電化學(xué)原理及其應(yīng)用

電化學(xué)原理及其應(yīng)用課件第一頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日【2010】利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于______處。若X為鋅，開(kāi)關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱(chēng)為_(kāi)______【2009】Zn—MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是________。電池工作時(shí)，電子流向________(填“正極”或“負(fù)極”)。（2008·山東理綜)

29、以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入CO2和O2時(shí)，電解質(zhì)是熔融下的碳酸鹽，CO32-移向電池的

（填正或負(fù)）極山東高考再現(xiàn)【2012】利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)式為_(kāi)___Zn正極N外加電源的陰極保護(hù)法O2+4H++4e-=2H2O負(fù)第二頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日

原電池、電解池的判定

電極名稱(chēng)及發(fā)生的反應(yīng)類(lèi)型

電子、離子的移動(dòng)方向電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目相關(guān)計(jì)算

電極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)金屬的腐蝕與防護(hù)考查重點(diǎn)精煉、電鍍、電冶金電化學(xué)原理電化學(xué)應(yīng)用干電池第三頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)比分析原電池電解池能量轉(zhuǎn)化方式反應(yīng)類(lèi)型及是否自發(fā)AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液化學(xué)能→電能電能→化學(xué)能自發(fā)/非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可自發(fā)的氧化還原反應(yīng)角度一：能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)轉(zhuǎn)化第四頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)比分析AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液原電池電解池裝置不同直接判斷電極無(wú)外加直流電源有外加直流電源活潑金屬→負(fù)極；不活潑金屬或碳→正極電源負(fù)極→陰極；電源正極→陽(yáng)極AlMgNaOH溶液正極負(fù)極陰極陽(yáng)極正極負(fù)極角度二：裝置構(gòu)成和電極判斷第五頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)比分析AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液原電池電解池電子流向離子流向負(fù)極→正極陽(yáng)離子→正極；陰離子→負(fù)極陽(yáng)離子→陰極；陰離子→陽(yáng)極負(fù)極→陰極；陽(yáng)極→正極正極負(fù)極e-e-H+Na+

OH-Cl-OH-Cl-H+Na+陰極陽(yáng)極e-e-角度三：電子流向和離子流向第六頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)比分析AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液原電池電解池電極反應(yīng)類(lèi)型放電順序負(fù)極→氧化反應(yīng)正極→還原反應(yīng)陽(yáng)極→氧化反應(yīng)陰極→還原反應(yīng)陽(yáng)極：活性陽(yáng)極>

S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>……陰極：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>……角度四：電極反應(yīng)和放電順序第七頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日（2012福建）將右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合，下列判斷正確的是()A．Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．電子沿Zn→a→b→Cu路徑流動(dòng)C．片刻后甲池中c（SO42-）增大D．片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色鞏固練習(xí)A第八頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日電化學(xué)裝置的工作原理【歸納1】氧化還原觀電化學(xué)第九頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日考點(diǎn)2：電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

（2010山東高考）以鋁為陽(yáng)極，在H2SO4

溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜。寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式，并總結(jié)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的步驟.【典型例題1】【歸納】書(shū)寫(xiě)步驟

2Al

—

Al2O3

反應(yīng)物---生成物得失電子數(shù)

2Al

—

Al2O3

-6e-

2Al

—

Al2O3

-6e-+6H+配平電荷

2Al

==

Al2O3

-6e-+6H++3H2O配平原子第十頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日考點(diǎn)2：電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

規(guī)律提升：列物質(zhì)→判斷電極的反應(yīng)物、產(chǎn)物標(biāo)得失→分析化合價(jià)的升降，找出得失電子數(shù)(1)配平電荷(2)配平原子看環(huán)境配守恒→第十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日燃料電池是將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置。請(qǐng)寫(xiě)出甲烷燃料電池在堿性條件下，負(fù)極電極反應(yīng)式：CH4-8e-+10OH-

=CO32-+7H2O

重點(diǎn)突破PbSO4+2e-=Pb+SO42-鉛蓄電池是一種典型的可充電電池，電池總反應(yīng)式為：

Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O請(qǐng)寫(xiě)出其充電時(shí)陰極反應(yīng)式：化學(xué)電源干電池鉛蓄電池燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)第十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日能力提升以鐵為陽(yáng)極電解濃氫氧化鈉溶液，制備FeO42-,陽(yáng)極電極反應(yīng)為：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O電解應(yīng)用物質(zhì)制備電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)第十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日考點(diǎn)2：電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

【練一練】1、（2008山東高考改編）MnO2的生產(chǎn)方式之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是__________________反應(yīng)物---產(chǎn)物Mn2+—MnO2得失電子數(shù)Mn2+

-2e-—

MnO2配平原子Mn2+

+2H20-2e-

=MnO2+4H+配平電荷Mn2+

-2e-—

MnO2+4H+1、【2012濰坊二?！堪钡暮铣墒亲钪匾幕どa(chǎn)之一，直接供氨式堿性燃料電池的反應(yīng)為4NH3+3O2=2N2+6H2O,試寫(xiě)出電池的負(fù)極反應(yīng)式為，__________________從理論上分析該電池工作過(guò)程中________

(填需要或不需要)補(bǔ)充堿（KOH）2NH3+6OH-—6e-=N2+6H2O不需要第十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日（2012·青島一模）一種新型燃料電池，一極通入空氣，一極通入CH3OH(g)，電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2－。則在該熔融電解質(zhì)中，O2－向________（填“正”或“負(fù)”)極移動(dòng)，電池負(fù)極電極反應(yīng)為：________________；考點(diǎn)2：電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

（2012·泰安一模）用Na2CO3熔融鹽作電解質(zhì)，CO、O2為原料組成的新型電池的研究取得了重大突破。該電池示意圖如右：負(fù)極電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________，為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。A物質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)______________。負(fù)CH3OH＋3O2-

–6e-=

CO2＋2H2OCO＋CO32-

–2e-=

2CO2CO2第十五頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日

在我國(guó)，每年約有30%的鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢,

損失高達(dá)2800億人民幣，約占GDP的4%.第十六頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日裝置簡(jiǎn)圖吸氧腐蝕探尋本質(zhì)AFeCNaCl溶液模擬鋼鐵的最主要腐蝕方式：溶液酸性較強(qiáng)時(shí)AFeC鹽酸溶液第十七頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日123犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法/外加電流的陰極保護(hù)法改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),如不銹鋼(摻雜Ni,Cr等)在金屬表面覆蓋保護(hù)層,如涂油、刷漆、電鍍等電化學(xué)防護(hù)改變微觀結(jié)構(gòu)隔絕空氣、水等梳理回顧列舉常用金屬防護(hù)措施第十八頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日考點(diǎn)3：電化學(xué)原理的應(yīng)用

【典型例題1】A．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B．圖b中，開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí)，Cu-Zn合金的腐蝕速率減小C．圖c中，接通開(kāi)關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D．圖d中，Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的(2012山東高考)下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是（）

B第十九頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日例1.[改編題]粗鎳中含有少量Fe，Zn，Cu，Pt等雜質(zhì)，可用氫氧燃料電池電解制備高純度鎳，說(shuō)法正確的是

（已知氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+）a、電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。b、粗鎳接該燃料電池通入O2的一極，發(fā)生氧化反應(yīng)。c、電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少和陰極質(zhì)量的增加相等。d、電解后，溶液中存在的陽(yáng)離子有Fe2+和Zn2+Cu2+。e、利用陽(yáng)極泥可以回收Pt、Cu等金屬?？键c(diǎn)3：電化學(xué)應(yīng)用be鞏固提升第二十頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日考點(diǎn)3：電化學(xué)應(yīng)用鞏固提升（2012煙臺(tái)一模）13．氯堿工業(yè)常利用陽(yáng)離子交換膜電解食鹽水，下列說(shuō)法不正確的是()A．隨著電解的進(jìn)行，c(NaCl)降低，需不斷補(bǔ)充飽和食鹽水B．電解過(guò)程中采用增大陽(yáng)極區(qū)溶液pH的方法，可以減少Cl2在水中的溶解量C．陽(yáng)離子交換膜的作用是阻止OH-移向陽(yáng)極，以使氫氧化鈉在陰極區(qū)富集D．陽(yáng)極表面用鈦氧化物涂層處理，目的是降低電解產(chǎn)物Cl2對(duì)電極的腐蝕B第二十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日電解池原理Text原電池原理化學(xué)能電能本專(zhuān)題思維導(dǎo)圖電冶金氯堿工業(yè)電鍍電解精煉外加電流的陰極保護(hù)法判斷兩極活潑性加速氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)各種化學(xué)電源鋼鐵吸氧/析氫腐蝕犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法應(yīng)用應(yīng)用轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化觀氧化還原觀總結(jié)提升第二十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日

當(dāng)堂練習(xí)FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-

CD3.2.1.第二十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日謝謝大家第二十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日(2009·山東理綜)29、Zn—MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是_____。電池工作時(shí)，電子流向________(填“正極”或“負(fù)極”)。（2008·山東理綜)

29、以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入CO2和O2時(shí)，電解質(zhì)是熔融下的碳酸鹽，CO32-移向電池的

（填正或負(fù)）極（2012·山東理綜)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說(shuō)法正確的是a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c．溶液中Cu2＋向陽(yáng)極移動(dòng)d．利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬（2012·山東理綜)

電解NaCl溶液得到22.4LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，理論上需要轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子(NA表示阿伏加德羅常數(shù))電化學(xué)原理的考查第二十五頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日電極方程式的書(shū)寫(xiě)(2008)

已丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入CO2和O2時(shí)，電解質(zhì)是熔融下的碳酸鹽，電池正極反應(yīng)式為_(kāi)_____。

(2009)MnO2的生產(chǎn)方式之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是______。(2010)以鋁材為陽(yáng)極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_(kāi)_____。(2011)鈉硫高能電池，該電池的工作溫度為320℃左右，電池反應(yīng)為2Na+xS＝Na2Sx，正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____。(2012)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+