第四章章末复习课件高二上学期化学人教版选择性必修1

第四章化学反应与电能章末复习1.通过系统思想和方法梳理基础知识，能分析、解释原电池和电解池的工作原理，金属腐蚀原理，明晰电化学认知模型。2.在实际问题解决中认识电化学原理的广泛应用。能利用相关信息分析化学电源、电解、电镀、电冶金和金属防护等。3.通过复习与提高，提升对电极反应书写，新型电源和串联电池的分析能力。知识点一：原电池1.原电池的形成条件(1)有能自发进行的氧化还原反应。(2)有两种活动性不同的能导电的电极。

(3)两极相连形成闭合回路。2.原电池的工作原理（锌铜原电池）CuSO4溶液ZnCuZnSO4溶液e-锌片：Zn－2e－===Zn2+铜片：Cu2++2e－===Cu总反应：Cu2++Zn===Cu+Zn2+（还原反应）（氧化反应）3.原电池的应用(1)比较金属的活动性强弱(2)加快氧化还原反应的速率(3)金属的电化学腐蚀与防护知识点二：化学电源1.一次电池放电后不可再充电的电池，也叫干电池，如碱性锌锰电池。2.二次电池放电后可以再充电而反复使用的电池，又称可充电电池或蓄电池。化学能电能放电充电3.燃料电池一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。[燃料电池的规律]①燃料做负极，助燃剂氧气为正极②电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。知识点三：化学电源电极反应式的书写总结②正极:阳离子得到电子生成单质或O2得到电子,若反应物是O2,则：电解质溶液呈碱性或中性:O2+2H2O+4e-=4OH-;电解质溶液呈酸性:O2+4H++4e-=2H2O。③总反应式:正、负电极反应式在得失电子相等的前提下相加得到电池反应的总方程式。1.根据装置书写电极反应式先分析题目给定的图示装置,确定原电池正、负极上的反应物质。①负极:活泼金属或燃料失去电子生成阳离子;若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存,则该阴离子应写入负极反应式。2.给出总反应式,写电极反应式若给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即有关元素的化合价变化情况),先写出反应相对较简单的一极的电极反应式,另一极的电极反应式可用总反应式减去已写出的电极反应式,即得结果。3.可充电电池电极反应式的书写在书写可充电电池电极反应式时,要明确电池和电极,放电时为原电池,充电为放电的逆过程。①放电时的负极与充电时的阳极均发生氧化反应,对应元素化合价升高。②放电时的正极与充电时的阴极均发生还原反应,对应元素化合价降低。(4)电极反应式的书写过程归纳①列物质,标得失:根据负极(阳极)发生氧化反应,正极(阴极)发生还原反应,判断出电极的产物,分析得失电子的数目,利用得失电子守恒配平。②选离子,配电荷:根据溶液的酸碱性选择合适的离子,确保电极产物能在电解质溶液中稳定存在,然后利用电荷守恒进行配平。③巧用水,配个数:通常介质为水溶液,根据需要选择水为反应物或生成物,利用质量守恒进行配平。知识点四：电解池1.电解池：2.电解池构成直流电源两个电极电解质溶液或熔融电解质形成闭合回路3.电解：使电流通过熔融电解质或电解质溶液，在阳极、阴极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。将电能转化为化学能的装置。4.电解原理：直流电源－＋e－e－阳极阴极氧化反应还原反应阳离子迁移方向阴离子迁移方向5.离子放电顺序：（1）阴极放电顺序（阳离子得电子能力）Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+

>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+活性金属电极>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞非还原性含氧酸根>F-（2）阳极放电顺序（阴离子失电子能力）6.电解池电极反应式的书写看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应7.电解类型（用惰性电极电解某电解质的水溶液）电解质组成特点实例电解质浓度变化pH复原需加入分解电解质型电解水型放氢生碱型放氧生酸型无氧酸(除HF)不活泼金属无氧酸盐HClCuCl2可溶性强碱活泼金属含氧酸盐NaOHH2SO4含氧酸Na2SO4活泼金属无氧酸盐NaCl不活泼金属含氧酸盐CuSO4增大增大增大不变—减小减小水水水氯化氢氯化铜氯化氢氧化铜减小减小增大增大增大增大减小知识点五：电解原理的应用1.电解饱和食盐水——氯碱工业离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图阳极：2Cl－-2e－===Cl2↑阴极：2H2O+2e－===H2↑+2OH－总反应：2NaCl+2H2O===Cl2↑+H2↑+2NaOH电解2Cl－+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH－电解2.电镀（1）电镀池的构成：阴极：待镀金属——镀件阳极：镀层金属（如Cr、Ni、Ag和合金）电解质溶液：含有镀层金属阳离子的电解质溶液——电镀液（2）特点：一多：阴极上有镀层金属沉积一少：阳极上镀层金属溶解一不变：电解质溶液浓度不变3.电解精炼铜电解质溶液浓度减小，因为mCu（溶解）<mCu（析出）4.电冶金Mn＋＋ne－===M。NaCl—NaMgCl2—MgAl2O3—Al知识点六：金属的腐蚀1.本质金属原子失去电子被氧化的过程。2.分类化学腐蚀电化学腐蚀条件电流现象本质影响因素联系金属或合金与氧化剂直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀M−ne−=Mn+M−ne−=Mn+与氧化剂的氧化性及温度等有关与电解质溶液的酸碱性及金属活动性等有关两者往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍。类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件

电极反应负极

正极

总反应式

联系

更普遍水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性Fe－2e－===Fe2＋吸氧腐蚀2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)23.电化学腐蚀知识点七：金属的防护1.改变金属材料的组成2.在金属表面覆盖保护层3.电化学防护牺牲阳极法原电池原理正极：被保护金属外加电流法电解池原理阴极：被保护金属【考点一】燃料电池电极反应式的书写【例1】科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空。如图所示装置中,以稀土金属材料电极作惰性电极,在电极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导O2-(O2+4e-=2O2-)。c电极为该燃料电池的

,d电极上的电极反应式为

。

CH4+4O2--8e-==CO2+2H2O正极【方法归纳】

1.用两根铂丝作电极插入KOH溶液中,再分别向两极通入甲烷气体和氧气,可形成燃料电池,该电池放电时发生的反应为CH4+2KOH+2O2=K2CO3+3H2O,下列说法错误的是(

)A.通甲烷的一极为负极,通氧气的一极为正极B.放电时,通入O2一极附近溶液的pH升高C.放电一段时间后,KOH的物质的量不发生变化C[练一练]【考点二】“三池”的比较和联系【例1】下列图示中关于铜电极的连接错误的是(

)C

1.将Fe片和Zn片放入盛有NaCl溶液(其中滴有酚酞)的表面皿中,

如图所示。最先观察到变为红色的区域为(

)A.Ⅰ和Ⅲ B.Ⅰ和Ⅳ

C.Ⅱ和Ⅲ D.Ⅱ和ⅣB【方法归纳】区分原电池、电解池、电镀池方法:首先看有无外接电源:①若无则可能是原电池,然后按照原电池形成条件分析判定(看电极材料、电解质溶液,是否形成闭合回路等)。②若有外接电源,两极插入电解质溶液中,当电解质溶液中含阳极金属离子时则为电镀池,否则为电解池。[练一练]【考点三】电化学组合装置的分析【例1】储氢材料是当前新能源领域研究的一类热门材料。在一定条件下,以Cu-Zn原电池作电源,利用下图所示装置可实现有机物的储氢,下列有关说法正确的是()A.在Cu-Zn原电池装置工作时,盐桥内的Cl-向铜电极一端移动B.电极C为阳极,在电极D上发生还原反应C.气体X的主要成分是H2D.H+透过高分子膜从右室进入左室,在电极C上发生还原反应D【方法归纳】判断“多池组合”中装置的种类(1)直接判断非常直观明显的装置,如燃料电池、铅酸蓄电池等在电路中为原电池,则其他装置为电解池。如下图,A为原电池,B为电解池。【方法归纳】(2)根据电池中的电极材料判断原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极、一种导电的非金属电极;而电解池则一般是两个惰性电极,如两个铂电极或两个石墨棒。(3)根据电池中的电解质溶液判断原电池中的负极材料和电解质溶液之间一般能发生自发的氧化还原反应,电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如下图,B为原电池,A为电解池。【方法归纳】(4)根据电极反应现象判断在某些装置中,根据电极反应或反应现象可判断电极类型,并由此判断装置类型。如下图,若C极溶解,D极上析出Cu,B极附近溶液变红,A极上放出黄绿色气体,则可知乙是原电池,D是正极,C是负极;甲是电解池,A是阳极,B是阴极。B、D极发生还原反应,A、C极发生氧化反应。[练一练]1.如图A为碱性硼化钒(VB2)—空气电池示意图，两极用离子交换膜隔开，VB2放电时生成两种氧化物。若用该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图B所示。则下列说法错误的是（

）A．碱性硼化钒(VB2)—空气电池中使用阴离子交换膜B．外电路中电子由VB2电极流向c电极C．电解过程中，b电极表面产生的气体可以收集后充入A池中的电极循环利用D．VB2电极发生的电极反应为2VB2-22e-+11H2O=V2O5+2B2O3+22H+D【考点四】有关电化学的计算【例1】一种利用LiCl、Li2CO3制备金属锂的装置如图所示，

下列说法正确的是（

）A．电极M应与电源负极相连B．每产生22.4LCl2，将有2molLi+通过隔膜C．隔膜右电极室每产生1.4gLi，消耗0.1molLi2CO3D．电解过程中需不断从外界补充LiClC【方法归纳】电化学计算的基本方法和技巧：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液的pH算、相对原子质量的计算，根据电量求产物的量或根据产物的量求电量等。通常有下列三种方法。1.根据电子守恒法计算用于串联电路中阴、阳两极产物或正、负两极产物的量的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。2.根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。3.根据关系式计算运用得失电子守恒建立已知量与未知量之间的关系式。1.氢氧化锂(LiOH)可用作光谱分析的展开剂、润滑油，某兴趣小组利用三室电解法制备氢氧化锂，同时得到重要工业原料硫酸，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（

）A．a为负极B．N为阳离子交换膜C．石墨电极Ⅱ的电极反应式为：

O2＋4e-＋2H2O=4OH-D．制备2.4g氢氧化锂，理论上生成气体A1.12L(标准状况下)[练一练]