化学选修4第四章-电化学基础复习.ppt

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1、电化学基础,原电池和电解池的比较,借助氧化还原反应而产生电流的装置。,借助电流引起氧化还原反应的装置,化学能 转化为电能,电能转化为化学能,一、原电池,构成原电池的基本条件是什么？,（1）必须自发进行氧化还原反应,（3）电解质溶液；,（4）两个电极必须相连并形成闭合回路。,（2）两种活泼性不同的导电材料作电极；,把化学能转化为电能的装置。,产生电流,失e-沿导线转移,原电池的工作原理,阴离子,阳离子,e,e,外电路,（电子流动）,内电路,（离子流动）,闭合回路,氧化反应M-ne-=Mn+,还原反应Nm+me-=N,电子流入,电子流出,相对不活泼,相对活泼,还原反应Nm+me-=N,氧化反应M-

2、ne-=Mn+,增大或不变,减小,阳离子移向该极,阴离子移向该极,原电池原理的应用,原电池电极的判断,例：铅蓄电池放电时的反应总方程式 Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O例：银锌纽扣电池放电时反应的总方程式 Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2,原电池原理的应用,原电池电极反应式的书写,找出两极放电的物质,分析放电后的产物是否与溶液中溶质反应,氢氧燃料电池（电解质溶液为硫酸溶液）：（电解质溶液为氢氧化钾溶液）,原电池原理的应用,设计简单的原电池,例：将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成一个原电池,Fe,比Fe活泼差的金属或石墨,CuSO4、CuCl2等

3、,负极：正极：电解质溶液：,加快氧化还原反应的速率,原电池原理的应用,判断金属的活泼性,金属的腐蚀及其防护,电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多,金属跟接触到的物质直接发生化学反应,不纯金属跟接触的电解质溶液发生原电池反应,无电流,无原电池,构成无数微小原电池,有弱电流,金属被腐蚀,较活泼金属被腐蚀,金属原子失去电子变成阳离子而损耗,金属的腐蚀及其防护,钢铁的电化学腐蚀,钢铁表面吸附的水膜酸性较強时,Fe-2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,Fe+2H+=Fe2+H2,钢铁表面吸附的水膜酸性较弱或呈中性时,Fe-2e-=Fe2+,O22H2O4e-=4OH-,Fe2+2OH-=Fe(OH)2,4Fe

4、(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,Fe(OH)3Fe2O3xH2O铁锈,吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍得多,组成电解池的条件：,(1)外接直流电源,(2)电极(金属或惰性电极),(3)电解质溶液,(4)形成闭合回路,二.电解池,电解池的工作原理,阴离子,阳离子,氧化反应,还原反应 Nm+me-=N,e,e,RnneR,电流方向,电解质溶液,电源正极,电解池阳极,电源负极,电解池阴极,电解池阴阳极的比较,接电源负极,接电源正极,电子流入,电子流出,Nm+me=N(还原反应),Rn ne=RM ne=Mn+(氧化反应),增大或不变,减小或不变,阳离子移向该极,阴离子移向该极,在惰性电极上离子放

5、电顺序：,阴极(与电极材料无关)：,阳极(与电极材料有关)：,活性电极(除C、Pt、Au等以外的其他金属),用惰性电极电解电解质溶液的规律,（1）电解水型,（NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解,（2）分解电解质型,CuCl2溶液的电解,浓度？PH值？如何复原？,（3）放氢生碱型,NaCl溶液的电解,（4）放氧生酸型,CuSO4溶液的电解,电解原理的应用,铜的电解精炼,阳极：,粗铜,阴极：,纯铜,电解质溶液：,CuSO4溶液,Cu2e=Cu2+,比铜活泼的杂质也会同时失去电子而溶解：,比铜不活泼的杂质（Au、Ag）不会溶解而从阳极上脱落下来而形成阳极泥。,Cu2+2e=Cu,（浓度会逐渐

6、降低）,电镀铜,阳极：,铜片,阴极：,待镀铁制品,Cu2e=Cu2+,Cu2+2e=Cu,CuSO4溶液的浓度？,实验结果：,在铁制品上镀上了一层铜,利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程叫电镀。,电镀的目的：,（1）增强防锈抗腐能力；（2）增加美观和表面硬度。,保持不变,阳极镀层金属:MneMn阴极镀件金属:MnneM电解液:含镀层金属阳离子的盐溶液,电镀槽,特点,（1）阳极本身溶解；（2）电解液浓度保持不变。,离子交换膜法制烧碱,阳极：,钛网（涂有钛、钌等氧化物涂层）,阴极：,碳钢网,只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过,将电解槽隔成阴极室和阳极室。,阳离子交换膜：

7、,有关电解的计算原则:电化学的反应是氧化还原反应,各电极上转移电子的物质的量相等,无论是单一电池还是串联电解池,均可抓住电子守恒计算.关键:电极名称要区分清楚.电极产物要判断准确.各产物间量的关系遵循电子得失守恒.,例：按右图装置进行电解（均是惰性电极），已知A烧杯中装有500 mL20的NaOH溶液，B烧杯中装有500 mL pH为6的CuSO4溶液。通电一段时间后，在b电极上收集到28mL气体（标准状况），则B烧杯中溶液pH变为（溶液体积变化忽略不计）（）A4 B3 C2 D1,C,练习：把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物

8、质的量之比为：A1：2：3 B3：2：1 C6：3：1 D6：3：2,D,高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列叙述不正确的是 A.放电时负极反应为：Zn2e2OH Zn(OH)2B 充电时阳极反应为：FeOH33e5OH FeO42-4H2OC.放电时每转移3 mol电子，正极有1 molK2FeO4被氧化 D.放电时正极附近溶液的碱性增强,C,铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H+2SO2-4 2PbSO4+2H2O请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）:放电时：正极的电极反应式是_;电解液中H2SO4的浓度将变_;当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_g。在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按题27图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成_、B电极上生成_,此时铅蓄电池的正负极的极性将_。（1）PbO2+2e+4H+2SO42=PbSO4+2H2O；小；48（2）Pb；PbO2；对换。,