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文檔簡介

1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載電化學(xué)學(xué)問梳理:一.原電池原電池為將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置1. 原電池原理.原電池:將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置.形成條件: 活動性不同的兩電極(連接);電解質(zhì)溶液(插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng));電極形成閉合電路能自發(fā)的發(fā)生氧化仍原反應(yīng).電極名稱:負(fù)極:較活潑的金屬(電子流出的一極)正極:較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬(電子流入的一極).電極反應(yīng):負(fù)極:氧化反應(yīng),金屬失電子正極:仍原反應(yīng),溶液中的陽離子得電子或氧氣得電子(吸氧腐蝕).電子流向:由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極鋅- 銅電池,負(fù)極-zn ,正極 -cu;-2+負(fù)極: zn-2e =zn ,電解質(zhì)

2、溶液稀硫酸;+-正極: 2h +2e =h2+2+總反應(yīng): 2h +zn=h2 +zn留意:假如在銅鋅的導(dǎo)線中加一個電流計,電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn);隨時間的連續(xù),電流計指針的偏轉(zhuǎn)角度逐步減??;鹽橋的作用:鹽橋起到了使整個裝置構(gòu)成通路的作用例如 : 銅鋅原電池中用到了鹽橋現(xiàn)象 :.檢流計指針偏轉(zhuǎn),說明有電流通過;反應(yīng)一段時間后,稱重說明, zn 棒減輕, cu棒增重;.取出鹽橋,檢流計指針歸零,重新放入鹽橋,指針又發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明鹽橋起到了使整個裝置構(gòu)成通路的作用;鹽橋為裝有飽和kcl 瓊脂溶膠的u 形管,溶液不致流出來,但離子就可以在其中自由移動;原電池的本質(zhì):氧化仍原反應(yīng)2. 化學(xué)電源化學(xué)電源又

3、稱電池,為一種能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置,它通過化學(xué)反應(yīng),消耗某種化學(xué)物質(zhì),輸出電能;它包括一次電池.二次電池和燃料電池等幾大類;判定一種電池的優(yōu)劣或為否符合某種需要,主要看這種電池單位質(zhì)量或單位體積 所能輸出電能的多少(比能量,單位為(w· h) /kg、( w· h) /l ) 、 或者輸出功率的大?。ū裙β?w/kg、w/l )以及電池的可儲存時間的長短;除特別情形外,質(zhì)量輕.體積小而輸出點能多.功率大.可儲存時間長的電池,更適合使用者的需要;( 1)一次電池一次電池的活性物質(zhì)(發(fā)生氧化仍原反應(yīng)的物質(zhì))消耗到肯定程度,就不能使用了;一次電池中電解質(zhì)溶液制成膠狀,不

4、流淌,也叫干電池;常用的有一般的鋅錳干電池.堿性鋅錳電池.鋅汞電池.鎂錳干電池等;例如;堿性鋅錳干電池負(fù)極:zn 2oh 2e zn( oh) 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載正極: 2mno2 2ho 2e 2mnooh 2oh 精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2總反應(yīng):zn 2mno2 2h 2 o 2mnooh zn ( oh) 2銀一鋅電池電子手表.液晶顯示的運算器或一個小型的助聽器等所需電流為微安或毫安級的,它們所用的電池體積很小,有“紐扣”電池之稱;它們的電極材料為ag2o 和 zn,所

5、以叫銀一鋅電池;電極反應(yīng)和電池反應(yīng)為:負(fù)極:zn 2oh 2e znoh 2正極: ag2o h2o 2e 2ag 2oh總反應(yīng):zn ag2o h2o znoh 2 2ag利用上述化學(xué)反應(yīng)也可以制作大電流的電池,它具有質(zhì)量輕.體積小等優(yōu)點;這類電池已用于宇航.火箭.潛艇等方面;鋰二氧化錳非水電解質(zhì)電池以鋰為負(fù)極的非水電解質(zhì)電池有幾十種,其中性能最好.最有進展前途的為鋰一二氧化錳非水電解質(zhì)電池,這種電池以片狀金屬及為負(fù)極,電解活性mno2 作正極,高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有機溶劑作為電解質(zhì)溶液,以聚丙烯為隔膜,電極反應(yīng)為:負(fù)極反應(yīng):li li e正極反應(yīng):mno2 li e

6、limno2總反應(yīng):li mno2 limno 2該種電池的電動勢為2.69v ,重量輕.體積小.電壓高.比能量大,充電1000次后仍能維護其才能的90,貯存性能好,已廣泛用于電子運算機.手機.無線電設(shè)備等;( 2)二次電池二次電池又稱充電電池或蓄電池,放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生;這類電池可以多次重復(fù)使用;鉛蓄電池為最常見的二次電池,它由兩組柵狀極板交替排列而成,正極板上掩蓋有pbo2,負(fù)極板上掩蓋有pb,電介質(zhì)為h2so4 .鉛蓄電池放電的電極反應(yīng)如下:2負(fù)極: pb( s ) so4( aq) 2e pbso4 ( s)(氧化反應(yīng))精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2正

7、極: pbo2 ( s ) so4原反應(yīng))( aq)十4h( aq ) 2e pbso4( s ) 2h2o l(仍精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載總反應(yīng):pb( s ) pbo2( s) 2h2so4( aq) 2pbso4( s )十 2h2o l鉛蓄電池充電的反應(yīng)為上述反應(yīng)的逆過程:精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2陰極: pbso4( s) 2e pb( s ) so4( aq)(仍原反應(yīng))2 精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載陽極: pbso4( s) 2h2o l 2e化反應(yīng)) pbo2( s) so4( aq)十 4h( aq)(氧精品學(xué)習(xí)

8、資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載總反應(yīng):2pbso4( s )十 2h2o l pb( s) pbo2( s ) 2h2so4 ( aq)可以把上述反應(yīng)寫成一個可逆反應(yīng)方程式:pb( s ) pbo2 ( s) 2h2so4( aq)2pbso4( s )十 2h2o l( 3)燃料電池燃料電池為一種連續(xù)的將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池;燃料電池的電極本身不包含活性物質(zhì),只為一個催化轉(zhuǎn)化元件;它工作時,燃料和氧化劑連續(xù)的由外部供應(yīng),在電極上不斷的進行反應(yīng),生成物不斷地被排除,于為電池就連續(xù)不斷的供應(yīng)電能;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載氫

9、氧燃料電池以氫氣為燃料,氧氣為氧化劑,鉑做電極,使用酸性電解質(zhì);它的的工作原理:負(fù)極: 2h2 4e 4h精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載正極: o2 十 4h( aq ) 4e 2h2 o精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載總反應(yīng):2h2 十 o2 2h2 o以堿性氫氧燃料電池為例,它的燃料極常用多孔性金屬鎳,用它來吸附氫氣;空氣極常用多孔性金屬銀,用它吸附空氣;電解質(zhì)就由浸有koh溶液的多孔性塑料制 成,其電極反應(yīng)為:負(fù)極反應(yīng):2h2 4oh 4h2o 4e精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載正極反應(yīng):o2 2h2 o 4e總反應(yīng):2h2 o2 2h2o

10、4oh精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載除氫氣以外,烴.肼.甲醇.氨等液體或氣體,均可作燃料電池的燃料;除純氧外,空氣中的氧氣也可以做氧化劑;3 甲烷燃料電池(koh 做電解質(zhì))用金屬鉑片插入koh溶液作電極,又在兩極上 分別通甲烷燃料和氧氣氧化劑;電極反應(yīng)式為:432負(fù)極: ch10oh 8e co2- 7h o;正極: 4h2o 2o2 8e 8oh;電池總反應(yīng)式為:ch4 2o2 2koh k2co3 3h2o學(xué)問拓展:海洋電池1991 年,我國首創(chuàng)以鋁空氣海水為能源的新型電池,稱之為海洋電池;它為一種無污染.長效.穩(wěn)固牢靠的電源;海洋電池完全轉(zhuǎn)變了以往海上航標(biāo)燈兩種供電方式

11、:一為一次性電池,如鋅錳電池.鋅銀電池.鋅空(氣)電池等;這些電池體積大,電能低,價格高;二為先充電后給電的二次性電源,如鉛蓄電池,鎳鎘電池等;這種電池要定期充電,工作量大,費用高;海洋電池,為以鋁合金為電池負(fù)極,金屬(pt . fe )網(wǎng)為正極,用取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液,它靠海水中的溶解氧與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電能的;我們知道,海水中只含有 0.5% 的溶解氧,為獲得這部分氧,科學(xué)家把正極制成仿魚鰓的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),以增大表面積,吸取海水中的微量溶解氧;這些氧在海水電解液作用下與鋁反應(yīng),源源不斷地產(chǎn)生電能;兩極反應(yīng)為:3負(fù)極:(al ): 4al 12e 4al22正極:(pt 或 fe 等): 3o

12、6h o十 12e 12oh總反應(yīng)式:4al 3o2 十 6h2o 4aloh 3 海洋電池本身不含電解質(zhì)溶液和正極活性物質(zhì),不放入海洋時,鋁電極就不會在空氣中被氧化,可以長期儲存;用時,把電池放入海水中,便可供電,其能量比干電池高 20 50 倍;電池設(shè)計使用周期可長達一年以上,防止常常交換電池的麻煩;即使更換,也只為換一塊鋁板,鋁板的大小,可依據(jù)實際需要而定;海洋電池沒有怕壓部件,在海洋下任何深度都可以正常了作;海洋電池,以海水為電解質(zhì)溶液,不存在污染,為海洋用電設(shè)施的能源新秀;3. 電極方程式的書寫一般電極方程式的書寫:列物質(zhì),標(biāo)得失:依據(jù)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生仍原反應(yīng),判定出電極反

13、應(yīng)的產(chǎn)物,找出得失電子的數(shù)量;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載看環(huán)境,配守恒:點擊產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中,應(yīng)能穩(wěn)固存在,如堿性介質(zhì)中+生成的 h 應(yīng)讓其結(jié)合oh 生成水;電解反應(yīng)式要遵守電荷守恒.質(zhì)量守恒和得失電子守恒等,并配平;兩式加,驗總式:兩電極反應(yīng)式相加,與總反應(yīng)式對比檢驗;對于某些復(fù)雜的電極反應(yīng)式的書寫,就可采納總的反應(yīng)式減去較為簡潔的電極反應(yīng)式例題精講1確定金屬活動性次序例 1( 1993 年上海高考化學(xué)題)有a.b.c.d 四種金屬,將a 與 b 用導(dǎo)線聯(lián)結(jié)起來,浸入電解質(zhì)溶液中,b 不易被腐蝕;將a. d分別投入到等濃度的鹽酸中,d比 a 反

14、應(yīng)猛烈;將銅浸入b 的鹽溶液中無明顯變化;將銅浸入c 的鹽溶液中, 有金屬 c析出; 據(jù)此可推知它們的金屬活動性由強到弱的次序為()-1a d c a b b d ab c c d b a c d b ad c 2比較反應(yīng)速率精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載例 2 ( 2000 年北京春季高考化學(xué)題)100ml濃度為 2 mol· l的鹽酸跟過量的鋅片反精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載應(yīng),為加快反應(yīng)速率,又不影響生成氫氣的總量,可采納的方法為()-1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載a加入適量的6mol · lb加入數(shù)滴氯化銅溶液c加

15、入適量蒸餾水 d加入適量的氯化鈉溶液的鹽酸精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載3書寫電極反應(yīng)式.總反應(yīng)式例 3 (2000 年全國高考理綜題)熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視,2-可用 li 2co3 和 na2co3 的熔融鹽混合物作電解質(zhì),co為陽極燃?xì)?空氣與co2 的混合氣體為陰極助燃?xì)?制得在650下工作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式:精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載陽極反應(yīng)式:2co+2co3-4e= 4co2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載陰極反應(yīng)式: , 電池總反應(yīng)式: ;-2-電池總反應(yīng)式為:2co+o2=2co2;用總反應(yīng)

16、式減去電池負(fù)極(即題目指的陽極)反應(yīng)式,就可得到電池正極(即題目指的陰極)反應(yīng)式:o2+2co2+4e = 2co34分析電極反應(yīng)例 4( 1999 年全國高考化學(xué)題)氫鎳電池為近年開發(fā)出來的可充電電池,它可以取代會產(chǎn)生污染的銅鎳電池;氫鎳電池的總反應(yīng)式為:1/2h 2+nioohnioh 2依據(jù)此反應(yīng)式判斷以下表達中正確選項() a電池放電時,電池負(fù)極四周溶液的ph 不斷增大 b電池放電時,鎳元素被氧化c電池充電時,氫元素被仍原d電池放電時,h2 為負(fù)極例5( 2000年全國高考理綜題)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時、 負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)()+-a 2h +2e =h2b 2h2o+o2+4e = 4oh

17、-2+-精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載c fe-2e=fed 4oh+4e =2h2o+o2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載5判定原電池的電極精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載例 6( 20xx年廣東高考化學(xué)題)鎳鎘(ni-cd )可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用,它的充放電反應(yīng)按下式進行:由此可知,該電池放電時的負(fù)極材料為()a cdoh2bnioh 2c cdd niooh例 7( 20xx年上海高考化學(xué)題)銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中,鋅片為()a陰極b 正極c 陽極d 負(fù)極 6原電池原理的綜合應(yīng)用例 8 ( 20xx年

18、天津高考理綜題)下圖為氫氧燃料電池原理示意圖,依據(jù)此圖的提示, 以下表達不正確選項 精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載a a 電極為負(fù)極2b b 電極的電極反應(yīng)為:4oh- -4e - = 2ho+o2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載c氫氧燃料電池為一種具有應(yīng)用前景的綠色電源 d氫氧燃料電池為一種不需要將仍原劑和氧化劑全部貯存在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置例 9( 20xx年江蘇高考化學(xué)題)堿性電池具有容量大.放電電流大的特點,因而得到廣泛應(yīng)用;鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應(yīng)式為:zns+2mno2s+h 2 ol = znoh2s+mn 2o3s以下說法錯誤

19、選項()a 電池工作時,鋅失去電子b 電池正極的電極反應(yīng)式為:2mno2s+h 2o1+2e - = mn2o3s+2oh - aq c 電池工作時,電子由正極通過外電路流向負(fù)極d外電路中每通過o.2mol 電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g二.電解池1. 電解原理電解. 使電流流過電解質(zhì)溶液而在陰.陽兩極引起氧化仍原反應(yīng)的過程叫電解;.形成條件:直流電源;電解液;電極形成閉合電路.電極名稱:陰極:與直流電源負(fù)極相連陽極:與直流電源正極相連.電極反應(yīng):陰極:仍原反應(yīng),陽離子得電子正極:氧化反應(yīng),陰離子失電子或電極失電子.電子流向:外電路由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極電解液中電流從正極到負(fù)極,或陰離子相陽極

20、移動,陽離子向陰極移動精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載電解池與原電池的聯(lián)系與區(qū)分原電池電解池電極正極.負(fù)極陰極.陽極精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載電極確定電極反應(yīng)由電極材料本身的相對活潑性打算,較活潑的為負(fù)極,較不活潑的為正極負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)正極發(fā)生仍原反應(yīng)由外接直流電源的正.負(fù)極打算, 與負(fù)極相連的為陰極,與正極相連的為陽極陰極發(fā)生仍原反應(yīng)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)電子從電源負(fù)極流入陰極再由陽極流回電精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載電子流向電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流入正極源正極精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載能量轉(zhuǎn)變化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娊?/p>

21、電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能反 應(yīng) 自 發(fā)能自發(fā)進行的氧化仍原反應(yīng)反應(yīng)一般不能夠自發(fā)進行,需電解條件性精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載舉例zn+cuso4=cu+znso4cucl 2cu+cl2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載裝置特點無外接直流電源有外接直流電源均能發(fā)生氧化仍原反應(yīng),且同一裝置中兩個電極在反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)相相像之處等;(3)電解 cucl2 溶液電極材料陰極可用惰性電極,甚至較活潑的金屬,但陽極需使用惰性電極,否就會發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解;惰性電極一般指金.鉑.石墨電極,銀.銅等均為活性電極;試驗現(xiàn)象:通電后,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),陰極石墨棒上析出一層紅色固體

22、,陽極表面有氣泡放出,可聞到刺激性氣味;淀粉碘化鉀試紙的作用:檢驗陽極產(chǎn)物為否為cl 2;使用時應(yīng)先潤濕并纏于玻棒端或用鑷子夾持,作用時間不宜太久,否就變藍(lán)后會被cl 2 漂白;(4)電解的應(yīng)用i 電解飽和食鹽水反應(yīng)原理1電解飽和食鹽水+飽和食鹽水成分:溶液存在na .cl.h .oh 四種離子;+電極反應(yīng)式:陰極:2h 2e =h2(仍原反應(yīng));陽極: 2cl 2e =cl 2(氧化反應(yīng));該電解反應(yīng)屬于放氫生堿型,電解質(zhì)與水均參加電解反應(yīng),類似的仍有k2s.mgbr2 等;ii .銅的電解精煉1 原理 :電解時,用粗銅板作陽極,與直流電源的正極相連;用純銅板作陰極,與電源的負(fù)極相連,用cu

23、so4 溶液(加入肯定量的硫酸)作電解液;2+2-+2+cuso 4 溶液中主要有cu .so4. h. oh ,通電后h 和 cu 移向陰極,并在陰極發(fā)2+2-精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載生 cu +2e =cu, oh 和 so4移向陽極,但陽極由于為活性電極故而陰離子并不放電,精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載主要為陽極(活潑及較活潑金屬)發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解,陽極反應(yīng):cu 2e =cu2+;電解過程中,比銅活潑的zn.fe.ni 等金屬雜質(zhì),在銅溶解的同時也會失電子形2+精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載成金屬陽離子而溶解,此時陰極仍發(fā)生cu

24、+2e=cu,這會導(dǎo)致電解液濃度不發(fā)生變化;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載ag.au 不如 cu 易失電子, cu 溶解時它們以陽極泥沉積下來可供提煉au.ag 等貴金屬;該過程實現(xiàn)了提純銅的目的;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載離子在電極上得失電子的才能與離子的性質(zhì).溶液的濃度. 電流的大小. 電極的材料等都有關(guān)系;2電極反應(yīng)中得失電子的規(guī)律( 1)陽極上失電子的規(guī)律應(yīng)第一看電極材料為惰性電極,仍為活性電極,如為惰性電極,就由溶液中的陰離子失去電子,陰離子的仍原性越強越易失電子,陰離子的放電次序為:s2- >i >br >c

25、l->oh >含氧酸根離子>f ;如為活性電極,就這些金屬第一失去電子進入溶液,此時溶液中其他離子不再失電子;( 2)陰極上得電子的規(guī)律陰極上只能由溶液中陽離子獲得電子,陽離子氧化性越強越易得電子,陽離子放電2+次序一般為:ag+>hg2+>fe3+>cu2+>h+ 酸>fe 2+>zn2+>h+ 鹽溶液 >al 3+>mg2+ >na+ >ca2+ >k+精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載( 3)變價的金屬fe在作陽極發(fā)生氧化反應(yīng)時電極反應(yīng)為:fe 2eiii.電解冶煉鋁工業(yè)上,用純潔的氧化

26、鋁為原料,采納電解的方法制取鋁;=fe精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載純潔的氧化鋁熔點很高(2045),很難熔化,現(xiàn)在都用熔化的冰晶石(na3alf 6)作熔劑,使氧化鋁在1000左右溶解在液態(tài)的冰晶石里,成為冰晶石和氧化鋁的熔融體,然后進行電解;電極反應(yīng)式:3+陰極: 4al 12e- 4al2陽極: 6o 12e- 3o2總反應(yīng)式: 2al 2o34al 3o2 只能電解al 2o3,不能為 alcl 3在冶煉鋁時,陽極產(chǎn)生氧氣,石墨陽極在如此高溫條件下,將不斷被氧氣氧化而消耗,因而需不斷補充石墨陽極;(5).電鍍銅1原理:電鍍時,一般都為用含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液為電鍍液

27、;把待鍍金屬制成品浸入電鍍液中與直流電源的負(fù)極相連,作為陰極, 而用鍍層金屬為陽極,陽極金屬溶解在溶液中成為陽離子,移向陰極,并在陰極上被仍原成金屬析出;電鍍銅規(guī)律可概括為“陽極溶解,陰極沉積,電解液不變”;工業(yè)上電鍍常使用有毒電鍍液,因此電鍍廢水應(yīng)回收有用物質(zhì).降低有害物質(zhì)含量后,達標(biāo)排放,以防污染環(huán)境;2試驗分析:電鍍銅試驗( 1)待鍍件需酸洗去除表面的銹;2+( 2)電鍍液cuso4 中加氨水制成銅氨溶液以降低cu 濃度使鍍層光亮;(6).電解質(zhì)溶液電解時(均為惰性電極),ph 變化情形,電解液復(fù)原所需加入物質(zhì)及電解類型;1.( 1)分解水型:含氧酸.強堿.活潑金屬的含氧酸鹽(如naoh

28、.h2so4.k2so4 等)的電解;+陰極: 4h +4e =2h2陽極: 4oh 4e =o2 +2h2o總反應(yīng): 2h2o2h2 +o2 陰極產(chǎn)物: h2;陽極產(chǎn)物:o2;電解質(zhì)溶液復(fù)原加入物質(zhì):h2o;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載ph變化情形:原先酸性的溶液ph 變小,原先堿性的溶液ph 變大,強酸(含氧酸)強堿的正鹽溶液ph 不變;( 2)分解電解型:無氧酸(除hf外).不活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外)的電解,如 hcl. cucl2 等;2+精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載陰極: cu +2e=cu精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 -

29、- - 歡迎下載2陽極: 2cl 2e=cl 總反應(yīng): cucl 2cu+cl2陰極產(chǎn)物:酸為h2,鹽為金屬;陽極產(chǎn)物:鹵素等非金屬單質(zhì);電解液復(fù)原加入物質(zhì)為原溶質(zhì),如電解cucl 2 溶液,需加cucl2;ph變化情形:如電解無氧酸溶液ph 變大但不會超過7;如為鹽溶液的電解就視無氧酸根的情形而定;( 3)放氫生堿型:活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外)溶液的電解,如nacl.mgbr2 等;+陰極: 2h +2e =h2陽極: 2cl 2e =cl 2總反應(yīng): 2nacl+2h2o2naoh+h2 +cl 2陰極產(chǎn)物: 堿和 h2;陽極產(chǎn)物: 鹵素等非金屬單質(zhì);電解飽和食鹽水的產(chǎn)物分別為nao

30、h和 h2 以及 cl 2;電解液復(fù)原加入物質(zhì)為鹵化氫;電解飽和食鹽水,要使電解質(zhì)溶液復(fù)原需加入hcl;ph變化情形:電解液ph 顯著變大( 4)放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽溶液的電解,如cuso4.agno3 等;2+精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載陰極: 2cu +4e=cu精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載陽極: 4oh 4e =o2 +2h2o總反應(yīng): 2cuso4+2h2o2cu+o2 +2h2so4陰極產(chǎn)物: 析出不活潑金屬單質(zhì);陽極產(chǎn)物為該鹽對應(yīng)的含氧酸和氧氣,本例中分別為cu 以及 h2so4.o2.電解液復(fù)原加入物質(zhì)為不活潑金屬的氧化物(金屬價態(tài)

31、與原鹽中相同);如電解cuso4溶液,復(fù)原需加入cuo;ph變化情形:溶液ph 顯著變??;電解反電解質(zhì)類型規(guī)律例ph 變?nèi)芤簭?fù)原法應(yīng)類型化含氧酸實 質(zhì) 電 解 水- > h2 + o 2電解稀 h2so4降低加 h 2o電解水強堿溶液實 質(zhì) 電 解 水- > h2 + o 2電解 naoh溶液上升加 h 2o活潑金屬含氧酸鹽實 質(zhì) 電 解 水- > h2 + o 2電解 na2so4 溶液不變加 h 2o無氧酸酸 ->h2+2hcl=h2 + cl 2上升加 hcl電解質(zhì)非金屬分解不活潑金屬鹽 ->金cucl2 = cu + cl2上升加 cucl 2無氧酸鹽屬

32、+非金屬放氧生不活潑金屬鹽 +水 ->2cuso4+2h2o=2cu+o2+2h2 so4降低cuo(cuco3)精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載酸含氧酸鹽金屬 +o2+酸精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載放氫生活潑金屬無鹽 +水 -> h22kcl+2h2 o=h2+cl 2+2koh上升加 hcl堿氧酸鹽+非金屬 +堿原電池與電解池的判定判定下圖為原電池.電解池仍為電鍍池,為什么?(2)延長有人設(shè)計以 pt 和zn為電極材料, 埋入人體內(nèi)作為某種心臟病人的心臟起搏的能源;它依靠人體內(nèi)含有肯定濃度的溶解氧進行工作,以下各種表達中錯誤選

33、項()a.pt作負(fù)極-b. 正極發(fā)生的電極反應(yīng)為:o.+4h +4e =2h.o2c. 負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為:zn+2e =zn精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載d. 正極發(fā)生的電極反應(yīng)為:2h +2e=h.精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載注: 原電池.電解池.電鍍池判定規(guī)律:如無外接電源,可能為原電池,然后依據(jù)原電池的形成條件分析判定;如有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液中,就可能為電解池或電鍍池;當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同就為電鍍池,其余情形為電解池;判定電極反應(yīng)4練習(xí):電解液中含有k+. cl .so2 .oh (少量). cu2+.h+(少量),用兩

34、個石墨棒作 電極, 電解時, 陽極上析出 、 電極反應(yīng)式為 ;陰極析出 、 電極反應(yīng)式為 ;改用兩個銅棒作電極,就陽極變化為 ,電極反應(yīng)式為 ;陰極上析出 、 電極反應(yīng)式為 ;小結(jié)與反思:關(guān)鍵為放電次序:2-陽極:(活性電極)>s >i >br >cl >oh>含氧酸根 >f陰極: ag+>hg2+>fe3+>cu2+>h+ >pb2+ >sn2+>fe2+>zn2+>h+>al 3+>mg2+>na+>ca2+>k+三.金屬的電化學(xué)腐蝕與防護1.金屬腐蝕的類型:( 1

35、).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;例如鐵絲在氧氣中燃燒.銅在氯氣中燃燒等;( 2).電化學(xué)腐蝕: 不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸時比較活潑的金屬失電子而被氧化的腐蝕; 2.金屬的電化學(xué)腐蝕:金屬或合金與四周接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的 過程;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時,會發(fā)生原電池反應(yīng),比較活潑的金屬失去電子而被氧 化,這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕;鋼鐵在潮濕的空氣中所發(fā)生的腐蝕為電化學(xué)腐蝕最突出的例子;金屬腐蝕的本質(zhì):m ne=mn+(1).鋼鐵的電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕條 件水膜酸性較強水膜

36、酸性很弱或非酸性精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載正極反應(yīng)2h+ + 2e - = h2 o 2+ 2ho + 4e - =4oh-精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2負(fù)極反應(yīng)fe 2e - = fe 2+2+3+2+-其它4fe +o2+4h =fe +2h2ofe +2oh=feoh2;4feoh2+o2+2h2o=4feoh3(2)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的區(qū)分和聯(lián)系:化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與氧化劑直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有柔弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化的過程較活潑金屬被氧化的過程相互聯(lián)系化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生3.金屬的防護( 1

37、).犧牲陽極的陰極愛護法正極:要愛護的金屬負(fù)極:比要愛護金屬活潑的金屬( 2).外加電流的陰極愛護法(比組成原電池防護更好)陰極:被愛護的金屬陽極:惰性電極兩者均存在于電解質(zhì)溶液中接上外接直流電源;( 3).掩蓋愛護膜及其他愛護方法掩蓋愛護膜(涂油漆,電鍍,鈍化等)轉(zhuǎn)變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(鋼不銹鋼,在鋼中加入鎳和鉻)題型分析:1. 解題步驟方法判定兩池 原電池仍為電解池 標(biāo)注電極名稱寫出電極反應(yīng)式 依據(jù)電極產(chǎn)物.溶液成分變化 描述或說明現(xiàn)象或進行有關(guān)運算;【例題 1】 把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中(如下列圖平面圖),經(jīng)過一段時間后,第一觀看到溶液變紅的區(qū)域為()a.和鄰

38、近b.和鄰近c.和鄰近d.和鄰近【例題 2】 如圖甲乙兩池分別以碳棒.鉑條.鋁條.鎂條為電極, 并用導(dǎo)線相連接, 以 nacl.naoh溶液為電解溶液,有關(guān)該裝置的描述正確選項2+-a. 乙池中 、mg極的電極反應(yīng)為mg-2e =mg2b. 甲池中 、pt 極的電極反應(yīng)為2cl 2e- =cl c. 隨著反應(yīng)的進行. 乙池中 nnaoh 保持不變d. 反應(yīng)過程中 、 甲池中兩極鄰近溶液精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載ph c <phpt【例題 3】如圖 a.b 為兩個串聯(lián)的電解池,已知b 池中 c 為鐵, d 為石墨,電解質(zhì)溶液為 nacl 溶液;試回答

39、:( 1)如 a 池為用電解原理精練銅裝置,就 a 電極名稱為極,電極材料為,電極反應(yīng)式為,電解質(zhì)溶液可以為;( 2)b 池中 c 極fe 電極反應(yīng)式為,如在 b 池中加入少量酚酞試液,開頭電解一段時間,鐵極鄰近呈色;( 3)如 a 池 a 極增重 12.8g、 就 b 池 d 極 石墨 上放出氣體在標(biāo)況下的體積為 ;電解后 、 如 b 池余下的溶液為 400ml、 就溶液的 ph 值 為 ;【例題 4】金屬鎳有廣泛的的用途;粗鎳中含有少量的fe .zn.cu. pt 等金屬雜質(zhì),可電解法制備高純度原鎳(已知:氧化性:2+2+2+fe <ni<cu ) 、以下表達正確選項2+-a陽

40、極發(fā)生仍原反應(yīng)、 其電極反應(yīng)式為ni+ 2e= ni b電解過程中、 陽極質(zhì)量的削減與陰極質(zhì)量的增加相等2+2+c電解后 、 溶液中存在的陽離子只有fe.znd電解后 、 電解模底部陽極泥中中存在cu .pt【例題 5】 鉛蓄電池為典型的可充型電池,它的正負(fù)極格板為惰性材料,電池總反應(yīng)式為:+2-pb+pbo2+4h+2so 42pbso4+2h2o請回答以下問題(不考慮氫.氧的氧化仍原):(1) 放電時:正極的電極反應(yīng)式為 ; 電解液中h2so4 的濃度將變 ; 當(dāng)外電路通過1 mol電子時,理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加 g;(2) 在完全放電耗盡pbo2 和 pb 時,如按題27 圖連接,電解一

41、段時間后,就在a 電極上生成 .b 電極上生成 、 此時鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將 ;-+2-解析:正極 a-( pbo2) pbo2 + 2e+ 2h + so4= pbso 4+ h2o(與常見電池不同,鉛蓄電池放電時正極材料(pbo2)本身參加了電極反應(yīng)理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加49g ;因放電時要消耗h2so4,故 ; 電解液中h2so4 的濃度將變??;完全放電后兩極材料都有變?yōu)榱蛩徙U(pbso4),外接電源時,發(fā)生電解過程,電極反應(yīng)如 下:-2-2-+陰極 a- ( pbso4) pbso4 + 2e+= pb + so4, a 電極上生成pb精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載

42、陽極 b- ( pbso4) pbso4 - 2e此時鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將 2.電極名稱判定法+ 2h 2o = pbo2 + 4h+ so4, b 電極上生成pbo2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載依據(jù)兩極金屬相對活性判定原電池的電極名稱,依據(jù) x 極所連接在的外接電源極性“ +”或“ - ” 判定電解池的電極名稱;依據(jù)電子(或電流)流向或測電極電勢高低等電學(xué)原理判斷電極名稱; 此外依據(jù)x 極發(fā)生氧化仍為仍原、 移向 x 極的離子為陽離子仍為陰離子、x 極增重仍為減重 、x 極區(qū) ph值為上升仍為降低等判定x 電極的名稱; 但要留意x 極指的為在原電池仍為電解池;說明: 化

43、學(xué)上規(guī)定, 凡發(fā)生氧化變化的電極均為陽極,而發(fā)生仍原的電極均為陰極;據(jù)此,從發(fā)生的化學(xué)變化角度看,原電池中的負(fù)極(- )又叫陽極,正極(+)又叫陰極;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載【例題 6】 x , y 分別為直流電源的兩極,通電后,發(fā)覺a 極質(zhì)量加, b 極處有無色無味氣體放出,符合此情形的為:備選項a 電極b 電極x 電極溶液xya鋅( zn)石墨(c)負(fù)cuso4b石墨( c)石墨(c)負(fù)naohc銀( ag)鐵( fe)正agno3d銅( cu)石墨( c)負(fù)cucl2ab3.電極反應(yīng)式寫法 電解池電極反應(yīng)式寫法要領(lǐng) 陽極,第一看為何材料,如為金屬

44、(除 au.pt 外),就陽極金屬本身優(yōu)先被氧化, 此時不必考慮溶液中陰離子放電; 如陽極為惰性材料, 就分析溶液中陰離子及放電次序, 仍原性強者優(yōu)先在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng); 陰極, 不必考慮電極為何材料,只要看溶液中有何離子及其放電次序,氧化性強者優(yōu)先得電子發(fā)生被仍原反應(yīng); 原電池電極反應(yīng)式寫法要領(lǐng)負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),正極發(fā)生得電子的仍原反應(yīng), 兩電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)要相等;負(fù)極和正極兩電極反應(yīng)式相加就得到原電池的總反應(yīng)式; 如溶液中oh-有參加電極反應(yīng)必發(fā)生在負(fù)極;如結(jié)果h+有增加,酸性增強,ph降低,必 在負(fù)極區(qū);如溶液中h+有參加電極反應(yīng)必發(fā)生在正極; 如結(jié)果 oh-有增加,堿性增

45、強,ph 上升,必在正極區(qū);【例題 7】以鉑為電極, 在兩極上分別通入h 2 和 o 2 ,可組成氫氧燃燒電池;分別寫出以硫酸為電解質(zhì)和koh為電解質(zhì)溶液中的有關(guān)電極反應(yīng)式; 解析 由于 h 2 具有強仍原性,o2 具有強氧化性,故h2 為負(fù)極, o2 為正極;如電解質(zhì)為h 2so4電極反應(yīng)式:-+負(fù)極 pt-h22h2 4e正極 pt-o2o2 + 4e= 4h-+ 4h= 2h 2o+-因溶液有高濃度h ,正極 o2 的仍原產(chǎn)物只能為h2o,不行能為oh;如電解質(zhì)為koh電極反應(yīng)式:-22負(fù)極 pt-h22h4e+ 4oh= 4ho-正極 pt-o 2o2 + 4e+ 2h2o = 4oh

46、-+-因溶液有高濃度oh ,故 h 2 氧化產(chǎn)物 h 將在負(fù)極上與oh結(jié)合為 h2o,而正極上o2 的仍原2-產(chǎn)物 o不能在溶液中存在,而為與h2o反應(yīng)轉(zhuǎn)化為oh ;氫氧燃燒電池總反應(yīng)方程式: 2h 2 + o2= 2h 2o【例題 8】 將兩塊鉑片連接后插入koh 溶液中作電極,并在兩極片上分別通入甲烷和氧氣從而組成了堿性燃燒電池,試寫出有關(guān)電極反應(yīng)式,并說明溶液ph變動情形;-2- 解析 負(fù)極 pt-ch 4:ch4 8e+ 10oh= co 3+ 7h 2o-正極 pt- o2:2o2 + 8e+ 4h 2o = 8oh精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載-電池總反應(yīng) :ch4

47、 + 2o 2 + 2oh得總反應(yīng)式 2-= co3+ 3h 2o 將兩電極反應(yīng)式相加即精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載聯(lián)想到甲烷的燃燒的氧化產(chǎn)物為co2 、 而在 koh溶液中不行能存在co2 、co2 會與 koh作用生成 k 2co3 和 h 2o 、 因此有如上負(fù)極反應(yīng)式;可見,電極上放電反應(yīng)后的產(chǎn)物仍??赡芘c電解質(zhì)溶液發(fā)生離子反應(yīng);-該電池工作時,負(fù)極區(qū)由于oh參加電極反應(yīng)而削減,故該區(qū)ph呈降低態(tài)勢;正極有oh生成 、 故該區(qū) ph呈上升態(tài)勢; 但負(fù)極消耗的oh- 比正極生成的多, 所以總的結(jié)果為溶液oh-削減, ph值要降低;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載【例題 9】高鐵電池為一種新型可充電電池,與一般高能電池相比,該電池能長時間保持穩(wěn)固的放電電壓;高鐵電池的總反應(yīng)為放3zn + 2

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