高三化学3年高考2年模拟 第09讲 电化学课件.ppt

df 2012年高考总复习 化学 df 第09讲电化学 知识梳理基础练习能力提升 知识梳理 一 原电池二 金属的腐蚀和防护三 电解池四 电解原理应用 一 原电池 1 什么是原电池 把化学能变成电能的装置 叫原电池 2 构成原电池的条件 1 自发发生的氧化还原反应 2 两个活泼性不同的电极 3 有电解质溶液 4 形成闭合回路 练习 下列装置中 能组成原电池的是 酒精 稀h2so4 稀h2so4 a b c d e d e 返回 电池中微粒的移动方向的判断 先确定电流方向 即可判断阴阳离子的移动方向 4 原电池电极的判断及电极方程式的书写 1 负极 失去电子的极或电子流出的极 较活泼的金属所在的极 2 正极 得到电子的极或电子流入的极 较不活泼的金属 或者非金属 所在的极 注意 如果已经给了氧化还原反应总方程式 可直接根据化合价升降来判断 发生氧化反应的一极为负极 发生还原反应的极为正极 练习 下列装置是不是原电池 若是 指出正负极 练习 返回 5 简单电池的电极方程式书写 1 负极 金属 ne 金属阳离子 2 正极 溶液中的阳离子 ne 对应的还原产物 注意 要记住的一个较复杂电极反应 金属吸氧腐蚀的正极反应 2h2o o2 4e 4oh 6 燃料电池电极方程式书写 负极 一般是燃料气体失去电子 生成稳定氧化物 如果生成物能与电解质溶液反应 必须考虑其反应 正极 一般是氧气得电子 2h2o o2 4e 4oh 如果oh 能与电解质溶液反应 必须考虑其反应 注意 正负极电极反应相加为电池的总反应方程式 如果遇到复杂电池 可以用总反应减去简单的电极方程式 得另一极反应方程式 例 写出下列原电池的电极反应式和原电池总反应式 负极 fe fe 2e fe2 正极 c 2h 2e h2 总反应式 fe 2h fe2 h2 例 若把1中的稀h2so4改为nacl溶液 能否构成原电池 若能 请写出电极反应式和原电池总反应式 负极 fe fe 2e fe2 正极 c 2h2o o2 4e 4oh 总反应式 2fe 2h2o o2 2fe oh 2 例 利用下述反应 2fecl3 cu 2fecl2 cucl2设计一个原电池装置 画出装置图 标明电极材料和电解质溶液 写出电极反应式 负极 cu cu 2e cu2 正极 c 2fe3 2e 2fe2 返回 二 金属的腐蚀和防护 a析氢腐蚀 酸性环境 b吸氧腐蚀 碱性或中性环境 注意 形成原电池能使化学反应速率加快 1 金属腐蚀 1 化学腐蚀 2 电化腐蚀 2 防护方法 1 改变金属内部组织结构如 制成不锈钢 2 在金属表面覆盖保护如 在金属表面喷油漆 电镀等 3 电化学保护法如 牺牲阳极的阴极保护法 原电池原理外加电流的阴极保护法 电解原理 例 以下现象与电化腐蚀无关的是 a 黄铜 铜锌合金 制作的铜锣不易生铜绿b 生铁比软件芯 几乎是纯铁 容易生锈c 铁质器件附有铜质配件 在接触处容易生锈d 银质奖章久置后表面变暗 d 例 钢铁发生电化学腐蚀时 负极发生的反应是 a 2h 2e h2b 2h2o o2 4e 4oh c fe 2e fe2 d 4oh 4e 2h2o o2 a d 返回 三 电解池 1 装置特点 电能转化为化学能2 形成条件 1 与电源相连的两个电极 2 电解质溶液 或熔化的电解质 3 形成闭合回路 阳极 阴极 物理上 正极 电子流出的电极 负极 电子流入的电极 化学上 阳极 发生氧化反应的电极 阴极 发生还原反应的电极 电源的正极 电解池的阳极 发生氧化反应 电源的负极 电解池的阴极 发生还原反应 电解原理 惰性电极 石墨 金 铂 3 电解池中常见阴阳离子放电顺序 离子浓度接近时 阳离子放电 得电子 由难到易 k ca2 na mg2 al3 zn2 fe2 pb2 h cu2 fe3 hg2 ag 阴离子放电 失电子 由难到易 f romn oh cl br i s2 总结 电极方程式书写可简单归纳为 先判断电极 1 如果阳极材料为活性电极 阳极反应为 阴离子 ne 对应氧化产物阴极反应 阳离子 ne 对应还原产物 阳极反应为 电极 ne 阳离子阴极反应 阳离子 ne 对应还原产物 2 如果阳极材料为惰性电极 判断溶液中离子移动方向和导线中电子移动方向 先判断电流方向 再根据电流方向确定 判断电极周围ph的变化 根据电极方程式看h 和oh 是否变化 关于总方程式的书写 一般为将阴阳极电极反应方程式相加 相加时注意阴阳极得失电子数要相同 同时如果阴阳极电极方程式中出现h 和oh 时 得分析其来源 如果是水电离的h 和oh 需改成水 再相加 练习 写出用惰性电极电解以下物质时的电极方程式和总方程式 nacl hcl cuso4 na2so4 返回 阳离子放电由难到易 离子浓度接近时 k ca2 na mg2 al3 h zn2 fe2 pb2 h cu2 fe3 hg2 ag 阴离子放电由难到易 f romn oh cl br i s2 a b c d 惰性电极电解ac区化合物水溶液 如naoh h2so4 na2so4 电解水型 溶液浓度 ph值 怎样使电解质溶液复原 常见阴阳离子放电顺序 阳离子放电由难到易 离子浓度接近时 k ca2 na mg2 al3 h zn2 fe2 pb2 h cu2 fe3 hg2 ag 阴离子放电由难到易 f romn oh cl br i s2 a b c d 电解bd区化合物水溶液 如hcl cucl2 电解电解质型 溶液浓度 ph值 怎样使电解质溶液复原 阳离子放电由难到易 离子浓度接近时 k ca2 na mg2 al3 h zn2 fe2 pb2 h cu2 fe3 hg2 ag 阴离子放电由难到易 f romn oh cl br i s2 a b c d 电解ac区化合物水溶液 如nacl 放h2生碱型 溶液浓度 ph值 怎样使电解质溶液复原 阳离子放电由难到易 离子浓度接近时 k ca2 na mg2 al3 h zn2 fe2 pb2 h cu2 fe3 hg2 ag 阴离子放电由难到易 f romn oh cl br i s2 a b c d 电解bc区化合物水溶液 如cuso4 agno3 放o2生酸型 溶液浓度 ph值 怎样使电解质溶液复原 返回 四 电解原理应用 1 氯碱工业 2 电镀 概念 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程 电镀池形成条件 镀件作阴极 镀层金属作阳极 含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液 3 铜的精炼池 形成条件 纯铜作阴极 粗铜作阳极 含铜离子的盐溶液作电解液 例 用铂电极 惰性 电解下列溶液时 阴极和阳极上的主要产物是h2 o2的是 a naoh溶液b hcl溶液c mgso4溶液d agno3溶液 ac 例 下列关于铜电极的叙述 不正确的是 a 铜锌原电池中铜是正极b 用电解法精炼粗铜时铜做正极c 在镀件上镀铜时可用金属铜做阳极d 电解稀硫酸制h2 o2时铜做阳极 bd 例 在浸泡过碘化钾溶液和淀粉溶液的滤纸上 接上电源 如图 通电后 发现在a处出现蓝色 1 请写出a b处的电极方程式和写出总反应a b 总反应 2 若有0 02mol电子流入电源正极 理论上可产生molh2 2i 2e i2 2h 2e h2 0 01 有关电解的计算 得失电子守衡 串联电路通过的电子相同 阳极 4oh 4e 2h2o o2 阴极 ag e ag 总 4agno3 2h2o 4ag o2 4hno3 电解 转移电子 4mol 4mol 2mol 4mol 4mol 1mol 例 将分别盛有熔融的氯化钾 氯化镁 氧化铝的三个电解槽串联 在一定的条件下通电一段时间后 析出钾 镁 铝的物质的量之比为 a 1 2 3b 3 2 1c 6 3 1d 6 3 2 d 例 用两个惰性电极插入500mlagno3溶液中 通电电解 当电解液的ph从6 0变为3 0时 设电解时阴极没有氢气逸出 且电解液在电解前后体积变化可以忽略 电极上析出银的质量大约是 a 27mgb 54mgc 108mgd 216mg b 返回 返回目录 基础练习 解析 zn是负极 故a错 电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同 故b正确 根据闭合回路的电流方向 在外电路中 电子由负极流向正极 故c正确 在溶液中 阳离子往正极移动 故d错误 答案 bc 答案 ac 解析 难度 易 电解液为酸性 故a错 负极通入氢气 正极通入氧气 故b d错 答案 c 解析 铜绿是生活中常见现象 反应原理为2cu o2 co2 h2o cu2co3 oh 2 故青铜器应保存在干燥的环境中或表面覆盖一层防渗的高分子膜防止被腐蚀 a可能发生原电池反应而被腐蚀 答案 bd 解析 钢铁在潮湿的环境中发生吸氧腐蚀 负极反应为 fe 2e fe2 正极反应为 2h2o o2 4e 4oh 在空气与水交界处溶液中的氧气不断溶解 因此在空气与水交界处钢铁更容易腐蚀 答案 a 答案 c 解析 cu作负极 ag作正极 负极 cu 2e cu2 正极 ag e ag 在外电路中 电子由cu电极流向ag电极 而电流方向与电子流向相反 所以1错 没有盐桥 原电池不能继续工作 3错 无论是否为原电池 反应实质相同 均为氧化还原反应 4对 答案 c 解析 银器在空气中久置会被o2所氧化变黑 为化学腐蚀 a正确 当镀层破损时 sn fe可形成原电池 不再起到保护作用 b错 与zn块形成原电池 zn作负极 阳极 从而保护fe正极 阴极 所以c正确 外加电流保护法应该与直流电源的负极相连 故d错 答案 ac 返回目录 能力提升 解析 a 锌锰干电池的碳棒为负极 不会被消耗 b 燃料电池将燃料的化学能转化为电能和部分热能散失 c 燃料电池燃料是被氧化的 永远做负极 d 太阳能电池的主要材料是硅而非二氧化硅 答案 c 答案 cd 答案 b 解析 本题涵盖电解池与原电池的主体内容 涉及电极判断与电极反应式书写等问题 根据给出的正极得电子的反应 原电池的电极材料li al fes可以判断放电时 原电池 负极的电极反应式为al 3e al3 a li和al分别是两极材料 b 应有al的参加 d 应当是阳极失电子反应 答案 c 解析 首先明确a为负极 这样电子应该是通过外电路由a极流向b a错 b选项反应应为o2 4e 4h 2h2o c没有告知标准状况 答案 d 解析 本题考查电化学 原电池 电解池 的相关知识k闭合时 为电解池 为电解池 中发生充电反应 d电极为阳极发生氧化反应 其反应式为pbso4 2h2o 2e pbo2 4h so42 所以a正确 在上述总反应式中 得失电子总数为2e 当电路中转移0 2mol电子时 可以计算出 中消耗的硫酸的量为0 2mol 所以b对 k闭合一段时间 也就是充电一段时间后 可以作为原电池 由于c表面生成pb 放电时做电源的负极 d表面生成pbo2 做电源的正极