高三电化学复习课件

1、【2013年全国全国卷化学高考大纲年全国全国卷化学高考大纲 】1、理解原电池和电解池的工作原理，能写、理解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见出电极反应和电池反应方程式。了解常见的化学电源及其工作原理的化学电源及其工作原理2、理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解、理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。（2010全国卷全国卷1）右图是一右图是一种染料敏化太阳能电池的示种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（机光敏燃料（S）涂覆在纳）涂覆在纳米晶体表面制成，另

2、一电极米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：中发生的反应为：22TiO /STiO /Sh (激发态激发态) +-22TiO /STiO /S +e 3I +2e3I 2232TiO /S3I2TiO /S+I 下列关于该电池叙述错误的是：下列关于该电池叙述错误的是：A电池工作时，是将太阳能转化为电能电池工作时，是将太阳能转化为电能B电池工作时，电池工作时，I-离子在镀铂导电玻璃电极上放电离子在镀铂导电玻璃电极上放电C电池中镀铂导电玻璃为正极电池中镀铂导电玻璃为正极D电池的电解质溶液中电池的电解质溶液中I- 和和I3- 的浓度不会减少的浓度不会

3、减少2011年全国新课标卷27题（5）在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_、正极的反应式为_。理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ,则该燃料电池的理论效率为_（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）2012新课标卷26题(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_。与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为_，该电池

4、总反应的离子方程式为_。2013全国新课标卷11.“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是A.电池反应中有NaCl生成B.电池的总反应是金属钠还原三个铝离子C.正极反应为：NiCl2+2e =Ni+2ClD.钠离子通过钠离子导体在两电 极间移动一、原电池的形成一、原电池的形成下列哪些反应可能成为原电池反应？下列哪些反应可能成为原电池反应？MnO2 +4HCl = MnCl2 + Cl2+ 2H2O2CH3OH + 3O2 = 2CO2+ 4H2O2NH4HSO4 + 2NaOH = (NH4)2SO4

5、 + Na2SO4+ 2H2O为什么为什么?原电池反应的基础是氧化还原反应，故从理论原电池反应的基础是氧化还原反应，故从理论上说任何一个自发进行的氧化还原反应因都会上说任何一个自发进行的氧化还原反应因都会有电子转移的存在，都可能成为原电池反应有电子转移的存在，都可能成为原电池反应 下列哪些装置能构成原电池？下列哪些装置能构成原电池？如果要使此装置如果要使此装置成为原电池，可成为原电池，可以作如何改进？以作如何改进？盐桥的作用是什么？盐桥的作用是什么？ 使使Cl-向锌盐方向移动，向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，向铜盐方向移动，使使Zn盐和盐和Cu盐溶液一盐溶液一直保持电中性，从而使直保持电中

6、性，从而使电子不断从电子不断从Zn极流向极流向Cu极。氧化还原反应极。氧化还原反应得以继续进行。得以继续进行。盐桥：在盐桥：在U U型管中装满用饱和型管中装满用饱和KClKCl溶液和琼胶作成的冻胶。溶液和琼胶作成的冻胶。导线导线的作用是传递的作用是传递电子电子，沟通，沟通外电路外电路。而而盐桥盐桥的作用则是的作用则是通过通过离子离子的传递而沟通的传递而沟通内电路内电路CuZn-Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+- - -Zn2+H+SO42-负极负极正极正极静电作用静电作用二、原电池工作原理二、原电池工作原理三、电极的判断方法三、电极的判断方法（1）根据两极材料的活性判断：）根据

7、两极材料的活性判断： （2）根据电极发生的本质来判断：）根据电极发生的本质来判断： （3）根据电子、离子的流向或电流的方向）根据电子、离子的流向或电流的方向 判断：判断： （4）根据两极发生的现象判断：）根据两极发生的现象判断： 氧阳负氧阳负vs养羊富养羊富XYA1、设计原电池、设计原电池 利用利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu和如下装置设计一个和如下装置设计一个原电池，写出电极反应。原电池，写出电极反应。CuFeFeSO41 1、将盐桥改为金属导、将盐桥改为金属导线，该原电池是否也线，该原电池是否也能正常工作？能正常工作？BCuSO4四、原电池原理应用四、原电池原理应用2、比较金属的活

8、泼性、比较金属的活泼性练习练习. X、Y、Z、W四种金属片浸入稀盐酸中四种金属片浸入稀盐酸中,用导用导线连接线连接,可以组成原电池可以组成原电池,实验结果如下图所示实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_ZYXW3、改变化学反应速率、改变化学反应速率4、金属的腐蚀与防护、金属的腐蚀与防护金属腐蚀的分类与对比金属腐蚀的分类与对比化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件金属跟其他物质金属跟其他物质直接接触直接接触不纯不纯金属或金属或合金合金跟跟电解质溶液电解质溶液接触接触有无电流有无电流无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生被氧化的物

9、质被氧化的物质 金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化联系联系两者往往同时发生，两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍、更严重。电化腐蚀更普遍、更严重。钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈水膜呈较强酸性较强酸性水膜呈水膜呈中性或较弱酸性或中性或较弱酸性或碱性碱性电极反应电极反应负极负极Fe(- )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总

10、反应:Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系联系金属的防护方法：金属的防护方法：1、改变金属的内部结构，、改变金属的内部结构， 如：将钢铁制成不锈钢。如：将钢铁制成不锈钢。2、在金属表面覆盖保护层，如：涂油漆、镀、在金属表面覆盖保护层，如：涂油漆、镀Zn、镀、镀Sn、镀、镀Cr等。等。3、牺牲阳极的阴极保护法、牺牲阳极的阴极保护法4、外加直流电源的阴极保护法、外加直流电源的阴极保护法10山东山东29-（3）利用右图装置，）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。可以模拟铁的电化学防护。 若若X为碳

11、棒，为减缓铁的腐蚀，为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关开关K应置于应置于_处。处。 若若X为锌，开关为锌，开关K置于置于M处，该电处，该电化学防护法称为化学防护法称为_。 N牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法一次电池一次电池碱性锌碱性锌锰电池锰电池锌粉和锌粉和KOH的混合物的混合物MnO2金属外壳金属外壳五、化学电源五、化学电源普通锌普通锌锰干电池锰干电池正极正极 石墨棒石墨棒负极负极锌筒锌筒电解质溶液电解质溶液调成糊状的氯化铵调成糊状的氯化铵Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH3 主要反应：主要反应：负极：负极：Zn 2e- =Zn2+正极：正

12、极： 2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = 2MnO(OH) + 2NH3 负极是负极是Zn（粉）：（粉）：Zn+2OH- - 2e- = Zn(OH)2正极是正极是MnO2：（材料是碳棒）：（材料是碳棒）2MnO2+ 2H2O+ 2e- = 2MnOOH +2OH-电池总反应：电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O= 2MnOOH+Zn(OH)2银锌纽扣电池银锌纽扣电池正极正极负极负极电解质溶液电解质溶液Zn + Ag2O + H2O Zn(OH)2 + 2Ag放电放电充电充电ZnZn 2e- = Zn2+KOH溶液溶液Zn 2e- + 2OH- = Zn(OH)2Ag2OAg2O 2

13、e- + H2O = 2Ag +2OH-Zn+2OH- - 2e- = ZnO+H2OAg2O +H2O + 2e- = 2Ag +2OH-Zn+Ag2O=2Ag+ZnOpH 负极减小、正极增大负极减小、正极增大铅蓄电池铅蓄电池正极正极 PbO2负极负极Pb电解质溶液电解质溶液稀硫酸稀硫酸又叫铅酸蓄电池又叫铅酸蓄电池主要反应：主要反应：负极：负极：Pb + SO42- 2e- =PbSO4正极：正极：PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e- = PbSO4 + 2H2O总反应：总反应：Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O镍镍镉蓄电池可广泛用于收录机、电话

14、机镉蓄电池可广泛用于收录机、电话机银银锌蓄电池是一种高能电池，体积小，质量轻锌蓄电池是一种高能电池，体积小，质量轻锂电池也是一种高能电池，体积小，质量轻锂电池也是一种高能电池，体积小，质量轻二次电池二次电池(可充电电池可充电电池)镍镉电池镍镉电池Cd极极(负极负极) ：Cd+2OH- - 2e- =Cd(OH)2 NiO2极极(正极正极)： NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH- 总的放电反应总的放电反应 ： Cd+NiO2+2H2O Cd(OH)2+Ni(OH)2镍氢电池镍氢电池NiO(OH) + MH NiO + M + H2O放电放电充电充电正极正极负极负极MHNiO(OH

15、)放电放电充电充电燃料电池燃料电池以硫酸为电解质溶液时：以硫酸为电解质溶液时：负极：负极：2H2 4e- = 4H+正极：正极：O2+ 4H+ +4e- =2H2O总反应：总反应：2H2 +O2 =2H2O氢氧燃料电池氢氧燃料电池极板为惰性电极极板为惰性电极KOH溶液为电解质溶液溶液为电解质溶液主要反应：主要反应：负极：负极：2H2 + 4OH- 4e- =4H2O正极：正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-总反应：总反应： 2H2 + O2 =2H2O甲醇空气燃料电池甲醇空气燃料电池2CH3OH + 3O2 + 4 OH- = 2CO32- + 6H2O负极：负极：2CH3OH

16、+ 16OH- 12e- =12H2O + 2CO32-正极：正极：3O2 + 6H2O + 12e- = 12OH-氢氧燃料电池电极反应氢氧燃料电池电极反应总反应：总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-一、电解池原理一、电解池原理阴极阴极阳极阳极电解质溶液电解质溶液还可能会有哪些方还可能会有哪些方法判断电极？法判断电极？除了连接电源正负极外，还除了连

17、接电源正负极外，还可以从两电极上产生的现象等来判断可以从两电极上产生的现象等来判断电解池中两电极材料应该如何选择？电解池中两电极材料应该如何选择？根据具体电解实验进行判断选择，一般在电极根据具体电解实验进行判断选择，一般在电极不参与反应时选用惰性电极不参与反应时选用惰性电极电解池工作时溶液中离子如何移动？电解池工作时溶液中离子如何移动？根据静电作用原理定向移动，即阳离子全移向根据静电作用原理定向移动，即阳离子全移向阴极，阴离子全移向阳极阴极，阴离子全移向阳极电解池工作时电路中电子如何移动？电解池工作时电路中电子如何移动？即一般出现如下效果：即一般出现如下效果：阴极阴极阳极阳极电解质溶液电解质溶

18、液e-e-阳离子阳离子阴离子阴离子还原反应还原反应氧化反应氧化反应电子流出电子流出电子流入电子流入e-e-如果电解质溶液为如果电解质溶液为CuCl2溶液时，两极的电极溶液时，两极的电极反应如何？电解反应方程式如何？反应如何？电解反应方程式如何？要有如上效果的前提是什么？要有如上效果的前提是什么？ 使用惰性电极使用惰性电极电解池进行工作时，除了电解池进行工作时，除了极上产生气体，极上产生气体，极上出现红色固体外，还可能看到什么？极上出现红色固体外，还可能看到什么？阳阳阴阴阴极区溶液颜色要深于阳极区阴极区溶液颜色要深于阳极区CuFe 阳极：阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 注意注意:阳极

19、如果是活性电极阳极如果是活性电极,那么金属首先失去电子那么金属首先失去电子电解过程中放电顺序电解过程中放电顺序阴极：阴极：Ag+Hg2+Cu2+H+失电子失电子-还原性还原性含氧酸酸根离子放电必须在熔融电解质中进行含氧酸酸根离子放电必须在熔融电解质中进行活泼金属离子放电在熔融电解质中进行活泼金属离子放电在熔融电解质中进行得电子得电子-氧化性氧化性如果电解质溶液为如果电解质溶液为CuCl2溶液溶液时，两极的电极反应如何？电时，两极的电极反应如何？电解反应方程式如何？解反应方程式如何？1、如果电解质溶液为、如果电解质溶液为CuSO4溶液时，两极的电极反应如何？溶液时，两极的电极反应如何？电解反应方

20、程式如何？溶液的电解反应方程式如何？溶液的pH如何变化？如何变化？CC2、如果电解质溶液为、如果电解质溶液为NaCl溶液时，两极的电极溶液时，两极的电极反应如何？电解反应方程式如何？溶液的反应如何？电解反应方程式如何？溶液的pH如如何变化？何变化？若在若在1中要得到较纯净的硫酸溶中要得到较纯净的硫酸溶液，则在装置上作如何改进？液，则在装置上作如何改进？离子交换膜离子交换膜阴阴若在若在2中要得到较纯净的烧碱溶液，中要得到较纯净的烧碱溶液，则在装置上作如何改进？则在装置上作如何改进？阳阳1、如果电解质溶液为、如果电解质溶液为Na2SO4溶液时，将装置作溶液时，将装置作如何设计，可以得到较纯净的如何

21、设计，可以得到较纯净的NaOH溶液和溶液和H2SO4溶液？溶液？CC阳离子交换膜阳离子交换膜 阴离子交换阴离子交换膜膜4H2O + 4e- = 2H2 + 4OH-Na+2H2O + 4e- = O2 + 4H+SO42-稀稀NaOH稀稀H2SO42、如果在实验室中要用电、如果在实验室中要用电解的方法来制备解的方法来制备Fe(OH)2，该装置应该如何设计？该装置应该如何设计？Fe电解质溶液可用电解质溶液可用NaOH溶液或溶液或NaCl溶液等。溶液等。3、如果电解质溶液为、如果电解质溶液为AlCl3溶溶液，在一定时间内，该电解反液，在一定时间内，该电解反应可能如何？应可能如何？CC2AlCl3+

22、6H2O=2Al(OH)3+Cl2+3H2电解电解（2010福建卷）福建卷）11铅蓄电池的工作原理为：铅蓄电池的工作原理为：研读下图，下列判断不正确的是研读下图，下列判断不正确的是AK 闭合时，闭合时，d电极反应式：电极反应式：B当电路中转移当电路中转移02mol电子时，电子时，I中消耗的中消耗的H2SO4 为为02 molCK闭合时，闭合时，II中中SO42- 向向c电极迁移电极迁移DK闭合一段时间后，闭合一段时间后， II可单独作为原电池，可单独作为原电池， d电极为正极电极为正极22442222PbPbOH SOPbSOH O24224224PbSOH OePbOHSOdH2SO4abc

23、KPbO2PbPbSO4CE放电时该蓄电池放电时该蓄电池的负极质量不断减小的负极质量不断减小F充电时该蓄电池中充电时该蓄电池中的的硫酸浓度硫酸浓度不断减小不断减小阴极阴极（纯铜）（纯铜）: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应还原反应)阳极阳极（粗铜）（粗铜）: Cu - 2e- = Cu2+ (氧化反应氧化反应)Zn - 2e- = Zn2+ Fe-2e- = Fe2+溶液中铜离子浓度怎么变溶液中铜离子浓度怎么变?二、电解池的应用二、电解池的应用-铜的电解精练铜的电解精练1、画图、画图2、电极反应式、电极反应式（粗铜中含铁、锌、银、金）粗铜中含铁、锌、银、金） 纯铜纯铜粗铜粗铜硫酸铜溶

24、液硫酸铜溶液(AuAg沉积下来沉积下来,形成形成阳极泥阳极泥)电极：阳极电极：阳极镀层金属镀层金属 阴极阴极待镀金属制品待镀金属制品 电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。二、电解池的应用二、电解池的应用-电镀电镀 铁片铁片铜片铜片硫酸铜溶液硫酸铜溶液溶液中溶液中CuSO4的浓度的浓度?画图画图(铁片铁片表面镀铜表面镀铜)1 1、活泼金属的制备、活泼金属的制备特别活泼的金属钠、镁、铝等只能通过电解特别活泼的金属钠、镁、铝等只能通过电解的方法制取的方法制取为什么不电解钠、镁、铝的盐溶液？为什么不电解钠、镁、铝的盐溶液？2Al2Al2 2O O3 3 = 4A

25、l + 3O = 4Al + 3O2 2通电通电熔融熔融MgClMgCl2 2 = Mg + Cl = Mg + Cl2 2通电通电熔融熔融2NaCl = 2Na2NaCl = 2Na + Cl+ Cl2 2通电通电熔融熔融AlClAlCl3 3？MgOMgO？ 二、电解池的应用二、电解池的应用2 2、氯碱工业、氯碱工业+ +-精制饱和精制饱和NaClNaCl淡盐水淡盐水ClCl2 2H H2 2NaOHNaOH溶液溶液H H2 2O O含少量含少量NaOHNaOHClCl- -ClCl2 2H H2 2OHOH- -NaNa+ +Na+Na+交换膜交换膜电解饱和食盐水的原理示意图电解饱和食盐

26、水的原理示意图2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 22Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2阳阳 阴阴H H+ +从何来？从何来？2、铁钉镀锌、铁钉镀锌实验准备：实验准备：烧杯、玻璃棒、天平、药匙、铁钉、锌片、细砂纸、烧杯、玻璃棒、天平、药匙、铁钉、锌片、细砂纸、直流电源、导线、刻丝钳、酒精灯、直流电源、导线、刻丝钳、酒精灯、ZnCl2固体、固体、KCl固体、硼酸、固体、硼酸、NaOH溶液、溶液、1：100稀硝酸。稀硝酸。实验装置参考图实验装置参考图镀件镀件（铁钉）（铁钉） 锌锌ZnCl2、KCl硼硼酸混合电镀液酸混合电镀液在氯化锌溶液中加入氯化在氯化锌溶液中加入氯化钾和硼酸

27、起什么作用？钾和硼酸起什么作用？增强溶液的导电性，增强溶液的导电性，控制控制PH值，抑制值，抑制Zn2+水解水解, 保证锌离子从溶保证锌离子从溶液中稳定析出，使镀液中稳定析出，使镀件光亮，美观。件光亮，美观。实验步骤：实验步骤：A、配制电镀液：用托盘天平分别称取氯化锌、配制电镀液：用托盘天平分别称取氯化锌3.5g氯化氯化钾钾12.5g硼酸硼酸1.5g溶解在装有溶解在装有50毫升水的烧杯中。毫升水的烧杯中。B、镀件的处理：把铁钉用细砂纸磨光、镀件的处理：把铁钉用细砂纸磨光水洗水洗80 2mol/LNaOH溶液浸泡溶液浸泡5分钟分钟45 浓盐酸浸泡浓盐酸浸泡2分钟分钟稀稀硝酸浸泡稀稀硝酸浸泡3至至

28、5秒秒水洗水洗 立即浸入电镀液中。立即浸入电镀液中。C、电镀：把锌片接电源的正极，把铁钉接电源的负极，、电镀：把锌片接电源的正极，把铁钉接电源的负极，通电通电2到到3分钟观测铁钉表面的变化。分钟观测铁钉表面的变化。实验现象实验现象铁钉变成光亮的银白色铁钉变成光亮的银白色实验报告实验报告实验步骤实验步骤实验现象实验现象解释或化学方程式解释或化学方程式铜板上镀银之一铜板上镀银之一正正极极：AgAgAgAg+ +e e- -负极负极：AgAg+ +e eAAg g全反应全反应AgAg（正（正极极） AgAg（负极）（负极）电镀电镀液：液：银银氰化氰化钾钾溶液溶液 铜板上镀银之二铜板上镀银之二1、在、在100mL烧杯中先后加入烧杯中先后加入5mL 0.1mol/LAgNO3溶液和溶液和10mL 0.2mol/LNaOH溶液。待沉淀（溶液。待沉淀（Ag2O）析出弃去上层清液，加入）析出弃去上层清液，加入约约50mL节馏水，再依次加入下列物质：节馏水，再依次加入下列物质：0.2g味精、味精、0.5g醋酸钠、醋酸钠、0.1g乙二胺四乙酸的二钠盐、乙二胺四乙酸的二钠盐、0.3g尿素、尿素、0.2g蔗糖，加入蒸馏水至蔗糖，加入蒸馏水至100mL，搅拌使沉淀完全溶解。，搅拌使沉淀完全溶解。2、加入、加入0.2mol/LNaOH溶液约溶液约1mL，调节，调节pH9。3、用