广东省高考化学二轮 上篇 专题8 电化学原理自查课件.ppt

专题八电化学原理 最新考纲 1 了解原电池和电解池的工作原理 能写出电极反应和电池反应方程式 了解常见化学电源的种类及其工作原理 2 理解金属发生电化学腐蚀的原因 金属腐蚀的危害及其防止措施 1 原电池 电解池的判定 1 根据概念判定如 二次电池使用过程的分析 其中放电过程是将能转变成能 为反应 充电过程是将能转变成能 为反应 2 根据有无外接电源判定 有外接电源的为池 无外接电源的为池 化学 电 原电池 电 化学 电解池 电解 原电 2 电极的判定 1 原电池正 负极的确定 说明 自己整理正极判断方法 2 电解池阴 阳极的判定 说明 自己整理阳极判断方法 3 金属的腐蚀 1 干燥的环境下以腐蚀为主 一般情况下以腐蚀为主 2 金属腐蚀快慢的规律电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀有防腐措施的腐蚀 化学 电化学 3 钢铁吸氧腐蚀过程 2fe 4e 2fe2 o2 2h2o 4e 4oh 自悟1 两种活泼性不同的金属组成原电池 活泼性强的金属一定作负极吗 提示不一定 还要看电解质溶液 如原电池mg al naoh溶液中金属铝作负极 而原电池mg al hcl溶液中金属铝作正极 原电池fe cu hcl溶液中fe作负极 而原电池fe cu hno3 浓 中fe作正极 2 在原电池外部 电子由负极沿外电路流向正极 而在原电池内部 电子由正极流向负极吗 电解池的情况又是怎样 提示原电池中电子由负极沿外电路流向正极 在原电池内部 没有电子的流动 而是离子的移动 在电解池中 电子由电源负极流向阴极 由阳极流向电源正极 在电解池内部 没有电子的流动 而是离子的流动 即 电子走陆路 离子走水路 3 电解饱和氯化钠溶液一小段时间后 氯化钠足量 向电解液中加入适量盐酸可以使之复原吗 提示根据 出什么 补什么 即加入的物质与析出的物质相同或等价 电解时生成h2和cl2 相当于析出 hcl 故应向电解液中通入适量hcl气体可使之复原 4 电解精炼铜时 电解质溶液的成分是否发生变化 阳极减小的质量是否等于阴极增加的质量 提示电解精炼铜时 阳极放电的金属除cu外 还有比铜活泼的杂质金属 阴极放电的只有cu2 由此可知电解质溶液中cu2 的量减少 杂质离子的量增加 阳极减小的质量大于阴极增加的质量 自建 突破核心考点 有关原电池的易错易混辨析1 原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应 负极发生氧化反应 正极发生还原反应 一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同 相加便得到总反应方程式 2 不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动 但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变 必考点一原电池原理及电极反应式的书写 3 原电池反应中 负极材料不一定与电解质溶液发生反应 如燃料电池的负极为惰性电极 就不和电解质溶液反应 4 在书写电极反应式时 不要只关注得失电子 而忽略电解质溶液中的某些微粒也有可能参加反应 如酸性氢氧燃料电池中的正极反应式为o2 4e 4h 2h2o 而不是o2 4e 2o2 或o2 4e 2h2o 4oh 真题1 2013 广东理综 33 2 3 化学实验有助于理解化学知识 形成化学观念 提高探究与创新能力 提升科学素养 1 能量之间可相互转化 电解食盐水制备cl2是将电能转化为化学能 而原电池可将化学能转化为电能 设计两种类型的原电池 探究其能量转化效率 限选材料 znso4 aq feso4 aq cuso4 aq 铜片 铁片 锌片和导线 完成原电池甲的装置示意图 见右图 并作相应标注 要求 在同一烧杯中 电极与溶液含相同的金属元素 以铜片为电极之一 cuso4 aq 为电解质溶液 只在一个烧杯中组装原电池乙 工作一段时间后 可观察到负极 甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 其原因是 2 根据牺牲阳极的阴极保护法原理 为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀 在 1 的材料中应选 作阳极 思维提示 注意原电池 带盐桥 的设计 电极与电解质溶液的一致性 掌握原电池工作原理 明确盐桥的作用 学会利用原电池工作原理进行有效防腐蚀的措施 解析 1 根据题给条件和原电池的构成条件可得 a 若用zn cu cuso4 aq znso4 aq 组成原电池 zn作负极 cu作正极 zn插入到znso4 aq 中 cu插入到cuso4 aq 中 b 若用fe cu feso4 aq cuso4 aq 组成原电池 fe作负极 cu作正极 fe插入到feso4 aq 中 cu插入到cuso4 aq 中 c 注意 画图时要注意电极名称 电极材料 电解质溶液名称 或化学式 并形成闭合回路 由于金属活动性zn fe cu 锌片或铁片作负极 由于zn或fe直接与cuso4溶液接触 工作一段时间后 负极本身被腐蚀或氧化 失去金属光泽 质量减轻 蓝色变浅 带有盐桥的甲原电池中负极没有和cuso4溶液直接接触 二者不会直接发生置换反应 化学能不会转化为热能 几乎全部转化为电能 而原电池乙中的负极与cuso4溶液直接接触 两者会发生置换反应 部分化学能转化为热能 化学能不可能全部转化为电能 2 由牺牲阳极的阴极保护法可得 铁片作正极 阴极 时被保护 作负极 阳极 时被腐蚀 所以应选择比铁片更活泼的锌作负极 阳极 才能有效地保护铁不被腐蚀 答案 1 失去金属光泽 被腐蚀或氧化 溶液蓝色变浅 甲在甲装置中 两个电极反应是在彼此隔离的条件下进行的 锌与cu2 不直接发生反应 这样可以更彻底地将反应所释放的能量转化为电能 2 锌片 题组 1 2013 惠州模拟 以氨作为燃料的固体氧化物 含有o2 燃料电池 具有全固态结构 能量效率高的特点 其工作原理如图所示 下列说法正确的是 a 该电池工作时的总反应式为4nh3 5o2 4no 6h2ob 固体氧化物作为电池工作时的电解质 其作用是让电子在电池内部移动c 电池工作时 接触面上的电极反应式为2nh3 3o2 6e n2 3h2od 外电路的电流方向为从电极a流向电极b解析no不稳定易被氧化 且有毒不可能作为电池反应产物 a错 电子不能在电解质中移动 b错 外电路中的电子从负极流向正极 通入燃料气的一极为负极 所以d错 答案c 2 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪 负极上的反应为 ch3ch2oh 4e h2o ch3cooh 4h 下列有关说法正确的是 a 检测时 电解质溶液中的h 向负极移动b 若有0 4mol电子转移 则在标准状况下消耗4 48l氧气c 电池反应的化学方程式为 ch3ch2oh o2 ch3cooh h2od 正极上发生的反应为 o2 4e 2h2o 4oh 解析原电池内阳离子向正极移动 a项错误 酸性溶液中 正极电极反应式为o2 4e 4h 2h2o d项错误 转移0 4mol电子时 消耗o20 1mol 即标准状况下为2 24l b项错误 正极反应式与负极反应式相加可得电池反应为ch3ch2oh o2 ch3cooh h2o c正确 答案c 3 2013 合肥质检 图甲和图乙是双液原电池装置 由图可以判断下列说法错误的是 a 甲图电池反应的离子方程式为cd s co2 aq co s cd2 aq b 反应2ag s cd2 aq cd s 2ag aq 能发生c 盐桥的作用是形成闭合回路 并使两边溶液保持电中性d 图乙中当有1mol电子通过外电路时 正极有108gag析出解析题图中两个装置都是原电池 根据电池中标明的正负极可以判断出 图甲中cd比co活泼 图乙中co比ag活泼 则cd的活泼性强于ag b项中反应不能发生 图乙中正极反应为ag e ag 当有1mol电子通过外电路时 有1molag析出 其质量为108g 答案b 4 2013 广东肇庆二模 固体离子导体 是因为离子能在固体中迁移传递电荷 如下图 空气中的o2与ali3在聚四氟乙烯膜中反应生成i2 i2与ag形成原电池 在rbag4i5晶体中迁移的离子全是ag 下列说法中错误的是 双选 a 电流从银电极流向石墨电极b ag 从上往下移动c 石墨电极为正极 银电极为负极d 银电极的电极反应是 ag e ag 解析由图示分析可知ag失去的电子在外电路移动到石墨电极 因此石墨电极为正极 银电极为负极 电流应从石墨电极流向银电极 ag 从下向上移动 答案ab 掌握方法技能 原电池反应式的书写1 一般电极反应式的书写 2 复杂电极反应式的书写复杂电极反应式 总反应式 较简单一极的电极反应式如ch4酸性燃料电池中ch4 2o2 co2 2h2o 总反应式2o2 8h 8e 4h2o 正极反应式ch4 2h2o 8e co2 8h 负极反应式 突破核心考点 电解池电极反应式的书写步骤 必考点二电解原理及其规律 真题2 2013 浙江理综 11 电解装置如图所示 电解槽内装有ki及淀粉溶液 中间用阴离子交换膜隔开 在一定的电压下通电 发现左侧溶液变蓝色 一段时间后 蓝色逐渐变浅 下列说法不正确的是 答案d 题组 1 2013 大连测试 用惰性电极实现如下电解过程 下列说法正确的是 a 电解稀硫酸溶液实质上是电解水 故溶液ph不变b 电解稀氢氧化钠溶液要消耗oh 故溶液ph减小c 电解硫酸钠溶液 在阴极上发生反应 4oh 4e 2h2o o2 d 电解氯化铜溶液 在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 1 解析电解稀硫酸实质上是电解水 硫酸的物质的量不变 但溶液体积减小 浓度增大 故溶液ph减小 a错误 电解稀naoh溶液 阳极消耗oh 阴极消耗h 实质上是电解水 naoh溶液浓度增大 故溶液的ph增大 b错误 电解na2so4溶液时 在阳极上发生反应4oh 4e 2h2o o2 在阴极上发生反应2h 2e h2 c错误 电解cucl2溶液时 阴极反应为cu2 2e cu 阳极反应为2cl 2e cl2 故产物cu和cl2的物质的量之比为1 1 答案d 2 某兴趣小组设计如图所示微型实验装置 实验时 先断开k2 闭合k1 两极均有气泡产生 一段时间后 断开k1 闭合k2 发现电流表a指针偏转 下列有关描述正确的是 答案d 3 2013 广东广州期末 22 某小组为研究电化学原理 设计如图装置 下列叙述正确的是 双选 a 若a和b为石墨 通电后a电极上发生的反应为2cl 2e cl2 b 若a和b为石墨 通电后b电极上发生氧化反应c 若a为铜 b为铁 通电后a电极质量增加d 若a为铜 b为铁 通电后cu2 向铁电极移动 解析由图可知 该装置为电解池 且a为阳极 发生氧化反应 b为阴极 发生还原反应 a为铜电极时 其电极反应式为cu 2e cu2 故其质量减轻 b c错误 答案ad 4 粗铜的电解精炼如图所示 在粗铜的电解过程中 粗铜板应是图中电极 填图中的字母 在电极d上发生的电极反应式为 若粗铜中还含有au ag fe 它们在电解槽中的存在形式和位置为 解析电解精炼时 粗铜作阳极 精铜作阴极 cuso4溶液作电解液 比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液 不如铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来 答案ccu2 2e cuau ag以单质的形式沉积在c 阳极 下方 fe以fe2 的形式进入电解液中 掌握方法技能 1 电解产物的判断 1 阳极产物的判断首先看电极 如果是活性电极 金属活动性顺序表ag以前的金属 包括ag 作阳极 则电极材料本身失电子 电极溶解 如果是惰性电极 则看溶液中的阴离子的失电子能力 阴离子的放电顺序为s2 i br cl oh 其氧化产物依次对应为s i2 br2 cl2和o2 2 阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序 如下 进行判断 ag fe3 cu2 h pb2 sn2 fe2 zn2 其还原产物依次对应为ag fe2 cu h2 pb sn fe zn 2 电化学定量计算的方法 1 根据总反应式计算 先写出电极反应式 再写出总反应式 然后根据总反应式列比例式计算 2 守恒法计算 用于串联电路 中电极反应物 产物及电子转移的有关计算 其依据是电路中转移的电子数守恒 突破核心考点 金属的两大防腐方法1 牺牲阳极的阴极保护法在被保护的钢铁设备 如海水中的闸门 地下的天然气管道等 上连接或直接安装若干锌块 使锌 铁形成原电池 锌作阳极 从而保护了钢铁免受腐蚀 必考点三金属的腐蚀与防护 2 外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法是使被保护的钢铁设备作为阴极 接电源负极 用惰性电极作为阳极 接电源正极 在两者之间连接直流电源 通电后 电子被强制流向被保护的钢铁设备 从而使钢铁表面产生电子积累 抑制钢铁设备失去电子 起到保护的作用 真题3 2013 北京理综 7 下列金属防腐的措施中 使用外加电流的阴极保护法的是 a 水中的钢闸门连接电源的负极b 金属护栏表面涂漆c 汽车底盘喷涂高分子膜d 地下钢管连接镁块 思维提示 解析a项 水中钢闸门连接电源的负极 即作为电化学保护装置的阴极 使其不发生失电子反应而被保护 正确 b项和c项都属于外加防护层的防腐方法 b c两项不符合题意 错误 d项 属于牺牲阳极的阴极保护法 错误 答案a 题组 1 下列有关金属保护方法的说法中正确的是 a 我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷 搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用b 白铁皮 镀锌铁 镀层破损后 铁皮的腐蚀速率很慢c 轮船的船壳水线以下常装有一些锌块 这是利用了牺牲阴极的阳极保护法d 钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青 这是钢铁的电化学保护法 解析a项中搪瓷层破损后 铁直接暴露在空气中 易生锈 因而搪瓷层破损后不能再起到防止铁生锈的作用 b项中镀层破损后锌与铁构成原电池 锌作负极 保护铁不被腐蚀 c项是牺牲阳极的阴极保护法 d项中是用沥青作涂层的涂层保护法 答案b 2 下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是 a 钢管与电源正极连接 钢管可被保护b 铁遇冷浓硝酸表面钝化 可保护内部金属不被腐蚀c 钢管与铜管露天堆放在一起时 钢管不易被腐蚀d 钢铁发生析氢腐蚀时 负极反应是fe 3e fe3 解析铁易失去电子 故钢管与电源正极相连时 更易使铁失电子被腐蚀 故a错 铁遇冷浓硝酸时表面能形成一层致密的氧化膜可起到保护作用 故b正确 铁比铜活泼 当铁 铜相接触时构成原电池 铁作负极易被腐蚀 故c错 钢铁发生析氢腐蚀时 负极发生反应 fe 2e fe2 故d错 答案b 3 2013 广东佛山一模 22 下图是模拟电化学反应的装置图 下列有关叙述中 错误的是 双选 a x为碳棒 y为nacl溶液 开关k置于n处 溶液中的阳离子移向碳棒b x为锌棒 y为nacl溶液 开关k置于n处 可减缓铁的腐蚀 该法称为牺牲阳极的阴极保护法c x为铜棒 y为cuso4溶液 开关k置于m处 铜棒质量将增加 外电路中的电子流向铜棒d x为铜棒 y为cuso4溶液 开关k置于n处 铁棒质量将增加 溶液中cu2 浓度不会改变 解析电解nacl溶液时 溶液中阳离子移向阴极 铁电极 故a错误 b中是电解池 且铁电极为阴极被保护 被称为外加电流的阴极保护法 故b错误 c中构成原电池 且铁电极为负极 该原电池反应的实质是fe cu2 fe2 cu 故c正确 d中为电解池 实质是电镀故d正确 答案ab 4 2013 西安模拟 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 a 图a中 插入海水中的铁棒 越靠近底端腐蚀越严重b 图b中 开关由m改置于n时 cu zn合金的腐蚀速率减小c 图c中 接通开关时zn腐蚀速率增大 zn上放出气体的速率也增大d 图d中 zn mno2干电池自放电腐蚀主要是由mno2的氧化作用引起的 解析a项 插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触 易发生吸氧腐蚀 b项