第4章__电化学基础___章末归纳整合.ppt

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1、章末归纳整合章末归纳整合请分别用一句话表达下列关键词：请分别用一句话表达下列关键词：原电池电池反应电解电解池电极反应电镀金原电池电池反应电解电解池电极反应电镀金属腐蚀牺牲阳极的阴极保护法属腐蚀牺牲阳极的阴极保护法提示提示原电池：把化学能转化为电能的装置。原电池：把化学能转化为电能的装置。电池反应：原电池的两个电极反应组成电池的总反应。电池反应：原电池的两个电极反应组成电池的总反应。电解：在直流电作用下，电解质在两个电极上分别发生氧电解：在直流电作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。化反应和还原反应的过程。电解池：将电能转化为化学能的装置。电解池：将电能转化为化学能的装置。

2、电极反应：在电极上进行的半反应。电极反应：在电极上进行的半反应。电镀：应用电解原理，在金属表面镀上一薄层其他金属或电镀：应用电解原理，在金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。合金的过程。金属腐蚀：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化金属腐蚀：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏。学作用而遭到破坏。牺牲阳极的阴极保护法：形成原电池时，被保护金属作正牺牲阳极的阴极保护法：形成原电池时，被保护金属作正极极(阴极阴极)，不反应受到保护；活泼金属作负极，不反应受到保护；活泼金属作负极(阳极阳极)，发生反应，发生反应受到腐蚀。受到腐蚀。1电解与电离的区别与联系？电解与电离的区别与

3、联系？提示提示2.电镀池与电解池的区别与联系？电镀池与电解池的区别与联系？提示提示 类型类型性质性质电解池电解池电镀池电镀池定义定义(装置特点装置特点)将电能转变成化学能的将电能转变成化学能的装置装置应用电解原理在某些金应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属表面镀上一层其他金属的装置属的装置反应特征反应特征非自发反应非自发反应非自发反应非自发反应装置特征装置特征有电源，两极材料可同有电源，两极材料可同可不同可不同有电源有电源形成条件形成条件两电极连接电源两电极连接电源两电极插入电解质溶两电极插入电解质溶液中液中形成闭合回路形成闭合回路镀层金属接电源正极镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极

4、，待镀金属接电源负极电镀液中必须含有镀电镀液中必须含有镀层金属的离子层金属的离子类型类型性质性质电解池电解池电镀池电镀池电极名称电极名称(电极构成电极构成)阳极：与电源正极相连阳极：与电源正极相连的极的极阴极：与电源负极相连阴极：与电源负极相连的极的极名称同电解池，但有限名称同电解池，但有限制条件制条件阳极：必须是镀层金属阳极：必须是镀层金属阴极：镀件阴极：镀件电极反应电极反应阳极：氧化反应，溶液阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或中的阴离子失电子，或电极金属失电子电极金属失电子阴极：还原反应，溶液阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子阳极：金属电极失电子阳极：金属电极失电子

5、阴极：电镀液中阳离子阴极：电镀液中阳离子得电子得电子电子流向电子流向电源负极电源负极阴极阴极电源正极电源正极阳极阳极同电解池同电解池溶液中带电溶液中带电粒子的移动粒子的移动阳离子向阴极移动阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动阴离子向阳极移动同电解池同电解池联系联系在两极上都发生氧化还原反应在两极上都发生氧化还原反应3.铜的精炼与电镀的主要区别是什么？铜的精炼与电镀的主要区别是什么？提示提示电镀铜电镀铜精炼铜精炼铜形成条件形成条件镀层金属镀层金属Cu作阳极，镀件作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子镀层金属的离子Cu2粗铜作阳极，精铜作阴粗铜作阳极，精铜作阴极，极，C

6、uSO4溶液作电溶液作电解液解液电极反应电极反应阳极：阳极：Cu2e=Cu2，阴极：阴极：Cu22e=Cu阳极：阳极：Zn2e=Zn2，Cu2e=Cu2等等阴极：阴极：Cu22e=Cu溶液变化溶液变化电镀液的浓度基本不变电镀液的浓度基本不变溶液中溶液中CuSO4浓度减小浓度减小4.金属腐蚀的类型有哪些？金属腐蚀的类型有哪些？1电解原理在化工生产中有哪些应用？电解原理在化工生产中有哪些应用？提示提示电解食盐水、电解精炼铜和电镀铜都是电解原理的电解食盐水、电解精炼铜和电镀铜都是电解原理的应用实例，它们的比较如下：应用实例，它们的比较如下：2.有关电解问题的解题步骤是怎样的？有关电解问题的解题步骤是

7、怎样的？提示提示(1)明确电极反应规律明确电极反应规律阴极：得电子，还原反应阴极：得电子，还原反应(一般一般)电极本身不参加反应；一定是电解质溶液中阳离子电极本身不参加反应；一定是电解质溶液中阳离子“争争”得电子。得电子。阳极：失电子，氧化反应阳极：失电子，氧化反应若为活性电极，则电极本身参加反应；若为惰性电极，则若为活性电极，则电极本身参加反应；若为惰性电极，则电解质溶液中阴离子失电子而被氧化。电解质溶液中阴离子失电子而被氧化。若是活泼金属作阳极，因金属失电子能力强，阳极反应是若是活泼金属作阳极，因金属失电子能力强，阳极反应是电极材料本身失电子被氧化，而不是阴离子放电。电极材料本身失电子被氧

8、化，而不是阴离子放电。(3)联系分析电解问题的基本思路模式联系分析电解问题的基本思路模式通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离包括水电离出的氢离子和氢氧根离子出的氢离子和氢氧根离子)。通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁先放电。顺序分析谁先放电。写电极反应，并结合题目要求分析电解结果，如两极现写电极反应，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。的变化等。(4)判断电解后溶液判断电解后溶液pH

9、变化的方法变化的方法根据原溶液的酸、碱性和电极产物即可对电解后溶液根据原溶液的酸、碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的的变化作出正确的判断，其方法如下：变化作出正确的判断，其方法如下：若电极产物只有若电极产物只有H2而无而无O2，则，则pH变大。变大。若电极产物只有若电极产物只有O2而无而无H2，则，则pH变小。变小。若电极产物既有若电极产物既有O2又有又有H2，原溶液呈酸性则，原溶液呈酸性则pH变小，变小，原溶液呈碱性则原溶液呈碱性则pH变大，原溶液呈中性则变大，原溶液呈中性则pH不变。不变。3电化学中的计算有哪几种情况？电化学中的计算有哪几种情况？提示提示(1)原电池和电解池的计算常涉及的

10、问题原电池和电解池的计算常涉及的问题两极产物的定量计算；两极产物的定量计算；溶液溶液pH的计算的计算pHlg c(H)；相对原子质量的计算和阿伏加德罗常数的值的测定；相对原子质量的计算和阿伏加德罗常数的值的测定；根据转移电子的量求产物的量或根据产物的量求转移电根据转移电子的量求产物的量或根据产物的量求转移电子的量。子的量。(3)步骤步骤根据现象或其他条件根据现象或其他条件(如果是电解池，可以根据与电源正如果是电解池，可以根据与电源正负极的连接情况负极的连接情况)，准确判定电极上发生氧化还原反应的类型和，准确判定电极上发生氧化还原反应的类型和电极名称；电极名称；准确写出电极反应式；准确写出电极反

11、应式；根据题目所给条件和所要求解的问题，使用上述合适的根据题目所给条件和所要求解的问题，使用上述合适的方法建立等量关系求解。方法建立等量关系求解。我们见到的新型电池有我们见到的新型电池有“氢镍电池氢镍电池”、“高铁电池高铁电池”、“锌锌锰碱性电池锰碱性电池”我国首创的我国首创的“海洋电池海洋电池”、“燃料电池燃料电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、子交换膜燃料电池、CO燃料电池燃料电池)、“锂离子电池锂离子电池”、“银锌银锌电池电池”、“纽扣电池纽扣电池”等。这些电池一般具有高能环保、经久等。这些

12、电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量单位质量释放的能量)高等特点。高等特点。取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以大多数学生对这类试题感到难，而难在何处又十分迷大，所以大多数学生对这类试题感到难，而难在何处又十分迷茫。实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。具体茫。实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。具体有以下几种考查角度。有以下几种考查角度。学科思想培养四新型化学电源的命题角度及解题指导学科思想培养四新型化学电源的命题角度及解题指导 在在ZnCu原电池中

13、，较活泼的金属材料作原电池中，较活泼的金属材料作负极，较不活泼的金属材料或非金属材料作正极。负极，较不活泼的金属材料或非金属材料作正极。负极：负极：Zn2e=Zn2；正极：；正极：2H2e=H2。方向一新型电池方向一新型电池“放电放电”时正极、负极的判断时正极、负极的判断【知识基础【知识基础】【例【例1】被称之为被称之为“软电池软电池”的纸质电池，采用一个薄层的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子在纸内的离子“流过流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为

14、为Zn2MnO2H2O=ZnO2MnOOH。下列说法正确的是。下列说法正确的是()。A该电池的正极为锌该电池的正极为锌B该电池反应中二氧化锰起催化剂作用该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C当当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.2041023D电池正极反应式为电池正极反应式为2MnO22e2H2O=2MnOOH2OH解析解析由总反应式可知，二氧化锰为氧化剂而不是催化由总反应式可知，二氧化锰为氧化剂而不是催化剂，锌为还原剂，应为原电池的负极，剂，锌为还原剂，应为原电池的负极，A、B错；电子只能经外错；电子只能经外电路流动，而不能在电解液中流动

15、，电解液内电流的形成是由电路流动，而不能在电解液中流动，电解液内电流的形成是由于阴、阳离子的定向移动，于阴、阳离子的定向移动，C错；电池负极反应式为错；电池负极反应式为Zn2eH2O=ZnO2H，用总反应式减去负极反应式得正极反应式，用总反应式减去负极反应式得正极反应式为为2MnO22e2H2O=2MnOOH2OH。答案答案D 铅蓄电池铅蓄电池PbPbO2(H2SO4溶液溶液)电极反应电极反应的书写：的书写：负极：负极：Pb2e=Pb2；Pb2SO42=PbSO4。把二者合起来，即负极反应式：把二者合起来，即负极反应式：Pb2eSO42=PbSO4。正极：正极：PbO2得电子变为得电子变为Pb

16、2，PbO22e4H=Pb22H2O；Pb2跟跟SO42结合生成结合生成PbSO4，Pb2SO42=PbSO4。把二者合起来，即正极反应式：。把二者合起来，即正极反应式：PbO22e4HSO42=PbSO42H2O。总反应式正极反应式负极反应式，。总反应式正极反应式负极反应式，即：即：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O。方向二新型电池方向二新型电池“放电放电”时正极、负极上电极反应式的书时正极、负极上电极反应式的书写写【知识基础【知识基础】【解题指导【解题指导】 首先分析物质得失电子的情况，然后再考虑电极反应生成首先分析物质得失电子的情况，然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶

17、液中的离子发生反应。对于较为复杂的的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。对于较为复杂的电极反应，可以利用总反应较简单一极电极反应式较复杂电极反应，可以利用总反应较简单一极电极反应式较复杂一极电极反应式的方法解决。一极电极反应式的方法解决。【例【例2】结合图示判断，下列叙述正确的是结合图示判断，下列叙述正确的是()。A和和中正极均被保护中正极均被保护B和和中负极反应均是中负极反应均是Fe2e=Fe2C和和中正极反应均是中正极反应均是O22H2O4e=4OHD和和中分别加入少量中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀溶液，均有蓝色沉淀 解析解析本题考查原电池的工作原理，意在考查考生对原

18、电本题考查原电池的工作原理，意在考查考生对原电池的工作原理的掌握情况。活泼金属作负极，失去电子，正极池的工作原理的掌握情况。活泼金属作负极，失去电子，正极金属被保护，金属被保护，A选项正确；选项正确；中锌作负极、中锌作负极、中铁作负极，电极中铁作负极，电极反应不同，反应不同，B选项错误；选项错误；中发生吸氧腐蚀，正极有中发生吸氧腐蚀，正极有OH生生成，成，中发生析氢腐蚀，正极有中发生析氢腐蚀，正极有H2生成，生成，C选项错误；选项错误；中无中无铁离子，铁离子，D选项错误。选项错误。答案答案A方向三新型电池方向三新型电池“充电充电”时阴极、阳极的判断时阴极、阳极的判断【知识基础【知识基础】 充电

19、的实质就是把放电时发生的变化再复原充电的实质就是把放电时发生的变化再复原的过程。如铅蓄电池：的过程。如铅蓄电池：【解题指导【解题指导】 首先应搞明白原电池放电时的正、负极，再根据电池充电首先应搞明白原电池放电时的正、负极，再根据电池充电时，阳极接正极，阴极接负极的原理，进行分析。时，阳极接正极，阴极接负极的原理，进行分析。【例【例3】铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：为：FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2。下列有关该电。下列有关该电池的说法不正确的是池的说法不正确的是()。A电池的电解液为碱性溶液，正极为电池的电解液为碱性溶

20、液，正极为Ni2O3、负极为、负极为FeB电池放电时，负极反应为电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低降低D电池充电时，阳极反应为电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O解析解析本题考查充电电池的有关知识，意在考查考生对充本题考查充电电池的有关知识，意在考查考生对充电电池正负极的判断及书写电极反应的能力。在铁镍蓄电池电电池正负极的判断及书写电极反应的能力。在铁镍蓄电池中，中，Fe是负极，是负极，Ni2O3是正极，由于生成是正极，由于生成Fe(OH)2，则电解液为，则电解液为碱性溶液，

21、故碱性溶液，故A正确；电池放电时，负极反应为：正确；电池放电时，负极反应为：Fe2OH2e=Fe(OH)2，故，故B正确；电池充电时，阴极反应式为：正确；电池充电时，阴极反应式为：Fe(OH)22e=Fe2OH，阴极附近溶液，阴极附近溶液pH升高，故升高，故C错误；由错误；由充电时的总反应式减去阴极反应式，可得到阳极反应式，充电时的总反应式减去阴极反应式，可得到阳极反应式，D正正确。确。答案答案C 原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，如极，如ZnCu(稀稀H2SO4)电池中：电池中：H移向移向Cu极；极；SO42移向移向Zn极。电解池中，阳离子移向阴

22、极，阴离子移向阳极，符合带电极。电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，符合带电微粒在电场中的运动规律。微粒在电场中的运动规律。方向四新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的方向四新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断判断【知识基础【知识基础】【解题指导【解题指导】 首先应分清电池是放电还是充电；再判断出正、负极或阴、阳首先应分清电池是放电还是充电；再判断出正、负极或阴、阳极，进而即可确定离子的移动方向。极，进而即可确定离子的移动方向。【例【例4】研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料

23、，以艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是确的是()。A水既是氧化剂又是溶剂水既是氧化剂又是溶剂B放电时正极上有氢气生成放电时正极上有氢气生成C放电时放电时OH向正极移动向正极移动D总反应为：总反应为：2Li2H2O=2LiOHH2解析解析本题考查原电池工作原理及考生解决新情境中实际本题考查原电池工作原理及考生解决新情境中实际问题的能力。该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到电子问题的能力。该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到电子生成氢气，电解质是生成氢气，电解质是LiOH，故，故A、B、D项正确；原电池中项正确；原电池中OH向负极移动，向负极移动，C项错误。项错误。答案答案C