选修4电化学基础复习总结

归纳与整理-全章知识复习§1原电池§2化学电源§4金属的电化学腐蚀与防护电化学基础§3电解池氧化还原反应化学能转化为电能，自发进行电能转化为化学能，外界能量推动第四章知识结构1、池型的判断有外加电源一定为电解池，无外加电源可能为原电池（依据构成条件判断）；多池组合时，一般含活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下的电解池。一、原电池与电解池的比较及判断：3、电解池放电顺序的判断阳极放电：1）惰性电极：则溶液中阴离子放电。2）非惰性电极：电极材料首先失电子。阴极放电：电极材料受保护，溶液中阳离子放电。2、电极的判断原电池，看电极材料，电解池看电源的正负极。阴极：氧化性强的阳离子先得电子金属越不活泼,对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。阳极：还原性强的阴离子先失电子Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（先于H+放电）Pb2+Sn2++Fe2+Zn2+浓度大时先于H+放电H+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+水中H+先放电金属（除Pt、Au）S2－I－Br－Cl－OH－含氧酸F－金属阳极先放电，离子后放电放电顺序装置原电池电解池实例原理形成条件电极名称电子流向电流方向电极反应能量转化应用发生氧化还原反应，从而形成电流电流通过引起氧化还原反应两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应直流电源、电极（惰性或非惰性）、电解质（水溶液或熔融态）、形成闭合回路由电极本身决定正极：流入电子负极：流出电子由外电源决定阳极：连电源正极阴极：连电源负极（外电路）负极→正极电源负极→阴极→阳极→电源正极（外电路）正极→负极电源正极→阳极→阴极→电源负极负极：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极：2H++2e-=H2↑（还原原应）阳极：2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原反应)化学能→电能电能→化学能设计电池、金属防腐氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼铜锌原电池电解氯化铜4、判断溶液的pH变化：先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。（1）如果只产生氢气而没有氧气，只pH变大；（2）如果只产生氧气而没有氢气，只pH变小；（3）如果既产生氢气又产生氧气①若原溶液呈酸性则pH减小；②若原溶液呈碱性pH增大；③若原溶液呈中性pH不变。电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解类型举例电极反应溶液PH变化溶液复原方法物质类别实例仅溶剂水电解仅溶质电解溶质和溶剂同时电解含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl阳极：4OH-→4e-→O2↑+2H2O阴极：4H++4e-→2H2↑减小增大不变H2O阳极：2Cl-→2e-＋Cl2↑阴极：2H++2e-→H2↑增大HCl不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极：2Cl-→2e-→Cl2↑阴极：Cu2++2e-→Cu增大CuCl2活泼金属的无氧酸盐KCl阳极：2Cl-→2e-→Cl2↑阴极：2H++2e-→H2↑增大HCl不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极：4OH-→4e-→O2↑+2H2O阴极：2Cu2++4e-→2Cu减小CuO1.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的A练习举例：1、a极变细，b极变粗：2、a极变细，b极有气泡：3、a极变粗，b极有气泡：4、a极有气泡,b极有气泡，且气体体积比为2：15、a极有气泡,b极有气泡;阴极加酚酞变红拓展练习①电极：阳极——镀层金属阴极——待镀金属制品二、电解池的应用----电镀及氯碱工业待镀制品铜片硫酸铜溶液②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。③电解质溶液：溶液中CuSO4的浓度保持不变。1、电镀⒉氯碱工业原理氯碱工业（离子膜法）+－精制饱和NaCl淡盐水Cl2H2NaOH溶液H2O含少量NaOHCl－Cl2H+OH－Na+Na+交换膜2、下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验数天后数天后图一图二（1）上述两装置中铁钉发生变化的共性是：（2）图一说明原溶液呈性，铁钉发生腐蚀，电极反应为：（3）图二说明原溶液呈性，铁钉发生腐蚀，电极反应为：发生了原电池反应中性或弱碱吸氧负极：Fe-2e-=Fe2+；正极：2H2O+O2+2e-=4OH-负极：Fe-2e-=Fe2+；正极：2H++2e-=H2↑较强酸性析氢练习三、电解池及原电池的应用----金属的防护1）金属腐蚀快慢的判断2）金属的防护方法①改变金属内部结构②覆盖保护层③电化学保护法外加电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法①电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀②同一种金属的腐蚀：强电解质弱电解质非电解质③活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。④对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3·nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱或碱性电极反应负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系3.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢顺序.FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水)B(海水)C(海水)D(海水)FeSnF(天然水)E(海水)DEFACB拓展练习4、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（1）试写出放电时的正、负极反应式正极:______________________________________负极:______________________________________（2）试写出充电时的阳、阴极反应式阳极:______________________________________阴极:______________________________________PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+SO42-－2e-=PbSO4练习PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-PbSO4+2e-=Pb+SO42-四、原电池电解池的应用----可充电电池阴极：正极：还原反应极→得电子极→电子流入极放电：原电池充电：电解池负极：阳极：氧化反应极→电子流出极失电子极→氧化反应极失电子极→电子流出极→还原反应极得电子极电子流入极→此电池放电时，负极发生反应的物质为A．AgB．Zn(OH)2C．Ag2OD．Zn充电放电2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O5．银锌电池广泛用于电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：D拓展练习1．如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是A、P是电源的正极B、F极上发生的反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑C、电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应D、通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变B巩固练习2．如图为一种钮扣微型电池，其电极分别为Ag2O和Zn电解质溶液是KOH溶液，俗称银锌电池，该电池的电极反应式为：Zn+Ag2O==ZnO+2Ag根据以上提供的资料，判断下列说法正确的是A、锌为负极，Ag2O为正极；B、放电时正极附近溶液的PH值升高；C、放电时负极附近溶液的PH值升高；D、溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动。AB巩固练习6．为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是A．X是正极，Y是负极B．X是负极，Y是正极C．CuSO4溶液的PH值逐渐减小D．CuSO4溶液的PH值不变a•XY•bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC练习7、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是A．a电极是负极B．b电极的电极反应为：4OH—－4e→2H2O+O2C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D．氢氧燃料电池是一种只能将氧化剂和燃料全部储藏在电池内的发电装置BD8．一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6+7O2+8KOH==4K2CO3+10H2O，有关此电池的推断正确的是A．负极反应为14H2O+7O2+28e-==28OH-B．放电一段时间后，负极周围的pH减低C．每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14molD．放电过程中KOH的物质的量浓度不变BC练习FeCu氯化铜溶液氯化铜溶液CuC氯化铜溶液CuC9、写出下列装置的极反应，并标明氧化反应、还原反应ABDCFeCu氯化钠溶液（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe10、写出下列装置的极反应，并判断A、B、C溶液PH值的变化。难溶于水的电解质溶于某些盐溶液如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液思考与交流用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸和NH4Cl溶液的原因解释在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq)加入盐酸时，H＋中和OH-,使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解加入NH4Cl时，NH4＋水解，产生的H＋中和OH－,使c(OH－)减小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解估题１根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池并画图：Fe+2Fe3+=3Fe2+要求：（1）用烧杯装液体和用盐桥连接。（2）注明原电池的正极和负极并在外电路用箭头标明电子的流向。（3）写出两个电极上的电极反应式：正极：_________________________负极：__________________________Fe3++e-=Fe2+__Fe-2e-=Fe2+_