湖南省高考化学二轮复习 第12课时 原电池、电解原理及其应用课件 新人教版.ppt

1 第12课时原电池 电解原理及其应用 2 1 了解原电池原理 初步了解化学电源 了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法 2 理解电解原理 了解铜的精炼 镀铜 氯碱工业反应原理 电化学的内容是历年高考的重要知识点之一 主要以选择题的形式出现 考查的内容有 原电池 电解池 电镀池的电极名称及根据总反应方程式书写原电池各电极反应式 根据电解时电极变化判断电极材料或电解质种类 根据反应式进行计算 与电解池及电镀池 精炼池进行综合考查 提供反应方程式设计原电池 提供电极材料和电解质溶液进行原电池是否形成的判断 与图像进行结合考查各电极上质量或电解质溶液溶质质量分数的变化等 其中原电池的工作原理及其电极反应式的书写 电解产物的判断和计算是高考命题的热点 3 一 原电池 电解池 电镀池的比较 4 5 6 7 二 电解规律 用惰性电极 带 号的例外 及溶液ph的变化 8 9 10 11 三 电解池及原电池的应用 金属的防护 2 金属的防护方法 1 改变金属内部结构 2 覆盖保护层 电化学保护法 外加电源的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法 1 金属腐蚀快慢的判断电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 无外界条件的正常腐蚀 用原电池防腐蚀措施的腐蚀 用电解原理防腐 12 一 了解化学电池 例1 2011 全国新课标 铁镍蓄电池又称爱迪生电池 放电时的总反应为 fe ni2o3 3h2o fe oh 2 2ni oh 2 下列有关该电池的说法不正确的是 a 电池的电解液为碱性溶液 正极为ni2o3 负极为feb 电池放电时 负极反应为fe 2oh 2e fe oh 2c 电池充电过程中 阴极附近溶液的ph降低d 电池充电时 阳极反应为2ni oh 2 2oh 2e ni2o3 3h2o 13 答案 c 解析 由放电时的反应可以得出铁作还原剂失去电子 ni2o3作氧化剂得到电子 因此选项a b均正确 充电可以看作是放电的逆过程 即阴极为原来的负极 电池放电时 负极反应为 fe 2oh 2e fe oh 2 所以电池充电过程时阴极反应为fe oh 2 2e fe 2oh 因此电池充电过程中 阴极附近溶液的ph会升高 c不正确 同理分析选项d正确 14 变式练习1 2010 全国 下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图 电池的一个电极由有机光敏染料 s 涂覆在tio2纳米晶体表面制成 另一电极由导电玻璃镀铂构成 电池中发生的反应为 tio2 stio2 s 激发态 tio2 s tio2 s e i 2e 3i 2tio2 s 3i 2tio2 s i3 hv 15 下列关于该电池叙述错误的是 a 电池工作时 i 在镀铂导电玻璃电极上放电b 电池工作时 是将太阳能转化为电能c 电池的电解质溶液中i 和i的浓度不会减少d 电池中镀铂导电玻璃为正极 答案 a 例2 2011 浙江 将nacl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上 一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区 a 已被腐蚀而变暗 在液滴外沿形成棕色铁锈环 b 如图所示 导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少 下列说法正确的是 16 二 了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法 a 液滴中的cl 由a区向b区迁移b 液滴边缘是正极区 发生的电极反应为 o2 2h2o 4e 4oh c 液滴下的fe因发生还原反应而被腐蚀 生成的fe2 由a区向b区迁移 与b区的oh 形成fe oh 2 进一步氧化 脱水形成铁锈d 若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板 在铜铁接触处滴加nacl溶液 则负极发生的电极反应为 cu 2e cu2 17 18 解析 a项错误 cl 由b区向a区迁移 b项正确 液滴边缘o2多 正极发生反应o2 2h2o 4e 4oh c项错误 液滴下的fe为负极发生氧化反应 fe 2e fe2 d项错误 cu更稳定 作正极 反应为o2 2h2o 4e 4oh fe为负极 答案 19 三 理解电解原理 例3 2011 广东 某小组为研究电化学原理 设计如下图装置 下列叙述不正确的是 a a和b不连接时 铁片上会有金属铜析出b a和b用导线连接时 铜片上发生的反应为 cu2 2e cuc 无论a和b是否连接 铁片均会溶解 溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色d a和b分别连接直流电源正 负极 电压足够大时 cu2 向铜电极移动 20 答案 解析 本题考查原电池 电解池的原理 判断及其应用 若a和b不连接 则不能构成原电池 单质铁直接与cu2 发生氧化还原反应而置换出铜 方程式为 fe cu2 fe2 cu a正确 若a和b用导线连接 则构成原电池 此时铁作负极 铜作正极 电极反应式分别为 fe 2e fe2 cu2 2e cu b正确 由a b分析可知 选项c是正确的 若a和b分别连接直流电源正 负极 则构成电解池 此时铜作阳极失去电子被氧化 铁作阴极 在电解池中阳离子向阴极运动 因此选项d是错误的 21 四 原电池原理和电解原理的综合运用 例 2011 山东 科研 生产中常涉及钠 硫及其化合物 1 实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠 化学反应方程式为 要清洗附着在试管壁上的硫 可用的试剂是 22 2 右图为钠硫高能电池的结构示意图 该电池的工作温度为320 左右 电池反应为2na xsna2sx 正极的电极反应式为 m 由na2o和al2o3制得 的两个作用是 与铅蓄电池相比 当消耗相同质量的负极活性物质时 钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍 23 3 na2s溶液中离子浓度由大到小的顺序为 向该溶液中加入少量固体cuso4 溶液ph 填 增大 减小 或 不变 na2s溶液长期放置有硫析出 原因为 用离子方程式表示 24 解析 以科研 生产中常涉及的钠 硫及其化合物等知识为载体 让学生用已有的知识解决日常生活和实验中遇到的问题 重点考查了元素化合物性质 原电池 氧化还原反应 溶液中离子浓度大小比较等核心知识 1 乙醇可以与钠缓慢反应 硫易溶于cs2 也可以与热氢氧化钠溶液反应生成易溶于水的物质 2 由电池反应2na xs na2sx可知 正极发生还原反应的物质是s 25 解析 以科研 生产中常涉及的钠 硫及其化合物等知识为载体 让学生用已有的知识解决日常生活和实验中遇到的问题 重点考查了元素化合物性质 原电池 氧化还原反应 溶液中离子浓度大小比较等核心知识 1 乙醇可以与钠缓慢反应 硫易溶于cs2 也可以与热氢氧化钠溶液反应生成易溶于水的物质 2 由电池反应2na xs na2sx可知 正极发生还原反应的物质是s m 由na2o和al2o3制得 是一种离子化合物 在熔融状态下导电 同时钠与硫在常温下就能反应 用m将电池隔离成两个室 当消耗相同质量 设为m 钠和铅时 钠硫电池的理论输出电子的物质的量为n1 m 23 1 n2 m 207 2 故n1 n2 4 5 26 答案 1 2ch3ch2oh 2na2ch3ch2ona h2 cs2 或 热 naoh溶液 2 xs 2e sx2 电解质 隔离钠和硫4 5 3 c na c s2 c oh c hs c h 减小2s2 o2 2h2o2s 4oh 3 na2s溶液