结束语课程导入及其完整教案

东方中学教案

电化学复习

随着社会的发展，化学在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，它无处不在，与生活息息相关，已经成为社会发展的重要组成部分。”其中随着科学技术的发展电化学在生生产生活应用中发挥着不可低估的作用。电化学相关知识在高中化学知识结构中也占据非常重要的地位，电化学知识的掌握有利于改善学生的思维结构，并且对于学生认知科学的态度有很大帮助。而在电化学中如何确定电极反应及怎样书写电极反应方程式是学生在学习电化学相关知识中的一个难点。电极反应不仅与电极材料有关，而且与电解质溶液有关，以下是对原电池电解池电极反应相关知识的总结。

一、原电池的电极材料与电极反应

根据形成原电池的电极材料，我们可以把原电池分为下列三种类型。

1、原电池的一极为活泼金属电极，另一极为不活泼金属电极或惰性电极

在这种原电池中，活泼金属电极一定是原电池的负极，直接参与电极反应，失去电子发生氧化反应；不活泼金属电极或惰性电极是原电池的正极，不参与电极反应，电解质溶液中具有氧化性的物质（分子或离子）在该电极上得到电子发生还原反应，使得电解质溶液中的溶质发生变化，溶液的性质也发生相应的变化；电池中的电子由负极流向正极（可通过导线传递，当两电极直接相接触就直接传递）；溶液中的阴离子向负极运动，阳离子向正极运动。如在铜锌原电池中，锌（Zn）为负极失去电子，发生电极反应：Zn－2e=Zn2+；铜（Cu）－为正极，硫酸溶液中的氢离子(H+)在铜极上得到电子，发生电极反应：2H＋2e=H2↑，电＋－子由锌极流向铜极，溶液中的H向正极移动，溶液的pH增大。钢铁的腐蚀就是这种情况。

2、原电池的一极为活泼金属电极，另一极为具有氧化性的化合物电极

在这种原电池中，活泼金属电极一定是原电池的负极，直接参与电极反应，失去电子发生氧化反应；具有氧化性的化合物电极也直接参与电极反应，得到电子发生还原反应。其中，电解质溶液有的参与反应，有的不参与反应，这要看具体情况而定。如在纽扣电池中（电解质溶液为KOH溶液），锌为负极失去电子，发生电极反应：Zn＋2OH－2e=ZnO＋H2O；Ag2O为正极得到电子，发生电极反应：Ag2O＋H2O＋2e=2Ag＋2OH。在纽扣电池中溶液的浓度是不变的，OH向负极移动。这种电池多为蓄电池。

[例1]－－－－＋

－【2015全国I卷11】

微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（

）

A．正极反应中有CO2生成

B．微生物促进了反应中电子的转移

C．质子通过交换膜从负极区移向正极区

D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O

A微生物O2C6H12O6+H2O质子交换膜有氧反应厌氧反应第1页

3、原电池的两极都是惰性电极（如石墨电极）

在这种原电池中，电池的两极都不参与电极反应，而是具有还原性的物质（分子或溶液中的离子）在一极失去电子，发生氧化反应；具有氧化性的物质（分子或溶液中的离子）在另一极得到电子，发生还原反应。其中，电解质溶液一般会参与电极反应。这种电池一般是燃烧电池。如碱性氢氧燃烧电池，正极、负极都是石墨，氢气在一极失去电子，发生电极反应：2H2＋4OH－4e=4H2O；氧气在另一极得到电子，发生电极反应：O2＋2H2O＋4e=4OH－－－－。

[例2]（2009年江苏卷，12）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。

关于该电池的叙述正确的是（

）

A．该电池能够在高温下工作

B．电池的负极反应为:C6H12O6＋6H2O－24e-=6CO2↑＋24H+

C．放电过程中,H+从正极区向负极区迁移

D．在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4L

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在这种微生物燃料电池中，葡萄糖失去电子生成CO2的一极为负极，O2得到电子生成水的一极为正极，H向正极运动。A项中高温条件下微生物会变性，D项中消耗1mol氧气就生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，所以B选项正确。

二、电解池的电极材料与电极反应

电解池中的电极材料一般是惰性电极，当电解池的两极都用惰性电极进行电解时，还原性强的离子或者分子首先在阳极上失去电子，发生氧化反应；氧化性强的离子或者分子首先在阴极上得到电子，发生还原反应。

在电解池中，由于阴极与电源的负极相连，即使阴极使用活泼金属材料（碱金属、碱土金属除外）如Fe、Cu等，金属也得到保护，不参与电极反应。如果阳极使用金属材料（Pt、Au除外),则阳极金属首先失去电子，发生氧化反应；具有氧化性的物质（分子或离子）在阴极得到电子，发生还原反应。电镀和电解精炼就属于这种情况。

三、中间反应式

氧离子（O2）在化合物中是存在的，如Na2O中就有O2,但O2在水中是不存在的。－－－＋在酸性溶液中，O2与H结合生成H2O:O2＋2H=H2O；在碱性和中性溶液中，O2与H2O－＋－＋－

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反应生成OH:O2＋H2O=2OH。后一个反应式在书写有机物燃料电池的电极反应式时非常－－－有用。如甲烷、氧气和氢氧化钾溶液组成的燃料电池，负极反应是甲烷失去电子生成CO32－和H2O，

CO32和H2O中的O均来自于OH。我们可以把这一反应过程分成下列一些反－－－＋＋＋－＋－－－－应：CH4－8e=

C4＋4H；4H＋4OH=4H2O；C4＋3O2=CO32；6OH=3H2O＋3O2。把这4个反应相加即得总的负极反应的反应式：CH4＋10OH－8e=CO32＋7H2O。

－－－练习：

1.【2018全国Ⅱ卷12】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na−CO2二次电池。将

NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na

下列说法错误的是

A．放电时，

ClO4-向负极移动

B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2

C．放电时，正极反应为：3CO2+4e−==2CO32-+C D．充电时，正极反应为：Na+ + e−==Na

2Na2CO3+C。

2.【2014全国I卷27（4）】H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：

①写出阳极的电极反应___________________________________。

②分析产品室可得到H3PO2的原因

_______________________________。

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产

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品中混有

__________

杂质，该杂质产生的原因是

_______________________________。

3.【2016全国Ⅱ卷11】Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是

A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+

B．正极反应式为Ag++e-=Ag C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑

4.【2014全国Ⅱ卷12】2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系，下列叙述错误的是（

）

A．a为电池的正极

B．电池充电反应为

LiMn2O4=Li1-xMn2Ox+xLi C．放电时，a极锂的化合价发生变化

D．放电时，溶液中Li+从b向a迁移

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