第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 復(fù)習(xí)課件

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)

復(fù)習(xí)課件第一頁，共三十九頁。第二頁，共三十九頁。一、原電池1.原電池的形成條件基礎(chǔ)知識(shí)梳理第三頁，共三十九頁。2.原電池的工作原理第四頁，共三十九頁。3.電極反應(yīng)式的書寫第五頁，共三十九頁。4.原電池原理的應(yīng)用第六頁，共三十九頁。5.常見的化學(xué)電源（1）一次電池（堿性鋅錳干電池）。正極（C）：2MnO2+2H2O+2e-====2MnOOH+2OH-負(fù)極（Zn）：Zn+2OH--2e-====Zn（OH）2總反應(yīng)式：Zn+2MnO2+2H2O====Zn（OH）2+2MnOOH第七頁，共三十九頁。（2）二次電池（鉛蓄電池）。放電時(shí)：負(fù)極：Pb+SO42--2e-====PbSO4正極：PbO2+SO42-+4H++2e-====PbSO4+2H2O總反應(yīng)式：PbO2+Pb+2H2SO4====2PbSO4+2H2O充電時(shí)：陰極：與外接電源負(fù)極相連PbSO4+2e-====Pb+SO42-陽極：與外接電源正極相連PbSO4+2H2O-2e====PbO2+SO42-+4H+總反應(yīng)式：2PbSO4+2H2O====PbO2+Pb+2H2SO4第八頁，共三十九頁。（3）氫氧燃料電池。酸性電解液：正極：O2+4H++4e-====2H2O

負(fù)極：2H2-4e-====4H+

總反應(yīng)式：O2+2H2====2H2O堿性電解液：正極：O2+2H2O+4e-====4OH-

負(fù)極：2H2+4OH--4e-====4H2O

總反應(yīng)式：O2+2H2====2H2O第九頁，共三十九頁。6.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕第十頁，共三十九頁。二、電解池1.電解池的形成條件第十一頁，共三十九頁。2.電解池的工作原理第十二頁，共三十九頁。3.電極反應(yīng)式的書寫第十三頁，共三十九頁。4.電解原理的應(yīng)用（1）電解食鹽水。陰極：2H++2e-====H2↑；陽極：2Cl--2e-====Cl2↑總反應(yīng)式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

電解====第十四頁，共三十九頁。（2）銅的電解精煉。陽極：Fe-2e-====Fe2＋Zn-2e-====Zn2＋Ni-2e-====Ni2＋Cu-2e-====Cu2+（主要）陰極：Cu2++2e-====Cu（3）電鍍（鍍件上鍍鋅）。陰極：Zn2++2e-====Zn陽極：Zn-2e-====Zn2+第十五頁，共三十九頁。5.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律（1）電解無氧酸（HF除外）或不活潑金屬無氧酸鹽的水溶液時(shí)，其實(shí)質(zhì)是電解電解質(zhì)。如電解CuCl2溶液時(shí)：陰極：Cu2++2e-====Cu陽極：2Cl--2e-====Cl2↑總反應(yīng)：CuCl2Cu+Cl2↑

電解====第十六頁，共三十九頁。（2）電解某些強(qiáng)含氧酸、強(qiáng)堿、某些活潑金屬含氧酸鹽的水溶液時(shí)，實(shí)際上是電解水。如電解H2SO4溶液時(shí)：陰極：4H++4e-====2H2↑陽極：4OH--4e-====2H2O+O2↑總反應(yīng)：2H2O2H2↑+O2↑

電解====第十七頁，共三十九頁。（3）電解活潑金屬無氧酸鹽的水溶液時(shí)（如NaCl、KBr），電解質(zhì)和水都參加反應(yīng)，陽極產(chǎn)物是非金屬單質(zhì)，陰極產(chǎn)物是H2同時(shí)生成堿（OH-）。如電解NaCl溶液時(shí)：陰極：2H++2e-====H2↑陽極：2Cl--2e-====Cl2↑總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

電解====第十八頁，共三十九頁。（4）電解某些不活潑金屬含氧酸鹽的水溶液時(shí)（如CuSO4、AgNO3），電解質(zhì)和水都參加反應(yīng)，陰極產(chǎn)物是不活潑金屬單質(zhì)，陽極產(chǎn)物是O2同時(shí)生成酸（H+）。如電解CuSO4溶液時(shí)：陰極：Cu2++2e-====Cu陽極：4OH--4e-====2H2O+O2↑總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4

電解====第十九頁，共三十九頁。6.金屬的防護(hù)（1）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金。（2）涂保護(hù)層，如涂油漆、搪瓷、電鍍、覆蓋塑料等。（3）電化學(xué)保護(hù)法。①犧牲陽極的陰極保護(hù)法，如在鋼鐵制品上連接鋅塊。②外加電流的陰極保護(hù)法，將金屬制品連接到電源負(fù)極上。第二十頁，共三十九頁。知識(shí)體系構(gòu)建第二十一頁，共三十九頁。1.原電池原理考查“五要素”（1）正負(fù)極確定。一般較活潑金屬作負(fù)極。（2）電極反應(yīng)類型判斷。負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。（3）電子移動(dòng)方向。電子由負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流向正極。知識(shí)要點(diǎn)精析原電池原理及化學(xué)電源第二十二頁，共三十九頁。（4）離子移動(dòng)方向。陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。（5）電極產(chǎn)物的判斷。較活潑金屬在負(fù)極失去電子生成金屬陽離子，較不活潑的金屬陽離子或H＋在正極得電子析出金屬或H2。第二十三頁，共三十九頁。2.化學(xué)電源新型化學(xué)電源，特別是可充電電池和燃料電池是高考的熱點(diǎn)，試題往往起點(diǎn)高、新穎，陌生度高，但落點(diǎn)低，判斷或填空的項(xiàng)目均是原電池原理考查的“五要素”，因此要深刻理解原電池原理，同時(shí)要注意可充電電池放電時(shí)是原電池，充電時(shí)是電解池，且放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)與充電時(shí)的陰極反應(yīng)相反，同樣，放電時(shí)的正極反應(yīng)與充電時(shí)的陽極反應(yīng)相反。第二十四頁，共三十九頁。【典例1】如圖所示，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極質(zhì)量減少，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說法錯(cuò)誤的是（

）A.B極為原電池的正極B.A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸C.C中陽離子向A極移動(dòng)D.A極發(fā)生氧化反應(yīng)C第二十五頁，共三十九頁?！镜淅?】人造地球衛(wèi)星用到的一種高能電池——銀鋅蓄電池，它在放電時(shí)的電極反應(yīng)式為：Zn+2OH--2e-====ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e-====2Ag+2OH-，下列敘述中，正確的是（

）A.Ag2O是負(fù)極，并被氧化。B.電流由鋅經(jīng)外電路流向氧化銀。C.工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液pH減小。D.溶液中OH-向正極移動(dòng)。C第二十六頁，共三十九頁。電解池原理考查“五要素”1.陰陽極的判斷與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極，與電源正極相連的是電解池的陽極。2.電極反應(yīng)類型的判斷陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。第二十七頁，共三十九頁。3.電子移動(dòng)方向電子由電源的負(fù)極流出，流向電解池的陰極（電池內(nèi)電路靠離子定向移動(dòng)完成），電子再由電解池的陽極流出，流回電源的正極。4.離子移動(dòng)方向陽離子流向陰極，陰離子流向陽極。5.電極產(chǎn)物的判斷金屬溶解或產(chǎn)生Cl2、O2的一極是陽極，析出金屬或產(chǎn)生H2的一極是陰極。第二十八頁，共三十九頁?！镜淅?】如圖所示，a、b是兩根石墨棒。下列敘述正確的是（

）A.a是正極，發(fā)生還原反應(yīng)。B.b是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)。C.稀硫酸中硫酸根離子的物質(zhì)的量不變。D.往濾紙上滴加酚酞溶液，a極附近顏色變紅。C第二十九頁，共三十九頁。【典例4】用惰性電極實(shí)現(xiàn)下列電解實(shí)驗(yàn)，其說法正確的是（

）A.電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液的pH不變。B.電解稀氫氧化鈉溶液，陽極消耗OH－，故溶液的pH減小。C.電解硫酸鈉溶液，陰極和陽極析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2：1D.電解氯化銅溶液，通電一段時(shí)間后，向溶液中加入適量的CuO或CuCO3均可使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)。C第三十頁，共三十九頁。金屬腐蝕與防護(hù)1.金屬失電子被腐蝕，構(gòu)成原電池會(huì)加快腐蝕，根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性把電化學(xué)腐蝕分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕，金屬腐蝕中以電化學(xué)腐蝕更普遍，電化學(xué)腐蝕中以吸氧腐蝕更普遍。2.金屬防護(hù)的通常做法是加保護(hù)層，使金屬與能引起金屬腐蝕的物質(zhì)隔離，切斷形成原電池的條件。為使保護(hù)效果更好，通常采用電化學(xué)防護(hù)，即犧牲陽極的陰極保護(hù)法和外加電源的陰極保護(hù)法。

第三十一頁，共三十九頁。【典例5】下列敘述中不正確的是（

）A.金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍。B.鋼鐵在干燥空氣中不易被腐蝕。C.用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鉚釘易被腐蝕。D.原電池中電子由正極流入負(fù)極。D第三十二頁，共三十九頁。【典例6】某鐵件需長期浸于水下，為了減少腐蝕，想采取下列措施，其中正確的有（

）A.給鐵件鉚上一些鉛板。B.給鐵件通入直流電，把鐵件與電源正極連接。C.在制造鐵件時(shí)，在鐵中摻入一定比例的銅制成合金。D.在鐵件表面涂上一層較厚的瀝青。D第三十三頁，共三十九頁。

電化學(xué)綜合應(yīng)用1.原電池和電解池組合裝置的分析如該裝置圖中，左圖是原電池，右圖是電解池。第三十四頁，共三十九頁。分析方法：根據(jù)原電池中兩電極金屬的活動(dòng)性順序先確定原電池的正負(fù)極，再根據(jù)與負(fù)極相連的是電解池的陰極，與正極相連的是電解池的陽極，繼而判斷分析各電極的電極反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，有時(shí)也反向推斷。第三十五頁，共三十九頁。2.多個(gè)電解池串聯(lián)組合裝置的分析如該裝置圖中，是兩個(gè)電解池串聯(lián)組合。分析方法：根據(jù)外接電源的正負(fù)極判斷出各個(gè)電極的類型，繼而根據(jù)離子放電順序?qū)懗龈鱾€(gè)電極的電極反應(yīng)式，并分析相關(guān)問題。第三十六頁，共三十九頁?！镜淅?】新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液的電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示。第三十七頁，共三十九頁?！镜淅?】化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組在學(xué)習(xí)化學(xué)電源和氯堿工業(yè)的相關(guān)知識(shí)后，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，他們設(shè)計(jì)組裝了