第16章-电化学基础.ppt

1,第十六章电化学基础,2,3,考点一原电池1原电池原理(以锌铜原电池为例)原电池是利用_反应原理将_能转化为_能的装置。,氧化还原,化学,电,4,2原电池形成的条件(1)由两种活泼性不同的金属或由金属和非金属作电极，一般较活泼金属作_，较不活泼金属或非金属作_。(2)两电极必须浸在_中。(3)两电极之间要形成_。(4)能自发地发生氧化还原反应。,负极,正极,电解质溶液,闭合回路,5,3简单电池(1)在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。(2)锌电极直接接触硫酸溶液，容易在锌片上直接得失电子，不形成电流。,6,4盐桥的作用(1)使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触，能产生持续、稳定的电流。(2)平衡电荷。,7,考点二化学电源1化学电池(1)定义将化学能变成电能的装置,8,(2)分类,9,2二次电池(1)铅蓄电池放电时电极反应负极：_正极：_总反应：_,PbSO42-2e=PbSO4,PbO24HSO42-2e=PbSO42H2O,PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O,10,(2)铅蓄电池充电时电极反应阳极：PbSO42H2O2e=PbO24HSO42-(氧化反应)阴极：PbSO42e=PbSO42-(还原反应)当溶液密度增加至1.28gcm3时，停止充电。,11,总反应：2PbSO42H2OPbPbO22H2SO4可把上述反应写成一个可逆反应方程式：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O,12,3燃料电池(1)燃料电池的工作原理连续地将_和_的化学能直接转换成电能。电极材料本身_氧化还原反应。工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排出。,燃料,氧化剂,不发生,13,(2)氢氧燃料电池构造：以H2为燃料，O2为氧化剂，铂作电极，使用酸性电解质。在负极室通入_，在正极室通入_。工作原理负极：_；正极：_；总反应：_。,H2,O2,2H24e=4H,O24H4e=2H2O,2H2O2=H2O,14,考点三电解池1电解原理(1)电解：使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起_的过程。(2)电解池：借助氧化还原反应，把_转化为_的装置。,氧化还原反应,电能,化学能,15,(3)构成条件外加_与电源相连的两个电极：接电源正极的为_极，发生_反应接电源负极的为_极，发生_反应电解质溶液或熔化的电解质,直流电源,阳,氧化,阴,还原,16,(4)电子的流向：电子从外加电源的_极流出，流到电解池的_极，再从_极流回电源_极(注：电子只在外电路定向移动，不能在溶液中移动)。(5)离子定向移动的方向阳离子向_极移动，阴离子向_极移动。,负,阴,阳,正,阴,阳,17,(6)惰性电极与活性电极惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应活性电极(除铂、金外的金属)：既可以导电、又可以参与电极反应,18,2电解原理的应用电解食盐水现象：阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉KI试纸变蓝阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红阳极：2Cl2eCl2阴极：2H2eH2总反应式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2,19,考点四金属的腐蚀与防护1金属的电化学腐蚀(1)金属腐蚀金属腐蚀的本质：MneMn金属腐蚀的类型化学腐蚀：直接反应电化学腐蚀：原电池反应,20,(2)电化学腐蚀吸氧腐蚀：发生条件：中性或酸性很弱条件下负极：2Fe4e=2Fe2正极：O22H2O4e=4OH总反应：2FeO22H2O=2Fe(OH)2进一步反应：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O,21,析氢腐蚀：酸性环境中负极：Fe2e=Fe2正极：2H2e=H2总反应：Fe2H=Fe2H2,22,23,2.金属腐蚀的防护(1)牺牲阳极的阴极保护法形成原电池时，让被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；而活泼金属作负极(阳极)，反应受到腐蚀。,24,(2)外加电流的阴极保护法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。,25,(3)金属防护的几种重要方法在金属表面覆盖保护层。改变金属内部的组成结构，制成合金。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。,26,27,【例1】有关如下图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)(),A,28,A反应中，盐桥中的K会移向CuSO4溶液B取出盐桥后，电流计依然发生偏转C铜片上有气泡逸出D反应前后铜片质量不改变,29,解析：本题考查原电池的工作原理，注意电极的判断。原电池中阳离子移向正极，A对；取出盐桥不构成原电池，电流计指针不偏转，B错；Cu片为正极，有Cu析出，C、D错。本题能力层次为B，属容易题。答案：A,30,【例2】氢氧燃料电池的基本反应如下：X极，2H2O(l)。下列判断中，正确的是()AX是负极BY是正极CY极发生还原反应DY极发生氧化反应,D,31,解析：本题考查了燃料电池电极及电极反应式的判断，注意从化合价变化的角度分析氧化还原反应入手，分析电极反应。从电极反应式中可以看出，X极得电子发生还原反应，作正极，Y极失去电子发生氧化反应，作负极。本题能力层次为B，属容易题。答案：D,32,【例3】某校“研究性学习小组”欲完成反应2HCl2Ag=2AgClH2而设计了下列四个实验，你认为可行的是(),C,33,解析：本题考查了原电池和电解池的原理，明确原电池形成条件及电解池放电顺序是解本题的关键。由于银的化学活泼性不如氢，所以反应不能自发进行，若要使银能置换出盐酸中的氢，需要外加电源，组装成电解池。而且，在电解池中，Ag必须作阳极，在反应中使银被氧化。符合上述要求的是C选项。本题能力层次为C，属中档题。答案：C,34,【例4】(2015湖南学业水平29节选)电化学是研究化学能与电能相互转化的装置、过程和效率的科学。,35,(1)根据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)2Ag(s)Cu2(aq)，设计的原电池如图一所示，X溶液是_溶液(填“CuSO4”或“AgNO3”)；(2)图二装置是在铁件上镀铜，铁作阴极，则铜极上的电极反应式是_。,AgNO3,Cu2e=Cu2,36,解析：图一是原电池装置，Ag作正极，发生的反应为：Age=Ag，故电解质溶液应为AgNO3溶液。图二是电解池装置，在铁件上镀铜，铁作阴极，反应为：Cu22e=Cu，铜作阳极，反应为：Cu2e=Cu2。答案：(1)AgNO3(2)Cu2e=Cu2,37,【例5】铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为稀硫酸，工作时该电池的总反应式为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。试根据上述情况判断：(1)蓄电池的负极材料是_。(2)工作时，正极反应为_。(3)工作时，电解质溶液的酸性_(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向_极。(5)电流方向从_极流向_极。,Pb,PbO22e4HSO42-=PbSO42H2O,减小,负,正,负,38,解析：本题考查了铅蓄电池工作原理，明确正负极发生反应及元素化合价变化即可解答，知道电流方向、电解质溶液中离子移动方向等常考知识点。蓄电池工作(放电)时，起原电池作用。根据原电池原理，负极失去电子发生氧化反应，元素化合价升高，所以Pb为负极；正极得到电子发生还原反应，元素化合价降低，从总反应式可知，PbO2是氧化剂，即正极反应为PbO22e4HSOPbSO42H2O；从正极反应或电池的总反应可知H2SO4参加了反应，H转变成H2O，所以酸性减小；原电池工作时，溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电流方向与电子移动方向相反，从正极沿导线流向负极。本题能力层次为C，属中档题。答案：(1)Pb(2)PbO22e4HSO42-=PbSO42H2O(3)减小(4)负(5)正负,39,40,1原电池中发生的反应一定是()A化合反应B置换反应C非氧化还原反应D氧化还原反应,D,41,42,2关于如图所示的原电池，下列说法正确的是(),B,43,A电子从铜电极通过检流计流向锌电极B盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移C锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D铜电极上发生的电极反应是2H2e=H2,44,45,3如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(),B,46,Aa电极是负极Bb电极的电极反应为：4OH4e=2H2OO2C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,47,48,4如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是(),Aa为负极，b为正极Ba为阳极，b为阴极C电解过程中，d电极质量增加D电解过程中，氯离子浓度不变,C,49,50,5为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是()A在精密机床的铁床上安装铜螺钉B在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D在电动输油管的铸铁管上接直流电源的正极,C,51,52,6如图，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()ABCD,C,53,54,7.研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A水既是氧化剂又是溶剂B放电时正极上有氢气生成C放电时OH向正极移动D总反应为：2Li2H2O=2LiOHH2,C,55,56,8若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu2HCu2H2，则下列关于该装置的有关说法中正确的是()A该装置可能是原电池，也可能是电解池B该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极D该装