《电化学》专题复习.ppt

,电化学复习,一考试大纲：,1.理解原电池原理，初步了解化学电源。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。2理解电解原理。了解铜的精炼、镀铜、氯碱工业反应原理。,【复习重点】原电池、电解原理及应用；电极反应方程式书写,【难点】电极反应及总反应方程式正确书写,过去高考题型回顾：,根据氧化还原反应书写电极反应式,根据电子守恒计算电极产物的量,根据电极反应判断金属活动性强弱,电极种类和电极产物的判断,电化腐蚀基本原理的应用,判断电解池或原电池中电解质溶液的酸碱性变化情况,加强对新科技电池的考查,实物图、图表类问题的分析,综合应用,历年命题趋势,【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：原电池、电解池、电镀池、电解精炼池,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。,e,e,H+,SO4 2,氧化反应:Zn-2e-=Zn2+,还原反应:2H+2e-=H2,原电池,OH,阳极,阴极,+,e,e,电源,H+,SO4 2,还原反应:2H+2e-=H2,氧化反应:4OH-4e-=O2+2H2O,电解池,OH,二、四池比较,二、四池比较,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+sn2+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-,例1：下列装置是不是原电池?若是，指出正负极，并写出电极反应,例2下列装置_为原电池，_为电解池，_为电镀池。,（1）在A中，Cu为_极，发生_反应，电极反应为。Zn为_极，发生_反应，电极反应为_。A中的实验现象为_。（2）D中，Cu_为极，发生_反应，电极反应为_。碳棒为_为极，发生_反应，电极反应为_。D中的实验现象为_。（3）在E中，Cu_为极，发生_反应，电极反应为。碳棒为_为极，发生_反应，电极反应为。E中的实验现象为,2(1)右图的装置会出现什么现象？并完成电极反应式和总反应式。(2)左边烧杯为_装置，右边烧杯为_装置。当Zn减轻0.65_ g时，左边烧杯的碳棒增重_ g，右边烧杯的左边碳棒为_极，产生的气体为_ mol，右边烧杯的右边碳棒为_极，在标状下产生的气体为_ mL。,原电池应用,1.。解题应用（1）比较金属的活动性大小（2）判断金属腐蚀的快慢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（3）判断反应速率原电池反应速率大于化学反应速率（4）设计电池,（1）比较金属的活动性大小,例1：有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来浸入稀H2SO4中，B极产生气泡，将A、D分别浸入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈，将Cu浸入B的盐溶液中，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，据此判断它们的活泼性由强到弱的顺序是（B）（A）、（）、（C）、（）、,（2）判断金属腐蚀的快慢,例2：下列各装置中都盛有0.1mol/L的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同锌片，腐蚀速度由快到慢的正确顺序是,【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,D,（3）判断反应速率,例：100 mL浓度为2 molL1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是()A.加入适量的6 molL1的盐酸B.加入数滴氯化铜溶液C.加入适量蒸馏水D.加入适量的氯化钠溶液答案：B,（4）设计电池从理论上说，任何自发的氧化还原反应均可设计成原电池,例：利用下述反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2设计一个原电池装置。画出装置图；标明电极材料和电解质溶液；写出电极反应式。负极 正极 总反应式：2 Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+,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),2.。实际应用,3.制造新化学电源：如太阳能电池、核电池、燃料电池、碱性蓄电池、银-锌电池、浓差电池等）,原电池应用,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：2Cl-2e=Cl2，阴极：2H+2e=H2 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2,电解原理的应用,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,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。,怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池？,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？,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,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,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,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,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。,怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？,已知,CH4、O2、NaOH溶液组成的燃料电池请写出其电极反应。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,氢氧燃料电池,2H2-4e-=4H+,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H2-4e-=4H+,O2+4H+4e-=4H2O,2H2+4OH-4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,如何书写可逆电池电极反应式？,练习.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+,电解计算电子守恒法练习.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-=2H2O+O2 阴极 Cu2+2e-=Cu 2H+2e-=H2,（2）写出电极反应：A中：_B中：_ C中：_ D中：_,（1）标出电源的正、负极，X为 _，Y为_.,模拟训练：,由电极产物判断电源电极,：4H42H,：4OH42HOO,C：2H2H,D：2Cl2Cl,分析电极、离子移动方向,依据放电规律，判断产物。,如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯，C为铂棒、D为铁棒，X与Y为电源的电极，A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1，闭合开关K2，通直流电一端时间后，A、B中液面如图所示，请回答：,(3)电解AlCl3溶液时,下图所示的电解变化曲线合理的是()(忽略表面皿阳极产生气体与溶液的反应),A BCD,A,依据阴阳两极得失电子守恒，以及铝元素的性质特点，结合图表分析,Al3+3Cl-3e-3OH-Al(OH)3,如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯，C为铂棒、D为铁棒，X与Y为电源的电极，A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1，闭合开关K2，通直流电一端时间后，A、B中液面如图所示，请回答：,模拟训练：,如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯，C为铂棒、D为铁棒，X与Y为电源的电极，A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1，闭合开关K2，通直流电一端时间后，A、B中液面如图所示，请回答：,(4)电解AlCl3溶液时,若产生沉淀1.56g时,将A极产生的气体在常温下燃烧,生成液态水,放出8.574KJ热量,写出其燃烧热的热化学方程式.,依据电路中转移电子相等,Al3+3Cl-3e-3OH-Al(OH)3,：22,3H2 6e-2Al(OH)3 热量,3mol 2*78g QKJ0.03 mol 1.56g 8.54KJ,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);H=-285.8KJ/mol,模拟训练：,（5）若电解一段时间后，A、B中均有气体包围，此时切断开关K2，闭合开关K1，则电流指针_(是或否）偏转.若偏转写出电极反应：A中：_ B中：_.,负极（A）：2H24OH4e-=4H2O 正极（B）：O22H2O+4e-=4OH-总反应：2H2 O2=2H2O,如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯，C为铂棒、D为铁棒，X与Y为电源的电极，A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1，闭合开关K2，通直流电一端时间后，A、B中液面如图所示，请回答：,负氧正还(升负降正),电极产物是否与电解质溶液发生反应,遵循电子转移守恒、电荷守恒、质量守恒,模拟训练：,模拟训练：,（6）若把A气体换为甲醇，此时切断开关K2，闭合开关K1，则电流指针也偏转.写出电极反应：A中：_ B中：_.,2CH3OH3O22CO24H2O,2CH3OH3O2OH2CO326H2O,总反应式,正极:3O26H2O12e12OH,负极:2CH3OH12e 16OH 2CO3212H2O,先写出难度较小的总反应式,根据题给条件的正极电极反应式或简单的电极反应式,用减法写出复杂的负极反应式,注意三守恒,八方法总结;,原电池：“负失氧”电解池：“正阳氧”,体验高考：,1.（09年全国理综卷I28）（15分）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：电源的N端为 极；电极b上发生的电极反应为；列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：；电极c的质量变化是 g；,正,4OH4e=2H2O+O2,2.8L,16,体验高考：,电解前后个溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液；乙溶液；丙溶液；（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？。,甲增大，因为相当于电解水；,乙减小，OH放电，H增多。,丙不变，相当于电解水。,可以 因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应,体验高考：,（09年海南化学15）（9分）LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。请回答下列问题：（1）电池的负极材料为，发生的电极反应为；（2）电池正极发生的电极反应为；,锂,Li2e=Li,2SOCl24e=4ClSSO2,体验高考：,（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是：反应的化学方程式为：（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是：,出现白雾，有刺激性气体生成,SOCl2H2O=SO22HCl,锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应,3.ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是。电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。（2）若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是 欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。aNaOHbZncFedNH3H2O（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是：若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为。,Zn,正极,Zn与Cu2+反应生成Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率,b,2H+2e-=H2,87g,