考點19電化學基礎(chǔ)課件

1、原電池 化學電源本次復習所涉及的內(nèi)容必修二化學能與電能選修四原電池化學電源第一講原電池原理一、原電池的工作原理負極：氧化反應 正極：還原反應 Zn Cu電流表e-Ie-Zn2+H+H+H+e-e-H+e-H+e-H2Zn2+Zn1原電池：將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置2原電池工作原理：電荷：正朝正行 負朝負動二、構(gòu)成原電池的條件1有兩種活動性不同的金屬（或非金屬單質(zhì)）作電極2有電解質(zhì)溶液（與電極等形成自發(fā)的氧化還原反應）3兩極相連形成閉合電路（注意金屬腐蝕的形式）CuZn三、原電池的設計1根據(jù)電池反應寫出電極反應式2找出兩極材料3找出電解質(zhì)溶液【思考】Cu2AgNO3Cu(NO3)22Ag，設計能持

2、續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置CuAgCu(NO3)2AgNO3四、原電池正負極的判斷1根據(jù)組成原電池的兩極材料判斷2根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷3根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷4根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子移動方向 一般是活潑的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極 原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應，正極總是得電子發(fā)生還原反應電流是由正極流向負極；電子流動方向是由負極流向正極。陽離子移向正極，陰離子移向負極判斷核心 負極：失電子 正極：得電子(2)比較反應速率快慢2 ：下列制氫氣的反應速率最快的是（ ）A.純鋅和1mol/L 硫酸；B.純鋅和1 mol/L 硫酸；C.粗鋅和 1mol/L 鹽

3、酸；D.粗鋅和1mol/L 硫酸的反應中加入幾滴CuSO4溶液。D1.（08廣東卷）用銅片、銀片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U型管）構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（ ）在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 正極反應為：Ag+e-=Ag實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同A B C DC練習3.可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列說法正確的是A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應都為：O22H2

4、O4e4OHB以NaOH溶液為電解液時，負極反應為：Al3OH3e-Al(OH)3C以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D.電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極A4、（09年江蘇化學12）以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。關(guān)于該電池的敘述正確的是（ ）A該電池能夠在高溫下工作B電池的負極反應為： C6H12O66H2O24e- 6CO224HC放電過程中，H從正極區(qū)向負極區(qū)遷移D在電池反應中，每消耗1mol氧氣，理論上能生成 標準狀況下CO2氣體B5、（08年江蘇化學5）鎳鎘(NiCd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為

5、KOH溶液，其充、放電按下式進行：Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有關(guān)該電池的說法正確的是A充電時陽極反應：Ni(OH)2e- + OH- = NiOOH + H2OB充電過程是化學能轉(zhuǎn)化為電能的過程C放電時負極附近溶液的堿性不變D放電時電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動A6、（09年福建理綜11）控制適合的條件，將反應2Fe3+2I 2Fe2+I2設計成如右圖所示的原電池。下列判斷不正確的是A反應開始時， 乙中石墨 電極上發(fā)生氧化反應B反應開始時，甲中石墨電極上Fe3+被還原C電流計讀數(shù)為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)D電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl

6、2固體，乙中石墨電極為負極D第二講 電極方程式書寫 化學電源復習要求：6、掌握常見的電極方程式（負極為金屬電極電池、金屬腐蝕類電池、燃料電池等電池）的書寫7、了解常見的化學電源燃料電池的電極方程式的書寫：第一步：書寫在氧氣中燃燒的化學方程式第二步：考慮生成物與所提供的電解質(zhì)溶液的反應第三步：書寫正極的反應方程式第四步：用總反應方程式減去正極方程式得到另一極的方程式1、AlCuNaHCO3溶液構(gòu)成的原電池中， 鋁電極為 極，電極反應為：鞏固練習Al3e- +3HCO3 = Al(OH)3+3CO2， 負參考2012年高考26題高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料

7、。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4，其反應的離子方程式為 。與MnO2Zn電池類似，K2FeO4Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應式為 _,該電池總反應的離子方程式為_。 答案：FeO423e4H2O = Fe(OH)3 5OH2FeO428H2O3Zn = 2Fe(OH)3 3Zn(OH)2 4OH七、化學電源1一次電池（2）鋅銀紐扣電池負極： 正極： 電解質(zhì)： ZnAg2OKOH電極反應式：總反應：ZnAg2OZnO2Ag負極：正極：Zn2OH-2e-ZnOH2O Ag2OH2O2e-2Ag2OH-七、化學電源3燃料電池（1）氫氧燃

8、料電池負極：正極：2H24e-4H+ O24H+4e-2H2O 總反應：堿性電解質(zhì)酸性電解質(zhì)負極：正極：2H24OH-4e-4H2O O22H2O4e-4OH-總反應：2H2O22H2O2H2O22H2O七、化學電源3燃料電池（2）甲烷燃料電池負極：正極：CH410OH-8e-CO32-7H2O2O24H2O8e-8OH-總反應：堿性電解質(zhì)CH42O22OH-CO32-3H2O（3）甲醇燃料電池負極：正極：2CH3OH16OH-12e-2CO32-12H2O3O26H2O12e-12OH- 總反應：2CH3OH3O24OH-2CO32-6H2O 堿性電解質(zhì)典型習題【1】（2007海南14）依據(jù)

9、氧化還原反應：2Ag+(aq) + Cu(s) Cu2+(aq) + 2Ag(s)設計的原電池如圖所示。請回答下列問題：（1）電極X的材料是 ；電解質(zhì)溶液Y是 ；（2）銀電極為電池的 極，發(fā)生的電極反應為 ；X電極上發(fā)生的電極反應為 ；（3）外電路中的電子是從 電極流向 電極。CuAgNO3正Ag+e-=AgCu - 2e-=Cu2+銅銀典型習題【3】（08年海南化學7）關(guān)于鉛蓄電池的說法正確的是（ ）A在放電時，正極發(fā)生的反應是 Pb(s)SO42-(aq) PbSO4(s) +2e-B在放電時，該電池的負極材料是鉛板C在充電時，電池中硫酸的濃度不斷變小D在充電時，陽極發(fā)生的反應是 PbSO

10、4(s)2e- Pb(s)+ SO42-(aq)B4、有人設計以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器的能源。它依靠跟人體內(nèi)體液中含有一定濃度的溶解氧、H+ 和Zn2+ 進行工作，試寫出該電池的兩極反應式。負極：2Zn4e-= 2Zn2+，正極：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。典型習題典型習題【5】（09年海南化學15）LiSOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應可表示為： 4Li2SOCl2 4LiClS SO2。請回答下列問題：（1）電池的負極材料為 ，發(fā)生的電極反應為 ；（2）電池正極

11、發(fā)生的電極反應為 ；（3）SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，實驗現(xiàn)象是 _，反應的化學方程式為 ；（4）組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是 。LiLie=Li+2SOCl2+4e=S+SO2+4Cl瓶口產(chǎn)生白霧，有刺激性氣體生成SOCl2+2H2O=H2SO3+2HCl因為構(gòu)成電池的兩個主要成份Li能和氧氣水反應，且SOCl2也與水反應典型習題【6】（07年山東理綜29）鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。（1）寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離

12、子方程式 。（2）若將（1）中的反應設計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應式。正極反應。 負極反應：（3）腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu2、Fe3和Fe2的濃度均為0.10molL1，請參照下表給出的數(shù)據(jù)和藥品，簡述除去CuCl2溶液中Fe3和Fe2的實驗步驟 。2Fe3Cu2Fe2Cu2 2Fe32e2Fe2 Cu2e2Cu2通入足量氯氣將Fe2氧化成Fe3；加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.24.7；過濾（除去Fe(OH)3） 典型習題（4）某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質(zhì)不銹鋼在酸中腐蝕緩慢，但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種（水可任選），設計最佳實驗，驗

13、證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。有關(guān)反應的化學方程式 、 。 劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實驗現(xiàn)象 。CuOH2SO4CuSO4H2O CuSO4FeFeSO4Cu不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成典型習題【7】（09年天津理綜10）氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定，請回答：（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是_，在導線中電子流動方向（用a、b表示）。（2）負極反應式為 （3）電極表面鍍鉑粉的原因為 。由化學能轉(zhuǎn)化為電能 為由a到b2H24OH4e=4H2O。增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應速率典型習題（4）該電

14、池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下： 2LiH2 2LiH LiHH2OLiOHH2反應中的還原劑是 ，反應中的氧化劑 是 。已知LiH固體密度為0.82g/cm3。用鋰吸收224L（標準狀 況）H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比 為 。由生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料， 若能量轉(zhuǎn)化率為80，則導線中通過電子的物質(zhì)的量 為 mol。H2O Li8.7110-4 32 或1/1148電解池 金屬的腐蝕與防護第一講 電解原理及其應用一、電解原理二、電解原理的應用1電解

15、原理2構(gòu)成條件3陰陽極的判斷4電極產(chǎn)物的判斷（放電順序）5常見的電解類型1電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）2電鍍和電解精煉銅3電冶金一、電解原理1電解原理（2）工作原理：（1）電解池（槽）：將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的裝置“負極出電子，電子回正極”與電源的負極相連發(fā)生還原反應與電源的正極相連發(fā)生氧化反應 記憶方法：陽極發(fā)生氧化反應 記作：養(yǎng)羊2構(gòu)成條件：（1）直流電源（2）兩電極插入同一電解質(zhì)溶液（3）形成閉合回路1.請以鐵和石墨為電極設計一電解槽，電解飽和食鹽水制燒堿。2.請設計一給鐵片上鍍銀的裝置。考點練習例1.判斷下列裝置的性質(zhì)、現(xiàn)象、產(chǎn)物 指出下列裝置的名稱、電極名稱，寫出電極反應式，并表示出電子移

16、動方向。 e-如何流向?e-?池?池?極?極?極?極例2.電解質(zhì)溶于水或受熱融化狀態(tài)電解質(zhì)電離后，再通直流電電解質(zhì)電離成為自由移動的離子。CuCl2=Cu2+2Cl-通電陰陽離子定向移動，在兩極上失得電子成為原子或分子。CuCl2=Cu+Cl2 只產(chǎn)生自由移動的離子 發(fā)生氧化還原反應生成了新物質(zhì) 電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上 電離與電解的區(qū)別與聯(lián)系原電池和電解池知識總結(jié)比較表較活潑金屬做負極陰極：連接電源負極的一極負極發(fā)生氧化反應陽極氧化、陰極還原負極流向正極陽極流向陰極化學能變?yōu)殡娔茈娔茏優(yōu)榛瘜W能3陰陽極的判斷：陽極 陰極 氧化反應 還原反應 陰離子移向 陽離子移向 電源正極 電源負極 反應現(xiàn)

17、象4電極產(chǎn)物的判斷：（1）陽極產(chǎn)物 與電極活性有關(guān) 活潑電極（Ag以前）， 惰性電極（Pt、C等）， 則是金屬失電子 則是陰離子失電子放電順序（還原性）：金屬電極 S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F- （2）陰極產(chǎn)物： 陽離子放電順序（氧化性）：金屬離子活動順序表Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+ Fe2+ Zn2+ H+ (H2O) Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+分析電解電極反應的一般思路：畫出電解池圖，分析溶液中離子根據(jù)陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應得出產(chǎn)物，寫出電極反應陰陽兩極附近有哪些離子5.電極反應書寫標出下列裝置中電解池的陰陽極，寫出電極反應式及

18、總反應的化學方程式、離子方程式分析溶液的PH值變化。陽極：陰極：總反應：2Cl-Cl2 + 2e-2H+2e- H2 2HCl = H2 +Cl2 通電2H+2Cl- = H2 +Cl2 通電練習陽極：陰極：4H+ + 4e = 2H2 2H2O = 2H2 +O2 通電總反應：4OH-= 2H2O+O2 + 4e-H2SO4溶液4H + 4e = 2H2 陽極：陰極：2H2O = 2H2 +O2 通電4OH-= 2H2O+O2 + 4e-NaOH溶液陽極：陰極：4H + 4e = 2H2 總反應：2H2O = 2H2 +O2 通電4OH-= 2H2O+O2 + 4e-Na2SO4溶液陽極：陰

19、極：總反應：陽極：陰極：總反應：4OH-=O2 +2H2O +4e-Ag+ + e- = Ag通 電4AgNO3+2H2O = 4Ag+O2 +4HNO32Br-=Br2 +2e- 2H+2e- = H2 通電2NaBr+2H2O = 2NaOH+H2 +Br2通電 4Ag+ + 2H2O = 4Ag +O2 +4H+通電2Br-+2H2O = 2OH-+H2 +Br2陽極：4OH-= 2H2O+O2 + 4e-陰極：Cu 2+ 2e -= Cu2Cu2+2H2O = 4H+O2 +2Cu 通電陽極：陰極：總反應：2Cl-=Cl2 + 2e-2H+2e- = H2 2NaCl+2H2O = H

20、2 +Cl2 +2NaOH通電2Cl-+2H2O = H2 +Cl2 +2OH-通電6常見的電解類型（惰性電極）水水水增大增大增大增大減小不變水水水HClCuCl2減小減小增大HClCuCl2電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大HCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)減小氧化銅二、電解原理的應用1電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）陽極： 陰極： 總反應： 2Cl-2e-Cl2 2H+2e-H2 2NaCl2H2ONaOHH2Cl2 【產(chǎn)物檢驗】陽極Cl2， 陰極H2， 濕潤淀粉碘化鉀試紙變藍爆鳴法檢驗，并在陰極區(qū)滴加酚酞變紅色或?qū)懽觯?H2O+2e-=H2+2OH-(2)避免生成物H2和Cl2混合,因為: .(1)避免Cl

21、2接觸NaOH溶液會反應,使產(chǎn)品不純,反應方程式: .第一個問題:Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O混合遇火或遇強光爆炸解決方法:使用離子交換膜電解飽和食鹽水必須解決兩個主要問題:提示：第二個問題：精制食鹽水 由于粗鹽中含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42等雜質(zhì)，會在堿液中形成沉淀從而損壞離子交換膜，那么如何除去這些雜質(zhì)呢？3、所有試劑只有過量才能除盡，你能設計一個合理的順序逐一除雜嗎？2、用什么試劑除去Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO421、用什么方法除去泥沙？電解飽和食鹽水必須解決兩個主要問題:泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2

22、+、 Fe3+ 、SO42-Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-Na+、 Cl-、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、引入Ba2+ Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入OH-Na+、 Cl-、CO32-、OH-Na+、 Cl-沉降除泥沙略過量BaCl2 溶液除SO42-略過量Na2CO3 溶液除Ca2+. Ba2+ 略過量NaOH 溶液除Fe3+ , Mg2+ 適量HCl溶液調(diào)節(jié)PH 除CO32- 、OH-2電鍍和電解精煉銅（1）電鍍：定義： 目的： 電鍍材料的選擇特點： 利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過程使金屬增強抗

23、腐蝕的能力、增加美觀和表面硬度 陰極： 陽極： 電鍍液： 待鍍金屬 鍍層金屬 含有鍍層金屬的溶液 陽極本身參加電極反應 電鍍時電解質(zhì)溶液濃度保持不變2電鍍和電解精煉銅（2）電解精煉銅：陰極： 陽極： 電解液：純銅 粗銅 CuSO4溶液Cu2+2e-Cu Cu2e-Cu2+ 【注】 粗銅中有比Cu活潑的金屬（Zn、Fe）先放。 比Cu更不活潑的貴重金屬（Ag、Au等）不放電，形成陽極泥3電冶金K、 Ca、 Na、 Mg、 AlAl2O3KClCaCl2NaClMgCl2（1）電解熔融NaCl陽極：陰極：總反應：2Cl-2e-Cl22Na+2e-NaNaClNaCl2（2）制取金屬鋁電解熔融氧化鋁

24、陽極：6O2- - 12e- = 3O2陰極：4Al3+ + 12e- = 4Al總反應： 通電2Al2O3 = 4Al + 3O2注意：反應過程中使用冰晶石(Na3AlF6)作為 熔劑，使Al2O3在較低的溫度下熔化金屬鈉的冶煉（電解熔融氯化鈉）【1】（2007 上海）某學生設計了一個“黑筆寫紅字”的趣味實驗。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述正確的是A.鉛筆端作陽極，發(fā)生還原反應B.鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應C.鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生D.a點是負極，b點是正極D祝你成功典型習題【2】（09年安徽理綜12

25、）Cu2O是一種半導體材料， 基于綠色化學理念設計的制取.Cu2O的電解池示意圖 如下，電解總反應：2CuH2OCu2OH2。下列 說法正確的是 A石墨電極上產(chǎn)生氫氣 B銅電極發(fā)生還原反應 C銅電極接直流電源的負極 D當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1molCu2O生成。A【3】（07年廣東化學20）三氧化二鎳（Ni2O3）可用 于制造高能電池，其電解法制備過程如下：用 NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5，加入適量硫酸鈉后進行 電解。電解過程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成 ClO，把二價鎳氧化為三價鎳。以下說法正確的是 A可用鐵作陽極材料 B電解過程中陽極附近溶液的pH升高 C陽極反應方程式為：2Cl2eCl2 D1mol二價鎳全部轉(zhuǎn)化為三價鎳時，外電路中通過 了2mol電子。C第三講金屬的腐蝕與防腐第三講 金屬的電化學腐蝕與防護一、金屬的電化學腐蝕1金屬腐蝕： M xe- = Mx+ 2金屬腐蝕的分類：（1）化學腐蝕：（2）電化學腐蝕： 金屬直接被氧化劑氧化構(gòu)成原電池的腐蝕注：同時發(fā)生但電化學腐蝕更普遍更快3鋼鐵的電化學腐蝕：（1）析氫腐蝕酸性（2）吸氧腐蝕弱酸性或堿性（主）第三節(jié) 金屬的電化學腐蝕與防護3鋼鐵的電化學腐蝕：（1）