高考一轮复习电化学基础.pptx

会计学1高考一轮复习高考一轮复习(fx)电化学基础电化学基础第一页，共36页。考纲定位1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2了解常见的化学电源的种类及工作原理。3了解电解池的工作原理及应用，能写电极反应和电池反应方程式。4发生电化学腐蚀的原因、危害及防止措施。第1页/共36页第二页，共36页。一、原电池1概念(ginin)把_转化为_的装置(zhungzh)。2构成条件(1)两个(lin )_电极。(2)将两个电极插入_中。(3)用导线连接电极形成_。(4)具有自发进行的_。化学能化学能电能电能活泼性不同的活泼性不同的电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路氧化还原反应氧化还原反应第2页/共36页第三页，共36页。3工作工作(gngzu)原理原理(以以 ZnCuSO4(aq)Cu 原电池为原电池为例例)离子离子(lz)(lz)方方程式：程式：动手动手1 1：在练习本上设计只用一个烧杯：在练习本上设计只用一个烧杯(shobi)(shobi)就能就能 实现该原电池的装置实现该原电池的装置( (不带盐桥不带盐桥) )。Zn + Cu2+=Cu + Zn2+第3页/共36页第四页，共36页。单液原电池的缺点单液原电池的缺点(qudin)(qudin)： 负极负极(fj)(fj)金属和反应溶液直接接触而反金属和反应溶液直接接触而反应，使电流转化效率不高，电流衰减较快。应，使电流转化效率不高，电流衰减较快。ACuSO4溶液溶液(rngy) Zn Cu第4页/共36页第五页，共36页。3工作工作(gngzu)原理原理(以以 ZnCuSO4(aq)Cu 原电池为原电池为例例)图图 3211带盐桥的双液原电池：带盐桥的双液原电池：1.1.负极区溶液一般用什么负极区溶液一般用什么? ? 负极金属的同离子溶液负极金属的同离子溶液2.2.正极区溶液用什么正极区溶液用什么? ? 反应溶液反应溶液3.3.盐桥的作用是什么？盐桥的作用是什么？ 导电并使溶液保持电中性导电并使溶液保持电中性4.4.双液原电池的优点？双液原电池的优点？ 提高电流效率，提供相对持提高电流效率，提供相对持续稳定续稳定(wndng)(wndng)的电流的电流第5页/共36页第六页，共36页。电极名称负极正极电极材料_电极反应_反应类型_电子流向由负极沿导线流向正极ZnCuZn2e=Zn2Cu22e=Cu氧化氧化(ynghu)反应反应还原还原(hun yun)反应反应第6页/共36页第七页，共36页。二、化学电源 1碱性锌锰干电池(dinch)一次电池(dinch)负极：_；正极：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH。电池(dinch)反应：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH。Zn2OH2e=Zn(OH)2第7页/共36页第八页，共36页。2铅蓄电池二次电池(强记)(1)构造：负极：铅；正极：二氧化铅；电解质溶液(rngy)：硫酸溶液(rngy)。(2)电极(dinj)反应。负极：_； 电池反应：PbO2Pb2H2SO4 2PbSO42H2O。 (3)优点：铅蓄电池是二次电池，可多次充电，反复利用。第8页/共36页第九页，共36页。3氢氧燃料电池(碱性介质中)（理解(lji)并强记）(1)构造：负极(fj)：氢气；正极：氧气；电解质溶液：氢氧化钾溶液(rngy)。(2)电极反应。负极：_。正极：_。电池反应：_。(3)优点：_(写一条)。 2H24OH4e=4H2O O24e2H2O=4OH 2H2O2=2H2O能量利用率高、无污染、原料来源广泛等第9页/共36页第十页，共36页。3氢氧燃料电池(rn lio din ch)(酸性介质中)(1)构造：负极：氢气；正极：氧气(yngq)；电解质溶液：稀硫酸溶液(rngy)。(2)电极反应。负极：_。正极：_。电池反应：_。(3)优点：_(写一条)。 2H24e=4H+ O24e 4H+ =2H2O 2H2O2=2H2O能量利用率高、无污染、原料来源广泛等第10页/共36页第十一页，共36页。三、电解(dinji)池1电解(dinji)原理(1)电解：使_通过电解质溶液(rngy)(或熔融的电解质)而在_引起(ynq)_的过程。(2)电解池：把电能转化为化学能的装置。(3)电极名称与电极反应。与电源正极相连的为_，发生_。与电源负极相连的为_，发生_。(4)电解池的构成：直流电源、电极、电解质、闭合回路。电流电流阴、阳两极阴、阳两极氧化还原反应氧化还原反应阳极阳极氧化反应氧化反应阴极阴极还原反应还原反应第11页/共36页第十二页，共36页。2电解(dinji) CuCl2 溶液图 3212阳极(yngj)：2Cl2e=Cl2；阴极：Cu22e=Cu。总反应：CuCl2 CuCl2。电解1.1.两极两极(lingj)(lingj)附近的现附近的现象？象？ 阴极：红色物质阴极：红色物质 阳极：黄绿色气体阳极：黄绿色气体2.2.如何检验阳极气体？如何检验阳极气体？ 湿润的淀粉碘化钾试纸湿润的淀粉碘化钾试纸第12页/共36页第十三页，共36页。四、电解(dinji)原理的应用1电解饱和食盐水(总方程式需强记(qin j)，能直接写出) (1)电极反应。 阳极：_；阴极：_。(2)总反应式：_。(3)应用：氯碱工业制_、_和_。2Cl2e=Cl22H2e=H22NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2电解电解氢气氢气(qn q)氯气氯气烧碱烧碱第13页/共36页第十四页，共36页。2电镀或电解精炼(jnglin)铜(强记且不能调乱)(1)两极材料：待镀金(d jn)属或精铜作_；镀层金属或粗铜作_。(2)电极反应(fnyng)：阳极：_；阴极：_。3冶炼金属(以冶炼 Na 为例)(1)电极反应：阳极：_；阴极：_。(2)总反应式：_。(3)应用：冶炼_等活泼金属。阴极阴极阳极阳极Cu2e=Cu2Cu22e=Cu2Cl2e=Cl22Na2e=2Na2NaCl(熔融熔融) 2NaCl2 电解电解钠、镁、铝钠、镁、铝 电解质溶液：电解质溶液：_含镀层金属的盐溶液或铜盐溶液含镀层金属的盐溶液或铜盐溶液第14页/共36页第十五页，共36页。五、金属的电化学腐蚀(fsh)与防护1金属的腐蚀(fsh)金属与周围的气体或液体物质发生_反应(fnyng)而引起损耗的现象(xinxing)。金属腐蚀的本质：_。(1)化学腐蚀：金属与接触的物质直接发生_而引起的腐蚀。(2) 电 化 学 腐 蚀 ： 不纯的金属 跟 电 解 质 溶 液接触发生_反应，较活泼的金属被氧化的腐蚀。(3)两种腐蚀往往_发生，但_腐蚀更普遍，速度快，危害更重。氧化还原氧化还原金属失金属失e-被氧化被氧化化学反应化学反应 原电池原电池 同时同时电化学电化学第15页/共36页第十六页，共36页。2电化学腐蚀(fsh)的分类(以铁的腐蚀(fsh)为例)(吸氧腐蚀(fsh)要强记)_腐蚀_腐蚀条件水膜_水膜_电极反应负极(Fe)_正极(C)_总反应_普遍性_腐蚀更普遍析氢析氢吸氧吸氧呈酸性呈酸性呈中性呈中性(zhngxng)或弱酸性或弱酸性Fe2e=Fe22Fe4e=2Fe22H2e=H2O24e2H2O=4OHFe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2吸氧吸氧第16页/共36页第十七页，共36页。3.金属(jnsh)的防护方法(1)加防护(fngh)层，如_。(2)改变_。(3)电化学保护法。牺牲阳极的阴极保护法利用(lyng)_原理，_极被保护。如在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼的金属如锌，让被保护的金属作原电池的正极。外加电流的阴极保护法利用_原理，_极被保护。如用被保护的钢铁设备作阴极，惰性电极作阳极，外接直流电源。涂油漆、覆盖陶瓷、电镀、金属钝化等涂油漆、覆盖陶瓷、电镀、金属钝化等金属的内部结构，如将普通钢制成不锈钢金属的内部结构，如将普通钢制成不锈钢原电池原电池正正电解池电解池阴阴第17页/共36页第十八页，共36页。【基础(jch)导练】1用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述(xsh)正确的是()。在外电路中，电流由铜电极(dinj)流向银电极(dinj)；正极反应为：Age=Ag；实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作；将铜片浸入 AgNO3 溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同。ABCD第18页/共36页第十九页，共36页。答案(d n)：C 解析：在原电池中，活动性强的金属Cu作负极，而Ag作正极(zhngj)，电流由正极(zhngj)流向负极；负极反应式：Cu2e=Cu2；正极(zhngj)反应式：2Ag2e=2Ag；总反应式：Cu2Ag=2AgCu2；取出盐桥后形成断路，原电池停止工作。第19页/共36页第二十页，共36页。2可用于电动汽车的铝空气燃料电池(rn lio din ch)，通常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列(xili)说法正确的是()。A以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时，正极(zhngj)反应都为： C以 NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的 pH 保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极O22H2O4e=4OH B以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3e=Al(OH)3第20页/共36页第二十一页，共36页。答案(d n)：A 解析：无论在中性还是碱性电解质溶液中，正极反应都为：O22H2O4e=4OH，负极反应，中性条件(tiojin)下：Al3OH3e=Al(OH)3，碱性条件(tiojin)下：Al4OH3e= 2H2O(碱性条件(tiojin)下，电解质NaOH参与反应被消耗，pH减小)；外电路中电子由负极流向正极。第21页/共36页第二十二页，共36页。=Ni(OH)2OH，故答案(d n)选 D。解析：充电时与外界电源正极相连的为阳极(yngj)，发生氧化反应，而该极在放电时发生的是还原反应，即 NiO(OH)H2Oe 3(2011年全国高考)一种充电电池放电时的电极反应为：H22OH2e=2H2O；NiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OH。当为电池充电时，与外电源正极(zhngj)连接的电极上发生的反应是()。DAH2O的还原 BNiO(OH)的还原CH2的氧化 DNi(OH)2的氧化第22页/共36页第二十三页，共36页。4下列说法(shuf)正确的是()。A金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原(hun yun)的过程B 钢铁(gngti)吸氧腐蚀时，负极反应式为：2H2OO24e=4OHC镀锌铁皮的镀层损坏后，铁更容易腐蚀D氯碱工业中，阳极发生的反应为：2Cl2e=Cl2解析：A 中金属腐蚀是被氧化；B 中钢铁发生吸氧腐蚀时，氧气在正极得到电子，发生还原反应；C 中镀锌铁皮的镀层损坏后，形成锌铁原电池，锌作负极被腐蚀，铁被保护。D第23页/共36页第二十四页，共36页。图 3213 5Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计(shj)的制取Cu2O的电解池示意图如图3213，电解总反应：2CuH2O=Cu2OH2。下列说法正确的是()。第24页/共36页第二十五页，共36页。A石墨电极(dinj)上产生氢气B铜电极(dinj)发生还原反应C铜电极(dinj)接直流电源的负极D当有 0.1 mol 电子(dinz)转移时，有 0.1 mol Cu2O 生成解析：铜与直流电源正极相连作阳极，发生氧化反应；石墨作阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气；生成 0.1 mol Cu2O转移电子 0.2 mol。答案：A第25页/共36页第二十六页，共36页。 离子(lz)浓度逐渐增大题组一 原电池原理1在盛有稀 H2SO4的烧杯(shobi)中放入用导线连接的锌片和铜)。片，下列(xili)叙述正确的是(A正极附近的 B电子通过导线由铜片流向锌片C正极有 O2逸出D铜片上有 H2逸出D第26页/共36页第二十七页，共36页。2如图 32111 所示的装置，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线(minxin)将其悬吊在盛水的烧杯中，使之平衡。小心地向烧)。杯中央滴入 CuSO4溶液(rngy)，片刻后可观察到的现象是(A铁圈和银圈左右摇摆不定B保持平衡状况C铁圈向下倾斜D银圈向下倾斜图 32111解析：构成原电池，铁作负极(fj)不断溶解，银作正极会有铜析出，所以银圈向下倾斜。D第27页/共36页第二十八页，共36页。题组二 化学电源3碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广泛应用。锌锰电池以氢氧化钾溶液(rngy)为电解液，电池总反应式为：Zn(s)2MnO2(s)2H2O(l)=Zn(OH)2(s)2MnOOH(s)。下列说法(shuf)错误的是()。 B电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极(fj)C电池工作时，锌失去电子D外电路中每通过 0.2mol 电子，锌的质量理论上减少 6.5g解析：原电池工作时，外电路中电子由负极(fj)流向正极。BA负极的电极反应式为：Zn2e2OH=Zn(OH)2第28页/共36页第二十九页，共36页。4科学家近年来研制出一种新型细菌(xjn)燃料电池，利用细菌(xjn)将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极(fj)反应为()。解析(ji x)：电解液为酸性，故 A 错，负极通入氢气，正极通入氧气，故 B、D 错。CAH22OH2e=2H2OBO24H4e=2H2OCH22e=2HDO22H2O4e=4OH第29页/共36页第三十页，共36页。5(2011 年广东广州模拟(mn)电解法精炼含有 Fe、Zn、Ag 等杂质的粗铜。下列叙述(xsh)正确的是()。A电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极B粗铜与电源负极相连，发生氧化(ynghu)反应 D电解后 Fe、Zn、Ag 等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥C阴极上发生的反应是：Cu22e=Cu 解析：精炼铜时粗铜作阳极，发生氧化反应，电极反应式：Cu2e=Cu2，Ag等活泼性比Cu差的金属形成阳极泥。C题组三 电解池原理与应用第30页/共36页第三十一页，共36页。C钢铁(gngti)吸氧腐蚀的正极反应：O22H2O4e=4OH题组四 金属的腐蚀(fsh)和防护6下列叙述(xsh)不正确的是()。A铁表面镀锌，铁作阳极B船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀D工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl2e=Cl2解析：铁表面镀锌，应以锌作阳极，铁作阴极。A第31页/共36页第三十二页，共36页。2e=Fe27图 32113 装置中，U 型管内为红墨水，a、b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入(jir)生铁块，放置一段时间。下列有关描述(mio sh)错误的是()。A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边(lingbin)的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：FeDa 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀图 32113第32页/共36页第三十三页，共36页。解析：a 试管中食盐水为中性，发生了吸氧腐蚀，压强(yqing)减小；b 试管中氯化铵溶液为酸性，发生了析氢腐蚀，压强(yqing)增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低。答案(d n)：B第33页/共36页第三十四页，共36页。第34页/共36页第三十五页，共36页。反应第35页/共36页第三十六页，共36页。