高中化学第四章 电化学基础课件新人教版选修4.ppt

第四章电化学基础 一 原电池 电解池工作原理 1 原电池原理 通过自发氧化还原反应把化学能转化为电能 2 电解原理 连接电源 使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发生非自发氧化还原反应 从而把电能转化为化学能 阳极 内电路 阴极 内电路 e e 电源 e e h so42 h so42 氧化反应 zn 2e zn2 还原反应 2h 2e h2 还原反应 2h 2e h2 氧化反应 4oh 4e o2 2h2o 原电池 电解池 oh oh 化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 活动性不同两电极 燃料电池电极除外 电解质溶液 有选择性 两电极必须插入电解质溶液中 或两电极相靠 形成闭合回路 两电极接直流电源 两电极活动性可相同 也可不同 电解质溶液 任意 两电极必须插入电解质溶液中形成闭合回路 负极 较活泼金属正极 较不活泼金属 或能导电的非金属等 阳极 电源正极相连阴极 电源负极相连 负极 内电路为阳极 发生氧化反应 失电子 正极 内电路为阴极 发生还原反应 溶液中的阳离子移向正极得电子 阳极 发生氧化反应 电极或溶液中的阴离子移向阳极失电子 阴极 发生还原反应 溶液中的阳离子移向阴极失电子 阳极 m ne mn 阴极 mn ne m 阳极 阴极和电解质溶液 阳极 镀层金属 m 阴极 镀件电镀液 含镀层金属离子 mn 阳极 粗铜 含zn fe ni ag pt au等 阴极 精铜电解液 cuso4溶液 阳极 活性电极先放电 易放电阴离子首先放电阴极 的阳离子首先放电 阳极 cu 2e cu2 zn 2e zn2 fe 2e fe2 等 阴极 cu2 2e cu ag pt au成为 阳极泥 改变 不变 变小 电解原理的应用 原电池原理的应用 各种化学电源 1 普通锌锰电池 2 碱性锌锰电池 3 铅蓄电池 4 燃料电池 2h2 4e 4h o2 2h2o 4e 4oh 2h2 4e 4h o2 4h 4e 4h2o 2h2 4oh 4e 4h2o o2 2h2o 4e 4oh 4 电极反应的书写 书写规律 原电池或电解池的两电极反应式之和即为总反应式 书写方法 总反应式减去一电极反应式即为另一个电极反应式 对于较复杂的 陌生的反应可用该方法解题并检验 书写注意事项 一看电极材料 二看环境介质 三看附加条件与信息 5 电解计算 难点 燃料电池电极反应式的书写可充电电池电极反应式的书写 o2 2cu 4ag 4h 2h2 2cl2 4oh 电子守恒法 ph值的计算 阴极上析出1molh2 表示有2molh 离子放电 则溶液中增加2moloh 离子 若阳极上析出1molo2 表示溶液中4moloh 离子放电 则溶液中4molh 离子 电解原理的应用 1 氯碱工业反应原理阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 2nacl 2h2o 2naoh h2 cl2 2 电镀池阳极 镀层金属阴极 待镀金属制品 镀件 电镀液 含有镀层金属离子的电解质3 电解精炼反应原理 电解精炼铜 粗铜中含zn fe ni ag pt au等阳极 粗铜 cu 2e cu2 zn 2e zn2 fe 2e fe2 等 阴极 精铜 cu2 2e cu电解液 可溶性铜盐溶液 如cuso4 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 4 铝的冶炼 实验装置 二电解池中离子的反应顺序 阴极 得电子 发生还原反应 常见阳离子放电顺序 阳极 失电子 发生氧化反应 当阳极为金属电极时 金属电极优先放电 当阳极为惰性电极时 常见阴离子放电顺序 ag fe3 cu2 h 由酸提供 pb2 sn2 fe2 zn2 h 由水提供 al3 mg2 na ca k 只在熔融状态下放电 s2 so32 i br cl oh 含氧酸根离子 no3 so42 等 f 电解质溶液用惰性电极电解的示例 含氧酸 h2so4 强碱 naoh 活泼金属的含氧酸盐 na2so4 无氧酸 hcl 阳极 4oh 4e o2 2h2o阴极 4h 4e 2h2 减小 增大 不变 h2o 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 增大 hcl 不活泼金属的无氧酸盐 cucl2 阳极 2cl 2e cl2 阴极 cu2 2e cu 减少 cucl2 活泼金属的无氧酸盐 nacl 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 增大 hcl 不活泼金属的含氧酸盐 cuso4 阳极 4oh 4e o2 2h2o阴极 2cu2 4e 2cu 减小 cuo 放氢生碱型 放氧生酸型 2h2o2h2 o2 电解水型 电解溶质 电解溶质和水 阴阳极产物的化合物 三 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 原电池 电解池的区分关键看是否有外接电源 有外加电源的装置一定是电解池 无外加电源的装置一定是原电池 电解池 电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液 说明 多池组合时 一般是含有活泼金属的池为原电池 其余都是在原电池带动下工作的电解池 若最活泼的电极相同时 则两极间活泼性差别较大的是原电池 其余为电解池 2 多池组合判断 无外电源 一池为原电池 其余为电解池 有外电源 全部为电解池或电镀池 精炼池 一 怎样区分原电池 电解池 电镀池和精炼池 常见题型 1 单池判断 练习1 请观察下列实验装置图 指出各装置的名称 电解池 电镀池 nacl溶液硫酸溶液 原电池 cu zn c cu fe fe 粗cu cuso4溶液 精cu 精炼池 a b c d cuso4溶液 2 写出下列装置的极反应 并判断a b c溶液ph值的变化 电解池 原电池 电解池 电解池 负极 正极 阴极 阳极 e 3 下列图一 图二是铁钉在水中被腐蚀的实验 数天后 数天后 图一 图二 1 上述两装置中铁钉发生变化的共性是 2 图一说明原溶液呈性 铁钉发生腐蚀 电极反应为 3 图二说明原溶液呈性 铁钉发生腐蚀 电极反应为 发生了原电池反应 中性或弱碱 吸氧 负极 fe 2e fe2 正极 2h2o o2 2e 4oh 负极 fe 2e fe2 正极 2h 2e h2 较强酸性 析氢 4 如下图两个电解槽中 a b c d均为石墨电极 如果电解过程中共有0 02mol电子通过 下列叙述中正确的是 a 甲烧杯中a极上最多可析出铜0 64gb 甲烧杯中b极上电极反应式为 4oh 4e 2h2o o2 c 乙烧杯中滴入酚酞试液 d极附近变红d 乙烧杯中c极上发生还原反应 c 1 原电池正 负极的确定 1 活泼金属一般作负极 2 电子流出的一极或电流流入的一极为负极 3 在内电路中阴离子移向的电极为负极 阳离子移向的电极为正极 4 发生氧化反应 还原剂中元素化合价升高 的一极为负极 此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象 如电极溶解 减重 电极周边溶液或指示剂的变化等 来判断 二 原电