第一篇：第六章 電化學分析導(dǎo)論-教案格式及內(nèi)容

教學時數(shù)：2 教學目的與要求：

一、掌握

第六章 電化學分析導(dǎo)論

1.掌握電極的極化和過電位的產(chǎn)生、電極的分類及各類電極所起的作用；

二、理解

1.理解化學電池、電極電位、液接電位與鹽橋、電極的極化與超（過）電位；

三、了解

1.了解參比電極、指示電極的意義。了解原子吸收光譜法的應(yīng)用范圍、測量條件的選擇、定量分析方法及方法評價；

教學重點：

1.電極的極化和過電位的產(chǎn)生、電極的分類及各類電極所起的作用；

2.化學電池、電極電位、液接電位與鹽橋、電極的極化與超（過）電位。

教學難點 本章無難點

教學設(shè)計 1.教學內(nèi)容線索

電分析化學方法分類——三類基本方法 待測試液的濃度與某一電參數(shù)之間的關(guān)系 電位分析法 電滴定分析法 電解分析法——電化學分析基礎(chǔ)-原電池 電解池 電池電動勢 液體接界電位 電解和極化——電極的種類——參比電極 指示電極 金屬基電極。

2.制作幻燈片和投影片，盡可能結(jié)合實際采用現(xiàn)代教育技術(shù)進行講授。3.選擇典型例題和習題講解突出重點，突破難點。

4.利用實驗室設(shè)備及條件式學生實際感受電分析化學儀器的使用。

教學方法：通過講解和對比使學生了解紅外吸收光譜法的特點和分類，通過課堂講練結(jié)合方式突出重點，突破難點。

本章主要參考文獻：

1．《儀器分析》，武漢大學編，高教出版社，2000年，第四版。2．《21世紀分析化學》，汪爾康編，科學出版社，2000年。

3．《儀器分析教程》，北京大學化學系儀器分析教學組，北京大學出版社，1997年。4．《儀器分析原理》，方惠群，史堅，倪君蒂編，南京大學出版社，1994年。5．《儀器分析》，趙藻藩，周性堯，張悟銘，趙文寬編，高等教育出版社，1990年。6．《儀器分析》，鄧勃，寧永成，劉密新編，清華大學出版社，1991年。7．《儀器分析》，朱明華編，高教出版社，2001年，第三版。8．《儀器分析實驗》，張劍榮等編，科學出版社，1999年。9．《儀器分析實驗》，趙文寬等編，高教出版社，1997年。

第二篇：電化學教案

原電池

1、定義：將化學能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置。

2、構(gòu)成原電池的條件： ①電解質(zhì)溶液 ②兩個導(dǎo)體做電極

③形成閉合回路(或在溶液中接觸)④有能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)

3、原理

本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)

4、原電池電極的判斷

（1）由組成原電池的兩極材料判斷：一般來說，較活潑的或能和電解質(zhì)溶液反應(yīng)的金屬為負極，較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。但具體情況還要看電解質(zhì)溶液，如鎂、鋁電極在稀硫酸在中構(gòu)成原電池，鎂為負極，鋁為正極；但鎂、鋁電極在氫氧化鈉溶液中形成原電池時，由于是鋁和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，失去電子，因此鋁為負極，鎂為正極。

（2）根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷：在原電池的外電路，電流由正極流向負極，電子由負極流向正極。

（3）根據(jù)內(nèi)電路離子的移動方向判斷：在原電池電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負極。

（4）根據(jù)原電池兩極發(fā)生的化學反應(yīng)判斷：原電池中，負極總是發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是發(fā)生還原反應(yīng)。因此可以根據(jù)總化學方程式中化合價的升降來判斷。

（5）根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷：原電池工作后，若某一極質(zhì)量增加，說明溶液中的陽離子在該電極得電子，該電極為正極，活潑性較弱；如果某一電極質(zhì)量減輕，說明該電極溶解，電極為負極，活潑性較強。

（6）根據(jù)電極上產(chǎn)生的氣體判斷：原電池工作后，如果一電極上產(chǎn)生氣體，通常是因為該電極發(fā)生了析出氫的反應(yīng)，說明該電極為正極，活動性較弱。（7）根據(jù)某電極附近pH的變化判斷

A近的pH增大了，說明該電極為正極，金屬活動性較弱。

5、鹽橋

鹽橋的作用僅僅是導(dǎo)電【相當于導(dǎo)線的作用】，將兩個燒杯形成閉合回路，否則就相當于斷開，而鹽橋的導(dǎo)電是利用了其中的陰陽離子的定向移動。

鋅銅電池，電解質(zhì)溶液鋅端硫酸鋅，銅端硫酸銅，即兩端不一樣，所以產(chǎn)生電勢差，于是，電子從負極Zn失去，沿著導(dǎo)線移向正極Cu，即外面的導(dǎo)線中，電子即負電荷從

4.非金屬或氣體不導(dǎo)電，因此非金屬元素在不同氧化值時構(gòu)成的氧化還原電對作半電池時，需外加惰性導(dǎo)體（如鉑或石墨等）做電極導(dǎo)體。其中，惰性導(dǎo)體不參與電極反應(yīng)，只起導(dǎo)電（輸送或接送電子）的作用，故稱為“惰性”電極。

按上述規(guī)定，Cu－Zn原電池可用如下電池符號表示：

（-）Zn(s)∣Zn2+(C)‖Cu2+(C)∣ Cu(s)（+）

理論上，任何氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池，例如反應(yīng):

Cl2+ 2I-═ 2Cl-+I2

此反應(yīng)可分解為兩個半電池反應(yīng)：

負極：2I-═ I2+ 2e-（氧化反應(yīng)）

正極：Cl2+2e-═ 2Cl-（還原反應(yīng)）

該原電池的符號為：

（-）Pt∣ I2(s)∣I-(C)‖Cl-(C)∣C2(PCL2)∣Pt（+）

8、常見的原電池

(1)一次電池 ①堿性鋅錳電池

構(gòu)成:負極是鋅,正極是MnO2,正極是KOH 工作原理:負極 Zn+2OH—－2e－=Zn(OH)2；正極:2MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－ 總反應(yīng)式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

特點:比能量較高,儲存時間較長,可適用于大電流和連續(xù)放電。②鈕扣式電池(銀鋅電池)鋅銀電池的負極是Zn，正極是Ag20，電解質(zhì)是KOH，總反應(yīng)方程式：Zn+Ag20=2Ag+ZnO 特點：此種電池比能量大，電壓穩(wěn)定，儲存時間長，適宜小電流連續(xù)放電。

③鋰電池

鋰電池用金屬鋰作負極，石墨作正極，電解質(zhì)溶液由四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯(SOC12)中組成。

鋰電池的主要反應(yīng)為：負極：8Li－8e—＝8Li+ ；正極：3SOC12+8e—＝SO32－+2S+6Cl—

總反應(yīng)式為：8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S 特點：鋰電池是一種高能電池，質(zhì)量輕、電壓穩(wěn)定、工作效率高和貯存壽命長的優(yōu)點。

負極：2CH3OH +16OH－－12e－=2CO32－+12H2O； 正極：3O2+6H2O+12e－=12OH－ 總反應(yīng)方程式為：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O

9、原電池的應(yīng)用

1）制作干電池、蓄電池、高能電池；

（2）比較金屬腐蝕的快慢（負極金屬先被腐蝕）；（3）防護金屬腐蝕（被保護的金屬作正極）；（4）比較反應(yīng)速率（如粗鋅與稀硫酸反應(yīng)比純鋅快）；（5）比較金屬活動性強弱（被溶解的負極金屬較活潑）；

（6）判斷溶液pH變化（如發(fā)生吸氧腐蝕時，因有正極反應(yīng)O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-，使溶液pH值升高，正極附近溶液能使酚酞變紅）。

(7)根據(jù)電池反應(yīng)判斷新的化學電源的變化，(方法是先分析電池反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)化合價變化，確定原電池正極和負極，然后根據(jù)兩極變化分析判斷其它指定性質(zhì)的變化)。

電解池

1．電解原理

定義： 使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程叫做電解．借助于電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置，也就是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的裝置，叫做電解池或電解槽（池）． 構(gòu)成電解池(電解槽)的條件：(1)有外加直流電源．

(2)有電解質(zhì)溶液或熔融的離子化合物．

(3)有兩個電極(材料為金屬或石墨兩極材料可相同或不同)： 陰極：與直流電源的負極直接相連的一極． 陽極：與直流電源的正極直接相連的一極．(4)兩個電極要與電解質(zhì)溶液接觸并形成回路．

注意

電解池的陰、陽極完全由外加直流電源的負、正極確定，與電極材料本身的性質(zhì)無關(guān)．而原電池的正、負極則由構(gòu)成電極材料本身的性質(zhì)決定．

物質(zhì)類別含氧酸強堿活潑金屬的含氧酸鹽無氧酸不活潑金屬的無氧酸鹽活潑金屬的無氧酸鹽不活潑金屬的含氧酸鹽實例H2SO4 NaOHNa2SO4HClCuCl2NaClCuSO4 電極反應(yīng)pH變化電解類型電解水型(加水還原)陽極：4OH—-4e—=O2↑+2H2O減小增大不變陰極：4H++4e—=2H2↑陽極2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：4H++4e—=2H2↑陽極2Cl—-2e-=Cl2↑陰極：Cu2++2e—=Cu陽極2Cl—-2e—= Cl2↑陰極：2H2O+2e—=H2↑+2OH-陽極:4OH—-4e—=O2↑+2H2O陰極：2Cu2++4e—=2Cu增大分解電解質(zhì)型增大(加電解質(zhì)還原)增大放氫生堿型減小放氧生酸型(加CuO還原)(加HCl還原)

一、金屬的腐蝕 金屬腐蝕是金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。金屬腐蝕一般可分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩類。

1．化學腐蝕 金屬跟接觸到的干燥氣體或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接發(fā)生化學反應(yīng)而引起的腐蝕，這種腐蝕的速率隨著溫度的升高而加快。

2．電化學腐蝕 不純的金屬接觸電解質(zhì)溶液時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，較活潑的金屬失去電子而被氧化所引起的腐蝕。

二、電化學腐蝕的分類 以鐵的腐蝕為例（1）析氫腐蝕(酸性較強的溶液)負極: Fe4e-= 2Fe2+ 正極: O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-總方程式:2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2 進一步反應(yīng)：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3

三、金屬的防護

第三篇：學科導(dǎo)論內(nèi)容

學科導(dǎo)論內(nèi)容（西農(nóng)機電學院）

1.這個專業(yè)學制四年，培養(yǎng)具有機械設(shè)計制造及其自動化學科的基本理論、基本知識和基本技能的高級工程技術(shù)人才。系統(tǒng)掌握數(shù)學、力學、電工電子學、自動控制理論、機械設(shè)計、現(xiàn)代設(shè)計方法、機械制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和計算機應(yīng)用技術(shù)等方面的理論知識和技能。具備機械工程的創(chuàng)新設(shè)計能力。畢業(yè)后能從事機械工程領(lǐng)域的設(shè)計制造、科研開發(fā)、應(yīng)用研究、運行管理及教學等工作。

西北農(nóng)林科技大學機械與電子工程學院是由原西北農(nóng)業(yè)大學機械與電子工程學院與原西北林學院林產(chǎn)工程學院的木材科學與工程專業(yè)合并組建而成。學院設(shè)有農(nóng)業(yè)工程、機械工程、電子工程和工業(yè)設(shè)計四個系，現(xiàn)已成為我國及西北地區(qū)農(nóng)業(yè)工程、林業(yè)工程、機械工程等學科高層次人才培養(yǎng)科學研究的重要基地。農(nóng)業(yè)機械化專業(yè)始建于1946年，1956年恢復(fù)重建為農(nóng)業(yè)機械化系，是我國建立最早的7個農(nóng)業(yè)機械化專業(yè)之一；木材科學與工程專業(yè)前身為1960年創(chuàng)辦的森林工程專業(yè)。新組建的學院在學科上得到了拓寬與加強，為教學科研資源的優(yōu)化配置提供了條件。學院現(xiàn)有農(nóng)業(yè)工程博士后流動站；農(nóng)業(yè)工程一級學科博士學位授權(quán)點，涵蓋農(nóng)業(yè)機械化工程、農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程、農(nóng)業(yè)電氣化與自動化3個博士點及生物材料科學與工程1個自主設(shè)置博士學位學科專業(yè)，還設(shè)有農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程等5個博士點；設(shè)有機械設(shè)計及理論、農(nóng)業(yè)機械化工程、木材科學與技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程、農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程、農(nóng)業(yè)電氣化與自動化、生物材料科學與工程等7個碩士點；農(nóng)業(yè)機械化及其自動化、機械設(shè)計制造及其自動化、機械電子工程、木材科學與工程、電子信息工程、包裝工程、工業(yè)設(shè)計等7個本科專業(yè)。幾十年來為國家培養(yǎng)各類人才5000余名。

學院有教職工126人，博士點，有博士生導(dǎo)師14人，其中本院5人；有教授研究員11人，副教授副研究員21人，碩導(dǎo)27人，其中本院18人。設(shè)有精細農(nóng)業(yè)研究所、旱作節(jié)水機具研究所、生物材料工程研究室、工業(yè)設(shè)計研究所等4個研究所；設(shè)有農(nóng)業(yè)部西北農(nóng)村能源技術(shù)培訓中心、農(nóng)業(yè)部西北農(nóng)村能源職業(yè)技能鑒定站以及西北農(nóng)林科技大學工程訓練中心等機構(gòu)，正在籌建陜西省農(nóng)業(yè)裝備工程技術(shù)研究中心。學院重視國內(nèi)，國際的學術(shù)交流，積極發(fā)展國內(nèi)外的友好關(guān)系，近年來先后承辦國際國內(nèi)各種學術(shù)會議20余次，邀請國外教授、專家訪問教學40余人次，接受培養(yǎng)國外留學生5名，派往國外攻讀學位、進修和訪問教師30多人次。

學院通過多種途徑與政府和企業(yè)加強合作，力求在工程技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化方面有所成就，先后與國內(nèi)十幾家企業(yè)建立了產(chǎn)學研聯(lián)合體。已與蘭州軍區(qū)雨林基地、黃河工程集團公司、寶雞烽火無線電廠、西安聯(lián)合收割機廠、北京光明家具廠及楊凌天工實業(yè)有限公司等企事業(yè)單位建立了長期密切合作關(guān)系。

學院在收獲機械、機械化旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)、農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用、精細農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工等領(lǐng)域取得了顯著成績，同時開展農(nóng)業(yè)機械化，機電一體化，畜牧機械、木材加工與林業(yè)機械的研究，科研創(chuàng)新能力處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。近年來共承擔國家自然科學基金、國家綜合農(nóng)業(yè)開發(fā)項目、國家重點實驗室項目，農(nóng)業(yè)部“948”項目、國家重大科技產(chǎn)業(yè)工程項目、“十五”重大專項、國家863計劃項目、農(nóng)業(yè)科技跨越計劃、科技部農(nóng)業(yè)科技轉(zhuǎn)化資金等國家和省部級重點科研項目80多項，獲得省部級以上獎勵22項，獲得國家專利60余項（其中發(fā)明專利5項），陜西省專利獎2項，出版著作，教材等40余部，發(fā)表學術(shù)論文2000余篇，被三大文獻檢索收錄論文40余篇。

以“985”高水平研究型大學建設(shè)為契機，學院將緊密結(jié)合國家科技發(fā)展戰(zhàn)略和地域特點，重點開拓優(yōu)勢和特色的研究領(lǐng)域，力爭綜合實力達到國內(nèi)領(lǐng)先或先進水平，為將學院建設(shè)成為我國西部農(nóng)林工程裝備的研發(fā)中心和高級專門人才的培養(yǎng)基地而努力奮斗。

2.3.排名是不錯的，準確的不知道。

第四篇：第二章 光學分析法導(dǎo)論-教案格式及內(nèi)容

教學時數(shù)：3 教學目的與要求：

一、掌握

第二章 光學分析法導(dǎo)論

1、掌握光的波粒二象性，原子光譜和分子光譜的產(chǎn)生、特點及區(qū)別；

2、掌握電磁波譜。

二、理解

1、理解原子光譜項的意義及各量子數(shù)的取值。n、L、S、J四個量子數(shù)的含義。

三、了解

1、了解分子光譜成帶光譜的原因。

教學重點：

1、原子光譜和分子光譜的產(chǎn)生、特點及區(qū)別；

2、掌握電磁波譜。教學難點

1、理解原子光譜項的意義及各量子數(shù)的取值。n、L、S、J四個量子數(shù)的含義。

教學設(shè)計

1、教學內(nèi)容線索 掌握光的波粒二象性，原子光譜和分子光譜的產(chǎn)生、特點及區(qū)別——理解原子光譜項的意義及各量子數(shù)的取值——n、L、S、J四個量子數(shù)的含義

2、制作幻燈片和投影片，盡可能結(jié)合實際采用現(xiàn)代教育技術(shù)進行講授。

3、選擇典型例題和習題講解突出重點，突破難點。

教學方法：通過講解和對比使學生了解光學分析法的特點和分類，通過課堂講練結(jié)合方式突出重點，突破難點；進一步激發(fā)興趣，進行儀器分析學習思維啟發(fā)和定向。

本章主要參考文獻：

1．《儀器分析》，武漢大學編，高教出版社，2000年，第四版。2．《21世紀分析化學》，汪爾康編，科學出版社，2000年。

3．《儀器分析教程》，北京大學化學系儀器分析教學組，北京大學出版社，1997年。4．《儀器分析原理》，方惠群，史堅，倪君蒂編，南京大學出版社，1994年。5．《儀器分析》，趙藻藩，周性堯，張悟銘，趙文寬編，高等教育出版社，1990年。6．《儀器分析》，鄧勃，寧永成，劉密新編，清華大學出版社，1991年。7．《儀器分析》，朱明華編，高教出版社，2001年，第三版。8．《儀器分析實驗》，張劍榮等編，科學出版社，1999年。9．《儀器分析實驗》，趙文寬等編，高教出版社，1997年。

第五篇：電化學 標準一對一教案

電化學

一、教學目標

1、知識傳授目標：明了電化學的重點。

2、能力培養(yǎng)目標：能用所學的知識寫出電化學反應(yīng)。

3、思想教育目標：培養(yǎng)學生抽象思維能力，同時讓學生感受由現(xiàn)象到本質(zhì)的探索過程。

二、教材分析

1、重點：原電池、電解池、電鍍池

2、難點：綜合應(yīng)用題

三、教學過程

理解原電池概念的 2 個方面

(1)能量轉(zhuǎn)化：化學能轉(zhuǎn)化為電能；(2)反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)。

掌握原電池的兩極反應(yīng)類型

(1)負極：發(fā)生氧化反應(yīng)；(2)正極：發(fā)生還原反應(yīng)。

熟記原電池構(gòu)成的3個條件

(1)兩個活潑性不同的電極(常見為金屬或石墨)；(2)兩電極插入電解質(zhì)溶液中；(3)形成閉合回路。

明確原電池原理的4個應(yīng)用(1)加快氧化還原反應(yīng)的速率；(2)比較金屬活動性強弱；(3)用于金屬的防護；(4)制作化學電源。

原電池工作原理：

說明：

①在原電池裝置中，電子由負極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，陽離子在正極上獲得電子，通過電路中的電子和溶液中的離子的移動而形成回路，傳導(dǎo)電流，電子并不進入溶液也不能在溶液中遷移。

②原電池將一個完整的氧化還原反應(yīng)分為兩個半反應(yīng)，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，一般將兩個電極反應(yīng)中得失電子的數(shù)目寫為相同，相加便得到總反應(yīng)方程式。

③陰離子要移向負極，陽離子要移向正極。這是因為負極失電子，生成大量陽離子積聚在負極附近，致使該極附近有大量正電荷，所以溶液中的陰離子要移向負極；正極得電子，該極附近的陽離子因得電子生成電中性的物質(zhì)而使該極附近帶負電荷，所以溶液中的陽離子要移向正極。

④不參與電極反應(yīng)的離子從微觀上講發(fā)生移動，但從宏觀上講其在溶液中各區(qū)域的濃度基本不變。

原電池正負極的判斷方法：

1．根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理來判斷

正極：接受電子發(fā)生還原反應(yīng)的電極；負極：提供電子發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。如銅鋅原電池中，鋅失去電子，所以鋅是負極。

2．由兩極的相對活潑性判斷 正極：一般為相對活潑性較差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?；負極：一般為相對活潑性較強的金屬。能夠用這種方法判斷正負極的原電池，其負極材料要和電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)，如Mg－Al－HCl構(gòu)成的原電池中，負極為Mg，但Mg－Al－NaOH構(gòu)成的原電池中，負極為Al。

3．根據(jù)電子或離子的移動方向判斷

根據(jù)外電路中自由電子的運動方向判定：電子流出的為負極，流入的為正極；根據(jù)內(nèi)電路中陰陽離子的運動方向判定：陽離子移向的為正極，陰離子移向的為負極。

例1 ①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時，外電路電流從②流向①：①③相連時，③為正極：②④相連時，②上有氣泡逸出：③④相連時，③的質(zhì)量減少，據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是（）A．①③②④

B．①③④②

C．③④②①

D．③①②④

答案：B

例2 如右圖所示，將鎂條和銅片隔一定距離插入一個半熟的橘子中，用導(dǎo)線將二者與蜂鳴器連接，即構(gòu)成一個水果原電池，可以聽到蜂鳴器發(fā)出音樂聲，則下列有關(guān)說法中不正確的是()

－＋A．該原電池的負極反應(yīng)為：Mg－2e===Mg2 B．電流方向：Mg―→蜂鳴器―→Cu C．電路上流過1 mol電子時，在銅電極上產(chǎn)生的氣體(標準狀況)為11.2 L

－＋D．若將蜂鳴器換成電源，則陽極反應(yīng)為：Cu－2e===Cu2

答案：B

電極反應(yīng)式的書寫：

1．一般電極反應(yīng)式的書寫

2．復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫

復(fù)雜電極＝總反應(yīng)式－較簡單一極的電極反應(yīng)式 反應(yīng)式如CH4酸性燃料電池中，負極反應(yīng)式的書寫： CH4＋2O2===CO2＋2H2O……總反應(yīng)式 2O2＋8H＋＋8e－===4H2O……正極反應(yīng)式

CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋……負極反應(yīng)式

例1[2012·四川理綜，11]一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀，負極上的反應(yīng)為：－＋CH3CH2OH－4e＋H2O===CH3COOH＋4H。下列有關(guān)說法正確的是（）A．檢測時，電解質(zhì)溶液中的H＋向負極移動

B．若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移，則在標準狀況下消耗4.48 L氧氣

C．電池反應(yīng)的化學方程式為：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－

答案：C

例2 分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()

A．①②中Mg做負極，③④中Fe做負極

－B．②中Mg做正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH＋3H2↑

C．③中Fe做負極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2 D．④中Cu做正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑

答案：B

原電池原理的應(yīng)用

1．比較不同金屬的活動性強弱

根據(jù)原電池原理可知，在原電池反應(yīng)過程中，一般活動性強的金屬作負極，而活動性弱的金屬(或碳棒)作正極。

若有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線將A和B連接后，插入到稀硫酸中，一段時間后，若觀察到A極溶解，而B極上有氣體放出，說明在原電池工作過程中，A被氧化成陽離子而失去電子作負極，B作正極，則金屬A的金屬活動性比B強。

2.加快氧化還原反應(yīng)的速率 因為形成原電池后，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個電極進行，使溶液中的離子運動時相互間的干擾減小，使反應(yīng)速率增大。

如Zn與稀H2SO4反應(yīng)制氫氣時，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成Cu－Zn原電池，加快反應(yīng)進行。

3．用于金屬的防護 要保護一個鐵制閘門，可用導(dǎo)線將其與一鋅塊相連，使鋅作原電池的負極，鐵制閘門作正極。

4．設(shè)計制作化學電源

設(shè)計原電池時要緊扣構(gòu)成原電池的條件。

(1)首先要將已知氧化還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)；

(2)根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正負極材料(負極就是失電子的物質(zhì)，正極用比負極活潑性差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘偃缡?及電解質(zhì)溶液。

①電解質(zhì)溶液的選擇

電解質(zhì)是使負極放電的物質(zhì)。因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進行(中間連接鹽橋)，左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇與電極材料相同的陽離子。如在銅－鋅－硫酸銅構(gòu)成的原電池中，負極金屬鋅浸泡在含有Zn2＋的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在含有Cu2＋的溶液中。

②電極材料的選擇

在原電池中，選擇還原性較強的物質(zhì)作為負極，氧化性較強的物質(zhì)作為正極。并且，原電池的電極必須導(dǎo)電。電池中的負極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，容易失去電子，因此負極一般是活潑的金屬材料(也可以是還原性較強的非金屬材料如H2、CH4等)。(3)舉例

根據(jù)以下反應(yīng)設(shè)計原電池：

＋

例1[2011·北京卷，8]結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是()

A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護

＋B．Ⅰ和Ⅱ中負極反應(yīng)均是Fe－2e－===Fe2

－－C．Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e===4OH

D．Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有藍色沉淀

答案：A

例2 某?；瘜W研究性學習小組欲設(shè)計實驗驗證Fe、Cu的金屬活動性，他們提出了以下兩種方案。請你幫助他們完成有關(guān)實驗項目：

方案I：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時放入稀硫酸(或稀鹽酸)中，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，據(jù)此確定它們的活動性。該原理的離子方程式為__________________。方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作電極設(shè)計成原電池，以確定它們的活動性。試在下面畫出原電池裝置圖，標出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液，并寫出電極反應(yīng)式。

正極：________________________________________； 負極：______________________________________。

介質(zhì)對原電池影響的錯例分析：

某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液。下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是（D)A．正極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．工作一段時間后，電解液中的KOH的物質(zhì)的量不變 C．該燃料電池的總反應(yīng)方程式：2H2＋O2===2H2O D．用該電池電解CuCl2溶液，產(chǎn)生2.24 L Cl2(標準狀況)時，有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移

易錯分析

易錯選A，注意堿性條件下和酸性條件下氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式是不相同的，堿性條件下該式是正確的。

電解池：

熟記 2個概念(1)電解：使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。(2)電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。

把握電解池的2個電極的判斷

(1)陽極：與電源正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)陰極：與電源負極相連，發(fā)生還原反應(yīng)。

牢記電解過程中兩極的放電順序(1)陽極

－－2－－

－＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋(2)陰極：Ag?活性電極?Fe、Cu、Ag?：電極材料失電子??惰性電極?Pt、Au、石墨?：S>I>Br>Cl?>OH>含氧酸根?

正確書寫種電化學腐蝕中的正極反應(yīng)

＋－(1)析氫腐蝕(強酸性條件)：2H＋2e===H2↑。

－－(2)吸氧腐蝕(弱酸性或中性條件)：O2＋2H2O＋4e===4OH。

電極產(chǎn)物的判斷及電極反應(yīng)方程式的書寫 1．電解時電極產(chǎn)物的判斷

2．電解池中電極反應(yīng)式的書寫(1)根據(jù)裝置書寫 ①根據(jù)電源確定陰、陽兩極―→確定陽極是否是活性金屬電極―→據(jù)電極類型及電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式。

②在確保陰、陽兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相同的條件下，將兩極電極反應(yīng)式合并即得總反應(yīng)式。

(2)由氧化還原反應(yīng)方程式書寫電極反應(yīng)式

①找出發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的物質(zhì)―→兩極名稱和反應(yīng)物―→利用電子守恒分別寫出兩極反應(yīng)式。

②若寫出一極反應(yīng)式，而另一極反應(yīng)式不好寫，可用總反應(yīng)式減去已寫出的電極反應(yīng)式即得另一電極反應(yīng)式。

例1 [2012·安徽理綜，11]某興趣小組設(shè)計如下微型實驗裝置。實驗時，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生：一段時間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是（）A．斷開K2，閉合K1時，總反應(yīng)的離子方程式為：

通電

2H＋＋2Cl－=====Cl2↑＋H2↑

B．斷開K2，閉合K1時，石墨電極附近溶液變紅 C．斷開K1，閉合K2時，銅電極上的電極反應(yīng)式為： Cl2＋2e－===2Cl－

D．斷開K1，閉合K2時，石墨電極作正極

答案：D

例2.用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度為1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能發(fā)生的反應(yīng)有（）通電①2Cu2＋＋2H2O=====2Cu＋4H＋＋O2↑ 通電②Cu＋2Cl=====Cu＋Cl2↑ 2＋－通電③2Cl＋2H2O=====2OH－＋H2↑＋Cl2↑ －通電④2H2O=====2H2↑＋O2↑

A.①②③

B.①②④

C.②③④

D.②④ 答案：C

電解規(guī)律及相關(guān)計算

1．以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型

2.電解池中有關(guān)量的計算或判斷

電解池中有關(guān)量的計算或判斷主要包括以下方面：根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量(析出固體的質(zhì)量、產(chǎn)生氣體的體積等)、溶液的pH、相對原子質(zhì)量或某元素的化合價、化學式等。解題依據(jù)是得失電子守恒，解題方法有：(1)根據(jù)電子守恒法計算

用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計算

先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算

根據(jù)得失電子守恒關(guān)系，在已知量與未知量之間，建立計算所需的關(guān)系式。

例1．[2012·福建理綜，9]將下圖所示實驗裝置的K閉合，下列判斷正確的是（）A．Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)

B．電子沿Zn→a→b→Cu路徑流動

－C．片刻后甲池中c(SO24)增大

D．片刻后可觀察到濾紙b點變紅色

答案：A

例2串聯(lián)電路中的四個電解池分別裝有0.05 mol·L－1的下列溶液，用惰性電極電解，連接直流電源一段時間后，溶液的pH最小的是（）A.KNO

3B.NaCl C.AgNO3

D.CuCl2

答案C

化學腐蝕和電化學腐蝕

1．電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防護措施的腐蝕。

2．同一金屬在不同電解質(zhì)溶液中的腐蝕速率 強電解質(zhì)>弱電解質(zhì)>非電解質(zhì)

3．原電池原理引起的腐蝕速率：兩電極金屬活動性相差越大，越易腐蝕。

4．對于同一電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。

例1 [2012·山東理綜，13]下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是（）A．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重 B．圖b中，開關(guān)由M改置于N時，Cu－Zn合金的腐蝕 速率減小

C．圖c中，接通開關(guān)時Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體 的速率也增大

D．圖d中，Zn－MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2 的氧化作用引起的

答案：B

例2 鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)，請回答鋼鐵腐蝕與防護過程中的有關(guān)問題。

(1)生產(chǎn)中可用鹽酸來除鐵銹?，F(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學方程式為______________________________________。(2)下列哪些裝置可防止鐵棒被腐蝕________。

(3)在實際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置如圖：

①A電極對應(yīng)的金屬是________(寫元素名稱)，B電極的電極反應(yīng)式是__________________________________。

②若電鍍前A、B兩金屬片質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為5.12 g，則電鍍時電路中通過的電子為________mol。

③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因__________________________________________。

答案：(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2(2)B、D(3)①銅 Cu2＋＋2e－===Cu ②0.08 ③鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負極，加速鐵的腐蝕(敘述合理即可)。

電化學原理的理解和應(yīng)用

某同學按如圖所示的裝置進行實驗，A、B為常見金屬，它們的硫酸鹽可溶于水。

－當K閉合時，陰離子交換膜處的SO24從右向左移動。下列分析正確的是()

A．溶液中c(A2＋)減小

－＋B．B的電極反應(yīng)：B－2e===B2

C．Y電極上有H2產(chǎn)生，發(fā)生還原反應(yīng)

D．反應(yīng)初期，X電極周圍出現(xiàn)白色膠狀沉淀，不久沉淀溶解

答案D

做題方法：

步驟1：仔細審題，由題意判斷題目所給的是原電池還是電解池。步驟2：寫電極反應(yīng)式。

(1)如果是原電池，依據(jù)原電池原理寫電極反應(yīng)式?；顫娊饘僮髫摌O，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體(石墨)作正極。溶液中的陽離子得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，陽離子放電順序為Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋。燃料電池中還原性較強的物質(zhì)(如甲烷、甲醇等)失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化性氣體(O2)得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。

(2)如果是電解池，陰極電極反應(yīng)式按陰極上陽離子放電順序書寫，陰極上陽離子放電順序為Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋。而陽極電極反應(yīng)式的書寫還要看陽極的電極材料是惰性電極(Pt、Au、石墨)還是活性電極(活潑性在Ag之前的金屬)。若是惰性電極，則溶液中的陰離子在陽極放電，陰離子放電順序為S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根；若是活性電極，則陽極金屬本身失電子，其失電子順序為Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>Cu>Hg>Ag(注意電解時Fe－2e－===Fe2＋)。依據(jù)上述規(guī)則寫出電極反應(yīng)式。

步驟3：針對各選項的具體問題進行正確解答。