电化学教案

电化学教案

　　作为一位兢兢业业的人民教师，通常会被要求编写教案，教案是教学活动的总的组织纲领和行动方案。那么你有了解过教案吗？

电化学教案1

　　金属材料的电化学腐蚀与防护

　　一、实验目的

　　1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。

　　2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。

　　二、实验原理

　　1． 金属的电化学腐蚀类型

　　(1)微电池腐蚀

　　①差异充气腐蚀

　　同一种金属在中性条件下，如果不同部位溶解氧气浓度不同，则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极，金属失去电子受到腐蚀；而氧气浓度较大的部位作为阴极，氧气得电子生成氢氧根离子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在，则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应，生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀；在阴极，由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红（亦属于吸氧腐蚀）。两极反应式如下：

　　阳极(氧气浓度小的部位)反应式：

　　Fe = Fe2＋ ＋ 2e－

　　3Fe2＋ ＋ 2[Fe(CN)6]3－ = Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式：

　　O2 ＋ 2H2O ＋4e－ = 4OH－

　　②析氢腐蚀

　　金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中，铁作为阳极失去电子，受腐蚀，杂质作为阴极，在其表面H＋得电子被还原析出氢气。两极反应式为： 阳极：Fe = Fe2＋ ＋ 2e－

　　阴极：2H＋+2e－= H2↑

　　在其中加入K3[Fe(CN)6]，则阳极附近的Fe2＋进一步反应：

　　3Fe2＋ ＋ 2[Fe(CN)6]3－ = Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀)

　　（2）宏电池腐蚀

　　①金属铁和铜直接接触，置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里，由于?(Fe2/Fe)< ?（Cu2/Cu），两者构成了宏电池，铁作为阳极，失去电＋＋

　　子受到腐蚀（属于吸氧腐蚀）。两极的电极反应式分别如下：

　　阳极反应式：

　　Fe = Fe2＋ ＋ 2e－

　　3Fe2＋ ＋ 2[Fe(CN)6]3－ = Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式：

　　O2 ＋ 2H2O ＋4e－ = 4OH－

　　在阴极由于有OH－生成，使c(OH－)增大，所以酚酞变红。

　　②金属铁和锌直接接触，环境同上，则由于?(Zn2/Zn)< ?(Fe2/Fe)，＋＋

　　锌作为阳极受到腐蚀，而铁作为阴极，铁表面的氧气得电子后不断生成氢氧根离子，导致酚酞变红（属于吸氧腐蚀）。两极的电极反应式分别如下：

　　阳极反应式：

　　Zn = Zn2＋ ＋ 2e－

　　3Zn2＋＋ 2[Fe(CN)6]3－ = Zn3[Fe(CN)6]2 (黄色沉淀)

　　阴极（铁表面）反应式：

　　O2 ＋ 2H2O ＋4e－ = 4OH－

　　2．金属腐蚀的防护

　　防止金属腐蚀的方法很多。如研制耐腐蚀的金属材料、金属表面涂覆保护层及阴极保护法等方法。金属表面涂覆保护层的常用方法有油漆、电镀、喷镀、表面钝化处理，缓蚀剂法等。

　　（1） 有机缓蚀剂作用机理

　　在金属刚开始溶解时，金属表面带有的负电荷能吸附缓蚀剂的离子或分子，形成难溶且腐蚀介质很难穿透的保护膜。在酸性介质中，一般是含有N、S、O的有机化合物。常用的缓蚀剂有乌洛托品、若丁等。

　　（2） 无机缓蚀剂作用机理

　　在中性或碱性介质中可以采用无机缓蚀剂，如铬酸盐、重铬酸盐、

　　磷酸盐、碳酸氢盐等。主要是在金属的表面形成的氧化膜或沉淀物能够隔绝周围介质侵蚀，起到保护的作用。

　　例如金属表面的磷化，就是用磷酸盐在金属表面生成一层磷化膜的保

　　护层。其有关反应式如下：

　　Fe ＋ 2H+ = Fe2＋ ＋ H2（↑）

　　Fe2＋ ＋ HPO42－ = FeHPO4（暗灰色膜?）

　　3Zn2＋ ＋ 2PO43－= Zn3(PO4)2（白色?）

　　（3）3％的CuSO4检验液检验原理

　　磷化后的铁钉表面： Fe2＋ ＋ HPO42－ = FeHPO4（暗灰色膜?）

　　Cu2＋ ＋ HPO42－ = CuHPO4（暗黑色?）

　　没有磷化后的铁钉表面：Fe ＋Cu2＋= Fe2＋＋ Cu（棕红色?）

　　三、实验用品

　　仪器： 0mL小烧杯，小试管（3支），10mL小量筒（1只）铁片，铜丝，锌丝，滤纸片（若干），塑料镊子，洗瓶，细砂纸（约3×3cm2）。

　　药品：NaCl（0.1 mo1·L－1），K3[Fe(CN)6（]0.1 mo1·L－1），乌洛托品(CH2)6N（，420％）CuSO4（0.1 mo1·L－1），HCl（0.1 mo1·L－1、6 mo1·L－1，浓），酚酞（0.5％），洗洁精，检验液（3％的CuSO4），磷化液（配方：H3PO4（85％）：45g·L－1，ZnO：28 g·L－1，Zn(NO3)2：28 g·L－1，NaF：2 g·L－1 ，HNO3（浓）：29 g·L－1）。

　　四、实验内容

　　1． 金属的电化学腐蚀

　　（1）准备铁钉和混合溶液

　　①铁钉表面除锈：取8枚小铁钉浸在浓盐酸中，除锈约1～2分钟后用塑料镊子取出，以自来水淋洗后放在洁净的小烧杯中，再以去离子水浸泡备用。

　　②配制含有少量酚酞的混合溶液：取1支试管，加入6mL 0.1 mo1·L-1的NaCl溶液（增加导电性），加入4滴0.1 mo1·L-1K3[Fe(CN)6]溶液，再加入3滴酚酞溶液，混合均匀备用。

　　（2）微电池腐蚀

　　①差异充气腐蚀

　　用细砂纸把一块铁片表面磨光，洗净铁锈并吸干水分，在其中心处滴上2滴含有少量酚酞的混合溶液，形成直径约为2cm的圆斑，放置10 min后观察现象，并用两极反应式解释之。

　　②析氢腐蚀

　　取1支洁净的小试管，加入3mL的0.1 mo1·L-1HCl溶液，将一枚除锈铁钉放入其中，观察现象。

　　(3)宏电池的腐蚀

　　取2支洁净的小试管，各加入3mL含有少量酚酞的混合溶液。取2枚除过锈的小铁钉，经自来水冲洗，用滤纸吸干，分别在其中部紧密地缠上一段干净的锌丝和铜丝。然后再分别放在上述2支试管的.溶液中，静置数分钟（不要晃动），观察现象并用两极反应式解释之。

　　2．金属腐蚀的防护

　　（1）有机缓蚀剂的作用

　　取2支试管，各加入3mL0.1 mo1·L-1HCl溶液，在某一试管中加入5滴20％的乌洛托品，在另1支试管中加入5滴水，将2枚清洁无锈的铁钉分别放入其中。反应片刻后，分别在2支试管中各加入1滴0.1 mo1·L-1 K3[Fe(CN)6]溶液，观察和比较出现的现象，并用两极反应式解释之。

　　（2）无机缓蚀剂的作用（金属表面的磷化）

　　准备2支洁净试管和2枚已用浓HCl溶液除过锈的并用水清洗干净的铁钉。将其中1根铁钉放入试管，另1根铁钉完全浸入磷化液磷化，约5～10min后用镊子取出，用去离子水淋洗后将其放入空的洁净试管中，观察磷化膜。

　　（3）检验质量

　　向上述2支装有铁钉的试管中，分别加入3％的CuSO4检验液3mL，静置2-3min后，观察现象并用反应式解释之。

　　五、注意事项

　　1. 铁钉一定要事先算好需要几个，然后集中除锈。

　　2. 需要静置数分钟的实验，千万不要晃动试管，以免现象观察不明显。

　　3. 用锌丝缠铁钉时要慢缓慢用劲缠紧，防止锌丝折断；不要缠满铁钉，只要铁钉有一段被缠上就可观察到现象。

　　4.铁片，铜丝，锌丝，铁钉等用后洗净回收至原处。所有试剂用后放回原处。

　　5．实验中一定要仔细观察现象有无变化，记录现象要完整，并用学过的知识和有关反应方程式解释之。

　　六、实验记录

　　七、思考题

　　1.吸氧腐蚀发生的条件是什么？两极反应式分别如何？

　　2.析氢腐蚀的条件是什么？两极反应式分别如何？

电化学教案2

　　金属的腐蚀速度与极化作用

　　文/林玉珍·北京化工大学

　　在实际中，人们不仅关心金属设备和材料的腐蚀倾向，更重要的是关心腐蚀过程进行的速度。一个大的腐蚀倾向不一定对应着一个高的腐蚀速度。例如铝,从热力学角度看,它的腐蚀倾向很明显,但在某些介质中,它的腐蚀速度却极低,比那些腐蚀倾向较小的金属更耐蚀。可见,腐蚀倾向并不能作为腐蚀速度的尺度。对于金属设备来说,要设法来降低腐蚀反应的速度,以达到延长其使用寿命的目的。为此,必须了解腐蚀过程的机理,掌握不同条件下腐蚀的动力学规律以及影响腐蚀速度的各种因素,并寻求有效地解决方案。

　　腐蚀原电池

　　腐蚀发生的根本原因是由于环境中有氧化剂存在。而在工程中“材料/环境”组成的电极系统,由于种种原因(如材料成份等)使金属表面各处的电位不相等,统称为电化学不均匀性,从而形成腐蚀原电池,加速了腐蚀。例如工业锌,因其中含杂质(如Cu),存在着腐蚀电池，所以它的腐蚀速度要比纯锌大的得多如图1所示。

　　图1锌在稀酸中的腐蚀

　　腐蚀电池的工作历程

　　腐蚀电池的工作原理与—般原电池相同

　　,如图2所示。阳极(区)上发生失去电子的氧化反应(阳极反应),电位相对较低,是电池中的负极,也是发生腐蚀的地方。阴极(区)上发生接收电子的还原反应(阴极反应),电位相对较高,是电池中的正极。腐蚀电流Ic的流向是指正电荷流动的方向,电流从阳极流出进入溶液中,再从溶液中流入阴极。

　　图2腐蚀电池的上作历程

　　腐蚀电池中,这三部分工作,相互联系,缺—不可。只要其中任何一个步骤停止,整个电池工作就停止,体系中的金属腐蚀也就停止。

　　腐蚀电池的特点

　　①腐蚀电池是短路的原电池,它将化学能变成电能,但却不能被利用,而是以热的形式散失掉了。

　　②腐蚀电池的存在,只能加速腐蚀,而不是腐蚀发生的根本原因。如果环境中没有氧化剂存在,即使有腐蚀电池的存在,也不会发生腐蚀。

　　③根据腐蚀电池中的电极大小,常把腐蚀电池分为宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池两类。

　　极化作用

　　极化作用及其表征

　　观察一个简化的腐蚀电池的工作,如图3所示。

　　图3腐蚀电池及其电流变化

　　当外电路未接通前,外电路的电阻相当于无穷大,电流为零。

　　当电池接通的瞬间,可观察到一个很大的起始电流。根据欧姆定律,其电流为:

　　式中Ek°为阴极(铜)的开路电位;Ea°为阳极(锌)的开路电位;R为电

　　池系统的总电阻。当电流瞬间达到最大值后,随时间的增长电流却很快减小,最后稳定在一个较小的电流值。

　　从欧姆定律可知,影响电流强度I的因素有二,电池两极间的电位差和电池内外电阻的总和R。电池接通，总电阻R并没有变化，那么电流I的减小只能是电池两极间的电位差降低的结果。实验测得的情况也完全证明了这一现象。

　　如图4所示，当电路接通后,阴极(铜)的电位变得越来越负;而阳极(锌)的电位变得越来越正;两极间的电位差变得越来越小,最后当电流减小并稳定在某值时,阴极的电位负移至Ek,而阳极的电位正移至Ea;两极的电位差减小到Ek-Ea,由于Ek-Ea《Ek°-Ea° ,所以在R不变的情况下,I移要比I始小很多。

　　图4

　　电极电位随时间变化的示意图

　　由于电流的通过而引起原电池两极间电位差变小,导致电池工作电流强度降低的现象,称为原电池的'极化作用。随电流通过,阳极的电位向正值方向移动的象称为阳极极化。阴极的电位向负值方向移动的现象称为阴极极化。

　　同时,消除或碱弱阳极和阴极极化作用的过程称为去极化作用或去极化过程。能消除或减弱极化作用的物质称为去极化剂。因此,可以认为环境中存在的氧化剂就是—种去极化剂。

　　可见,腐蚀电池的极化作用,导致腐蚀电流减小,从而降低了腐蚀速度。如果没有极化作用,金属材料和设备的腐蚀速度也将大得多。极化相当于—种阻力,增大极化有利防腐。 为便于准确理解极化作用,经常利用电位E-电流强度I或电流密度i图来描述。如图5所示。

　　图5极化曲线

　　图中ECu°和EZn°分别为铜电极和锌电极的开路电位。随着电流密度的增加,阳极电位沿曲线EZn° A向正方向移动,而阴极电位沿曲线ECu°K向负方向移动。

　　把表示电极电位与极化电流密度之间的关系曲线称为极化曲线。图

　　5中EZn° A为阳极极化曲线;而ECu° K为阴极极化曲线。ΔEa和ΔEk分别是在电流密度为i1时的阳极极化值和阴极极化值。

　　从极化曲线的形状得知,电极极化的大小可判断电极反应的难易程度。若极化曲线较陡,表明极化值较大,反应的阻力大,过程较难进行;若极化曲线较平坦,则表明极化值较小,阻力也小,反应容易进行。

　　极化产生的原因和类型

　　极化现象产生的实质在于电子的迁移速度比电极反应及其相关的步骤完成的速度快。进行阳极反应时,金属离子转入溶液的速度落后于电于从阳极流到外电路的速度,这就使阳极上积累起过剩的正电荷,导致阳极电位向正方向移动;在阴极反应中,接受电子的物质来不及与流入阴极的电子相结合,这就使电子在阴极上积累,导致阴极的电位向负方向移动。

　　任何一个电极反应的进行,都要经过—系列互相连续的步骤,其中阻力最大的、进行最困难的、决定整个电极过程速度的最慢步骤称为控制步骤,电极的极化主要是电极反应过种中控制步骤所受阻力的反映。

　　极化主要分为两类:电化学极化和浓度极化,其极化曲线的形状如图6所示。

　　图6有极化时电极过程的极化曲线

　　电化学极化:如果电极反应所需的活化能较高,因而使有电荷转移的电化学过程速度变得最慢,成了整个电极过程的控制步骤,由此导致的极化称为电化学极化又称活化极化。

电化学教案3

　　知识目标：

　　1.了解过滤是使不溶性固体和液体分离的一种常用方法，结晶是分离几种可溶性固体混合物的一种方法。

　　2.了解过滤的适用范围和主要操作，了解利用结晶方法，在提纯物质时的简单应用。

　　能力目标：

　　1.学习过滤操作和结晶操作;

　　2.溶解度曲线与结晶的关系讨论。

　　情感目标：

　　通过粗盐提纯和硝酸钾晶体生成的实验操作渗透科学素质和事实求事精神的培养。

　　2.在讲过滤的操作方法时，注意强调：

　　4.对于学生素质较好的学校，在完成教学大纲所要求的.教学内容以后，可结合上节所学有关溶解度的计算，适当补充在温度改变时，有关溶解度的计算。(另加一课时)

　　(1)高温的饱和溶液降温时，会有晶体析出。

　　例：71℃时的溶解度是140g，9℃时是20g，将71℃时的饱和溶液200g降温至9℃时，问能析出多少g晶体?(100g)

　　(2)低温的饱和溶液，升高温度时，需加入一定量的固体溶质，才可使溶液再次达到饱和。

　　例：将20℃时250g饱和溶液，加热至8℃时，需加入多少g晶体才可使溶液再次达到饱和?(已知20℃时的溶解度11.1g，80℃时为21.4g)

　　1.本节教材内容较少，也比较简单，目的是向学生介绍两种分离混合物的一般方法，除应用一些固体物质溶解度的知识外，并不做深入的分析和更多的要求。重结晶属选学内容，可根据当地化工生产情况作适当处理。

　　在学法上，从如何得到粗盐，又如何精制为精盐这样的问题引入课题，提出过滤和结晶是最常用的混合物分离方法。

　　接着教材分两段，分别介绍过滤法分离固态物质和结晶法分离可溶性固体的道理。

　　2.为了使学生了解结晶法，可以分离几种可溶性固态物质的混合物，教材安排了一个实验，让学生直观地观察利用热饱和溶液冷却的方法，使硝酸钾从它与氯化钠的混合液中结晶出来，经过滤达到使硝酸钾晶体与氯化钠母液分离的目的。从而进一步从温度变化对硝酸钾和氯化钠的溶解度影响的不同，讲解应用这种方法的道理，以加深学生的理解。

　　3.本节内容不但要以前面学习的溶液、溶解度及影响溶解度的主要因素等相应知识为基础，还与过滤等实验基本操作的技能相联系，如过滤法要跟物质的溶解性及过滤实验操作相联系，结晶法(或重结晶法)跟物质的溶解度、溶解度曲线知识相联系。

　　总结分离、提纯物质的两种方法，可用下表表示：

　　在生产生活中，人们所接触到的物质很多都是混合物，为了适应各种不同的需要，常常要把混合物里的几种物质分开，得到较纯净的物质，这叫做混合物的分离，过滤和结晶是最常用的混合物分离的方法。

电化学教案4

　　2）电化学腐蚀速率的测定

　　金属的腐蚀速度可用腐蚀失重或腐蚀深度表示，也可用腐蚀电流密度表示。

　　在电化学腐蚀过程中，一般以自腐蚀电流密度icorr的大小来衡量金属的腐蚀速度。

　　测定腐蚀电流密度的方法很多，本实验用塔费尔直线外推法来测定金属电化学腐

　　蚀过程中的腐蚀电流密度，来衡量金属的腐蚀速度。如图2-1为塔费尔直线。

　　图2-1极化曲线外延法测得金属腐蚀速度

　　极化曲线的这一区段称为塔费尔区，也叫强极化区。在极化曲线中，塔费尔

　　直线延长线的交点处，金属阳极溶解的'速度和阴极的去极化反应的速度相等。金

　　属的腐蚀达到相对稳定，这时的电位即是自腐蚀电位，自腐蚀电位的高低反应了

　　材料发生腐蚀的难易程度，自腐蚀电位越高，材料越不容易发生腐蚀，自腐蚀电

　　位越低，材料就越容易发生腐蚀；所对应的电流就是金属腐蚀电流，腐蚀电流反

　　应了金属发生腐蚀的快慢程度，腐蚀电流越大，金属发生腐蚀的速度就越大，腐

　　蚀电流越小，金属发生腐蚀的速度就越小。根据这一原理，测定金属的极化曲线。

　　将阳极或者阴极的塔费尔直线外推到与过电位为零的直线相交，交点对应的电流

　　为腐蚀速度。

　　3）实验设备及条件

　　①实验设备

　　实验采用电化学测量系统对各试样进行电化学腐蚀性能测试实验。其装置如

　　图2-2所示：

　　图2-2 电化学极化曲线测量装置示意图

　　实验装置中三电极体系中以饱和甘汞（SCE）电极作为参比电极（reference electrode）；Pt 电极作为辅助电极（auxiliary electrode）；代测试样为研究电极（research electrode）。参比电极和研究电极间用盐桥连接，鲁金毛细管（capiliary）距研究电极1～2毫米。

　　电化学工作站部分参数如下：

　　初始电位(V)：-2；终止电位(V)：2.2；扫描段数：1；终止电位处保持时间：0；静置时间：2s；电流灵敏度(A/V)： 1.e-0.04。

　　②实验条件

　　a．腐蚀试样：对1#到12#试样进行蜡封，即：在试样上用油性笔取1cm×1cm的面积，并在其上放置橡皮，而后将烧化的蜡汁快速滴于试样表面，即蜡封处理。

　　b．腐蚀溶液：3.5%的NaCl水溶液（与浸泡实验相对应）

电化学教案5

　　学习目标

　　1、熟练掌握原电池的电极名称、电子流向、电极反应式及原电池总反应式；

　　2、掌握几种新型燃料电池的工作原理；

　　3、熟练掌握电解池电极名称、材料、电解质种类等的判断；会书写电极反应式和电解总反应方程式；

　　4、掌握电解前后溶液的浓度和pH值变化的计算。

　　典型例题

　　【例1】⑴今有2H2+O2 2H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是

　　，正极通的应是 ，电极反应式为负极： ，正极： 。

　　⑵若把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式为负极： ，

　　正极： 。⑴和⑵的电解质不同，反应进行后，其溶液的pH个有什么变化 。

　　⑶若把H2改为CH4，用KOH作电解质，则电极反应式为负极： ，

　　正极 。

　　【例2】 （20xx年南通四市联考试题）右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。回答：

　　（1）直流电源中，M为 极。

　　（2）Pt电极上生成的物质是 ，其质量为 __g。

　　（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2∶___∶_ ∶ 。

　　（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同） ，AgNO3溶液的pH ，H2SO4溶液的浓度 ，H2SO4溶液的pH ___。

　　（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为 g。

　　课堂练习

　　1、蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池作用，

　　下列是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时的反应：Fe +NiO2+2H2O 放电充电Fe(OH)2+ Ni(OH)2，下列有关爱迪生蓄电池的推断中不正确的是( )

　　A．放电时Fe作负极，NiO2作正极

　　B．放电时溶液中的阳离子向正极移动

　　C．充电时的阴极反应是Fe(OH)2 +2e- == Fe + 2OH-

　　D．该蓄电池既可用KOH溶液又可用稀H2SO4作电解质溶液

　　2、生物体中细胞膜内的葡萄糖与细胞膜外富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池。下列有关电极反应及产物的判断正确的是：

　　A．负极反应可能是O2+2H2O+4e- =4OH-

　　B．负极反应的产物主要是C6H12O6 被氧化生成的CO32-、HCO3-、H2O

　　C．正极反应可能是6C6H12O6－24e- + 24OH-==6CO2+18H2O

　　D．正极反应的产物主要是C6H12O6生成的CO2、CO32-、H2O

　　3、下列四组原电池，其中放电后，电解质溶液质量增加，且在正极有单质生成的是( )

　　A.Cu、Ag、AgNO3溶液 B.Zn、Cu 浓H2SO4

　　C.Fe、Zn、CuSO4溶液 D.Fe、C、Fe2(SO4)3溶液

　　4．（多选）用石墨做电极电解AlCl3溶液时，下列电解液变化曲线合理的是（ ）

　　A B C D

　　5．用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生bL氧气（标准状况），则M的相对原子质量为（ ）

　　A． B． C． D．

　　6．摩托罗拉公司最新研发了一种由甲醇和氧气及强碱作电解质溶液的新型手机电池，电量可达现用锂电池的10倍，且待机时间超过一个月。假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32- 。

　　⑴该电池总反应的离子方程式为——————————————————————————————————————；

　　⑵甲醇是————极，电池在放电过程中溶液的pH将_________（填“下降”或“上升”、不变”）；若有16g 甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的CuSO4溶液（假设整个过程中能量总利用率为80%），则将产生标准状况下的O2 ______升。

　　⑶最近，又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体大是掺杂了Y2O3(Y：钇)的ZrO2(Zr：锆)固体，它在高温下能传导O2-离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷（C4H10）代表汽油。

　　① 电池的正极反应式为_________________，

　　② 放电时固体电解质里O2-离子的移动方向是向_______极移动（填正或负）。

　　7、1991年我国首创以铝、空气和海水电池为能源的新型海水航标灯.它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，就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍.根据以上叙述，填写这种电池两极的电极反应式：

　　(1)负极： .

　　(2)正极： .

　　课后练习

　　1．下列关于实验现象的描述不正确的是（ ）

　　A． 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡

　　B． 用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化铜溶液，铁片表面析出铜

　　C．把铜片插入三氯化铁溶液，在铜片表面析出铁

　　D．把锌放入稀盐酸中，加几滴氯化铜溶液，产生气泡速率加快

　　2．据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池，它具有容量大、污染小的特点，其电池反应为：2Zn+O2=2ZnO ，其原料为锌、空气和电解质溶液，则下列叙述正确的是（ ）

　　A．锌为正极，空气在负极反应 B．负极还原反应，正极氧化反应

　　C．负极的电极反应为：Zn－2e- + 2OH-== ZnO+H2O

　　D．电池工作时溶液的pH 降低

　　3．有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀；将a、d分别投入等浓度盐酸中，d比a反应激烈；将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化；若将铜浸入c的盐溶液中，有金属c析出，据此判断它们的活动性由强到弱的'顺序是：

　　A．dcab B．dabc C．dbac D．badc

　　4．在H2O中加入等物质的量的Ag+ 、 Na+ 、 Ba2+ 、NO3— SO42—、Cl—，该溶液放在惰性电极的电解槽中通电片刻后，氧化产物与还原产物的质量比是（ ）

　　A．1 : 8 B．8 : 1 C．35.5 : 108 D．108 : 35.5

　　5、在装有水的烧杯里，用细线挂一个呈水平方向的由Fe和Ag焊接成的圆柱棒，如右图。⑴向烧杯中加入CuSO4溶液后，棒的状态将如何变化？（溶液密度的变化忽略不计）

　　⑵说明上述变化的原因。

　　6．（18分）由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。

　　⑴a电极材料_______，其电极反应式为_____________________。

　　⑵电解液d可以是_______，则白色沉淀在电极上生成；也可以是_______，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。

　　A． 纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液

　　⑶液体c为苯，其作用是________________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是__________________________。

　　⑷若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_______________________________________。

　　例1【答案】⑴H2、O2；负极：2H2+4OH- －4e- =4H2O，正极：O2+2H2O+4e- =4OH-；⑵负极：2H2－4e- =4 H+，正极：O2+4 H++4e- =2H2O；pH变小；pH变大；⑶负极：CH4＋１０OH-－８e- = CO32-+７H2O，正极：２O2+４H2O+８e- =８OH-。

　　例2【答案】（1）正；（2）Ag、2.16；（3）2∶ ∶1；（4）不变、不变、增大、减小；（5）45.18。

　　课堂练习

　　1D 2B 3C 4AD 5C

　　6． ⑴2CH3OH +3O2+4OH-==2CO32-+6H2O，⑵负极，下降，13.44L，

　　⑶①O2+4e-=4O2-,②负极。）

　　7：(1)Al-3e=Al3+

　　(2)2H2O+O2+4e=4OH-

　　课后练习

　　1C 2C 3B 4B

　　5： ⑴Fe一端升高，Ag一端降低，同时Fe端逐渐溶解，Ag端有红色物质析出，水溶液略显浅蓝色；⑵上述变化的原因见解析。

　　6．⑴Fe，Fe-2e—=Fe2+；⑵C；B；⑶隔绝空气，防止产物被氧化；赶尽溶液中的氧气；⑷白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。

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