质属于指出下列物质属于电解质电解质、非电解质非电解质 H2SO4、HCl、SO3、Cl2、KOH、AgNO3、CO、H2O、NH3、Na2SO4、BaSO4、Al(OH)3、CuSO45H2O、Cu、盐酸、盐酸、CH3COOHa.Na b.Bra.Na b.Br2 2 c.CaO d.Alc.CaO d.Al2 2O O3 3 e.S

3、Oe.SO3 3 f.Hf.H2 2S g.HS g.H2 2SOSO4 4 h.h.HCl HCl i.HClO j.HF k.Ba(OH)i.HClO j.HF k.Ba(OH)2 2 L.L.NHNH3 3 H H2 2O m.NaCl n.BaSOO m.NaCl n.BaSO4 4 o.Ho.H2 2O p.CO p.C2 2H H5 5OHOH (1)1)属于电解质的有属于电解质的有 (2)2)属于非电解质的有属于非电解质的有 (3)3)属于强电解质的有属于强电解质的有 (4)(4)属于弱电解质的有属于弱电解质的有c d f g h i j k l m n oe pc d g h

4、k m nf i j l o物物质质纯纯净净物物混混合合物物单单质质化化合合物物电电解解质质非非电电解解质质为什么有强酸，弱酸为什么有强酸，弱酸?为什么有强碱，弱碱为什么有强碱，弱碱?2 2、强弱电解质、强弱电解质 强电解质强电解质 在水中能够在水中能够全部全部电离的电解质电离的电解质 强酸强酸 强碱强碱 大多数盐大多数盐 在水中只能在水中只能部分部分电离的电解质电离的电解质弱电解质弱电解质 弱酸弱酸 弱碱弱碱 水水 3 3、电解质导电的原因、电解质导电的原因在水溶液或熔融状态下在水溶液或熔融状态下电离出自由移动的带电微粒（离子）电离出自由移动的带电微粒（离子）在水中只能在水中只能部分部分电离

5、的电解电离的电解 什么是弱电解质？什么是弱电解质？既然是既然是部分部分电离以电离以CH3COOH为例为例在水中都存在哪些离子在水中都存在哪些离子 CH3COOHH+CH3COO+电离：电离：电解质，溶于水或熔融电解质，溶于水或熔融状态下状态下 离解出离解出自由移动离子自由移动离子的过程的过程 KCl KCl=K=K+Cl+Cl 电离方程式电离方程式 二、弱电解质的电离二、弱电解质的电离 1 1、强酸、强碱的电离、强酸、强碱的电离H2SO4HClNaOH=H+Cl=2H+SO42=Na+OH强酸、强碱一步、完全电离强酸、强碱一步、完全电离2 2、弱电解质的电离、弱电解质的电离CH3COOHH+C

6、H3COO弱酸、弱碱可逆电离弱酸、弱碱可逆电离NHH2OH2CO3HCO3 Mg2+2OH 多元弱酸分步、可逆电离，第一步为主多元弱酸分步、可逆电离，第一步为主主主NH4+OHH+HCO3 H+CO32 Mg(OH)23 3、盐类的电离、盐类的电离NaCl NaHSO4=Na+Cl=Na+H+SO42 水溶液水溶液NaHSO4=Na+HSO4 熔融状态熔融状态NaHCO3=Na+HCO3 HCO3 H+CO32 酸式酸根继续可逆电离酸式酸根继续可逆电离 写出下列物质的电离方程式写出下列物质的电离方程式（1 1）HClOHClO （2 2）KHSOKHSO4 4（3 3）CaCOCaCO3 3（

7、4 4）CuCu（OHOH）2 2H+ClO-=K+H+SO42-=Ca2+CO32-Cu2+2OH-（5）NaHCO3=Na+HCO3-HCO3-H+CO32-3 3、电离平衡常数、电离平衡常数 CH3COOHH+CH3COONHH2ONH4+OHH2CO3HCO3 主主H+HCO3 H+CO32 =4.4107=4.71011 K1K2，因此以第一步电离为主，因此以第一步电离为主 CH3COOHH+CH3COO在醋酸溶液中，存在如下电离平衡：在醋酸溶液中，存在如下电离平衡：加入固体加入固体NaOH，电离平衡向，电离平衡向_反应方向反应方向移动，移动，c(H)_加入固体加入固体CH3COON

8、a，电离平衡向，电离平衡向_反反应方向移动，应方向移动，c(H)_滴入少量浓硫酸，电离平衡向滴入少量浓硫酸，电离平衡向_反应方向反应方向移动，移动，c(H)_加入同浓度的醋酸，电离平衡加入同浓度的醋酸，电离平衡_，c(H)_正正减小减小减小减小逆逆逆逆增大增大不变不变不变不变4 4、电离平衡的移动、电离平衡的移动 电离吸热电离吸热(越稀越电离，越热越电离越稀越电离，越热越电离)CH3COOHH+CH3COO升高温度，电离平衡向升高温度，电离平衡向_反应方向移反应方向移动，动，c(H)_加水，电离平加水，电离平 衡向衡向 反应方向移动，反应方向移动，C（H+）。正正正正减小减小增大增大.下列叙述

9、正确的是（下列叙述正确的是（）A.A.强弱电解质的根本区别在于电离时是否强弱电解质的根本区别在于电离时是否存在电离平衡存在电离平衡B.B.所有的离子化合物都是强电解质，所有所有的离子化合物都是强电解质，所有的共价化合物都是弱电解质的共价化合物都是弱电解质C.C.强电解质的水溶液中只有离子，没有分强电解质的水溶液中只有离子，没有分子子D.D.强电解质融化状态下都能导电强电解质融化状态下都能导电A有有H+浓度相同、体积相等的三种酸浓度相同、体积相等的三种酸a、盐酸、盐酸 b、硫酸、硫酸 c、醋酸，同时加、醋酸，同时加入足量的锌，则开始反应时速率入足量的锌，则开始反应时速率_，反应完全后生成，反应完

10、全后生成H2的质的质量量_。a=b=ca=b7pHNaClONa2CO3CH3COONaNa2SO4(NH4)2SO4NaHSO4 7:0 越热越水解越热越水解浓度：浓度：温度：温度：越稀越水解越稀越水解溶液的酸、碱性：溶液的酸、碱性：加酸加酸加碱加碱 加盐加盐强碱弱酸盐强碱弱酸盐NaA：A+H2O HA+OH移动移动c(H+)c(A)c(OH)pH升高温度升高温度降低温度降低温度加大量水加大量水加浓硫酸加浓硫酸加加NaOH加加NaA强酸弱碱盐强酸弱碱盐BCl：B+H2O H+BOH移动移动c(H+)c(B+)c(OH)pH升高温度升高温度降低温度降低温度加大量水加大量水加浓硫酸加浓硫酸加加N

11、aOH加加BCl3mL CH3COONa溶液后，滴加酚酞，有何现象溶液后，滴加酚酞，有何现象？将溶液加热后，颜色有何变化？将溶液加热后，颜色有何变化？0.1mol/L的的NaCl溶液中溶液中Na+、Cl、H+、OH设设Na+、Cl、H+、OH分别表分别表示四种离子的物质的量浓度，则完成下列示四种离子的物质的量浓度，则完成下列各关系式子各关系式子存在哪些离子存在哪些离子建立一个只含有建立一个只含有Na+、Cl的等式的等式建立一个只含有建立一个只含有Na+、Cl、H+、OH的等式的等式建立一个只含有建立一个只含有H+、OH的等式的等式a.建立一个只含有建立一个只含有Na+、Cl的等式的等式b.建立

12、一只含有建立一只含有Na+、Cl、H+、OH的等式的等式c.建立一个只含有建立一个只含有H+、OH的等式的等式Na+=SO42Na+H+=Cl+OHH+=OH0.1mol/L的的Na2SO4溶液中溶液中Na+、SO42、H+、OH设设Na+、SO42、H+、OH分别分别表示四种离子的物质的量浓度，则完成下表示四种离子的物质的量浓度，则完成下列各关系式子列各关系式子存在哪些离子存在哪些离子建立一个只含有建立一个只含有Na+、SO42的等式的等式建立一个只含有建立一个只含有Na+、SO42、H+、OH的等式的等式建立一个只含有建立一个只含有H+、OH的等式的等式a.建立一个只含有建立一个只含有Na

13、+、SO42的等式的等式b.建立一个只含有建立一个只含有Na+、SO42、H+、OH的等式的等式c.建立一个只含有建立一个只含有H+、OH的等式的等式Na+=SO42Na+H+=2SO42+OHH+=OH溶质浓度关系溶质浓度关系溶液中的电荷关系溶液中的电荷关系水电离出的两种离子的关系水电离出的两种离子的关系4 4、水溶液中的三个守恒、水溶液中的三个守恒物料守恒物料守恒溶液中某一组分的溶液中某一组分的原始浓度原始浓度应该应该等于等于它它在溶液中在溶液中各种存在形式各种存在形式的的浓度之和浓度之和 电荷守恒电荷守恒溶液中正负电荷总数相等溶液中正负电荷总数相等质子守恒质子守恒水电离出的水电离出的H+

14、存在形式各浓度之和与存在形式各浓度之和与水电离出的水电离出的OH存在形式各浓度之和相等存在形式各浓度之和相等【例例1】写出写出CH3COONa溶液中的三个守恒溶液中的三个守恒Na+、CH3COO、CH3COOH、H+、OH物料守恒物料守恒电荷守恒电荷守恒质子守恒质子守恒CH3COO+CH3COOH=Na+CH3COO+OH=Na+H+OH=CH3COOH+H+【例例2】写出写出Na2CO3溶液中的三个守恒溶液中的三个守恒Na+、CO3 2、HCO3 、H2CO3、H+、OH物料守恒物料守恒电荷守恒电荷守恒质子守恒质子守恒Na+=CO3 2+HCO3+H2CO3H+Na+=2CO3 2+HCO3

15、+OHOH=HCO3+2H2CO3+H+写出写出NH4Cl溶液中的三个守恒溶液中的三个守恒写出写出CuCl2溶液中的三个守恒溶液中的三个守恒 相同浓度的下列溶液中，相同浓度的下列溶液中，c(CO32-)的大小关系依次（的大小关系依次（）Na2CO3 NaHCO3 NH4HCO3(NH4)2CO3 5 5、盐类水解反应的利用、盐类水解反应的利用实验室配制实验室配制 FeCl3 CuSO4 溶液为何易浑浊，溶液为何易浑浊，如何克服？如何克服？将将FeCl3 CuSO4 溶液蒸干灼烧，最终得到什溶液蒸干灼烧，最终得到什么物质？么物质？盐类水解与温度盐类水解与温度为什么生活中常用为什么生活中常用Na2

16、CO3溶液代替溶液代替NaOH溶液去油污？热水好还是冷水好？溶液去油污？热水好还是冷水好？双水解双水解泡末灭火器是泡末灭火器是 Al2(SO4)3 溶液和溶液和 NaHCO3 溶溶液混合产生液混合产生 大量大量 CO2 来灭火的，分析产来灭火的，分析产生生CO2的原理的原理草木灰不能与铵态氮肥混用草木灰不能与铵态氮肥混用胶体（纳米材料）制备胶体（纳米材料）制备明矾为何会净水明矾为何会净水氢氧化铁胶体的制备氢氧化铁胶体的制备长期使用长期使用 (NH4)2SO4 化肥，土壤会酸化化肥，土壤会酸化Mg 放入放入 NH4Cl 溶液中会有小气泡溶液中会有小气泡相同浓度，相同温度的相同浓度，相同温度的Na

17、2CO3、NaHCO3水解程度哪个大，水解程度哪个大，pH值哪个大？值哪个大？要使要使CH3COONa中中 CH3COO-浓度与浓度与 Na+浓度相等，应采取什么措施？浓度相等，应采取什么措施？其它问题其它问题第三章 水溶液中的离子平衡第四节 难溶电解质的溶解平衡 固体溶质固体溶质 溶液中的溶质溶液中的溶质溶解溶解结晶结晶现象：浓度不变或晶体质量不变现象：浓度不变或晶体质量不变本质：溶解速率本质：溶解速率 =析出速率析出速率为什么饱和溶液不再溶解溶质？为什么饱和溶液不再溶解溶质？【知识回顾知识回顾】2-3可逆过程可逆过程向小试管加少量水中，再加入向小试管加少量水中，再加入AgCl，则，则溶液是

18、否达到饱和呢？溶液是否达到饱和呢？如何来表示呢？如何来表示呢？一、一、Ag+和和Cl的反应真能进行到底吗？的反应真能进行到底吗？1 1、沉淀溶解平衡、沉淀溶解平衡在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各各离子的浓度离子的浓度保持不变的状态保持不变的状态2 2、沉淀溶解平衡的表示、沉淀溶解平衡的表示AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)3 3、沉淀溶解平衡的特点、沉淀溶解平衡的特点动、等、定、变（动、等、定、变（一切平衡的特点一切平衡的特点）4 4、沉淀溶解平衡的影响因素、沉淀溶

19、解平衡的影响因素内因：电解质本身的性质。内因：电解质本身的性质。只要是饱和溶液都存在溶解平衡。只要是饱和溶液都存在溶解平衡。绝对不溶的物质是没有的绝对不溶的物质是没有的不同难物其溶解度差别也很大不同难物其溶解度差别也很大0.01g10gm难溶难溶微溶微溶易溶易溶可溶可溶1g外因外因加加相同离子相同离子，沉淀。，沉淀。温度：温度：升温升温，多数溶解，多数溶解浓度：浓度：加水加水，溶解；，溶解；压强（气体）：压强（气体）：加压加压，多数溶解，多数溶解(气体，气体，Ca(OH)2除外除外)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)5 5、沉淀溶解平衡常数、沉淀溶解平衡常数AgCl(s)Ag+(aq)

20、+Cl(aq)沉淀溶解平衡常数沉淀溶解平衡常数KSP，又称溶度积，又称溶度积BmAn(s)Bm+(aq)+An(aq)二、沉淀反应的应用二、沉淀反应的应用 1 1、沉淀的生成、沉淀的生成调调pH值值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调调pH值至值至78Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4工业除去沉淀工业除去沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀剂做沉淀剂Cu2+S2=CuS Hg2+S2HgS加沉淀剂加沉淀剂2 2、沉淀的溶解、沉淀的溶解原理原理:化学平衡移动化学平衡移动FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸溶于强

21、酸难溶于水的盐溶于酸中难溶于水的盐溶于酸中CaCO3溶于盐酸溶于盐酸如：如：AgCl溶于溶于NH3的水溶液中的水溶液中难溶于水的盐溶其它物质中难溶于水的盐溶其它物质中3 3、沉淀的转化、沉淀的转化原理原理:不同物质的不同物质的Ksp不同，以此进行转化不同，以此进行转化锅炉水垢中含有锅炉水垢中含有CaSO4，可先用，可先用Na2CO3溶液溶液处理，使处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3CaSO4 SO42-+Ca2+CO32-CaCO3锅炉除水垢锅炉除水垢当当 Qc Ksp时时 过饱和溶液，有沉淀生成过饱和溶液，有沉淀生成当当 Qc=Ksp时时 饱和溶液，为饱和溶

22、液，为溶解平衡状态溶解平衡状态当当 Qc Ksp时时 不饱和溶液，无沉淀生成不饱和溶液，无沉淀生成矿物的转化矿物的转化分步沉淀分步沉淀第四章 电化学基础第一节 原电池 思考题思考题1 1、锌片和铜片插入稀硫酸的现象是什么？、锌片和铜片插入稀硫酸的现象是什么？2 2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象是什么？现象是什么？3 3、铜片为什么有气泡产生？、铜片为什么有气泡产生？4 4、如何检验证明是那种情况、如何检验证明是那种情况?5 5、电子流向如何？、电子流向如何？6 6、该装置实现了怎样的能量转化、该装置实现了怎样的能量转化?1 1、原电池的构成条件

23、、原电池的构成条件 把化学能直接转化为电能的装置把化学能直接转化为电能的装置原电池原电池 两极：两极：正极：正极：负极：负极：较不活泼的金属或非金属较不活泼的金属或非金属(如石墨如石墨)较活泼的金属较活泼的金属 电解质溶液电解质溶液 形成闭合回路形成闭合回路下列装置中属于原电池的是下列装置中属于原电池的是氧化反应氧化反应Zn2eZn2电解质溶液电解质溶液失失e,沿导线传递，有电流产生沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H2eH2阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极 正极正极 Zn2eZn22H2eH2Zn2HZn2H2(离子方程式）离子方程式）ZnH2SO4ZnSO4H2（化学方程式）（化学方

24、程式）电电极极反反应应负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）锌锌铜铜原电池原电池2 2、原电池反应原理、原电池反应原理 粒子流向粒子流向 电子：负极电子：负极正极正极 电流：正极电流：正极负极负极 溶液中阴离子溶液中阴离子负极负极 溶液中阳离子溶液中阳离子正极正极 电极电极反应反应 负负极：极：氧氧化反应化反应 活泼金属失电子变阳离子活泼金属失电子变阳离子 正正极：极：还还原反应原反应 溶液中离子得电子溶液中离子得电子 总反应：负极金属与电解液的离子反应总反应：负极金属与电解液的离子反应 3 3、化学电池的反应本质、化学电池的反应本质 氧化还原

25、反应氧化还原反应原电池将自发的氧化还原反应分割为原电池将自发的氧化还原反应分割为氧化、还原两个反应在负、正两极同氧化、还原两个反应在负、正两极同时不同地进行，正负两极上进出电子时不同地进行，正负两极上进出电子总数相等。总数相等。根据电子守恒原理进行计算根据电子守恒原理进行计算练习练习1、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.()()()2H2eH2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2eZn2Zn2HZn2H2()()负极负极：正极正极：总总反

26、应反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2eZn22H2eH2Zn2HZn2H2Fe2eFe2Cu22eCuFeCu2Fe2CuFeCuSO4CuFeSO4 ()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2eZn2Cu22eCuZnCu2Zn2Cu或或 ZnCuSO4ZnSO4Cu2、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是溶液，片刻后可观察到的现象是(D)A.铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银

27、圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；银圈向下倾斜；等质量的两份锌粉等质量的两份锌粉a a、b b，分别加入过量，分别加入过量的稀的稀H H2 2SOSO4 4，同时向，同时向a a中加入少量的中加入少量的CuSOCuSO4 4溶液，下列图表示产生溶液，下列图表示产生H H2 2的体积（的体积（V V）与）与时间（时间（t t）的关系，其中正确的是：）的关系，其中正确的是：DX、Y、Z都是金属，把都是金属，把X浸入浸入Z的硫酸盐溶的硫酸盐溶液中，液中，X的表面有的表面有Z析出，析出，X与与Y组成原电池组成原电池时，时，Y为负极。为负极

28、。X、Y、Z三种金属的活动性三种金属的活动性顺序为顺序为A、XY Z B、X Z YC、Y X Z D、Y Z XC把把A、B、C、D四块金属片用导线两两相连，四块金属片用导线两两相连，浸入稀硫酸中组成原电池。若浸入稀硫酸中组成原电池。若A、B相连时，相连时，A为负极；为负极；C、D相连时，相连时，D上产生大量气泡；上产生大量气泡；A、C相连时，电流由相连时，电流由C经导线流向经导线流向A；B、D相连相连时，电子由时，电子由D经导线流向经导线流向B，则此，则此4种金属的活种金属的活动性由强到弱的顺序为动性由强到弱的顺序为 A、ABC D B、A C D B C、C A B D D、B A C

29、DB4 4、原电池电极反应的书写方法、原电池电极反应的书写方法 正极反应正极反应 负极反应负极反应 总反应总反应 负极金属与电解质溶液的离子反应负极金属与电解质溶液的离子反应 负极金属失电子变成阳离子的反应负极金属失电子变成阳离子的反应 总反应减去负极反应总反应减去负极反应 第四章 电化学基础第二节 化学电源 一、一次电池一、一次电池 1 1、碱性锌锰电池、碱性锌锰电池放电之后不能充电放电之后不能充电(内部的氧化还原反应不可逆内部的氧化还原反应不可逆)一次电池一次电池 碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池总反应：总反应：2MnO22H2OZnZn(OH)22MnOOH 负极是负极是Zn、正极是、正极是

30、MnO2、电解质是、电解质是KOH 正极：正极：2MnO22H2O2e2MnOOH2OH 负极：负极：Zn2OH2eZn(OH)2 2 2、银锌纽扣电池、银锌纽扣电池总反应：总反应：Ag2OZnZnO2Ag 负极是负极是Zn、正极是、正极是Ag2O、电解质是、电解质是KOH 正极：正极：Ag2OH2O2e2Ag2OH 负极：负极：Zn2OH2eZnO+H2O 二、二次电池二、二次电池 能量：能量：化学能化学能电能电能 放电放电 充电充电 蓄电池放电过程工作原理蓄电池放电过程工作原理正极：正极：PbO2 PbO2 2e SO424H PbSO4 2H2O 负极：负极：Pb Pb2eSO42 Pb

31、SO4 总反应：总反应：Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O （难溶于水）（难溶于水）2PbSO4 2H2O Pb PbO2 2H2SO4放电放电充电充电放电过程为化学电池！放电过程为化学电池！镍镉电池：镍镉电池：负极：负极：CdCd正极：正极：NiO(OH)电解质：电解质：KOH镍镉电池应用：收录机、无线对讲镍镉电池应用：收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等机、电子闪光灯、电动剃须刀等缺点：如不会回收会严重污染环境缺点：如不会回收会严重污染环境锂锂锂电池：锂电池：可充电的绿色电池可充电的绿色电池负极：负极：应用：应用：常用在电话机、照相机、汽车、计算机等中，常用在电话

32、机、照相机、汽车、计算机等中，此外在工业、医学、军事上也有广泛的应用此外在工业、医学、军事上也有广泛的应用。三、燃料电池三、燃料电池 燃料燃料 O2 电解质电解质溶液溶液 电极材料电极材料：多孔性镍、铂：多孔性镍、铂 电解质溶液电解质溶液：KOH等强碱、等强碱、H2SO4等强酸、等强酸、NaCl等盐溶液等盐溶液1 1、燃料电池的构成、燃料电池的构成 再写正极再写正极 反应：反应：O22H2O4e4OH 酸性酸性 先写总反应：燃料在氧气中的燃烧先写总反应：燃料在氧气中的燃烧2 2、燃料电池的电极反应的书写、燃料电池的电极反应的书写若有若有CO2生成，且电解质为强碱时，生成，且电解质为强碱时，考虑

33、考虑CO2+2OH=CO32+H2OO24H+4e 2H2O 碱性碱性 最后写负极反应：最后写负极反应：总反应减去正极反应总反应减去正极反应常见燃料：常见燃料：H2、NH3、CO、CH4、CH3OH等等 第四章 电化学基础第三节 电解池 下列属于原电池装置的是下列属于原电池装置的是B装置会出现怎么样的现象呢？装置会出现怎么样的现象呢？一、电解原理一、电解原理 1 1、电解池的构成条件、电解池的构成条件把把电能电能转变为转变为化学能化学能的装置，又叫的装置，又叫电解池电解池 两极两极 阴极：阴极：阳极：阳极：与电源负极相连与电源负极相连 与电源正极相连与电源正极相连电解质溶液电解质溶液 形成闭合

34、回路形成闭合回路两极两极材料材料可同可不同可同可不同石墨、石墨、Au 或或Pt作为电极时作为电极时称惰性电极称惰性电极直流电源直流电源2 2、电解池的反应原理、电解池的反应原理还原反应还原反应Cu2 2eCu电解质溶液电解质溶液氧化反应氧化反应2Cl2eCl2阴离子阴离子 阴极阴极 阳极阳极 石墨石墨|石墨石墨正极正极负极负极阳离子阳离子eeee2ClCu2Cu+Cl2电解电解总反应：总反应：粒子粒子 流向流向 电子：电子：电流：电流：溶液中阴离子溶液中阴离子溶液中阳离子溶液中阳离子电极电极反应反应 阳阳极：极：氧氧化反应化反应 电极金属或溶液阴离子失电子电极金属或溶液阴离子失电子阴阴极：极：

35、还还原反应原反应 溶液阳离子得电子变单质溶液阳离子得电子变单质总反应：阴阳极反应相加总反应：阴阳极反应相加 2 2、电解池的反应原理、电解池的反应原理阳极阳极正极正极 负极负极阴极阴极正极正极阳极阳极阴极阴极负极负极放电放电放电放电阳氧阴还阳氧阴还阳极阳极阴极阴极3 3、电解池中离子放电顺序、电解池中离子放电顺序金属金属S2 I Br Cl OH 含氧酸根含氧酸根 F金属要求活动性金属要求活动性Ag以前以前阳极阳极：阳极阳极：AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2HAl3Mg2NaCa2K较大浓度时较大浓度时先于先于H放电放电 3 3、电解池中离子放电顺序、电解池中离子放电顺序金属金

36、属S2 I Br Cl OH 金属要求活动性金属要求活动性Ag以前以前阳极阳极：阳极阳极：AgHg2Fe3Cu2HAl3Mg2NaCa2K4 4、电解反应的书写、电解反应的书写找出溶液中所有离子找出溶液中所有离子 按放电顺序写出阴阳极反应按放电顺序写出阴阳极反应加和得到总反应加和得到总反应若若H+、OH由水电离由水电离则总反应中需将其变成则总反应中需将其变成H2O所有总反应的条件均为电解所有总反应的条件均为电解练习练习电解池电解池原电池原电池电极材料电极材料电极名称电极名称电极反应电极反应能量变换能量变换电子流向电子流向特征特征可以相同可以不同可以相同可以不同不同不同阴阳极由外电源决定阴阳极由

37、外电源决定与电源负极相连的为阴极与电源负极相连的为阴极与电源正极相连的为阳极与电源正极相连的为阳极正负极由电极材料决定正负极由电极材料决定活泼性较强的金属做负活泼性较强的金属做负极极阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应负极：氧化反应负极：氧化反应正极：还原反应正极：还原反应电能电能化学能化学能化学能化学能电能电能有外加电源有外加电源本身是电源，外接用电器本身是电源，外接用电器负负阴阴 阳阳正正负负导线导线正正下列装置是否属于电解池？若是，写出电极反应下列装置是否属于电解池？若是，写出电极反应练习：练习：类型类型实例实例电极反应电极反应实际电实际电解对象解对象电解质溶电解质溶

38、液浓度液浓度溶液溶液PH电解质溶电解质溶液复原液复原电解电解水型水型电解电解电解电解质型质型电解电解电解电解质和质和水型水型H2SO4NaOHNa2SO4H2O增大增大增大增大增大增大增大增大减小减小不变不变加加H2O加加H2O加加H2OHClCuCl2HClCuCl2减小减小减小减小增大增大增大增大加加HCl加加CuCl2NaClCuSO4电解质电解质和水和水部分离子部分离子浓度减小浓度减小部分离子部分离子浓度减小浓度减小增大增大减小减小加加HCl加加CuO 阳极阳极:4OH-4e-=2H2O+O2阴极阴极:4H+4e-=2H2 阳阳:2Cl-2e-=Cl2 阴阴:2H+2e-=H2 阳阳:

39、2Cl-2e-=Cl2 阴阴:Cu 2+2e-=Cu阳阳:2Cl-2e-=Cl2 阴阴:2H+2e-=H2 阳阳:4OH-4e-=2H2O+O2阴阴:2Cu 2+4e-=2 Cu二、电解原理的应用二、电解原理的应用 1 1、电解饱和食盐水制烧碱、氯气、氢气、电解饱和食盐水制烧碱、氯气、氢气工业上用电解饱和食盐水溶液的方法来制取工业上用电解饱和食盐水溶液的方法来制取NaOH、Cl2和和H2，并以它们为原料生产一系，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为列化工产品，称为氯碱工业氯碱工业阳：阳：2Cl 2e=Cl2阴：阴：2H+2e=H2 总：总：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2电解电

40、解2 2、电镀、电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程他金属或合金的过程电镀液：含电镀液：含镀层镀层金属离子的溶液金属离子的溶液定义定义装置装置阳极阳极：镀层金属（与电源：镀层金属（与电源正极相连正极相连）阴极阴极：待镀金属制品（与电源：待镀金属制品（与电源负极相连负极相连）阳极：（镀层）阳极：（镀层）M ne=Mn+阴极：（待镀）阴极：（待镀）Mn+ne=M电极反应电极反应3 3、电冶金、电冶金对象：钠、钙、镁、铝这样的活泼金属对象：钠、钙、镁、铝这样的活泼金属电解液：电解液：熔融的态熔融的态电解质电解质实例实例2NaCl(熔融

41、熔融)2Na+Cl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)4Al+3O2 电解电解冰晶石冰晶石不能用不能用AlCl3代替代替Al2O3冰晶石用来降低冰晶石用来降低Al2O3熔点熔点第四章 电化学基础第四节 金属的电化学腐蚀与防腐 阅读：你有何感想？金属腐蚀金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多的国家（我国作为世界上钢铁产量最多的国家（20052005年全国生年全国生产钢材产钢材37117.0237117.02 万吨）万吨），每年被腐蚀的铁占到我国钢，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的到国内生产总值的2%4

42、%2%4%；约合人民币：；约合人民币：30003000亿元（亿元（20052005年我国国内生产总值将达年我国国内生产总值将达1515万亿元）万亿元）。根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的济损失大致为该国国民生产总值的4%4%左右。左右。另据国外统计，金属腐蚀的年损失另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过远远超过水灾、火水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的灾、风灾和地震（平均值）损失的总和总和，在这里，在这里还不还不包括包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接

43、损失。损失。金属腐蚀的主要害处，金属腐蚀的主要害处，不仅在不仅在于金属本身的损失，于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏

44、，造成重大环境污染；管道工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如如ClCl2 2、H H2 2S S、HCNHCN等的泄漏，更会危及工作人员和等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。附近居民的生命安全。面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，事实，大家有没有想过，铁怎么会被铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？腐蚀？怎样防腐？一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀 1 1、金属腐蚀、金属腐蚀2 2、金属腐蚀类型、金属腐蚀类型是指金属或合金跟接触的气体或液体发

45、是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。化学腐蚀化学腐蚀金属与金属与接触到的接触到的干燥气体（干燥气体（O2、Cl2、SO2）或或非电解质液体（石油）非电解质液体（石油）等发生化学反应而引等发生化学反应而引起的起的腐蚀腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀不纯金属不纯金属与与电解质溶液电解质溶液接触，接触，形成形成原电池原电池，使金属失去电子被氧化，使金属失去电子被氧化2 2、金属的电化学腐蚀类型、金属的电化学腐蚀类型析氢腐蚀析氢腐蚀发生条件：发生条件：酸性酸性负极负极Fe：Fe-2e-=Fe2+正极正极C：2H+2e-=H2总反应总反应:Fe+2H

46、+=Fe2+H2 吸氧腐蚀吸氧腐蚀发生条件：发生条件：中性、碱性中性、碱性常见常见Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3负极负极Fe：正极正极C：总反应总反应:课堂练习课堂练习1、如图、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极：,正极：正极：若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生腐蚀，电极反

47、应式为：性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：负极：正极：正极：。（2）中性或碱性中性或碱性 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 原理原理 ：形成原电池反应时，让形成原电池反应时，让被保护金属被保护金属做做正极正极，不反应，起到保护作用；而，不反应，起到保护作用；而活活泼金属反应受到腐蚀泼金属反应受到腐蚀。二、金属的电化学防腐二、金属的电化学防腐 1 1、牺牲阳极法、牺牲阳极法将将被保护金属被保护金属与另一与另一附加电极附加电极作为电解池的作为电解池的两个极，使两个极，使被保护的金属被保护的金属作为作为阴极阴极，在外加直，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）外加电流外加电流的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图2 2、外加电流法、外加电流法