课件高三高考化学二轮复习2009年广东地区化学科化学专题--电化学基础优秀课件

电化学基础复习要求：正确区别原电池、电解池、电镀池的不同，掌握原电池、电解规律的应用及有关电解计算的方法和技巧。知识概括：一个反应：氧化还原反应两个转化：化学能和电能的相互转化三个条件：原电池、电解池的形成条件四个池子：原电池、电解池、电镀池、精炼池一、原电池化学电源内容：必修2P39～46选修4P71～78高考直通车P171～1762、原电池反应原理及工作原理:Zn-2e-=Zn2+氧化反应2H++2e-=H2还原反应+++---失e-阳离子移向阴离子移向电流负极正极电解质溶液一、原电池原理及其应用1、原电池概念：化学能转变为电能的装置原电池反应原理：通过自发的氧化还原反应，把化学能转化为电能。3、原电池形成的一般条件:ZnCuH2SO4溶液Ae-（1）两极负极：正极：活动性强的金属，失电子，发生氧化反应活动性较弱的金属或能导电的非金属（或化合物）（2）有自由移动的带电粒子（根据电解材料，可选择酸、碱、盐溶液作为组成的电解质溶液）（溶液或浆状物）（3）形成闭合回路课本p71图4－1（有活动性差）练习：找出下列能组成原电池的装置？指出其电极及方程式(F)NH4Cl溶液稀H2SO4(D)(E)NaCl溶液酒精(B)(A)CuSO4溶液(C)KOH溶液Ag2OAlGH一、仅有一电极材料参加反应二、两电极材料均参加反应如图所示，氢氧燃料电池两电极均由多孔碳组成。通入气体在电极表面放电，总反应式为:2H2+O2=2H2O，写出酸性和碱性介质中的电极反应式。三、电极材料均不参加反应原电池电极反应式的书写（3）得失电子后生成的离子与溶液中的哪些微粒能反应。基本的思路、方法：（1）谁得电子（正极）（2）谁失电子（负极）例题：熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在6500C下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式。阳极反应式：2CO+2CO32-=4CO2+4e-阴极反应式：_____________________总反应式：_______________________O2+2CO2+4e-2CO32-2CO+O22CO2原电池电极反应式的书写（3）得失电子后生成的离子与溶液中的哪些微粒能反应。技巧：注意抓住总反应方程式考虑。基本的思路、方法（1）谁得电子（正极）（2）谁失电子（负极）4、微粒变化5、应用（1）提供电源（能量）（2）区别金属活性（3）加快反应速率（4）保护某些金属题1的原电池中，PH会变小的是（），PH会变大的是（）。思考：有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，请你用原电池的有关知识对该燃料电池进行分析。再思考：有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（）①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-②负极上CH4失去电子，电极反应式为：CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O③负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-④电池放电后，溶液PH不断升高。A.①②B.①③C.①④D.③④A二、电解原理及其应用内容：选修4P85～89高考直通车P176～182思考题：CuCl2溶液中存在的离子有：__________阴极：Cu2++2e-=Cu①阴极上有红色物质析出；②阳极有黄绿气体产生。阳极：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应）（还原反应）c(Cu2+)↓、c(H+)不变c(Cl-)↓、c(OH-)不变CuCl2=Cu+Cl2↑电解CCCu2＋H＋Cl－OH－现象：反应原理：结果：微粒变化：总反应式：能量变化：电能→化学能提供e-发生氧还反应电解池1、反应原理：使电流通过电解质溶液在阴、阳两极引起氧化还原反应。2、组成条件：①电源（直流）②两极惰性电极（不发生反应）如：C、Pt、Au等非惰性电极（Fe、Cu等金属）阳极反应，阴极不反应。③自由移动的带电粒子3、电解池反应原理及工作原理:Cl－-2e-=Cl2氧化反应Cu2＋+2e-=Cu还原反应+++---阳离子(Cu2＋H＋)移向阴离子(Cl－OH－)移向电解池反应原理：借助于电流引起氧化还原反应，把电能转变为化学能，电解法是最强有力的氧化还原手段。阳极Pt阴极Pt电解质溶液CuCl2溶液e-e-电解质溶液的导电过程就是其电解过程3、离子在电极上的放电顺序：阳极：S2-I-Br-Cl-OH-SO42-阴极：Ag+Cu2+H+Fe2+Zn2+活性电极：金属阳极先失电子反应4、解题思路AgNO3=Ag++NO3-H2OH++OH-通电前通电后阴极：Ag++e-=Ag微粒变化：PH↓、C(离子)阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑总反应式：4AgNO3+2H2O=4Ag↓+4HNO3+O2↑通电5、计算电子守恒电荷守恒质量守恒（电解的总反应式）两极产物、溶液的微粒浓度变化原电池和电解池的区别：1、原电池的原理是什么？负极：发生氧化反应（失电子）正极：发生还原反应（得电子）原电池正负极应根据氧化还原反应确定，活泼金属不一定是负极。原电池原理：通过自发的氧化还原反应，把化学能转化为电能。2、电解池的原理是什么？负极（e-）→阴极（还原反应）←（溶液中）阳离子正极←（e-）阳极（氧化反应）←（溶液中）阴离子电解原理：使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发生氧化还原反应，从而把电能转化化学能.练习：用石墨作电极电解下列溶液后，溶液复原需加入的物质分别是：①NaNO3（）②HCl（）③Cu(NO3)2（）④NaCl（）⑤KOH（）工作一段时间后溶液PH增大的是（）②④⑤H2O通入HClCuO通入HClH2O思考题：用惰性电极电解时如何判断溶液的浓度变化？PH值变化？电解后怎样对溶液复原？注意电极反应及总反应的书写。Ⅰ与Ⅲ区结合：Ⅰ与Ⅳ区结合：Ⅱ与Ⅲ区结合：Ⅱ与Ⅳ区结合：阳极：活泼电极S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根ⅠⅢⅡⅣ阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+(大量)（少量，来自于水）电解本身型如CuCl2放氢生碱型如NaCl放氧生酸型如CuSO4、AgNO3电解水型如Na2SO4H2SO4NaOH惰性电极电解规律：类型电解水型分解电解质型放H2生碱型放O2生酸型电极反应特点实例电解对象电解质浓度PH电解质溶液复原“出什么加什么”(加入阴阳两极逸出或析出)物质所对应的化合物①有氢有氧增原性;②无氢无氧减原性;③有氢无氧增碱性;④有氧无氢增酸性.增大减小水电解质本身电解质和水阴:4H++4e-=2H2↑阳:4OH--4e-=O2↑+2H2O电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电阴:水放H2生碱阳:电解质阴离子放电阴:电解质阳离子放电阳:水放O2生酸CuSO4NaClCuCl2HClNaOHH2SO4Na2SO41、某工厂电解车间的电极反应式是：Cu-2e－＝Cu2+；Cu2++2e－＝Cu（1）你认为该工厂生产何种产品？（2）该工厂还应用到________溶液①NaCl②CuCl2③CuSO4（3）画出原理简单装置图。③电镀铜、精炼铜（三）电解原理应用应用1:铜的电解精炼粗铜（含Zn、Fe）阳极：Cu—2e-=Cu2+阴极：Cu2++2e-=Cu杂质比铜活泼的Zn、Fe等：Zn—2e-=Zn2+Fe—2e-=Fe2+活泼性在铜之后的银、金等：还原性比铜差的，不能失去电子，它们以单质的形式留在溶液中，成为阳极泥。电解质溶液硫酸铜的浓度基本不变。应用2:电镀1、定义：利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程。2、装置铜镀件硫酸铜溶液阳极：Cu－2e-=Cu2+阴极：Cu2+＋2e-=Cu4、电镀的结果，电解质溶液的浓度保持不变。3、电镀材料的选择：阴极——镀件电镀液——含有镀层金属离子的溶液阳极——镀层金属1、用两支惰性电极插入500mLCuSO4溶液中，通电电解。当电解液的PH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出的固体质量大约是：A、64mgB、32mgC、16mgD、128mgC问:此时要把溶液恢复到原来状态应该加___________CuO2、在50mL0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解(不考虑水分蒸发)，则：⑴若两极均为铜片，试说明电解过程中溶液溶质浓度将怎样变化?。⑵若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是⑶如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电当电路中有0.01mol电子通过时，阴极增重g，阴极上的电极反应式是。不变0.32gZn－2e－＝Zn2+Cu2++2e－＝Cu3、怎样从粗盐水（含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）中制得精制食盐水？写出加入试剂顺序和相应的有关的离子方程式。思考:氯碱工业中，饱和食盐水为何要精制？如何精制？电解食盐水时为什么NaOH在阴极区产生？①加试剂的顺序要求是：a、Na2CO3必须在BaCl2之后；b、加入盐酸在过滤之后。②有多种选择:a、BaCl2、NaOH、Na2CO3、过滤、HCl；b、BaCl2、Na2CO3、NaOH、过滤、HCl；c、NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、HCl。离子交换膜+-①⑥④⑤③②3、上图是电解食盐水的装置，回答下列问题：（1）精制食盐水从_____流入；出来的物质③是，④是，⑤是（2）写出阴阳极的电极反应式和电解总反应式。（3）阳极室的_____离子移动到阴极室①Cl2H2NaOH溶液阴极：2H++2e－＝H2↑阳极：2Cl－+2e－＝Cl2↑Na+2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑电解思考题：有人说可以利用离子交换膜法，通过电解饱和硫酸钠溶液制取硫酸和烧碱，你认为可能吗？谈谈你的看法。Flash课件思考题：形成原电池、电解池的条件是什么？怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池？原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极和电解质溶液。多池组合判断：①无外电源：一池为原电池，其余为电解池②有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池金属的电化学腐蚀与防护1.金属腐蚀实质：M－ne-=Mn+（金属耗损）类型：条件：反应：实例：结果：电化学腐蚀化学腐蚀不纯金属＋电解质溶液金属＋氧化剂接触原电池反应，有电流直接氧还反应，无电流钢铁在潮湿空气里钢铁与Cl2接触较活泼金属耗损金属耗损条件：类型：反应：（+）（-）酸性较强析氢腐蚀2H++2e-=H2Fe-2e-=Fe2+酸性较弱或中性吸氧腐蚀2H2O+O2+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+电化学腐蚀的分类：（更普遍）金属腐蚀快慢：阳极负极正极阴极2.金属防腐方法变结构盖保护层电化学保护（外加电流、牺牲阳极）阴极永远是被保护的，阳极的还原性很强！已知铅蓄电池充放电的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O试写出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电极反应式。放电时：负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极：PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O充电时：阴极：PbSO4+2e-=Pb+SO42-阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+可逆电池电极反应式书写的关键是要弄清电解液是酸性还是碱性（H+和OH-不能乱用）然后是方向。已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应式为：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2，试写出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电极反应式。放电时：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-充电时：阴极：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-阳极：Ni(OH)2+2OH--2e-=NiO2+2H2O下列关于实验现象的描述不正确的是A．