人教版高中化学选修4化学反应原理课件-第四章复习-课件

1、电化学基础电化学基础一、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原电池电解池OHOH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原电池电解池定

2、义形成条件电极名称电极判断电极反应得失电子 电子流向化学能转变成电能的装置。将电能转变成化学能的装置。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

3、（溶液中的 阳离子移向阴极失电子）负极 正极负极 阴极 ； 阳极 正极原电池电解池定义电极名称电极反应 电子流向化学能转变成电能的池型 电解池电镀池（应用电解原理）铜的精炼池 （应用电解原理）装置特征电极反应溶液的浓度阳极:M-ne-= Mn+阴极:Mn+ne- = M阳极、阴极和电解质溶液阳极: 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 阳极: (活性电极先放电)易放电阴离子首先放电阴极: 的阳离子首先放电阳极:Cu2e-= Cu2+（Zn-2e- = Zn2+ Fe-2e- = F

4、e2+等）阴极:Cu2+2e- = Cu（Ag、Pt、Au成为“阳极泥” ）改变不变变小电解原理的应用：池型 电解池电镀池铜的精炼池装置溶液的浓度阳极:M-ne-原电池原理的应用各种化学电源1.普通锌锰电池2.碱性锌锰电池3.铅蓄电池4.燃料电池介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性负极正极中性负极 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-原电池原理的应用各种化学电源1.普通

5、锌锰电池2.碱性锌锰电池4、电极反应的书写书写规律:原电池或电解池的两电极反应式之和即为总反应式；书写方法: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。5、电解计算难点：燃料电池电极反应式的书写 可充电电池电极反应式的书写O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH.电子守恒法.pH值的计算 阴极上析出1molH2,表示有2molH离子放电，则溶液中增加2molOH-离子；若阳极上析出1molO2,表示溶液中4molOH-离子放电，则溶液中4molH离子。4、电极反应的书写书写规律:原电

6、池或电解池的两电极反应式之电解原理的应用1、氯碱工业反应原理 阳极：2Cl-2e-=Cl2， 阴极：2H+2e-=H2 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl22.电镀池阳极：镀层金属阴极：待镀金属制品(镀件）电镀液：含有镀层金属离子的电解质3、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

7、Ag、Pt、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.铝的冶炼实验装置电解原理的应用1、氯碱工业反应原理实验装置二 电解池中离子的反应顺序阴极:得电子，发生还原反应，常见阳离子放电顺序：阳极:失电子,发生氧化反应当阳极为金属电极时，金属电极优先放电。当阳极为惰性电极时,常见阴离子放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+(由酸提供)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(由水提供)Al3+Mg2+Na+Ca+K+(只在熔融状态下放电)S 2-SO32-I -Br -Cl -OH - 含氧酸根离子(NO3 -、SO42-等）F-二 电解池中离子的反应顺序阴极:得电子，发生还原

8、反应，常见阳 电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解类型 举 例电极反应溶液 pH变化溶液复原方法物质类别实例 含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl阳极：4OH- - 4e- = O2 +2H2O阴极：4H+ + 4e- = 2H2减小增大不变H2O阳极：2Cl- - 2e-=Cl2阴极：2H+2e- = H2增大HCl不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极：2Cl- - 2e- =Cl2阴极：Cu2+2e- = Cu减少CuCl2活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极：2Cl- - 2e- =Cl2阴极：2H+2e- =H2增大HCl不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极：4

9、OH- - 4e- =O2+2H2O阴极：2Cu2+4e- = 2Cu减小CuO放氢生碱型放氧生酸型2H2O 2H2 +O2 电解电解水型电解溶质电解溶质和水阴阳极产物的化合物 电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解 举 例电极三、电解池及原电池的应用-金属的防护1）金属腐蚀快慢的判断电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐蚀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2）金属的防护方法改变金属内部结构覆盖保护层电化学保护法外加电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法三、电解池及原电池的应用-金属的防护1）金属腐蚀快慢的原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；有外加电源的装

10、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。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、精炼池一.怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池？常见题型：1.单池判断：【说明】：多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池，其余 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CuZnCCuFeFe

11、粗CuCuSO4溶液精Cu精炼池ABCDCuSO4溶液 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（ A ）（B）（C）（D）CuSO4 AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe2.写出下列装置的极反应，并判断A、B、C溶液PH值的变化。电解池原电池电解池电解池负极正极阴极阳极e-（ A ）（B）（C）（D）CuSO4 AgNO3AgNO33.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

12、生了原电池反应中性或弱碱吸氧负极：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3.下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验 数天后数天后4. 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： 4OH- 4e- =2H2O+O2C.乙烧杯中滴入酚酞试液，D极附近变红D.乙烧杯中C极上发生还原反应C4. 如下图两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极。如1. 原电池正、负极的确定(1) 活泼金属一般作负极；(2) 电子流出的一极或电流流入的一极为负极；(3) 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)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。二、原电池与电解