电化学基础专题-.ppt

电化学基础，1个一次电池，2个化学电源，4个金属的电化学腐蚀与保护，电化学基础，3个电解池，氧化还原反应，化学能转化为电能，自发，电能转化为化学能，外部能量促进，知识结构，1，一次电池原理，将化学能转化为电能的装置称为一次电池，要解决的问题是：1。什么是原电池？2.原电池是如何工作的？(电子方向、电流、离子、形成条件、电极判断、电极反应书写)、原电池及其工作原理：1。定义：将化学能转化为电能的装置是原电池。理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。2。电极名称：相对活跃的电极是负电极，相对不活跃的电极是正电极，3。电极反应：负电极：正电极：失去电子的氧化反应导致电子的还原反应，4。初级细胞的形成条件，(4)闭环的形成。(两个电极通过导线连接或接触。(1)自发氧化还原反应：还原剂和氧化剂(燃料电池)分别置于电极和电解质溶液(2)上，(2)电解质溶液：参与电极反应或形成内部回路，(3)两个导体作为电极：不同活性的金属(或一种金属和一种非金属导体石墨)，与电解质溶液反应的活性金属作为负极。(2)两个不活动的导体-石墨或铂等。(燃料电池电极)，5。方向运动方向：电子、离子、原电池，“负电极给予电子并流向正电极”，必须发生失去电子的氧化反应，必须发生产生电子的还原反应，氧化反应，锌-2e=Zn2，铜锌原电池，电解质溶液的盐桥，E的损失，沿导体的传输，电流产生，还原反应，2H 2e-=H2阴离子，阳离子，总反应：负电极，正电极，2H2E-=H2锌-2E-=Zn2，Zn2H=Zn2H2硫酸锌电极反应，正极：负极：(氧化反应)，(还原反应)，阳离子，外部电路，内部电路，强调：一次电池的工作原理：(2)盐桥的作用是什么？ 它可以提供定向移动的阳离子和阴离子，以保持通过它连接的两种溶液电中性，并且盐桥确保电子通过外部电路从锌到铜的连续转移，使得锌的溶解和铜的沉淀可以继续。电线的功能是传输电子和与外部电路通信。盐桥的功能是沟通内部电路。(1)盐桥充满了由饱和KCl溶液和琼脂制成的果冻。果冻的作用是防止管道中的溶液流出。盐桥的作用是：(1)形成一个闭环。(2)平衡电荷。(3)双液一次电池的优点：能产生持续稳定的电流。利用反应锌二氯化铁=二氯化铁二氯化锌，设计了单液原电池和双液原电池(采用盐桥)，绘制了原电池原理图，并写出了电极反应。()，(-)，负极(锌):锌-2e-=锌2(氧化反应)正极(铂或碳):2fe32e-=2fe2(还原反应)，()，(-)。重点：一次电池的设计，请将氧化还原反应Cu 2Ag=Cu2 2Ag设计成能产生连续稳定电流的一次电池装置，即铜、硫酸铜、银、硝酸银。方法1:根据电极材料的性质确定。1.对于金属-金属电极，活性金属是负电极，非活性金属是正电极；2.对于金属非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等。3.对于金属化合物电极，金属是负电极，化合物是正电极。方法2:根据电极反应本身确定。电子损失反应氧化反应负极；得到电子的反应还原反应正极。，强调：电极的判断和电极反应公式的书写，ii。化学电源，Zn 2oh-2e-=Zn (oh) 2，2m no2h2o 2-=2mno(oh)2oh-，Zn 2m no2h2o=Zn (oh) 2mno (oh)，负极：正极：总反应：1。碱性锌锰电池，负电极(锌桶):锌-2e-=锌2，正电极(石墨):2 NH42NO 222 e-=2nh3mn2o 3 H2O总反应：锌2nh42no2=锌2nh3mn2o 3 H2O，干电池(NH4Cl糊作电解质)，2。铅蓄电池，PbO2 4H SO42- 2e-=PbSO4 2H2O，Pb PbO 2H 2SO 4=2 PbSO 4 2H 2O，总反应式为：Pb SO 4 2-2e-=PbSO 4，负极：正极：放电。当0.5摩尔的电子被供应到外部时，消耗硫酸的物质的量是，0.5摩尔，2pb SO42H2O=Pb PBO 22h2so 4。pbso 42h2o-2e-=PBO 24so 42-，pbso42e-=pbso42-，阳极：阴极：总反应，充电，补充：2。铅蓄电池，电解液，H2O，3。氢氧燃料电池、2e、-2e、-2e、-氢、氧、H、oh、a、阴极阳极、H2O、H2O、H2O、H2O _ 4OH-4E-=4H _ 2O、O _ 2H _ 2O _ 4E-=4H-，总反应式：2O _ 2=2H _ 2O，碱性燃料电池，负电极：正电极：H2-4E-=4H、O _ 2H _ 4E-4H=2H _ 2O，总反应式：2O _ 2=2H _ 2O氢氧化物燃料电池，4。甲烷燃料电池(电解质氢氧化钾)，负极：CH4 10OH-8E-=CO32-7H2O正极：2O2 4H2O 8e-=8OH-总反应：CH4 2O2 2OH-=CO32- 3H2O，思考：甲醇燃料电池(电解质氢氧化钾)，5。锂电池(非水有机溶剂电解质)，负电极：2Li-2e-=2Li，正电极：I2 2e-=2I-，总反应：2Li I2=2LiI。与其他金属负极相比，它具有寿命长、能量高、重量轻、电压高、工作效率高、储存寿命长等优点。为什么？与用作负极材料的金属相比，锂在相同质量下提供了最多的电子。6。银锌电池(电解液为氢氧化钾)，负极：锌20H-2E-=锌(氢氧化物)2正极：Ag2O 3 2E-=2AG2O 3-总反应：锌Ag2O3=锌(氢氧化物)22Ag，7。海水电池(电解液为海水)，负极：4Al-12e-=4Al3。正极：3O2 6H2O 12e-=12OH-总反应：4Al 3O2 6H2O=4Al(OH)3，iii。金属的腐蚀和保护。1.金属或合金与周围气体或液体发生化学反应而导致腐蚀损失的过程。它的本质是金属原子失去电子并被氧化的过程。(1)化学腐蚀和电化学腐蚀，1。金属腐蚀：金属或合金与气体或液体接触周围环境时发生化学反应而导致腐蚀损失的过程。它的本质是金属原子失去电子并被氧化的过程。(1)化学腐蚀和电化学腐蚀，2h2e-=H2 ，Fe-2e-=Fe2，fe2h=fe2h2 ，思维和交流，析氢腐蚀：负电极：正电极：电池反应：当钢处于酸性环境时，析氢腐蚀和吸氧腐蚀属于电化学腐蚀。根据原电池原理，请写出钢的氧吸收腐蚀的电极反应公式和电池反应方程式。2Fe-4E-=2Fe2，O2 2H2O 4E-=4OH-，2FeO2 2H2O=2Fe (OH) 2，4Fe(OH)2O 2 2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O 3 x H2O(3-x)H2O，进一步反应：负极：正极：电池反应，(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀(以铁为例)，电极反应，负极，正极，总反应式，强水膜酸度，弱或中性水膜酸度，Fe-2e-它的本质是金属原子失去电子并被氧化的过程。接触，化学反应，损失，2。几种重要的金属保护方法，(1)改变金属的内部结构，使金属合金化，以提高耐腐蚀性。(2)用保护层覆盖金属表面，使金属与周围物质隔离。(3)电化学保护法：将被保护的金属作为电解池的阴极，通过电解池反应进行保护，或者将被保护的金属作为电池的阳极，通过原电池反应进行保护。也可以用化学反应来钝化金属并保护它。4.电解原理的应用，(1)电解池的定义和组成条件，(1) DC电源，(2)两个电极(活性或惰性)，(3)电解质溶液(或熔融电解质电极的判断方法是什么？4。带电粒子的定向运动方向：“负极产生电子，电子返回正极”，电解池，产生电子的还原反应必须发生，失去电子的氧化反应必须发生，例1。确定下列设备的特性、现象和产品，1。通电前溶液中有什么离子？锻炼怎么样？当离子定向移动到电极表面时会发生什么类型的反应？通电时，离子的运动发生了什么变化？Cu2Cl 2=Cu2Cl-H2OH-，阳离子：Cu2，H移动到阴极阴离子：SO42-，OH-移动到阳极，不规则移动，定向移动，氧化还原反应，4。离子放电顺序，活性金属阳极S2-溴-氯-羟基-含氧酸根，(1)阳极上(氧化反应)，(2)阴极上(还原反应)惰性电极和金属电极都不参与电极反应，溶液中的阳离子发生反应。阴极上阳离子的放电顺序是：上述顺序基本上是金属活性顺序。金属越活泼，阳离子越难得到电子，但Fe3比Cu2更具氧化性。K Na Mg2 Al3 Zn2 Fe2 H Cu2银，阳离子放电能力(电子获得能力)逐渐增加，阴离子放电能力(电子损失能力)逐渐降低，分析电解反应(惰性电极电解)的一般思路，确定溶液中存在哪些离子，根据阳极氧化和阴极还原分析得到产物，哪些离子在阴极和阳极附近，在下面的装置中命名电解槽的阴极和阳极，写出电极反应公式和总反应的化学方程式和离子方程式。阳极：阴极：总反应：2cl-2e-=Cl22h2e-=H2 (ii)电极反应写，HCl溶液，阳极：阴极：h4e-=2h2h2so 4溶液，总反应：4oh-4e-=2h2o 24e-=2h2NaOH溶液，阳极：阴极：总反应：4oh-4e-=2h2o02=阳极：阴极：4h4e-=2h2o02=总溶质分解类型：氯化铜。电解水类型：NaOHH2SO4Na2SO43。析氢类型：NaClKBr4。析氧类型：硫酸铜(1)电解时，只产生H2而不产生O2，溶液的酸碱度。(2)在电解过程中，只产生O2，不产生H2，因此溶液的酸碱度。(3)在电解过程中，产生H2和O2，这实际上是电解水。(1)如果是酸性溶液，(2)如果是碱性溶液，溶液的酸碱度，(3)如果是中性溶液，溶液的酸碱度。增加，减少，减少，增加，不变，(4)电解过程中溶液酸碱度的变化规律，电解水类型！分解电解质型！放氧酸型！氢和碱型！电解质溶解在水中或加热熔化。电解液电离后，施加直流电。电解质被电离成自由移动的离子。Cu2Cl 2=Cu2Cl-，只生成自由移动的离子，发生氧化还原反应生成新的物质。电解必须基于电离。概述1、电解和电离的区别和联系，电解槽和原电池的比较，活性较高的金属被用作负极。阴极：一个电极连接到电源的负电极，负电极经历氧化反应，阳极氧化，负电极流向正电极，正电极流向负电极，化学能变成电能，电能变成化学能，总结2，思考一下？如果要在铁制品表面镀一层银，请选择合适的电极材料和电镀液，并写出电极反应方程式。阴极铁产品阳极金属银电镀液含有硝酸银溶液，阳极：银=银。定义：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。2.目的4。电镀特性3。电镀材料的选择3。阴极电镀零件，含涂层金属离子溶液的电镀液，阳极涂层金属，增强金属的抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。1)阳极本身参与电极反应2)电解质溶液的浓度保持不变，并应用电解原理电解精炼铜，阳极：铜=Cu222e-，阴极：Cu22e-=铜、锌、铁等。杂质比铜更活泼：锌=Zn22e-，铁=Fe2e-，银，金等。与铜相比，具有较低还原性的铜不会失去电子，它们以简单物质的形式留在溶液中，成为阳极泥。电解液中硫酸铜的浓度略有下降。这种反应的工业用途是生产苛性钠、氯和氢。电解原理的应用-氯碱工业，想一想：在电解左边饱和盐水的实验中，电解产物之间可能发生什么化学反应？(1)在氯化钠溶液中，氯化钠被电离，H2O被电离。通电后，它在电场的作用下向阴极和阳极移动。在阳极，电子很容易丢失和氧化。阳极方程式：(2)在阴极，容易获得的电子被还原生成。H2O电离度向右移动，因此阴极浓度增加。阴极方程式：2cl-2e-=总离子方程式：(3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后的现象是：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，两个