电化学2013届

1、电化学电化学2012化学反应与能量（电化学基础）化学反应与能量（电化学基础）一、课程标准的要求一、课程标准的要求1、体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解、体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电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。池反应方程式。2、通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工、通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用其重要应用3、能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属、能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的

2、危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。化学反应与能量（电化学基础）化学反应与能量（电化学基础）二、考试说明的要求（二、考试说明的要求（2012年）年）(7)理解原电池和电解池的工作原理并正确书写电极反应和理解原电池和电解池的工作原理并正确书写电极反应和 总反应方程式总反应方程式 II (8)了解原电池和电解池在实际中的应用了解原电池和电解池在实际中的应用 I (9)能解释金属发生电化学腐蚀的原因能解释金属发生电化学腐蚀的原因 II (10)了解金属腐蚀的危害和金属的防护措施了解金属腐蚀的危害和金属的防护措施 I电电 解解 质质 溶溶 液液三、知识结构

3、和能力要求三、知识结构和能力要求原电池和电解质的构造和组成。原电池和电解质的构造和组成。电极反应和电池反应的书写。电极反应和电池反应的书写。有关电化学计算有关电化学计算金属的腐蚀和防护，电化学原理的应用。金属的腐蚀和防护，电化学原理的应用。电化学和氧化还原反应的关系电化学和氧化还原反应的关系氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液盐桥盐桥失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e- =H2阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极 2H+2e- =H2Zn-2e- =Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn

4、+H2SO4=ZnSO4+H2(离子方程式）离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电极反应电极反应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）阳离子阳离子外电路外电路内电路内电路难点：燃料电池电极方程式的书写难点：燃料电池电极方程式的书写（1）氢燃料电池电极方程式）氢燃料电池电极方程式（2）丁烷碱（酸）性燃料电池电极方程式）丁烷碱（酸）性燃料电池电极方程式+阳阳极极阴阴极极阳离子阳离子阴离子阴离子物理上：物理上：正极：电子流出的电极。正极：电子流出的电极。负极：电子流入的电极。负极：电子流入的电极。化学上：化学上：阳极：发生氧化反应的电极。阳极：发生氧化反应的电极

5、。阴极：发生还原反应的电极。阴极：发生还原反应的电极。 e-e- e-电源的电源的正正极极 - 电解池的电解池的阳阳极极 -发生发生 氧化氧化反应反应电源的电源的负负极极 - 电解池的电解池的阴阴极极 -发生发生 还原还原反应反应电电解解原原理理常见阴阳离子放电顺序 阳离子放电由难到易(离子浓度接近时)K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag + 阴离子放电由难到易: F- ROmn- OH- Cl- Br- I- S2-ABCD4、电解、电解BD区化合物水溶液：如区化合物水溶液：如HCl、CuCl2。2、电解、电解AD

6、区化合物水溶液：如区化合物水溶液：如NaCl。1、电解、电解AC区化合物水溶液：如区化合物水溶液：如NaOH、H2SO4、 Na2SO4。3、电解、电解BC区化合物水溶液：如区化合物水溶液：如CuSO4、AgNO3。1、化学腐蚀：、化学腐蚀： 金属跟接触到的物质直接发金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。生化学反应而引起的腐蚀。影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。2、电化学腐蚀：、电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会质溶液接触，会发生原电池反应发生原电池反应，比较活，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。泼的金

7、属失电子被氧化的腐蚀。知识总结知识总结电化学腐蚀电化学腐蚀的类型的类型析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀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，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。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酸性酸性水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱或碱性酸性很弱或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-总反应总反应:Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+

8、O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系联系原理原理 ：形成原电池反应时，让形成原电池反应时，让被保护金属被保护金属做做正正极极，不反应，起到保护作用；而，不反应，起到保护作用；而活泼金活泼金属反应受到腐蚀属反应受到腐蚀。1 1、牺牲阳极保护法、牺牲阳极保护法二、金属的电化学保护二、金属的电化学保护 牺牲阳极牺牲阳极的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图2 2、外加电流法、外加电流法 将将被保护金属被保护金属与另一与另一附加电极附加电极作为电解池的作为电解池的两个极，使两个极，使被保护的金属被保护的金属作为作为阴极阴极，在外加直流，在外加直流电的作用下使阴

9、极得到保护。此法主要用于防止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。土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）外加电流外加电流的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图1 1、电解饱和食盐水的工业生产、电解饱和食盐水的工业生产氯碱工业氯碱工业 粗盐的成份：粗盐的成份： 泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜精制食盐水精制食盐水杂质的除去过程：杂质的除去过程：粗盐水粗盐水 含少量含少量Ca2+.Mg2+精制精制盐水盐水)SO(BaCl242

10、除过量)(除泥沙及沉淀过滤)Ba.Ca(CONa2232除过量)CO(23除适量盐酸)Mg.Ca(22除阳离子交换塔).(32FeMgNaOH除过量+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室2. 2. 电电镀镀铁铁片片铜铜片片硫酸铜溶液硫酸铜溶液电极：电极： 阳极阳极镀层金属镀层金属 或惰性电极或惰性电极 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。

11、溶液中溶液中CuSO4的浓度保持不变的浓度保持不变或变小或变小阳极：阳极：6O2-12 e- =3O2 阴极：阴极：4Al3+ + 12e- =4Al4.电冶金电冶金通电通电总式：总式：2Al2O3 4Al+3O2 电冶铝原理电冶铝原理:助熔剂：冰晶石（助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）六氟合铝酸钠）阳极材料阳极材料(碳碳)和熔融氧化铝需要定期补充和熔融氧化铝需要定期补充3、电冶金、电冶金制取金属钠制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。电解熔融状态的氯化钠。阳极：阳极：2Cl - 2e- = Cl2阴极：阴极：2Na+ + 2e- = 2Na总反应：总反应：2NaCl(熔融熔融) 2Na

12、 + Cl2 通电 北京怎样考？北京怎样考？化学反应与能量（电化学基础）化学反应与能量（电化学基础）(2010北京）北京）6.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是的是: B A.钢管与电源正极连接，钢管可被保护钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B.铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C.钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀蚀 D.钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe3+考查电化学的基本概念，金属考查电化学的基本概念，金属的腐蚀和防护的

13、基本知识。的腐蚀和防护的基本知识。化学反应与能量（电化学基础）化学反应与能量（电化学基础）（2011北京）北京）8结合右图判断，下列叙述正确结合右图判断，下列叙述正确的是的是AI和和II中正极均被保护中正极均被保护BI和和II中负极反应均是中负极反应均是Fe 2e= Fe2+CI和和II中正极反应均是中正极反应均是O2 + 2H2O + 4e = 4OHDI和和II中分别加入少最中分别加入少最K3Fe(CN)6溶液，溶液，均有蓝色沉淀均有蓝色沉淀化学反应与能量（电化学基础）化学反应与能量（电化学基础）(2012北京）北京）12人工光合作用能够借助太阳能，用人工光合作用能够借助太阳能，用CO2，

14、和，和H2O制备化学原料制备化学原料.下图是通过人工光合作下图是通过人工光合作用制备用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是的原理示意图，下列说法不正确的是 A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程该过程是将太阳能转化为化学能的过程B.催化剂催化剂a表面发生氧化反应，有表面发生氧化反应，有O2产生产生C.催化剂催化剂a附近酸性减弱，催化剂附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强附近酸性增强D.催化剂催化剂b表面的反应是表面的反应是CO2 + 2H+ + 2e = HCOOH化学反应与能量（电化学基础）化学反应与能量（电化学基础）当吸收液的当吸收液的pH降至约为降至约为6时，满送至电解槽再生。再时，满送至电解槽再生。再生示意图如下生示意图如下:HSO3在阳极放电的电极反应式是在阳极放电的电极反应式是。当阴极室中溶液当阴极室中溶液pH升至升至8以上时，吸收液再生并循以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理环利用。简述再生原理: 。(2012北京高考北京高考)化学反应与能量（电化学基础）化学反应与能量（电化学基础）26（2011北京）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理北京）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。示意图如右图所示。（1）溶液）溶液A的溶质是的溶质是 。（2）电解饱和食盐水的离子方程式是）电解饱和食盐水的离子方程式是