综合运用微粒观与氧化还原原理-建立解决电化学问题的核心观念课件.ppt

1、12基本理论基本理论元素化合物元素化合物基本概念基本概念电化学电化学3氧化还原反应氧化还原反应原电池原电池化学电源化学电源化学能转变为电能，自发进行化学能转变为电能，自发进行电解池电解池金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护电解饱和食盐水电解饱和食盐水电镀和铜的精炼电镀和铜的精炼电冶金制活泼金属电冶金制活泼金属电能转变为化学能，由外界输入能量推动电能转变为化学能，由外界输入能量推动4必修阶段简单了解铜必修阶段简单了解铜锌原电池的工作原理锌原电池的工作原理电镀、牺牲阳极保护法、外电镀、牺牲阳极保护法、外加电流阴极保护法等金属防加电流阴极保护法等金属防护的方法更是站在电化学的护的方法更是站在

2、电化学的高度将电池和电解融会贯通高度将电池和电解融会贯通在书写氢氧燃料电池等电池在书写氢氧燃料电池等电池的电极反应式时，能从反应的电极反应式时，能从反应物质所处的溶液环境等多方物质所处的溶液环境等多方面考虑面考虑有盐桥的铜锌原电池的工作原有盐桥的铜锌原电池的工作原理及电极反应式的书写，并会理及电极反应式的书写，并会写电池的总反应式写电池的总反应式电解原理和电解应用电解原理和电解应用微微粒粒观观氧氧化化还还原原观观化化学学能能与与电电能能转转化化5元素观元素观微粒观微粒观氧化还原观氧化还原观化学反应与能量观化学反应与能量观6学生学生对电化学对电化学知识有较强知识有较强的兴趣并具有的兴趣并具有一定

3、的学科思维能力一定的学科思维能力学生已经学习了学生已经学习了氧化还原反应原理，氧化还原反应原理，离子反应，初步建立了离子反应，初步建立了氧化还原观、微粒观及能量观氧化还原观、微粒观及能量观学生学过无盐桥原电池学生学过无盐桥原电池原理及相应电极反应，生活中原理及相应电极反应，生活中接触过干电池、充电电池、燃料电池接触过干电池、充电电池、燃料电池7了解原电池和电解池的工作原理，了解电化学在生活生产中的应用。综合运用微粒观与氧化还原原理，建综合运用微粒观与氧化还原原理，建立解决电化学问题的核心观念。立解决电化学问题的核心观念。通过化学电源、电镀、金属腐蚀等与生产、生通过化学电源、电镀、金属腐蚀等与生

4、产、生活实际相联系的内容，增强学生学习兴趣。活实际相联系的内容，增强学生学习兴趣。8化学学习的三重表征化学学习的三重表征必须要熟练书写电极反应式必须要熟练书写电极反应式从宏观、微观和符号三种表征水从宏观、微观和符号三种表征水平上认识和理解化学知识，并建平上认识和理解化学知识，并建立三者之间的内在联系，是化学立三者之间的内在联系，是化学学习特有的思维方式，我们称之学习特有的思维方式，我们称之为三重表征思维方式。运用三重为三重表征思维方式。运用三重表征思维方式学习化学，能增进表征思维方式学习化学，能增进学生对化学知识的理解，提高学学生对化学知识的理解，提高学生分析和解决化学问题的能力。生分析和解决

5、化学问题的能力。9 实现能量转化靠电极上的电子得失实现能量转化靠电极上的电子得失 电池里的氧化还原反应一定有电子电池里的氧化还原反应一定有电子得失得失 认识腐蚀、电解的本质需要了解电认识腐蚀、电解的本质需要了解电极反应极反应 设计化学电源要掌握电极反应设计化学电源要掌握电极反应必须要熟练书写电极反应式必须要熟练书写电极反应式10电解原理电解原理及其应用及其应用从微粒观和氧化还原角从微粒观和氧化还原角度理解两个关键问题度理解两个关键问题原电池原原电池原理的应用理的应用11Zn-Mn干电池干电池 ZnH2SO4ZnSO4H2（1）Zn为活泼金属作负极反应，兼作电极材料和装置外形的支撑为活泼金属作负

6、极反应，兼作电极材料和装置外形的支撑物。物。（2）硫酸溶液硫酸溶液不能作电极材料，以惰性但导电的不能作电极材料，以惰性但导电的石墨石墨为电极材料为电极材料 另外硫酸溶液提供另外硫酸溶液提供H+，但液体使用不方便，改用糊状，但液体使用不方便，改用糊状NH4Cl：2NH4+2e-2NH3H2问题：问题：H2、NH3的生成使电池鼓胀。的生成使电池鼓胀。（3）Zn2+会吸收会吸收NH3：Zn2+4NH3=Zn(NH3)42+（4）H2具有还原性，可加入固体氧化剂，例如具有还原性，可加入固体氧化剂，例如MnO2将其吸收：将其吸收：2MnO2H2=Mn2O3（固体）（固体）H2O（液体）（液体）尚遗留问题

7、：反应中水的生成会使电池漏液。尚遗留问题：反应中水的生成会使电池漏液。常见电源工作原理常见电源工作原理12碱性锌碱性锌-锰干电池锰干电池负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：电解质：电解质：KOH 外壳是钢壳外壳是钢壳ZnMnO2Zn+2OH-2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)213放电过程放电过程负极：负极：氧化反应氧化反应Pb+SO42-2e-=PbSO4 正极：正极：还原反应还原反应PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：总反应：Pb+PbO2+4H+2SO42-2

8、PbSO4+2H2O放电放电充电充电14燃料电池燃料电池碱性电解质碱性电解质负极负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O正极正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:2H2+O2=2H2O酸性电解质酸性电解质负极：负极：2H2-4e-=4H+正极：正极：O2+4H+4e-=2H2O总反应：总反应：2H2+O2=2H2O15 162C4H10-52e-+26CO32-34CO2 10H2O13O226CO2+52e-=26CO32-某燃料电池以熔融的某燃料电池以熔融的K2CO3（其中不含（其中不含O2-和和HCO3-）为电解质，以丁烷为燃料，以含少量）为电解质，以丁烷为燃料，以含少量C

9、O2的空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性的空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。能的稀土金属材料为电极。2C4H1013O2=8CO210H2O17Fe2O3 nH2O钢铁的析氢腐蚀钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈酸性水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性水膜呈弱酸性或中性负极反应式负极反应式Fe-2e-=Fe2+正极反应式正极反应式2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应式总反应式Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)318电源电源还原

10、反应还原反应阴极阴极阳极阳极氧化反应氧化反应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阴离子移动阴离子移动阳离子移动阳离子移动NaClNaCl溶液溶液惰性电极惰性电极2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H2电解原理及应用电解原理及应用19电子的流向电子的流向 电子从外加电源的负极流出，流到电解池的电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。阴极，再从阳极流回电源正极。离子定向移动的方向离子定向移动的方向 阳离子向阴极移动阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。阴离子向阳极移动。离子放电规律离子放电规律看溶液中离子得失电子能力定阴阳极产物：易放电的看溶液中离子得失

11、电子能力定阴阳极产物：易放电的阳离子在阴极上发生还原反应，除活性电极外还原性阳离子在阴极上发生还原反应，除活性电极外还原性强的阴离子在阳极先发生氧化反应。强的阴离子在阳极先发生氧化反应。20离子放电顺序离子放电顺序阳极阳极阴极阴极21电解的应用电解的应用钠的冶炼钠的冶炼电解熔融22电解的应用电解的应用金属的电解精炼金属的电解精炼粗铜粗铜 含杂质含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等等)纯铜纯铜粗铜粗铜阳极：阳极：Zn Zn2+2e-Fe Fe2+2e-Ni Ni2+2e-Cu Cu2+2e-Zn Fe Ni CuAg Au 阴极阴极:Cu2+2e-Cu阳极泥阳极泥CuSO4溶液23冶炼金属冶

12、炼金属阳极金属成分阳极金属成分阳极泥成分阳极泥成分铜铜Zn、Fe、Ni、Cu、Ag、AuAg、Au银银Zn、Fe、Ni、Cu、Ag、AuAu镍镍Zn、Fe、Ni、Cu、Ag、AuCu、Ag、Au电解的应用电解的应用金属的电解精炼金属的电解精炼24工业上处理含工业上处理含Cr2O72的酸性工业废水用以下方法：的酸性工业废水用以下方法：往工业废水中加入适量的往工业废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；用，搅拌均匀；用Fe为电极进行电解，经过一段时间有为电极进行电解，经过一段时间有Cr(OH)3和和Fe(OH)3沉淀产生；过滤回收沉淀，废水达到排放沉淀产生；过滤回收沉淀，废水达到排放标准。标准。电解的

13、应用电解的应用处理废水处理废水阴极：阴极：2H+2e-H2阳极：阳极：Fe-2e-Fe2+6Fe2+Cr2O72-+14H+6Fe3+2Cr3+7H2O25261.我公司将积极配合监理工程师及现场监理工程师代表履行他们的职责和权力。2.我公司在开工前，将根据合同中明确规定的永久性工程图纸，施工进度计划，施工组织设计等文件及时提交给监理工程师批准。以使监理工程师对该项设计的适用性和完备性进行审查并满意所必需的图纸、规范、计算书及其他资料；也使招标人能操作、维修、拆除、组装及调整所设计的永久性工程。3.在施工全过程中，严格按照经招标人及监理工程师批准的“施工组织设计”进行工程的质量管理。在分包单位

14、“自检”和总承包专检的基础上，接受监理工程师的验收和检查，并按照监理工程师的要求，予以整改。、4.贯彻总包单位已建立的质量控制、检查、管理制度，并据此对各分包施工单位予以检控，确保产品达到优良。总承包对整个工程产品质量负有最终责任，任何分包单位工作的失职、失误造成的严重后果，招标人只认总承包方，因而总承包方必须杜绝现场施工分包单位不服从总承包方和监理工程师监理的不正常现象。5.所有进入现场使用的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师提交产品合格证或质保书，应按规定使用前需进行物理化学试验检测的材料，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备不给工程造成浪费。1.我公司将积极配合监理

15、工程师及现场监理工程师代表履行他们的职责和权力。2.我公司在开工前，将根据合同中明确规定的永久性工程图纸，施工进度计划，施工组织设计等文件及时提交给监理工程师批准。以使监理工程师对该项设计的适用性和完备性进行审查并满意所必需的图纸、规范、计算书及其他资料；也使招标人能操作、维修、拆除、组装及调整所设计的永久性工程。3.在施工全过程中，严格按照经招标人及监理工程师批准的“施工组织设计”进行工程的质量管理。在分包单位“自检”和总承包专检的基础上，接受监理工程师的验收和检查，并按照监理工程师的要求，予以整改。、4.贯彻总包单位已建立的质量控制、检查、管理制度，并据此对各分包施工单位予以检控，确保产品达到优良。总承包对整个工程产品质量负有最终责任，任何分包单位工作的失职、失误造成的严重后果，招标人只认总承包方，因而总承包方必须杜绝现场施工分包单位不服从总承包方和监理工程师监理的不正常现象。5.所有进入现场使用的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师提交产品合格证或质保书，应按规定使用前需进行物理化学试验检测的材料，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备不给工程造成浪费。