高三化学电化学复习.ppt

化学多媒体教学 授课者 程少军湖北省京山一中 电化学复习课 升价 降价 升价 降价 物质1 物质2物质3 物质4负极正极阳极阴极 Cu 2H2SO4 CuSO4 H2 电化学根源 Zn 2HCl ZnCl2 H2 1 放电或充电是什么意思 2 氧化还原反应 自发或不自发 强调 3 在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应 必定是放热反应 把化学能转化为电能的装置 闭合电路 电极相连 接触电解质溶液 自发的氧化还原反应分两处进行 原电池 1 有两个相连的电极 相连的形式可以多种多样的 电极材料可以多种多样 2 两电极都接触电解质溶液 酸 碱 盐 强调 原电池的工作原理 原电池的工作原理 正负两极上进出电子总数相等 根据电子守恒原理可进行许多有关电极反应的计算 原电池反应跟直接反应差别 反应速率加快 一般只有一个电极直接参加反应 明确以下几点 判断下列哪些装置构成了原电池 电极名称完全是由电极材料本身的性质决定吗 试确定下列装置的正负极 A B C D 思考 原电池电极反应式的书写 1 找出两极放电的物质2 分析放电后的产物是否与溶液中溶质反应3 配平 原电池原理的应用 总思路 常用电池的电极反应和电池总反应式书写 例 以Zn和Cu为电极材料 H2SO4溶液为电解质的原电池例 以铜和石墨为电极材料 硝酸银溶液为电解质的原电池 1 仅有一电极材料参与反应 例 铅蓄电池放电时的反应总方程式Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O例 银锌纽扣电池放电时反应的总方程式Zn Ag2O H2O 2Ag Zn OH 2 2 两电极材料都参与反应 氢氧燃料电池 电解质溶液为硫酸溶液 电解质溶液为氢氧化钾溶液 3 两电极都不参与反应 1 负氧正还 2 要注意溶液的酸碱性 适当的在电极方程式两边添加H OH H2O 以遵循电荷守恒和质量守恒 3 要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应 原电池电极反应式的书写注意事项 思考 Cu Fe作两极 稀硫酸作电解质溶液的原电池中 Cu作 极 Fe作 极电极反应式 负极 正极 如将稀硫酸改为浓硝酸则 Cu作 极 Fe作 极电极反应式 负极 正极 正 负 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 负 正 Cu 2e Cu2 2NO3 4H 2e 2NO2 2H2O 例 用足量锌和一定量稀硫酸制取氢气时 保持温度不变 在不影响生成氢气总量的前提下 若要使反应速率减慢 可向稀硫酸中加入一种盐的晶体 若要使反应速度加快 也可向稀硫酸中另一种盐的晶体 这两种盐分别是什么 原电池原理的应用 加快氧化还原反应的速率 例 把a b c d四块金属片浸入稀硫酸中 用导线两两相连组成原电池 若a b相连时 a为负极 c d相连时 电流由d到c a c相连时 c极上产生大量气泡 b d相连时 b上有大量气泡产生 则这四种金属的活动性顺序由强到弱为 原电池原理的应用 判断金属的活泼性 金属的腐蚀及其防护 原电池原理的应用 钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 如图所示 在铁圈和银圈的焊接处 用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中 使之平衡 小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液 片刻后可观察到的现象是 A 铁圈和银圈左右摇摆不定 B 保持平衡状态 C 铁圈向下倾斜 D 银圈向下倾斜 复习 原电池与电解池 化学能转化为电能电能转化为化学能 反应不自发 反应自发 连接电源的正极 作为阳极 相对活泼的金属作为负极 连接电源的负极 作为阴极 相对不活泼的金属或石墨作为正极 阴离子向阳极迁移 阳离子向阴极迁移 阴离子向负极迁移 阳离子向正极迁移 两个电极 电解质溶液形成闭合回路 电解池有外电源 原电池无需外电源 知识重组 氧化反应失去电子 还原反应获得电子 负极 正极 负极 阴极 阳极 正极 有下列说法 电解是将电能转化为化学能 电解是将化学能转化为电能 电解质溶液导电是化学变化 金属导电是物理变化 不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现 任何物质被电解时 必导致氧化还原反应发生 这五种说法中正确的是 A B C D 思考 1 阳极产物的判断 活性电极 Ag或活动性排在Ag以前 则电极失电子 电极溶解 惰性电极 如Pt C 电解质溶液中阴离子 争 失电子阴离子的放电顺序 S2 I Br Cl OH 含氧酸根离子 F 电解时电极产物的判断 2 阴极产物的判断一定是电解质溶液中阳离子 争 得电子阳离子的放电顺序 Ag Hg2 Fe3 Cu2 H Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 H Al3 Mg2 Na Ca2 K 先看电极后看溶液 看阳离子得电子能力 1 看是电解问题还是原电池问题 如电池充电是问题 电池放电是问题 电解问题肯定有外加电源 一看装置类别 二看电极材料 三看电极反应或总反应 电化学关键 三看 电解 原电池 2 看电极 阳极 是否参加反应 4 析出金属的极为极 析出氢气的极为极 析出氧气的极为极 3 电解时某极变粗或质量增加 则该极为极 某极变细 该极为极 阴 阳 阴 阴 阳 另外 滴有酚酞和氯化钠试液的湿润滤纸分别做如图所示甲 乙两个实验 能发现附近变成红色的电极是 A acB bdC adD bc 思考 电解池及原电池的应用 金属的防护 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 化学腐蚀 有防腐蚀措施的腐蚀 同一种金属的腐蚀 强电解质 弱电解质 非电解质 2 金属的防护方法 改变金属内部结构 覆盖保护层 电化学保护法 外加电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法 牺牲阳极的阴极保护法 Fe Fe C A 海水 B 海水 C 海水 D 海水 F 天然水 E 海水 思考 下列装置暴露空气中一段时间 铁的腐蚀由快到慢顺序 电解原理应用 电解饱和食盐水制取烧碱 氯气 氢气 氯碱工业 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2H 2e H2 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 思考 离子交换膜有什么作用 关于电解NaCl水溶液 下列叙述正确的是A 电解时在阳极得到氯气 在阴极得到金属钠B 若在阳极附近的溶液中滴入KI试液 溶液呈棕色C 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液 溶液呈无色D 电解一段时间后 将全部电解液转移到烧杯中 充分搅拌后溶液呈中性 思考 电解原理应用 1 概念 应用电解原理在某些金属表面镀上其它金属或合金的过程 2 电镀池的形成条件 A 镀件作阴极B 镀层金属作阳极C 电镀液中含有镀层金属离子 电镀 阳极 纯铜 Cu 2e Cu2 阴极 镀件 Cu2 2e Cu电解液 可溶性铜盐溶液 如CuSO4 粗铜中含Zn Fe Ni Ag Pt Au等阳极 粗铜 Cu 2e Cu2 主 Zn 2e Zn2 Fe 2e Fe2 Ni 2e Ni2 等阴极 精铜 Cu2 2e Cu 唯一 电解液 可溶性铜盐溶液 如CuSO4 电解精炼反应原理 电解精炼铜 电解原理应用 Zn2 Ni2 等阳离子得电子能力小于Cu2 而留在电解质溶液中 金属活动顺序排在Cu后的Ag Pt Au等失电子能力小于Cu 以金属单质沉积于阳极 成为 阳极泥 电解氧化铝 阳极 2O2 4e O2阴极 Al3 3e Al 电解原理应用 思考 1 电解和电离的关系是什么 2 工业上冶炼铝 镁 钠的原理是什么 思考 金属镍有广泛的用途 粗镍中含有少量Fe Zn Cu Pt等杂质 可用电解法制备高纯度的镍 下列叙述正确的是 已知 氧化性Fe2 Ni2 Cu2 A 阳极发生还原反应 其电极反应式 Ni2 2e NiB 电解过程中 阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C 电解后 溶液中存在的金属阳离子只有Fe2 和Zn2 D 电解后 电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt 可充电电池 充电 电解池 放电 原电池 负极 氧化反应极 失电子极 电子流出极 正极 还原反应极 得电子极 电子流入极 阳极 氧化反应极 失电子极 电子流出极 阴极 还原反应极 得电子极 电子流入极 电解原理应用 高铁电池是一种新型可充电电池 与普通高能电池相比 该电池能长时间保持稳定的放电电压 高铁电池的总反应为3Zn 2K2FeO4 8H2O3Zn OH 2 2Fe OH 3 4KOH下列叙述不正确的是A 放电时负极反应为 Zn 2e 2OH Zn OH 2B 充电时阳极反应为 Fe OH 3 3e 5OH FeO42 4H2OC 放电时每转移3mol电子 正极有1mol被氧化D 放电时正极附近溶液的碱性增强 思考 判断溶液的pH变化 先分析原溶液的酸碱性 再看电极产物 1 如果只产生氢气而没有氧气 只pH变大 2 如果只产生氧气而没有氢气 只pH变小 3 如果既产生氢气又产生氧气 若原溶液呈酸性则pH减小 若原溶液呈碱性pH增大 若原溶液呈中性pH不变 用惰性电极电解下列溶液 电解一段时间后 阴极质量增加 电解液的pH下降的是A CuSO4B AgNO3C BaCl2D H2SO4 思考 将等物质的量浓度的CuSO4溶液和NaCl溶液等体积混合后 用石墨电极进行电解 电解过程中 溶液pH随时间t的变化曲线是 不考虑Cl2与H2O的反应 思考 电化学有关计算 2 根据串联电路各极 正极 负极 阴极 阳极 转移电子数相同 1 根据电解方程式或电极反应式列关系求解 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气 已知铅蓄电池放电时发生如下反应 负极 Pb SO42 PbSO4 2e 正极 PbO2 4H SO42 2e PbSO4 2H2O今若制得Cl20 050mol 这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 A 0 025molB 0 050molC 0 10molD 0 20mol 两支惰性电极插入1000mLAgNO3溶液中通电电解 当溶液的pH从6 0变为3 0时 设电解过程没有H2析出 且电解前后溶液的体积变化不计 电极上析出Ag的质量大约是 A 27mgB 54mgC 108mgD 216mg 思考 思考 近年来 加 碘 食盐较多使用了碘酸钾 KIO3在工业上可用电解法制取 以石墨和不锈钢为电极 以KI溶液 加少量K2CrO4 为电解液在一定条件下电解 反应方程式为 KI 3H2O KIO3 3H2 下列有关说法正确的是 电解时 石墨作阴极 不锈钢为阳极 电解液调节至酸性比较合适C 电解后得到KIO3产品的步骤为过滤 浓缩 结晶 灼烧D 电解中每转移0 6mol电子 理论上可得到21 4g无水KIO3晶体 把锌片和铁片放在有稀食盐水的酚酞溶液的表面皿中 如图所示经过一段时间后 最先观察到变红的区域是 A 和 B 和 C 和 D 和 解析 这是有关金属腐蚀 原电池和电解的微型实验试题 左边图示发生的是吸氧腐蚀 其中Fe电极作阴极 电极反应式是 O2 4e 2H2O 4OH 右边图示是电解装置 所以Zn电极发生还原反应 2H2O 4e H2 2OH 电化学综合应用 写出下列装置的极反应 并判断A B C溶液PH值的变化 思考 如上图所示 通电后A极上析出Ag 对该装置的有关叙述正确的是A P是电源的正极B F极上发生的反应为 4OH 4e 2H2O O2 C 电解时 甲 乙 丙三池中 除E F两极外 其余电极均参加了反应D 通电后 甲池的PH减小 而乙 丙两池溶液的PH不变 思考 下图为电解水的实验装置示意图 闭合开关S后 观察到电压表的示数为6 0V 毫安表的示数为100mA 1 现只有一根石墨电极和一根铁电极 该实验中 A极应选择 做电极 B极的电极反应式为 铁 4OH 4e 2H2O O2 思考 2 为了加快电解水的速率 有很多方法 可在水中加入某些电解质 如 填编号 A Na2SO4B HClC CuSO4D NaCl 也可采取某些措施 如 填编号 A