人教版福建省年高考二轮 电化学专题复习 人教

1、2021/8/9 星期一1电化学专题(2006年高考二轮专题复习)2021/8/9 星期一2 【学习目标】1、掌握原电池、电解池的概念及原理，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理2、学会电极的判断，学会正确书写电极反应及总反应方程式，掌握常见离子放电的规律； 3、能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算。福建2006年高考化学二轮专题电化学复习 【复习重点】原电池、电解原理及应用；电极反应方程式书写【知识概括】 一个反应：氧化还原反应一个计算：得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转化：化学能和电能的相互转化两个应用: 原电池原理应用、电解原理应用三个条件：原电池、电解池的形成条件四个池子

2、：原电池、电解池、电镀池、电解精炼池 【专题难点】 电极反应及总反应方程式正确书写2021/8/9 星期一3一、原电池、电解池工作原理1.原电池原理：通过自发氧化还原反应把化学能转化为电能。2.电解原理：连接电源，使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发生非自发氧化还原反应，从而把电能转化为化学能。 阳极（内电路） 阴极（内电路）CCH2SO4溶液阳极阴极+ee电源正极负极CuZnH2SO4溶液eeH+SO4 2 H+SO4 2 氧化反应: Zn-2e- = Zn2+还原反应:2H+2e - = H2还原反应:2H + +2e - = H2氧化反应: 4OH + 4e - =O2+2H2O(左池

3、)(右池)原电池电解池OHOH2021/8/9 星期一4原电池电解池定义（能量转化）化学能转变成电能的装置。将电能转变成化学能的装置。形成条件活动性不同两电极（燃料电池电极除外）电解质溶液（有选择性）两电极必须插入电解质溶液中（或两电极相靠）形成闭合回路两电极接直流电源（两电极活动性可相同，也可不同）电解质溶液（任意）两电极必须插入电解质溶液中形成闭合回路电极名称电极判断负极：较活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连电极反应得失电子 负极（内电路为阳极）：发生 氧化反应（失电子） 正极（内电路为阴极）：发生还原反应（溶液中的阳离子移向正极得电子）阳

4、极：发生氧化反应（电极或溶 液中的阴离子移向阳极失电子）阴极：发生还原反应（溶液中的 阳离子移向阴极失电子） 电子流向负极 正极负极 阴极 ； 阳极 正极二、四池比较2021/8/9 星期一5池型（原理） 电解池电镀池（应用电解原理）铜的精炼池（应用电解原理）装置特征阳极: 惰性电极Pt、Au、C、Ti (或活性电极)阴极:惰性、活性 电极均可电解液：任意阳极: 镀层金属(M)阴极： 镀件电镀液：含镀层金属离子(Mn+)阳极: 粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等 )阴极: 精铜电解液: CuSO4溶液 电极反应阳极: 易放电的阴离子首先放电（或电极参与反应）阴极: 易放电的阳离子首先

5、放电阳极：Mne-= Mn+阴极：Mn+ne- = M阳极:Cu2e-= Cu2+（Zn-2e- = Zn2+ ， Fe-2e- = Fe2+等）阴极:Cu2+2e- = Cu（Ag、Pt、Au以金属单质沉积于阳极，成为“阳极泥” ）电解质溶液的浓度改变不变基本不变2021/8/9 星期一6常见阴阳离子放电顺序(离子浓度接近时)阳离子放电（得电子）由难到易K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Pb2+ (H+) Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag + 阴离子放电（失电子）由难到易: F- ROmn- OH- Cl- Br- I- S2-2021/8/9 星期

6、一71.金属腐蚀: (1)化学腐蚀 (2)电化腐蚀 a.析氢腐蚀 b.吸氧腐蚀2.防护方法: (1)改变金属内部组织结构 (2)在金属表面覆盖保护 (3)电化学保护法(牺牲阳极的阴极保护法) 3.制造新化学电源：如太阳能电池、核电池、燃料电池、银-锌电池碱性蓄电池、银-锌电池、浓差电池等）原电池应用说明：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐 蚀有防腐措施的腐蚀同一种金属的腐蚀:强电解质弱电解质非电解质2021/8/9 星期一8【思考题 】 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 D2021/8/9 星期一9电解原理的应用1、镀铜

7、反应原理 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溶液.2、氯碱工业反应原理 阳极：2Cl-2e=Cl2， 阴极：2H+2e=H2 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl23、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

8、、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.铝的冶炼2021/8/9 星期一10五、电解质溶液用惰性电极电解的规律 电解类型举 例电极反应溶液变化溶液复原物质类别实例PHC浓度电解水含氧酸H2SO4阳极：4OH-4e =O2+2H2O阴极：4H+4e=2H2减小增大H2O强碱NaOH增大增大 活泼金属的含氧酸盐Na2SO4不变增大分解电解质 无氧酸HCl阳极：2Cl-2e=Cl2阴极：2H+2e=H2增大减小HCl 不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极：2Cl-2e=Cl2阴极：Cu2+2e=Cu增大略变CuCl2溶质和溶剂同时电解 活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极：2C

9、l-2e=Cl2阴极：2H+2e=H2增大放出H2生成碱生成新物质HCl 不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极：4OH-4e =O2+2H2O阴极：2Cu2+4e=2Cu减小放出O2生成酸生成新物质CuO2021/8/9 星期一111. 原电池正、负极的确定 (1) 根据构成原电池的必要条件之一确定: 活泼金属一般作负极；说明:正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如 MgAl HCl溶液构成的原电池中, Mg为负极,Al为正极; 若改用溶液即MgAl NaOH溶液构成的原电池中,则Mg为正极,Al为负极。(2) 根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极； (3)根据内电

10、路中自由离子的移动方向确定：在内电路中阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。（4）根据氧化还原反应确定: 发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为负极。此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象（如电极溶解、减重，电极周边溶液或指示剂的变化等）来判断。六、原电池与电解池电极的确定2021/8/9 星期一122.电解池 阴、阳极的判断可根据电极与电源两极相连的顺序判断 阴极：与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。其反应时, 溶液中氧化能力强的阳离子首先在阴极上得到电子, 发生还原反应。 阳极：与直流电源的正极直接连接的电极。 若是惰性电极（Pt、Au、C、Ti)，在该极上，溶

11、液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧化；若是活性电极，电极材料参与反应，自身失去电子被氧化而溶入溶液中。2021/8/9 星期一13原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；有外加电源的装置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池。电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。 【说明】：多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。七、怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池？1.单池判断：2.多池组合判断：无外电源：一池为原电池，其余为电解池；有外电源：全部为电解池或电镀池、

12、精炼池2021/8/9 星期一14 练习1.请观察下列实验装置图，指出各装置的名称。电解池电镀池 NaCl溶液 硫酸溶液原电池课堂练习CuZnCCuFeFe粗CuCuSO4溶液精Cu精炼池ABCDCuSO4溶液2021/8/9 星期一15电解池原电池 阴极阳极练习2、判断下列装置各属于什么池？正极负极2021/8/9 星期一16练习3、 如下图两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极。如果电解过程中共有0.02mol电子通过，下列叙述中正确的是( ) A.甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64gB.甲烧杯中B极上电极反应式为： 4OH4e=2H2O+O2C.乙烧杯中滴入酚酞试液，D极附近变红D.乙

13、烧杯中C极上发生还原反应C2021/8/9 星期一17电极反应的书写与下列几个因素有关1、与装置类型有关2、与电极类型及电极材料有关3、与反应类型有关4、与电子守恒有关5、与电解质环境有关6、与总反应式有关7、与题给信息有关8、与离子的氧化还原性强弱有关如何书写电极反应？ 规律：原电池或电解池的两电极反应式之和即为总反应式， 写法：总反应式减去一电极反应式即为另一个电极反应式。对于较复杂的、陌生的反应可用该方法解题并检验。书写注意事项：一看电极材料；二看环境介质；三看附加条件与信息七、电极反应的书写2021/8/9 星期一18书写步骤：（1 ）写出燃烧反应正确的化学方程式；（2）根据电解液改写

14、燃料电池总反应；（3）写出正极的电极反应式(一般较简单);（4）由燃料电池总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。1.怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？练习4. 已知CH4、O2、NaOH溶液组成的燃料电池总反应：CH4+2OH-+2O2 CO3 2 -+3H2O请写出其电极反应。解： 燃烧总反应： CH4+2O2CO2+2H2O燃料电池总反应：CH4+2OH-+2O2 CO3 2 -+3H2O正极：2O2+4H2O+8e8OH-负极：CH4+10OH-8eCO32-+7H2O 2021/8/9 星期一19氢氧燃料电池介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性负极正极中性负

15、极 正极碱性负极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O2H2 +4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2021/8/9 星期一202.如何书写可逆电池电极反应式？可逆电池电极反应式书写的关键是要弄清电解液是酸性还是碱性（H+ 和OH-），不可乱用，然后是反应方向判断。练习5. 已知铅蓄电池充放电的电池反应式如下：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 试写出放电时的正、负极, 充电时的阴、阳极的电极反应式。 放电时：负极：Pb

16、-2e+SO42- =PbSO4 正极：PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O充电时：阴极：PbSO4+2e=Pb+SO42- 阳极：PbSO4+2H2O-2e=PbO2+SO42-+4H+2021/8/9 星期一21九、电解计算电子守恒法练习5. 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(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH. Cu2+得电子数+ H+得电子数= OH-失电子总数 n(Cu2+)2+0.52=0.54 n(Cu2+)=0.5mol Cu2+2H+ C(H+)=1mol/L pH=0 解析：阳极 4OH-4e- =2

17、H2O+O2 阴极 Cu2+2e-=Cu 2H+2e=H22021/8/9 星期一22练习7、下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验 数天后数天后图一图二（1）上述两装置中铁钉发生变化的共性是：（2）图一说明原溶液呈 性，铁钉发生 腐蚀，电极反应为： （3）图二说明原溶液呈 性，铁钉发生 腐蚀，电极反应为： 发生了原电池 反应中性或弱酸吸氧负极：Fe -2e = Fe2+ ； 正极：2H2O +O2 +2e=4OH-负极：Fe -2e = Fe2+ ；正极：2H+ +2e = H2较强酸性析氢2021/8/9 星期一231、池型的判断 有外加电源一定为电解池，无外加电源一定为原电池（电镀池中是以镀层金属为阳极，镀件为阴极，含镀层金属阳离子的溶液为电解液；电解精炼池中是以粗金属为阳极，纯金属为阴极，含该纯金属阳离子的溶液为电解液）。多池组合时，一般含活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下的电解池。小结：原电池与电解池的比较及判断：3、电解池放电顺序的判断阳极放电： 1）惰性电极（如Pt、Au、C、Ti)：则溶液中阴 离子放电（见书本顺序）。 2）非惰性电极：电极材料首先