人教版选修4 第四章 电化学基础 本章整合 课件（44张）.pptx

本章整合benzhangzhenghe 专题一 专题二 专题三 专题四 燃料电池电极反应式的书写1 燃料电池的组成 1 电极 惰性电极 2 燃料 包括h2 烃 如ch4 醇 如c2h5oh 肼 n2h4 等 3 电解质 酸性电解质溶液 如h2so4溶液 碱性电解质溶液 如naoh溶液 熔融氧化物 如y2o 熔融碳酸盐 如k2co3等 2 书写燃料电池反应式的基本步骤 1 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 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 3 第三步 根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式 电池的总反应和正 负极反应之间有如下关系 电池的总反应式 电池正极反应式 电池负极反应式 消去电子 故根据第一 二步写出的反应 电池的总反应式 电池正极反应式 电池负极反应式 注意在将两个反应式相减时 要约去正极的反应物o2 专题一 专题二 专题三 专题四 3 实例以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法 1 酸性条件 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 应用举例 用两根铂丝作电极插入koh溶液中 再分别向两极通入甲烷气体和氧气 可形成原电池 燃料电池 该电池放电时发生的反应为ch4 2koh 2o2k2co3 3h2o 下列说法错误的是 a 通甲烷的一极为负极 通氧气的一极为正极b 放电时 通入o2一极附近溶液的ph升高c 放电一段时间后 koh的物质的量不发生变化d 通甲烷一极的电极反应式是 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 学以致用 某固体酸燃料电池以cshso4固体为电解质传递h 其基本结构见下图 电池总反应可表示为 2h2 o22h2o 下列有关说法正确的是 a 电子通过外电路从b极流向a极b b极上的电极反应式为 c 每转移0 1mol电子 消耗1 12l的h2d h 由a极通过固体酸电解质传递到b极 专题一 专题二 专题三 专题四 解析 此为燃料电池 充入还原剂h2的极为负极 电子从负极 a极 流向正极 b极 a项错 电解质为酸性 不可能有大量oh 存在 负极反应为 h2 2e 2h 正极 b极 反应为 o2 4e 4h 2h2o b项错 c项 气体的体积没有指明标准状况 故c错 由反应式知 负极 a极 产生h 由酸电解质传到正极 b极 d项正确 答案 d 专题一 专题二 专题三 专题四 氯碱工业生产中的离子交换膜法1 阳离子交换膜的作用电解饱和食盐水是氯碱工业的基础 能制得氯气 氢气 氢氧化钠等重要的化工原料 电解过程中 在电场的作用下 阳离子向阴极移动 而阴离子向阳极移动 由于在阳极氯离子失去电子生成氯气 若不采取措施 氢氧根离子会向阳极移动 从而与氯气发生反应 既减少了氯气的产量 又会使得到的氢氧化钠不纯 因此 必须阻止氢氧根离子向阳极移动 专题一 专题二 专题三 专题四 目前 常用的隔膜有石棉隔膜和阳离子交换膜 石棉隔膜能阻止气体通过 但允许水分子及离子通过 由于氢氧根离子能透过隔膜 因此氯气会与氢氧根发生反应 导致制得的氢氧化钠不纯 阳离子交换膜只允许阳离子通过 而不允许阴离子及气体通过 也就是说 只允许钠离子通过 氯离子 氢氧根离子和氢气 氯气均不能通过 这样既可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气相混合 在一定条件下引起爆炸 又能避免氯气与氢氧化钠作用生成次氯酸钠而影响烧碱的质量 2 原料的精制 1 粗盐的成分 粗盐中含有泥沙 ca2 mg2 fe3 等杂质 不符合电解要求 因此必须经过精制 2 杂质的危害 ca2 mg2 fe3 等金属离子在碱性环境中会产生沉淀 损坏离子交换膜 此外 杂质的存在会使得到的产品不纯 专题一 专题二 专题三 专题四 除杂质时所加试剂的顺序要求是 a na2co3必须在bacl2之后 b 盐酸在过滤之后加入 试剂加入顺序有多种选择 如 a bacl2 naoh na2co3 过滤 hcl b bacl2 na2co3 naoh 过滤 hcl c naoh bacl2 na2co3 过滤 hcl 专题一 专题二 专题三 专题四 应用举例 氯碱厂电解饱和食盐水制取naoh的工艺流程示意图如下 依据上图 完成下列填空 1 在电解过程中 与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为 与电源负极相连的电极附近 溶液的ph 填 不变 升高 或 下降 2 如果精盐中含量较高 必须添加钡试剂除去 该钡试剂可以是 填字母 a ba oh 2b ba no3 2c bacl2 专题一 专题二 专题三 专题四 3 为有效除去ca2 mg2 加入试剂的合理顺序为 填字母 a 先加naoh 后加na2co3 再加钡试剂b 先加naoh 后加钡试剂 再加na2co3c 先加钡试剂 后加naoh 再加na2co3 4 脱盐工序中利用naoh和nacl在溶解度上的差异 通过 填操作名称 下同 冷却 除去nacl 5 用隔膜法电解食盐水 电解槽分隔为阳极区和阴极区 防止cl2和naoh反应 采用无隔膜法电解冷的食盐水时 cl2与naoh充分接触 产物仅是naclo和h2 相应的化学方程式为 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 学以致用 用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水 含cl br na mg2 的装置如图所示 a b为石墨电极 下列说法中正确的是 a 电池工作时 正极反应式为o2 2h2o 4e 4oh b 电解时 a电极周围首先生成cl2c 电解时 电子流动路径是 负极 外电路 阴极 溶液 阳极 正极d 忽略能量损耗 当电池中消耗0 02gh2时 b极周围会产生0 02gh2 专题一 专题二 专题三 专题四 解析 由于磷酸为电解质 电池的正极反应为o2 4h 4e 2h2o 选项a不正确 a电极与原电池正极相连 为电解池的阳极 由于br 还原性强于cl 因此br 先放电生成br2 选项b不正确 电解时 电子流动路径是 负极 阴极 阳极 正极 电子不能从溶液中通过 选项c不正确 根据电子守恒规律 当电池中消耗0 02gh2时 b极周围会产生0 02gh2 选项d正确 答案 d 专题一 专题二 专题三 专题四 三池 的比较与联系 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 区分原电池 电解池 电镀池方法 首先看有无外接电源 若无则可能是原电池 然后按照原电池形成条件分析判定 看电极材料 电解质溶液 是否形成闭合回路等 若有外接电源 两极插入电解质溶液中 当阳极金属与电解质溶液中阳离子相同时则为电镀池 否则为电解池 两池 中电极的判断易混淆 现总结口诀如下 原电池 正负极 电解池 阴阳极 失去电子负 原电池 阳 电解池 极 发生氧化定无疑 我们还可以根据上述原理总结出一些规律 如 质量增加的电极一般为原电池的正极 电解池的阴极 质量减轻的电极一般为原电池的负极 电解池的阳极 专题一 专题二 专题三 专题四 应用举例 将fe片和zn片放入盛有nacl溶液 其中滴有酚酞 的表面皿中 如图所示 最先观察到变为红色的区域为 a 和 b 和 c 和 d 和 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 学以致用 导学号27760087下列四种装置中 溶液的体积均为250ml 开始时电解质溶液的浓度均为0 10mol l 1 工作一段时间后 测得导线上均通过0 02mol电子 若不考虑溶液体积的变化 则下列叙述正确的是 a 工作一段时间后溶液的浓度 b 工作一段时间后溶液的ph c 产生气体的总体积 d 电极上析出固体的质量 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 电解问题的解题步骤1 明确电极反应规律 1 阴极 得电子 发生还原反应 一般 电极本身不参加反应 一定是电解质溶液中阳离子 争 得电子 2 阳极 失电子 发生氧化反应 若为金属 非惰性 au pt除外 电极 电极失电子 若为惰性电极 电解质溶液中阴离子 争 失电子 2 准确判断离子放电顺序离子的放电顺序主要取决于离子的本性 还与离子的浓度 溶液的酸碱性有关 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 若是活泼金属作阳极 因金属失电子能力强 阳极反应是电极材料本身失电子被氧化 而不是阴离子放电 3 分析电解问题的基本思路 1 通电前 电解质溶液中含有哪些阴 阳离子 包括水电离出的h 和oh 2 通电时 阴离子移向阳极 阳离子移向阴极 结合放电顺序分析谁优先放电 3 写电极反应式 并结合题目要求分析电解结果 如两极现象 水的电离平衡移动 离子浓度的变化 ph的变化等 专题一 专题二 专题三 专题四 4 判断电解后溶液ph变化的方法根据原溶液的酸 碱性和电极产物即可对电解后溶液ph的变化做出正确的判断 其方法如下 1 若电极产物只有h2而无o2 则ph变大 2 若电极产物只有o2而无h2 则ph变小 3 若电极产物既有o2又有h2 原溶液呈酸性则ph变小 原溶液呈碱性则ph变大 原溶液呈中性则ph不变 专题一 专题二 专题三 专题四 应用举例 用阳极x和阴极y电解z的水溶液 电解一段时间后 再加入w 能使溶液恢复到电解前的状态 符合题意的一组是 专题一 专题二 专题三 专题四 解析 电解nacl溶液时 总方程式为2nacl 2h2o2naoh cl2 h2 显然加h2o不能恢复到电解前的状态 应通入适量hcl气体 电解cuso4溶液时 物质的量没变 加cuso4溶液也不能复原 电解h2so4实质是电解水 再加入适量水 可使h2so4溶液复原 ag作阳极 fe作阴极电解agno3溶液 实质是fe镀银 agno3溶液浓度不变 不需加agno3晶体 答案 c 专题一 专题二 专题三 专题四 学以致用 空间实验室 天宫一号 的供电系统中有再生氢氧燃料电池 rfc rfc是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池 下图