2013屆高考化學(xué)第一輪考點(diǎn)總復(fù)習(xí)課件58.ppt

1,2,熱點(diǎn)知識(shí)剖析 電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是高考中?？嫉闹R(shí)點(diǎn)。這部分知識(shí)的主要考點(diǎn)有原電池和電解池的工作原理、電極的判斷、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)以及與氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)相綜合的問(wèn)題。試題常常以生產(chǎn)、生活中的問(wèn)題為切入點(diǎn)，以新的角度來(lái)考查運(yùn)用電化學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題的能力。在復(fù)習(xí)中，要從氧化還原反應(yīng)的原理和規(guī)律上理解原電池和電解池的反應(yīng)原理，并注意歸納和總結(jié)這兩種裝置的基本類型，學(xué)會(huì)運(yùn)用守恒的規(guī)律解決定量計(jì)算的問(wèn)題。,3,基礎(chǔ)知識(shí)回顧 1.原電池是利用氧化還原反應(yīng)，將 。 轉(zhuǎn)化為電能的裝置。由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池，鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從負(fù)(或鋅)極通過(guò)導(dǎo)線流向正(或銅)極，溶液中的氫離子獲得電子被還原成氫氣。正極電極反應(yīng)式是 ，負(fù)極電極反應(yīng)式是 。,化學(xué),能,2H+2e- H2,Zn-2e- Zn2+,4,2.化學(xué)電源主要包括一次電池、二次電池、燃料電池等幾大類。常見(jiàn)的普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池屬于一次電池，又叫干電池，其特點(diǎn)是一次電池的活性物質(zhì)消耗到一定程度，就不能再用了。常見(jiàn)的蓄電池屬于二次電池，又叫充電電池或蓄電池，其特點(diǎn)是放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生。燃料電池是一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)電池。燃料電池的電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個(gè)催化轉(zhuǎn)化元件，它工作時(shí)燃料和氧化劑連續(xù)由外部供給，在電極上不斷地進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷被排出，從而使電池可連續(xù)不斷地提供電能。,5,3.電解池是將 轉(zhuǎn)化為 的裝置。電解時(shí)，電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解池的陰極，該電極上發(fā)生還原反應(yīng)的同時(shí)，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電子又從電解池的陽(yáng)極流出回到電源正極。,電能,化學(xué)能,6,4.當(dāng)電極材料為惰性電極(如Pt、C)電解電解質(zhì)溶液時(shí)，在陰極區(qū)氧化性強(qiáng)的陽(yáng)離子先 電子，被 。在陽(yáng)極區(qū)還原性強(qiáng)的陰離子先 電子被 。例如：陽(yáng)離子Ag+、H+、Na+、Al3+、Cu2+在陰極得電子難易順序?yàn)锳g+Cu2+H+Al3+Na+，陰離子OH-、Cl-、含氧酸根在陽(yáng)極上失電子難易順序?yàn)镃l-OH-含氧酸根。,得到,還原,失去,氧化,7,5.當(dāng)電極材料為金屬時(shí)，陽(yáng)極通常是電極參加反應(yīng)被氧化，陰極金屬不參加反應(yīng)。例如，要在鐵片上鍍銀，如圖：,陽(yáng)極：Ag-e- Ag+ 陰極：Ag+e- Ag 電鍍時(shí)，通常把待鍍的金屬制品作陰極，把鍍層金屬作 極，用含有 的電解質(zhì)溶液作電鍍液。,陽(yáng),鍍層金屬離子,8,6.金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子變成金屬陽(yáng)離子，金屬腐蝕一般可分為 腐蝕和 腐蝕，這兩種腐蝕的主要差別是一個(gè)以原電池原理反應(yīng)，一個(gè)是直接的化學(xué)反應(yīng)不形成原電池。,電化學(xué),化學(xué),9,鋼鐵的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，常有吸氧腐蝕和析氫腐蝕，它們具有的共同點(diǎn)是兩種腐蝕都是鐵作負(fù)極，被氧化失去電子成為亞鐵離子，電極反應(yīng)：Fe-2e- Fe2+;不同點(diǎn)是吸氧腐蝕是在酸性不強(qiáng)的條件下，析氫腐蝕是在酸性條件下，兩者形成原電池的正極反應(yīng)不同。吸氧反應(yīng)正極上發(fā)生： ，析氫反應(yīng)正極上發(fā)生 。,O2+2H2O+4e- 4OH-,2H+2e- H2,10,7.金屬的防護(hù)方法有很多。犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法的特點(diǎn)是在被保護(hù)的金屬附近加裝更具活性的金屬，使被保護(hù)的金屬變成正極；外加電流的陰極保護(hù)法的特點(diǎn)是向被保護(hù)金屬通電而使其成為陰極；還可以通過(guò)許多物理方法和化學(xué)方法防護(hù)金屬。,11,重點(diǎn)知識(shí)歸納 1.原電池 (1)原電池的裝置特點(diǎn)：利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。 (2)原電池的形成的一般條件：電極；電解質(zhì)溶液；形成閉合回路。,12,(3)反應(yīng)原理 負(fù)極：失去電子，向外電路提供電子， 發(fā)生氧化反應(yīng)。 正極：得到電子，從外電路獲得電子， 發(fā)生還原反應(yīng)。 電極反應(yīng)與電子流向：以銅鋅原電池為例： 總反應(yīng)：Zn+H2SO4 ZnSO4+H2,電極,13,(4)原電池正負(fù)極的判斷 判斷原電池正負(fù)極最根本的方法是根據(jù)電極發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，即發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的電極為正極。下列方法也可以作為一般的輔助判斷方法。,14,根據(jù)電極的材料判斷：一般來(lái)說(shuō)較活潑的金屬作負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬作正極。但有的有特殊性，例如，當(dāng)Mg和Al兩個(gè)電極與稀硫酸形成原電池時(shí)，Mg為負(fù)極，Al為正極；而當(dāng)Mg和Al兩個(gè)電極與氫氧化鈉溶液形成原電池時(shí)，由于Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)失去電子，Mg不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故Al為負(fù)極，Mg為正極。,15,根據(jù)電極反應(yīng)表現(xiàn)的現(xiàn)象判斷：電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，此電極為負(fù)極。電極的質(zhì)量若不斷增加或不變，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，此電極為正極。 還可以通過(guò)電極附近溶液顏色的變化來(lái)判斷反應(yīng)的類型，進(jìn)一步判斷電極的正負(fù)極。 根據(jù)電流（電子流動(dòng)）的方向判斷：從外電路看，電流是從正極流向負(fù)極，電子是從負(fù)極流向正極。 根據(jù)總反應(yīng)判斷：在電池總反應(yīng)中，元素化合價(jià)升高的物質(zhì)所在電極為負(fù)極，化合價(jià)降低的物質(zhì)所在電極為正極。,16,(5)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě) 書(shū)寫(xiě)原電池的電極反應(yīng)，有以下兩種基本的思路： 如果題目給定的是原電池的裝置圖，一般先正確分析正、負(fù)極，根據(jù)電極和電解質(zhì)溶液正確判斷得失電子的元素和反應(yīng)前后的價(jià)態(tài)變化，在此基礎(chǔ)上寫(xiě)出電極反應(yīng)式。 如果題目給定的是總反應(yīng)式，先分析元素化合價(jià)的變化把反應(yīng)分成氧化反應(yīng)（失電子）和還原反應(yīng)（得電子），選擇一個(gè)變化簡(jiǎn)單的電極寫(xiě)出電極反應(yīng)，再推斷另一個(gè)電極的電極反應(yīng)。,17,(6)常見(jiàn)化學(xué)電源,18,續(xù)表,19,2.電解池 (1)電解池的裝置特點(diǎn) 利用外加電源將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 (2)電解池的形成條件 直流電源； 兩個(gè)電極，電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì))，形成閉合回路。,20,(3)反應(yīng)原理 陽(yáng)極：與直流電源正極相連 的電 極叫陽(yáng)極,電極發(fā)生氧化反應(yīng)。 陰極：與直流電源負(fù)極相連的電極 叫陰極,電極發(fā)生還原反應(yīng)。,電極,電極反應(yīng)及電子流向：以電解氯化鈉溶液為例 總反應(yīng)：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,電解,21,(4)電極產(chǎn)物的判斷 電解池的陽(yáng)極上一定失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上一定得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。電極上得失電子的物質(zhì)與得失電子的能力有關(guān)。 陽(yáng)極：如果電極為活潑電極（如：Fe、Cu等），則電極材料失去電子，電極溶解。如果電極為惰性電極（Pt、Au、石墨），則是溶液中的陰離子失去電子，陰離子失去電子強(qiáng)弱（即還原性）的順序?yàn)镾2-I-Br-Cl-OH- （含氧酸根）F-。,22,陰極：電極不參與反應(yīng)，電解液中的陽(yáng)離子得到電子，陽(yáng)離子得電子強(qiáng)弱（即氧化性）的順序?yàn)?Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+。 注意：上面順序中有兩個(gè)H+，其中前面的H+一般指酸提供的氫離子（即濃度較大時(shí)），后者一般是指水提供的氫離子（即濃度較小時(shí)）。,23,(5)電解的類型舉例 電極為惰性電極：碳棒或鉑等材料為電極，電極不參與反應(yīng) 特點(diǎn)：溶質(zhì)中的陽(yáng)離子得電子,陰 離子失電子,溶質(zhì)的量減少 陰極：Cu2+2e- Cu 陽(yáng)極：2Cl-2e- Cl2 總反應(yīng)：CuCl2 Cu+Cl2,CuCl2型,電解,24,特點(diǎn)：溶質(zhì)中的陽(yáng)離子得電子,水中 的氫氧根離子失電子,溶液pH減小 陰極：Cu2+2e- Cu 陽(yáng)極：4OH-4e- 2H2O+O2 總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O,CuSO4型,電解,2Cu+,2H2SO4+O2,25,特點(diǎn)：水中的氫離子得電子,陰離 子失電子,溶液pH增大 陰極：2H+2e- H2 陽(yáng)極：2Cl-2e- Cl2 總反應(yīng)：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,NaCl型,電解,特點(diǎn)：水中的氫離子得電子，水中 的氫氧根離子失電子,溶液濃度增 陰極：2H+2e- H2 陽(yáng)極：4OH-4e- 2H2O+O2 總反應(yīng)：2H2O 2H2+O2,Na2SO4型,電解,26,活潑電極：陽(yáng)極上為活潑電極，電極失去電子參與反應(yīng) 特點(diǎn)：活潑金屬失去電子，溶液中 的金屬離子得到電子，理論 上電鍍液濃度不變 陽(yáng)極：鍍層金屬 陰極：鍍件 電鍍液：含鍍層金屬離子的可溶性 溶液,電鍍,27,(6)電解的應(yīng)用 電鍍：目的是使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。電鍍時(shí)待鍍金屬作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極，含鍍層金屬離子的鹽溶液作電鍍液。 精煉銅：以粗銅（粗銅中含有Zn、Fe、Ag、Au等雜質(zhì)）作陽(yáng)極，精銅作陰極，含銅離子的鹽溶液為電解質(zhì)，可以提純粗銅。 氯堿工業(yè)：用碳棒作陽(yáng)極，鐵棒作陰極，電解氯化鈉溶液，可制得氫氧化鈉、氫氣、氯氣等化工原料。,28,冶煉活潑的金屬：Na、Mg、Al等較活潑的金屬很難用還原劑將其還原出來(lái)，工業(yè)日常采用電解熔融態(tài)物質(zhì)的方法，制得這些金屬單質(zhì)。例如： 2Al2O3（熔融） 4Al+3O2 MgCl2(熔融) Mg+Cl2 2NaCl（熔融） 2Na+Cl2,通電,冰晶石,通電,通電,29,3.金屬的腐蝕與防護(hù) (1)腐蝕的本質(zhì)：金屬原子失去電子被氧化，即 M-ne-Mn+ (2)金屬腐蝕的類型： 化學(xué)腐蝕：金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。 電化學(xué)腐蝕：不純的金屬因構(gòu)成原電池發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕。,30,鋼鐵腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，并有以下兩種情況： 吸氧腐蝕：電解質(zhì)溶液呈弱堿性、中性或弱酸性時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕，主要反應(yīng)如下： 負(fù)極(Fe)：Fe-2e- Fe2+ 正極(C)：O2+2H2O+4e- 4OH- 總反應(yīng)：2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2 后繼反應(yīng)： 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O,31,析氫腐蝕：電解質(zhì)溶液呈酸性時(shí)發(fā)生析氫腐蝕，主要反應(yīng)如下： 負(fù)極(Fe)：Fe-2e- Fe2+； 正極(C)：2H+2e- H2 總反應(yīng)：Fe+2H+ Fe2+H2 (3)金屬腐蝕快慢規(guī)律 活潑性不同的兩種金屬構(gòu)成兩個(gè)電極,活潑性差別越大,活潑性強(qiáng)的金屬腐蝕得越快。 同種金屬中，電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕。,32,(4)金屬的防護(hù)：影響腐蝕的因素一是金屬本身的活潑性，二是金屬存在的環(huán)境。金屬的防護(hù)的主要方法有 改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，如合金鋼； 覆蓋保護(hù)層，如電鍍、涂油漆等； 電化學(xué)保護(hù)法：犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法（即在要保護(hù)的金屬上連接一個(gè)更活潑的金屬）和外加電流的陰極保護(hù)法（即把要保護(hù)的金屬連接在電源的負(fù)極上）。,33,34,35,方法指導(dǎo)：考查新型原電池，原電池的兩電極反應(yīng)式，電子流向與電流流向，太陽(yáng)能電池的工作原理，原電池的總反應(yīng)式等，還考查考生變通能力和心理素質(zhì)，能否適應(yīng)陌生的情境下應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決新的問(wèn)題等。,36,（考查電化腐蝕的知識(shí)）為了避免青銅器生成銅綠，以下方法不正確的是（ ） A.將青銅器放在鐵質(zhì)托盤(pán)上 B.將青銅器保存在干燥的環(huán)境中 C.將青銅器保存在潮濕的空氣中 D.在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜,C,37,銅綠是生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，反應(yīng)原理為2Cu+O2+CO2+H2O Cu2CO3(OH)2，故青銅器應(yīng)保存在干燥的環(huán)境中或表面覆蓋一層防滲的高分子膜防止被腐蝕。放在鐵質(zhì)托盤(pán)上，會(huì)構(gòu)成原電池反應(yīng)，但銅為正極被保護(hù)。 方法指導(dǎo)：原電池原理在解決能源的利用和金屬材料防腐等問(wèn)題中應(yīng)用較廣，要學(xué)會(huì)運(yùn)用原電池的反應(yīng)原理分析社會(huì)和生活中的具體問(wèn)題。,38,（考查電化學(xué)的計(jì)算問(wèn)題）將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個(gè)電解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時(shí)間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為( ) A.123 B.321 C.631 D.632,D,39,三個(gè)電解槽串聯(lián)時(shí)，每個(gè)電解槽的電極上通過(guò)的電子數(shù)相等。設(shè)每個(gè)電極上都通過(guò)6 mol電子(此為參照數(shù)法，也可設(shè)其他的數(shù)為參照)，則析出金屬鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量分別為6 mol、3 mol、2 mol，所以析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為632。 方法指導(dǎo)：在解決有關(guān)電解池或原電池的計(jì)算問(wèn)題時(shí)，運(yùn)用電子得失守恒的規(guī)律是一種基本的方法。,40,（考查原電池與電解池知識(shí)的綜合運(yùn)用）下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 1000%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。,41,(1)接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問(wèn)題： 電源的N端為 極； 電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為 。 ； 列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況 下的體積： 。 。,正,4OH-4e-,2H2O+O2,42,電極c的質(zhì)量變化是 g； 電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡(jiǎn)述其原因： 甲溶液 。 ； 乙溶液 。 ； 丙溶液 。 。,酸堿性大小沒(méi)有變化因?yàn)镵2SO4,16,堿性增大，因?yàn)殡娊夂螅繙p少，,酸性增大因?yàn)殛?yáng)極上OH-生成O2，,溶液中NaOH濃度增大,溶液中H+濃度增大,是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，濃度增加不影響溶液的酸堿性,43,(2)如果電解過(guò)程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？ 。 。,能繼續(xù)進(jìn)行，因?yàn)镃uSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)?H2SO4溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗碾?