《电化学》专题复习课件

1、 考纲呈现 1了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式 2了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及工作原理。 3理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。,【复习达成目标】 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。,【复习重点】原电池、电解池工作原理及应用； 电极反应式书 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

2、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（各为3个方面）,【专题难点】 原电池、电解池原理应用及电极反应式正确书写,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）,+,e,e,电源,e,e,H+,SO4 2 ,H+,SO4 2 ,氧化反应: Zn-2e- = Zn2+,还原反应: 2H+2e - = H2,还原反应: 2H + +2

3、e - = H2,氧化反应: 4OH + 4e - =O2+2H2O,(左池),(右池),原电池,电解池,OH,OH,二、两池比较,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。,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

4、电镀池、精炼池,考什么？怎么考？,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,同步练习,Cu,Zn,C,Cu,Fe,Fe,粗Cu,CuSO4溶液,精Cu,精炼池,A,B,C,D,CuSO4溶液,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,1.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.化学电源：燃料电池、铅蓄电池（二次电池）、银-锌电池碱性蓄电池等）,原电池应用,说

5、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,练习3 下列装置中的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 ,D,课堂练习,练习4 (2013北京卷7)下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是() A水中的钢闸门连接电源的负极 B金属护栏表面涂漆 C汽车底盘喷涂高分子膜 D地下钢管连接镁块,电解原理的应用,1、镀铜反应原理 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：2

6、Cl-2e_ =Cl2， 阴极：2H+2e= H2 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 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,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

7、难到易,K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Pb2+ (H+) Cu2+ Fe3+ Ag +,阴离子放电（失电子）由难到易: F- ROmn- OH- Cl- Br- I- S2-,五、电解质溶液用惰性电极电解的规律,练习5、 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0.64g B.甲烧杯中B极上电极反应式为： 4OH- 4e- =2H2O+O2 C.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,C,1.原电池正、负极的判断,六、

8、原电池与电解池电极的确定,2.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、C等)，在该极上，溶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（金属活动性顺序Ag之前），电极材料参与反应，自身失去电子被氧化而溶入溶液中。,练习6(2013北京卷9)用石墨电极电解CuCl2溶液 (见下图)。下列分析正确的是(),Aa端是直流电源的负极 B通电使CuCl2发生电离 C阳极上发生的反应： Cu22e

9、= Cu D通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体,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、与电子得失守恒有关 4、与电解质环境有关 5、与总反应式有关 6、与题给信息有关 7、与离子的氧化还原性强弱（放电顺序）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或检验。 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,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（介质

10、环境）改写燃料电池总反应； （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？,例. 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。 解析： 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,氢氧燃料电池,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 2H2O +

11、4e- = 4OH-,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O,2H2 +4OH- - 4e- = 4H2O,O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,练习7 (2013沈阳市质检)利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 molL1氯化铜溶液的装置如图所示，下列说法中正确的是(),A装置甲的负极电极反应式为 CH42H2O8e=CO28H B装置甲内部酸性电解质中H向负极移动 C电极棒上逐渐覆盖一层红色的铜 D电极b上发生氧化反应,2.如何书写二次电池（充放电）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

12、后是反应方向判断。,例： 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-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+,2020/9/15,3.钢铁的腐蚀过程的电极反应,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,水膜酸性较强,水膜酸性很弱、中性或碱性,Fe + 2H+ = Fe2+ + H2,2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe

13、(OH)2,练习8、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,中性或非酸,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,练习9(2013北京市西城区第二次模拟)一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：,下列说法不 正确的是() A在pH6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀

14、 C在pH14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O24H4e= 2H2O D在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓,A.图所示电池中，MnO2的作用是催化剂 B图所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大 C图所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2浓度始终不变 D图所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag,练习11(2013北京市东城区)如图是将SO2 转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图，下列 说法不正确的是(),A该装置将化学能转化为电能 B催化剂b表面O2发生还原反应，其附近酸性增强 C催化剂a表面的反应是 SO22H2O2e=SO42-4H D若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8:15,练习10. 2010全国卷 如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此