高三化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 第二节 原电池与化学电源 金属的腐蚀及其防护课件.ppt

基础自主梳理 典例解析方法 考点能力突破 基础知识梳理 基础自主梳理 典例解析方法 考点能力突破 基础知识梳理 基础自主梳理 典例解析方法 考点能力突破 基础知识梳理 基础自主梳理 典例解析方法 考点能力突破 基础知识梳理 基础自主梳理 典例解析方法 考点能力突破 基础知识梳理 基础自主梳理 典例解析方法 考点能力突破 基础知识梳理 基础自主梳理 典例解析方法 考点能力突破 基础知识梳理 基础自主梳理 典例解析方法 考点能力突破 基础知识梳理 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 4 原电池原理的应用 1 比较金属的活动性强弱原电池中 一般活动性强的金属作负极 而活动性弱的金属 或非金属 作正极 但是值得注意的是 设计原电池的时候 环境不能是氧化性的酸 如硝酸 浓硫酸 也不能是碱性环境 如 铝 铜 浓硝酸的原电池不能证明铝与铜的金属活动性 镁 铝 氢氧化钠溶液的原电池 不能证明铝与镁的金属活动性 2 加快化学反应速率由于形成了原电池 导致反应速率加快 如zn与稀硫酸反应制氢气时 向溶液中滴加少量cuso4溶液 可形成cu zn 稀硫酸的原电池而加快反应进行 3 用于金属的防护使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护 例如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁 可用导线将其与一块锌块相连 使锌作原电池的负极 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 1 2014 文登模拟 将镉 cd 浸在氯化钴 cocl2 溶液中 发生反应的离子方程式为 co2 aq cd s co s cd2 aq aq表示溶液 如将该反应设计为如图的原电池 则下列说法一定错误的是 a cd作负极 co作正极b 原电池工作时 电子从负极沿导线流向正极c 根据阴阳相吸原理 盐桥中的阳离子向负极 甲池 移动d 甲池中盛放的是cdcl2溶液 乙池中盛放的是cocl2溶液解析 将该反应设计为原电池时 cd作负极 电极反应为cd 2e cd2 co作正极 电极反应为co2 2e co 盐桥中的阳离子向正极 乙池 移动 答案 c 2 2012 大纲卷 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 相连时 外电路电流从 流向 相连时 为正极 相连时 上有气泡逸出 相连时 的质量减少 据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是 a b c d 3 2015 湖北八校 由于具有超低耗电量 寿命长的特点 led产品越来越受人欢迎 下图是氢氧燃料电池驱动led发光的装置 下列有关叙述正确的是 a a处通入氧气 b处通入氢气b 该装置中只涉及两种形式的能量转化c 电池正极电极反应式为o2 2h2o 4e 4oh d p 型半导体连接的是电池负极 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 2 燃料电池电极反应式的书写第一步 写出电池总反应式燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致 若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应 如甲烷燃料电池 电解质为naoh溶液 的反应式为 ch4 2o2 co2 2h2o co2 2naoh na2co3 h2o 式 式得燃料电池总反应式为 ch4 2o2 2naoh na2co3 3h2o第二步 写出电池的正极反应式根据燃料电池的特点 一般在正极上发生还原反应的物质是o2 随着电解质溶液的不同 其电极反应式有所不同 大致有以下四种情况 1 酸性电解质溶液环境下电极反应式 o2 4h 4e 2h2o 2 碱性电解质溶液环境下电极反应式 o2 2h2o 4e 4oh 3 固体电解质 高温下能传导o2 环境下电极反应式 o2 4e 2o2 4 熔融碳酸盐 如熔融k2co3 环境下电极反应式 o2 2co2 4e 2co2 3 第三步 根据电池总反应式和正极反应式 写出负极反应式电池反应的总反应式 电池正极反应式电池负极反应式 因为o2不是负极反应物 因此两个反应式相减时要彻底消除o2 3 注意电极产物是否与电解质溶液反应 若反应 一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并 例2 1 2013 四川卷 以al和nio oh 为电极 naoh溶液为电解液组成一种新型电池 放电时nio oh 转化为ni oh 2该电池反应的化学方程式是 2 2012 海南卷 肼 n2h4 空气燃料电池是一种碱性电池 该电池放电时肼的氧化产物为n2 则负极的反应式为 3 2012 山东卷 利用反应2cu o2 2h2so4 2cuso4 2h2o可制备cuso4 若将该反应设计为原电池 其正极电极反应式为 4 2013 全国新课标 卷 二甲醚 ch3och3 是无色气体 可作为一种新型能源 二甲醚直接燃料电池具有启动快 效率高等优点 其能量密度高于甲醇直接燃料电池 5 93kw h kg 若电解质为酸性 二甲醚直接燃料电池的负极反应为 解析 1 由于naoh溶液作电解液 所以al的氧化产物为naalo2而不是al oh 3 故电池反应的化学方程式为 al 3nio oh naoh h2o naalo2 3ni oh 2 2 该燃料电池中n2h4在负极发生氧化反应 其电极反应式为n2h4 4oh 4e 4h2o n2 3 正极的反应物为 由于在酸性环境下 所以电池正极电极反应式 4h o2 4e 2h2o 4 电池总反应为ch3och3 3o2 2co2 3h2o 因为是酸性介质 所以正极反应式为 4h o2 4e 2h2o 从而易得负极电极反应式 答案 1 al 3nio oh naoh h2o naalo2 3ni oh 2 2 n2h4 4oh 4e 4h2o n2 3 4h o2 4e 2h2o 4 ch3och3 12e 3h2o 2co2 12h 1 2015 湖南十三校 利用反应6no2 8nh3 7n2 12h2o构成原电池的方法 既能实现有效消除氮氧化物的排放 减轻环境污染 又能充分利用化学能 装置如图所示 下列说法不正确的是 a 电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极b 为使电池持续放电 离子交换膜需选用阴离子交换膜c 电极a极反应式为2nh3 6e n2 6h d 当有4 48lno2 标准状况 被处理时 转移电子为0 8mol 答案 c 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 2 2014 海南卷 节选 锂锰电池的体积小 性能优良 是常用的一次电池 该电池反应原理如图所示 其中电解质liclo4 溶于混合有机溶剂中 li 通过电解质迁移入mno2晶格中 生成limno2 回答下列问题 1 外电路的电流方向是由 极流向 极 填字母 2 电池正极反应式为 3 是否可用水代替电池中的混合有机溶剂 填 是 或 否 原因是 解析 1 该电池工作时li失去电子作负极 mno2得到电子作正极 故外电路的电流方向是由b极流向a极 2 电池正极上mno2得到电子 其中 4价的mn元素变为 3价 由此可以写出电池的正极反应式为mno2 e li limno2 3 由于li易与水反应 故不能用水代替电池中的混合有机溶剂 答案 1 ba 2 mno2 e li limno2 3 否电极li是活泼金属 能与水反应 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 2014 福建卷 节选 铁及其化合物与生产 生活关系密切 下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图 1 该电化腐蚀称为 2 图中a b c d四个区域 生成铁锈最多的是 填字母 解析 1 若为析氢腐蚀则b c d的腐蚀程度相同 则该电化学腐蚀为吸氧腐蚀 2 氧气的浓度越大 吸氧腐蚀越严重 则b区域产生铁锈最多 答案 1 吸氧腐蚀 2 b 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 1 2016 江淮名校 基础知识梳理 考点研析突破 考点能力突破 典例解析方法 2 2012 山东卷 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 答案 b 1 2015 上海卷 研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示 下列有关说法错误的是 a d为石墨 铁片腐蚀加快b d为石墨 石墨上电极反应为 o2 2h2o 4e 4oh c d为锌块 铁片不易被腐蚀d d为锌块 铁片上电极反应为 2h 2e h2 答案 d 2 2016 江西十三校 被称为 软电池 的纸质电池 采用一个薄层纸片 在其一边镀锌 在其另一边镀二氧化锰 作为传导体 在纸内的离子 流过 水和氧化锌组成的电解液 电池总反应为zn 2mno2 h2o zno 2mno oh 下列说法正确的是 a 该电池的正极为锌b 该电池反应中二氧化锰起催化剂作用c 当0 1molzn完全溶解时 流经电解液的电子个数约为1 204 1023d 电池正极反应式为mno2 e h2o mno oh oh 答案 d 基础知识梳理 典例解析方法 速效提升训练 考点能力突破 3 2015 江南十校 下图是探究铁发生腐蚀的装置图 发现开始时u型管左端红墨水水柱下降 一段时间后u型管左端红墨水水柱又上升 下列说法不正确的是 a 开始时发生的是析氢腐蚀b 一段时间后发生的是吸氧腐蚀c 两种腐蚀负极的电极反应均为 fe 2e fe2 d 析氢腐蚀的总反应为 2fe o2 2h2o2fe oh 2 h2解析 开始时溶液酸性较强 发生析氢腐蚀 后来溶液的酸性减弱 就发生吸氧腐蚀 答案 d 4 1 2016 襄阳五中宜昌一中龙泉中学 华盛顿大学的研究人员研究出一种方法 可实现水泥生产时co2零排放 其基本原理如图所示 上述生产过程的能量转化方式是 上述电解反应在温度小于900 时进行碳酸钙先分解为cao和co2 电解质为熔融碳酸钠 阳极的电极反应式为2co2 3 4e 2co2 o2 则阴极的电极反应式为 2 2016 武汉新起点 某科研组设计如图装置 模拟 人工树叶 电化学实验装置如图所示 该装置能将h2o和co2转化为o2和燃料 c3h8o 该装置工作时 a电极的反应为 5 1 2014 四川卷 mno2是碱性锌锰电池的正极材料 碱性锌锰电池放电时 正极的电极反应式是 2