高三化学第一轮复习优秀课件——电化学专题PPT.ppt

高三化学复习 电化学专题 舞阳一高段会立 第三单元 考纲要求 1 理解原电池原理 了解化学电源及工作原理2 理解电解原理 了解铜的电解精炼 镀铜 氯碱工业等反应原理 3 能写出电极反应式及总反应方程式4 熟记金属活动顺序表和离子放电顺序 5 理解金属发生电化学腐蚀的原因 腐蚀的危害 防止金属腐蚀的措施 复习重点 原电池 电解池工作原理及有关计算 思考1下列装置中属于原电池的是 属于电解池的是 属于电镀池的是 a c bc 你是如何区分这些装置的 要点一 原电池 电解池 电镀池 的比较 1 定义 把化学能转化为电能的装置 原电池 2 组成原电池的条件 a 有两种活泼性不同的金属 其中一种是非金属导体也可 作电极 b 电极插入电解质溶液形成闭合回路 c 电极间须用导线连接或直接接触 不能 不能 能 不能 不能 能 思考 下列装置那些是原电池 3 电极名称及电极反应 负极 活泼的金属 失去电子 发生氧化反应 燃料电池 燃料在负极反应 o2在正极反应 负极 zn zn 2e zn2 正极 不太活泼的金属或非金属 得到电子 发生还原反应 正极 cu 2h 2e h2 电池反应式zn 2h zn2 h2 在考虑电极的正 负极时 有时要考虑负极能否与电解质溶液反应 负极2al 8oh 6e 2alo2 4h2o正极6h2o 6e 3h2 6oh 总2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 负极mg 2e mg2 正极4h 2no3 2e 2no2 2h2o总mg 4h 2no3 2no2 mg2 2h2o 思考 在下列两种情况下 镁 铝用导线连接后插入不同的电解质溶液组成原电池 它们的电极名称及电极反应式 cu2 oooooooooooooooooooo 阴极 阳极 cu cl2 e 单击电子流动 e 电解池 阳极 2cl 2e cl2 氧化反应 阴极cu2 2e cu 还原反应 1 定义 2 构成电解池的条件 是电能转变为化学能的装置 直流电源 与电源负极相连的电极为阴极 与电源正极相连的电极为阳极 阴 阳电极 两个电极 电解质溶液或熔融电解质 电解池 直流电通过电解质溶液 或熔化状态 而在阴 阳两极上引起的氧化还原反应过程 4 惰性电极与活性电极惰性电极 铂 金 石墨 仅导电 不参与反应活性电极 除铂 金外的金属 参与电极反应 3 电子的流向和电极反应 电子从外加电源的负极流出 流到电解池的阴极 阳离子运动到阴极 得到电子 阴离子运动到阳极 失去电子 电子再从阳极流回电源正极 电镀池 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 电镀的特点 电镀液的组成及酸碱性保持不变 cuso4 总结 原电池 电解池 电镀池的比较 化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置 活动性不同两电极 电解质溶液 形成闭合回路 两电极接直流电源 电极入电解质溶液 形成闭合回路 镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极 电镀液须含有镀层金属的离子 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 电源正极相连阴 电源负极相连 阳极 镀层金属阴极 镀件 负极 氧化反应正极 还原反应 阳极 氧化反应阴极 还原反应 阳极 氧化反应阴极 还原反应 要点二 原电池种类 1锌锰干电池 锌锰干电池负极 锌筒 zn 2e zn2 正极 石墨 2mno2 2nh4 2e mn2o3 2nh3 h2o总反应 zn 2mno2 2nh4 mn2o3 zn2 2nh3 h2o 碱性锌锰干电池负极 锌筒 zn 2e 2oh zn oh 2正极 石墨 2mno2 2e h2o mn2o3 2oh 总反应 zn 2mno2 h2o mn2o3 zn oh 2 zn生成 zn nh3 2 2 碱性电池具有容量大 放电电流大的特点 因而得到广泛应用 锌 锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液 电池总反应式为zn s 2mno2 s h2o l zn oh 2 s mn2o3 s 下列说法错误的是 04江苏化学 a电池工作时 锌失去电子b电池正极的电极反应式为 2mno2 s h2o l 2e mn2o3 s 2oh aq c电池工作时 电子由正极通过外电路流向负极d外电路中每通过0 2mol电子 锌的质量理论上减小6 5g c 1 电极材料2 电解质溶液3 电极反应式 放电时 负极 pb正极 pbo2 h2so4溶液 负极 pb pb 2e so42 pbso4 正极 pbo2 pbo2 4h so42 2e pbso4 2h2o 要点二 原电池种类 2铅蓄电池 总反应pb pbo2 2h2so42pbso4 2h2o 2h2 4e 4h o2 4h 4e 2h2o 2h2 4e 4h o2 2h2o 4e 4oh 2h2 4oh 4e 4h2o o2 2h2o 4e 4oh 要点二 原电池种类 3氢氧燃料电池 2h2 4e 2o2 2h2o o2 4e 2o2 2h2 4e 4h o2 4h 4e 2h2o 要点二 原电池种类 4氢氧固体燃料电池 下图为氢氧燃料电池原理示意图 按照此图的提示 下列叙述不正确的是 a电极是负极b b电极的电极反应为 4oh 4e 2h2o 2 c 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源d 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 04天津理综 b 要点二 原电池种类 甲烷燃料电池 它是以两根金属铂片插入koh溶液中作电极 又在两极上分别通入甲烷和氧气 电极反应为 负极 正极 ch4 10oh 8e co32 7h2o 2o2 4h2o 8e 8oh ch4 2o2 2koh k2co3 3h2o 电池总反应 甲醇燃料电池是最近摩托罗拉公司发明的一种由甲醇和氧气以及强碱作为电解质溶液的新型手机电池 电量是现有镍氢电池或锂电池的10倍其总反应为 2ch4o 3o2 4oh 2co32 6h2o 负极 2ch4o 16oh 12e 2co32 12h2o正极 3o2 6h2o 12e 12oh 则其电极反应式为 要点二 原电池种类 5甲醇燃料电池 要点三 原电池原理的应用 金属的腐蚀与防护 金属腐蚀 化学腐蚀 电化腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 负极 正极 负极 正极 fe 2e fe2 2h 2e h2 o2 2h2o 4e 4oh 总反应 fe 2h fe2 h2 总反应2fe o2 2h2o 2fe oh 2 2fe 4e 2fe2 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 改变金属内部的组织结构 制成合金 在金属表面覆盖保护层 电化学保护法 即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护 特别提示 在同一电解质溶液中 金属腐蚀的快慢规律如下 电解池的阳极 原电池的负极 含杂质的金属 纯金属 电解池的阴极 原电池的正极 金属防护的几种重要方法 下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中 锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是 a b c d d 设计原电池 注明电极名称 所用材料 电子流动方向 写出电极反应式 1 fe 2fe3 3fe2 电极反应式 负极 铁 fe 2e fe2 发生氧化反应正极 碳 2fe3 2e 2fe2 发生还原反应 依据化学反应方程式设计原电池 05上海 关于如图所示装置的叙述 正确的是a 铜是阳极 铜片上有气泡产生b 铜片质量逐渐减少c 电流从锌片经导线流向铜片d 氢离子在铜片表面被还原 d 经典例题 例1 经典例题 例2 01年广东 镍镉 ni cd 可充电电池在现代生活中有广泛应用 它的充放电反应按下式进行cd oh 2 2ni oh 2cd 2nio oh 2h2o 由此可知 该电池放电时的负极材料是 a cd oh 2b ni oh 2c cdd nio oh c c 例3 05江苏 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1molk2feo4被氧化d放电时正极附近溶液的碱性增强 例4 06年广东 某可充电的锂离子电池以limn2o4为正极 嵌入锂的碳材料为负极 含li 导电固体为电解质 放电时的电池反应为 li limn2o4 li2mn2o4 下列说法正确的是 a 放电时 limn2o4发生氧化反应b 放电时正极反应li limn2o4 e li2mn2o4c 充电时 limn2o4发生氧化反应d 充电时 阳极反应为 li e li b 例5 06年江苏 锂离子电池已成为新一代实用化的蓄电池 该电池具有能量密度大 电压高的特性 锂离子电池放电时的电极反应式为 负极反应 c6li xe c6li1 x xli c6li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料 正极反应 li1 xmo2 xli xe limo2 limo2表示含锂的过渡金属氧化物 下列有关说法正确的是 锂离子电池充电时电池反应为c6li li1 xmo2 limo2 c6li1 xb 电池反应中锂 锌 银 铅各失1mol电子 金属锂所消耗的质量最小c 锂离子电池放电时电池内部li 向负极移动d 锂离子电池充电时阴极反应c6li1 x xli xe c6li bd 要点四 电解时的电极反应方程式及电解规律 1 首先看电极材料 若阳极是活性电极 则电解质溶液中的阴离子不再失去电子 2 若是惰性电极 先考虑电解质溶液中的离子种类 再考虑溶液中离子的放电顺序 阴离子失电子顺序 阳极上的电极反应 金属电极 s2 i br cl oh 含氧酸根 f 阳离子得电子顺序 阴极上的电极反应 ag fe3 cu2 h pb2 sn2 fe2 zn2 al3 k 3 电解质溶液用惰性电极电解的规律小结 阳极 4oh 4e o2 2h2o 阴极 4h 4e 2h2 阳极2cl 2e cl2 阴极 4h 4e 2h2 阳极2cl 2e cl2 阴极 cu2 2e cu 阳极2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 阳极 4oh 4e o2 2h2o 阴极 2cu2 4e 2cu 减小 增大 不变 增大 增大 减小 h2o hcl cucl2 hcl cuo 电解水型 电解电解质型 放氧生酸型 放氢生碱型 典型例题ph a的某电解质溶液中 插入两支惰性电极通直流电一段时间后 溶液的ph a 则该电解质可能是 04广东化学 a naohb h2so4c agno3d na2so4 a 典型例题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 b 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 典型例题 用石墨作电极电解alcl3溶液时 图示的电解液变化曲线合理的是 纯水导电忽略不记 ph 7 a ph 7 b 时间 时间 沉 淀 量 c 沉 淀 量 d 时间 时间 ad 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 电解原理应用 1 电镀原理 镀铜 2 避免生成物h2和cl2混合因为 1 避免cl2接触naoh溶液反应致使产品不纯的反应方程 第一个问题 cl2 2naoh nacl naclo h2o 混合遇火或遇强光爆炸 解决方法 使用离子交换膜 第二个问题 精制食盐水 2 氯碱工业反应原理阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 2nacl 2h2o 2naoh h2 cl2 通电 泥沙 na cl mg2 ca2 fe3 so42 na cl mg2 ca2 fe3 so42 na cl mg2 ca2 fe3 引入ba2 na cl ca2 ba2 引入oh na cl co32 oh na cl 沉降 除泥沙 略过量bacl2溶液 除so42 略过量na2co3溶液 除ca2 ba2 略过量naoh溶液 除fe3 mg2 适量hcl溶液 调节ph除co32 oh 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 05全国卷i b 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 电冶金 电解氧化铝制铝 阴极 4al3 12e 4al阳极 6o2 12e 3o2 总反应 2al2o3 4al 3o2 通电 05天津高考12 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只有cu和pt d 电解原理在化学工业中有广泛应用 右图表示一个电解池 装有电解液a x y是两块电极板 通过导线与直流电源相连 请回答以下问题 2 如要用电解方法精炼粗铜 电解液a选用cuso4溶液 则 x电极的材料是 电极反应式是 y电极的材料是 电极反应式是 04福浙理综 例 1996年全国 21 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 c 要点五 有关电解的计算 铂电极电解1lcu no3 2和kno3混合溶液通电一段时间 两极均产生11 2l 标状 气体 求电解后溶液的ph 并确定析出铜的物质的量 解析 阳极4oh 4e 2h2o o2 阴极cu2 2e cu 2h 2e h2 阳极转移电子的物质的量为 0 5 4 2mol 阴极生成0 5molh2 消耗h 1mol 所以溶液中c h 1mol lph 0可析出铜为0 5mol 要点五 有关电解的计算 今朝鼓干劲六月荷香飘 再见 电解池与原电池有哪些异同 两电极接直流电源 电解质溶液 形成闭合回路 活泼性不同的两电极 电解质溶液 形成闭合回路 形成条件 将电能转变成化学能的装置 将化学能转变成电能的装置 定义 装置实例 电解池 原电池 装置 电解池与原电池有哪些异同 续 电源负极 电解池阴极电解池阳极 电源正极 电子流向 阳极 氧化反应 溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子阴极 还原反应 溶液中的阳离子得电子 负极 氧化反应 金属失电子正极 还原反应 溶液中的阳离子得电子 电极反应 阳极 与电源正极相连阴极 与电源负极相连 负极 较活泼金属正极 较不活泼金属 或能导电的非金属 电极名称 电解池 原电池 装置 b 例3 镍氢 mh ni 电池 电池总反应 1 2h2 nio oh ni oh 2 负极 1 2h2 oh e h2o 正极 niooh h2o e ni oh 2 oh 一种新燃料电池 一极通入空气 另一极通入丁烷气体 电解质是掺杂氧化钇 y2o3 的氧化锆 zro2 晶体 在熔融状态下能传导o2 下列对该燃料说法正确的是a 在熔融电解质中 o2 由负极移向正极b 电池的总反应是2c4h10 13o2 8co2 10h2oc 通入空气的一极是正极 电极反应为 o2 4e 2o2 d 通入丁烷的一极是正极 电极反应为 c4h10 26e 13o2 4co2 5h2o 05广东 c 3 电解