第四章电化学基础复习课件(人教版选修4).ppt
第四章 电 化 学 基 础 复 习,一、电化学知识的内部联系：,强迫发生,电解,自发发生,原电池,氧化还原反应,还原剂通过外电路将电子给予氧化剂,外电场强迫还原剂失、氧化剂得电子,失电子氧化反应,负极：电子流出,阳极：连电源正极,得电子还原反应,正极：电子流入,阴极：连电源负极,化学能,消耗电能,产 生,产生电能,消 耗,化学电源、电化学腐蚀、防腐,氯碱工业、精炼铜、电镀、冶炼活泼金属,问题探究1：如图一根铜棒插入硝酸银溶液中，回答：（1）一段时间后，观察到的实验现象是，（2）写出相关的离子方程式并用单线桥法表示电子 转移的方向和数目：,负极：，正极：；原电池反应。,问题探究2.探究1中的氧化还原反应能否设计成原电池？若能，请画出实验装置图并写出电极反应式和原电池反应方程式.,问题探究3.探究1中的氧化还原反应的逆反应 Cu2+2Ag=Cu+2Ag+能自发发生吗？能否设计一个实验使该反应发生？若能，画出实验装置图并写出电极反应式和总反应方程式。,电极反应式：阳极：，阴极：。电解反应式:.,总结：（1）氧化还原反应是还原剂将电子给予氧化剂。,（2）从理论上说，任何一个自发发生的氧化还原反应，只要还原剂失去电子和氧化剂得到电子分两处进 行，就可设计成原电池。,（3）一个不能自发发生的氧化还原反应可用电解的方法 强迫它发生。,1.电离与电解,电解质溶于水或受热融化状态,电解质电离后，再通直流电,电解质电离成为自由移动的离子，如：CuCl2=Cu2+2Cl-,阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成为原子或分子。如：,只产生自由移动的离子,发生氧化还原反应生成了新物质,电解必须建立在电离的基础上,二、几组概念的辨析,金属跟非金属单质直接接触,不纯金属或合金跟电解质溶液接触,无电流产生,有微弱电流产生,金属被氧化,较活泼金属被氧化,两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍,2.化学腐蚀与电化腐蚀,中性或碱性，得电子被还原为 OH,O2,较强酸性。反应时有 析出,H2,2Fe4e2Fe2,O22H2O4e4OH,2FeO2+2H2O=2Fe(OH)2,Fe2eFe2,2H2eH2,4 Fe(OH)2O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3 xH2O(铁锈）+（3-x）H2O,3.钢铁两种电化学腐蚀比较,Fe2H=Fe2 H2,4.原电池和电解池比较,较活泼的金属失电子流出负极,阴极：连接电源负极的一极,负极发生氧化反应正极发生还原反应,阳极发生氧化反应阴极发生还原反应,负极用电器正极,阳极电源阴极,化学能变为电能,电能变为化学能,阳离子正极,阳离子阴极,阳极:M-ne-=Mn+阴极:Mn+ne-=M,离子浓度保持不变,离子浓度发生变化,阳极：失电子，被氧化阴极：得电子，被还原,不变,可能升高或降低或不变,电镀是一种特殊的电解,5.电镀与电解比较表,稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 硫酸 A B C D,下列装置中属于原电池的是（）属于电解池的是（）,B,C D,练习1:,练习2:对图中装置叙述错误的是（）A.甲是原电池，乙是电解池 B.甲中溶液pH值将增大 C.乙中Cu2保持不变 D.甲中锌溶解的物质 的量小于乙中阳极 Cu溶解的物质的量,D,判断原电池、电解池、电镀池的依据：,（1）若有外接电源，则为电解池或电镀池；阳极参与反应且电解过程中电解液浓度不变，则是电镀池；否则是一般的电解池。,（2）若无外接电源，电极和电解质之间有自发发生的 氧化还原反应的为原电池。其他为电解池或电镀池。,练习3：从理论上分析判断，下图A、B、C是什么池（电解池/电镀池/原电池）？并写出各池的电极名称、电极反应式和总反应式。,1.一次电池,如:锌银电池,Zn 2OH 2e ZnO H2O,负极：Zn,正极：Ag2O,Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH,Zn Ag2O ZnO 2Ag,总反应：,电极反应分为放电和充电两个过程,2.二次电池,如:铅蓄电池的充放电过程：,三.化学电源,(一).化学电源的分类,2H2 4OH 4e 4H2O,O22H2O 4e 4OH,2H2 4e 4H,O2 4H 4e 2H2O,3.燃料电池,如:甲烷燃料电池,负极,CH4 10OH 8e CO32 7H2O,正极,2O2 4H2O 8e 8OH,CH4 2O22KOH K2CO3 3H2O,如:氢氧燃料电池,负极:可燃物如氢气、甲醇、天然气等,正极:氧气,练习4：写出以熔融碳酸盐、固体氧化物为电解质时 的氢氧燃料电池的电极反应式和总反应式。,熔融碳酸盐,负极：2 H2+2CO32-4e-=2H2O+2CO2 正极：O2+2 CO2+4e-=2CO32-总反应式：2H2+O2=2H2 O,固体氧化物,负极：2H2+2O2-4e-=2H2O正极：O2+4e-=2O2-总反应式：2H2+O2=2H2 O,(二).原电池电极反应式的书写：,3.负极所得产物和正极所得产物，与溶液的酸碱性 有关（如4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32形式存在）；,2.分析两极反应物分别写出两极电极反应式，将两极 的电极反应式的电子得失数配平后，相加得到总反 应加法,4.溶液不存在O2：在酸性溶液中它与H结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH；,写出发生的氧化还原反应方程式，分析得、失电子 情况，写出正或负极的电极反应式，总反应减去一极反应即得到另一极反应减法,总结：以氧气为氧化剂时在各类燃料电池中的电极 反应式的共同点？,正极：O2+4H+4e-=2H2O,质子交换膜燃料电池：碱 性 燃 料 电 池：熔融碳酸盐燃料电池：固体氧化物燃料电池：,正极：O2+2H2O+4e-=4OH-,正极：O2+2CO2+4e-=2CO32-,正极：O2+4e-=2O2-,（1）阴极：,Ag+Hg2+Cu2+H+(水)Pb2+Fe2+Na+Ca 2+K+,氧化性强的阳离子先得电子,（2）阳极：,活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化 成阳离子进入溶液。,用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时,还原性强的离子先失电子,S2IBrClOH(水)NO3SO42F,1.电极产物的判断,四、电解原理,阳极：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根 F-,与区：电解本身型 如CuCl2、HCl与区：放氢生碱型 如NaCl与区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3与区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4、NaOH,阴极:Ag+Cu2+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+,2.电解规律(惰性电极),练习6 写出下列电解池中各电极的电极反应式和电解 的总反应式，分析电解液的浓度和PH变化情况,3.电解的相关计算：,(1)常见类型：A.电解后某产物的质量、气体产物的体积。B.电解后溶液的PH。C.电解后溶液中某物质的物质的量浓度,（2）常见方法：A.根据电解方程式或电极反应式列比例式求 解 B.根据电路中、各电极上转移的电子的物质的 量相等求解,五、电化学知识的应用,1.原电池知识的应用：,（1）设计、制造化学电源（理论上，任何一个自发 发生的氧化还原反应都可设计成原电池）；（2）揭示金属腐蚀的原理和防腐的方法；电化腐蚀最普遍；外加电压的阴极保护法、牺牲阳极的阴极保护法；（3）加快化学反应速率；（4）比较、判断金属的活泼性。,2.电解知识的应用：,（1）氯碱工业：,（2）电解精炼铜（3）冶炼活泼金属（Na、Mg、Al等）（4）电镀（5）外加电流的阴极保护法保护金属（6）判断金属阳离子氧化性、阴离子还原性的强弱,布置作业,
