电化学原理及其应用优秀PPT.ppt

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1、电化学原理及其应用课件你现在浏览的是第一页，共27页【2010】利用右图装置，可以模拟铁利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关腐蚀，开关K应置于应置于_处。若处。若X为锌，为锌，开关开关K置于置于M处，该电化学防护法称为处，该电化学防护法称为_【2009】ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。混合溶液。(1)该电池的负极材料是该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向。电池工作时，电子流向_(填填“正极正极”或或“负极负极”)。（2008山东理综山东理综)29、以丙

2、烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正、以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入极通入CO2和和O2时，电解质是熔融下的碳酸盐，时，电解质是熔融下的碳酸盐，CO32移向电池的移向电池的 （填正或负）极（填正或负）极山东高考再现山东高考再现【2012】利用反应利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_Zn正极正极N外加电源的阴极保护法外加电源的阴极保护法O2+4H+4e=2H2O负负你现在浏览的是第二页，共27页原电池、电解池的判定原电池、电解池的判定电极名称及发生的反

3、应类型电极名称及发生的反应类型电子、离子的移动方向电子、离子的移动方向电子转移的数目相关计算电子转移的数目相关计算电极反应方程式的书写电极反应方程式的书写金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护考查重点考查重点精炼、电镀、电冶金精炼、电镀、电冶金电电化化学学原原理理电电化化学学应应用用干电池干电池你现在浏览的是第三页，共27页对比分析对比分析原电池原电池电解池电解池能量转能量转化方式化方式反应类型及反应类型及是否自发是否自发AFeCNaCl溶液溶液FeCNaCl溶液溶液化学能电能电能化学能自发自发/非自发的非自发的 氧化还原反应均可氧化还原反应均可自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应角度一：能量转化和

4、物质转化角度一：能量转化和物质转化你现在浏览的是第四页，共27页对比分析对比分析AFeCNaCl溶液溶液FeCNaCl溶液溶液原电池原电池电解池电解池装置不同装置不同直接判直接判断电极断电极无外加直流电源无外加直流电源有外加直流电源有外加直流电源活泼金属活泼金属负极；负极；不活泼金属或碳不活泼金属或碳正极正极电源负极电源负极阴极；阴极；电源正极电源正极阳极阳极AlMgNaOH溶液溶液正正极极负负极极阴阴极极阳阳极极正正极极负负极极角度二：装置构成和电极判断角度二：装置构成和电极判断你现在浏览的是第五页，共27页对比分析对比分析A AFeFeC CNaClNaCl溶液溶液溶液溶液FeFeC CN

5、aClNaCl溶液溶液溶液溶液原电池原电池电解池电解池电子流向电子流向离子流向离子流向负极负极正极正极阳离子阳离子正极；正极；阴离子阴离子负极负极阳离子阳离子阴极；阴极；阴离子阴离子阳极阳极负极负极阴极；阴极；阳极阳极正极正极正正极极负负极极e-e-H+Na+OH-Cl-OH-Cl-H+Na+阴阴极极阳阳极极e-e-角度三：电子流向和离子流向角度三：电子流向和离子流向你现在浏览的是第六页，共27页对比分析对比分析A AFeC CNaCl溶液溶液溶液溶液FeFeCNaClNaCl溶液溶液溶液溶液原电池原电池电解池电解池电极反电极反应类型应类型放电放电顺序顺序负极负极氧化反应氧化反应正极正极还原反

6、应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阳极：活性阳极阳极：活性阳极 S S2 2IIBrBrClClOHOH阴极：阴极：AgAgHgHg2 2FeFe3 3CuCu2 2HH(酸酸)角度四：电极反应和放电顺序角度四：电极反应和放电顺序你现在浏览的是第七页，共27页（20122012福建）将右图所示实验装置的福建）将右图所示实验装置的K K闭合，下列判断闭合，下列判断正确的是正确的是()()ACu 电极上发生还原反应电极上发生还原反应B电子沿电子沿Zn a b Cu路径流动路径流动C片刻后甲池中片刻后甲池中c（SO42）增大）增大D片刻后可观察到滤纸片刻后可观察到滤纸b点变红

7、色点变红色巩固练习巩固练习A你现在浏览的是第八页，共27页电化学装置的工作原理【归纳1】氧化还原观氧化还原观电化学你现在浏览的是第九页，共27页考点考点2：电极反应式的书写：电极反应式的书写（2010山东高考）以山东高考）以铝铝为阳极，在为阳极，在H2SO4 溶液中溶液中电解，铝材表面形成电解，铝材表面形成氧化膜氧化膜。写出阳极的电极。写出阳极的电极反应式，并总结书写电极反应式的步骤反应式，并总结书写电极反应式的步骤.【典型例题典型例题1】【归纳】书写步骤 2Al Al2O3 反应物反应物-生成物生成物得失电子数得失电子数 2Al Al2O3 -6e-2Al Al2O3 -6e-+6H+配平电

8、荷配平电荷 2Al =Al2O3 -6e-+6H+3H2O配平原子配平原子你现在浏览的是第十页，共27页考点考点2：电极反应式的书写：电极反应式的书写 规律提升：规律提升：列物质列物质判断电极的反应物、产物判断电极的反应物、产物标得失标得失分析化合价的升降，找出得失电子数分析化合价的升降，找出得失电子数(1)配平电荷配平电荷(2)配平原子配平原子看环境看环境配守恒配守恒你现在浏览的是第十一页，共27页燃料电池是将燃料具有的化学能燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。直接变为电能的发电装置。请写出甲烷燃料电池在碱性条件下，请写出甲烷燃料电池在碱性条件下，负极电极反应式：负极电极反应

9、式：CHCH4 4-8e-8e-+10OH+10OH-=CO3 32-2-+7H+7H2 2OO 重点突破重点突破 PbSO4 +2e-=Pb+SO42-铅蓄电池是一种典型的可充电电池，铅蓄电池是一种典型的可充电电池，电池总反应式为：电池总反应式为：Pb+PbOPb+PbO2 2+4H+4H+2SO+2SO4 42-2-2PbSO 2PbSO4 4+2H+2H2 2O O 请写出其充电时阴极反应式：请写出其充电时阴极反应式：化化学学电电源源干电池干电池铅蓄电池铅蓄电池燃料电池燃料电池电极反应式的书写电极反应式的书写你现在浏览的是第十二页，共27页能力提升能力提升 以铁为阳极电解浓氢氧化钠溶以铁

10、为阳极电解浓氢氧化钠溶液，制备液，制备FeO42-,阳极电极反应阳极电极反应为：为：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O电电解解应应用用物物质质制制备备电极反应式的书写电极反应式的书写你现在浏览的是第十三页，共27页考点考点2：电极反应式的书写：电极反应式的书写【练一练练一练】1、（2008山东高考改编）山东高考改编）MnO2的生产方式之一的生产方式之一是以石墨为电极，电解是以石墨为电极，电解酸化酸化的的MnSO4溶液。阳极的溶液。阳极的电极反应式是电极反应式是_反应物反应物产物产物 Mn2+MnO2得失电子数得失电子数 Mn2+2e MnO2配平原子配平原子 Mn2+2H20 2e

11、=MnO2+4H+配平电荷配平电荷 Mn2+2e MnO2+4H+1、【2012潍坊二模潍坊二模】氨的合成是最重要的化工生产之一，直接氨的合成是最重要的化工生产之一，直接供氨式碱性燃料电池的反应为供氨式碱性燃料电池的反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O,试写出试写出电池的负极反应式为，电池的负极反应式为，_ 从理论上分析该电池工作过程中从理论上分析该电池工作过程中_(填需要或不需要填需要或不需要)补充碱（补充碱（KOH）2NH3+6OH6e=N2+6H2O不需要不需要你现在浏览的是第十四页，共27页（2012青岛一模）一种新型燃料电池，一极通入空气，一极通青岛一模）一种新型燃料电池，一极通

12、入空气，一极通入入CH3OH(g)，电解质是掺杂氧化钇（，电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导）晶体，在熔融状态下能传导O2。则在该熔融电解质中，。则在该熔融电解质中，O2向向 _（填填“正正”或或“负负”)极移动，电池负极电极反应为：极移动，电池负极电极反应为：_；考点考点2：电极反应式的书写：电极反应式的书写（2012泰安一模）用泰安一模）用Na2CO3熔融盐作电解质，熔融盐作电解质，CO、O2为原料为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破。该电池示意图如右：组成的新型电池的研究取得了重大突破。该电池示意图如右：负极电极反应式为负极电极反应

13、式为_，为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环。物质参加循环。A物质的化学式为物质的化学式为_。负负CH3OH3O2 6e=CO2 2H2OCOCO32 2e=2CO2CO2你现在浏览的是第十五页，共27页 在我国，每年约有在我国，每年约有30%30%的钢铁因腐蚀而报废的钢铁因腐蚀而报废,损失高达损失高达28002800亿人民币，约占亿人民币，约占GDPGDP的的4%.4%.你现在浏览的是第十六页，共27页装置简图装置简图装置简图装置简图吸氧腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐

14、蚀吸氧腐蚀探寻本质探寻本质AFeCNaCl溶液溶液模拟钢铁的最主要腐蚀方式：模拟钢铁的最主要腐蚀方式：溶液酸性溶液酸性较强时较强时AFeC盐酸溶液盐酸溶液你现在浏览的是第十七页，共27页123牺牲阳极牺牲阳极的阴极保的阴极保护法护法/外加外加电流的阴电流的阴极保护法极保护法改变金属改变金属的内部结的内部结构构,如不锈如不锈钢钢(掺杂掺杂Ni,CrNi,Cr等等)在金属表在金属表面覆盖保面覆盖保护层护层,如涂如涂油、刷漆、油、刷漆、电镀等电镀等电化学防护电化学防护改变微观结构改变微观结构隔绝空气、水等隔绝空气、水等梳理回顾梳理回顾列举常用金属防护措施列举常用金属防护措施你现在浏览的是第十八页，共

15、27页考点考点3：电化学原理的应用：电化学原理的应用【典型例题典型例题1】A A图图a a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B B图图b b中，开关由中，开关由M M改置于改置于N N时，时，CuZnCuZn合金的腐蚀速率减小合金的腐蚀速率减小C C图图c c中，接通开关时中，接通开关时ZnZn腐蚀速率增大，腐蚀速率增大，ZnZn上放出气体的速率也增大上放出气体的速率也增大D D图图d d中，中，ZnMnOZnMnO2 2干电池自放电腐蚀主要是由干电池自放电腐蚀主要是由MnOMnO2 2的氧化作用引起的的氧化作用引起的(2012山东高考山东高考

16、)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 （）B你现在浏览的是第十九页，共27页v例例1.改编题改编题粗镍中含有少量粗镍中含有少量Fe，Zn，Cu，Pt等杂等杂质，可用氢氧燃料电池电解制备高纯度镍，说法正确质，可用氢氧燃料电池电解制备高纯度镍，说法正确的是的是（已知氧化性（已知氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）va、电能全部转化为化学能。、电能全部转化为化学能。vb、粗镍接该燃料电池通入、粗镍接该燃料电池通入O2的一极，发生氧化反的一极，发生氧化反应。应。vc、电解过程中，阳极质量的减少和阴极质量的增、电解过程中，阳极质量的减少和阴极质量的增加相等。加相等。vd、电解后

17、，溶液中存在的阳离子有、电解后，溶液中存在的阳离子有Fe2+和和Zn2+Cu2+。ve、利用阳极泥可以回收、利用阳极泥可以回收Pt、Cu等金属。等金属。考点考点3：电化学应用：电化学应用be巩固提升巩固提升你现在浏览的是第二十页，共27页考点考点3：电化学应用：电化学应用巩固提升巩固提升（2012烟台一模）烟台一模）13氯碱工业常利用阳离子交换膜电解氯碱工业常利用阳离子交换膜电解食盐水，下列说法不正确的是食盐水，下列说法不正确的是 ()A随着电解的进行，随着电解的进行，c(NaCl)降低，需不断补充饱和食盐降低，需不断补充饱和食盐 水水B电解过程中采用增大阳极区溶液电解过程中采用增大阳极区溶液

18、pH的方法，可以减少的方法，可以减少 Cl2在水中的溶解量在水中的溶解量C阳离子交换膜的作用是阻止阳离子交换膜的作用是阻止OH移向阳极，以使氢氧化钠移向阳极，以使氢氧化钠在阴极区富集在阴极区富集D阳极表面用钛氧化物涂层处理，目的是降低电解产物阳极表面用钛氧化物涂层处理，目的是降低电解产物Cl2对对电极的腐蚀电极的腐蚀B你现在浏览的是第二十一页，共27页电解池原理电解池原理Text原电池原理原电池原理化学能化学能电能电能本专题思维导图本专题思维导图电冶金电冶金氯碱工业氯碱工业电镀电镀电解精炼电解精炼外加电流的外加电流的阴极保护法阴极保护法判断两极活泼性判断两极活泼性加速氧化还原反应加速氧化还原反

19、应设计各种化学电源设计各种化学电源钢铁吸氧钢铁吸氧/析氢腐蚀析氢腐蚀牺牲阳极的阴极保护牺牲阳极的阴极保护法法应用应用应用应用转化转化转化转化能能量量转转化化观观氧氧化化还还原原观观总结提升总结提升你现在浏览的是第二十二页，共27页 当堂练习当堂练习FeO42+3e+4H2O=Fe(OH)3+5OH CD3.2.1.你现在浏览的是第二十三页，共27页你现在浏览的是第二十四页，共27页(2009山东理综山东理综)29、ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。混合溶液。(1)该电池的负极材料是该电池的负极材料是_。电池工作。电池工作时，电

20、子流向时，电子流向_(填填“正极正极”或或“负极负极”)。（2008山东理综山东理综)29、以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入、以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入CO2和和O2时，电解质是熔融下的碳酸盐，时，电解质是熔融下的碳酸盐，CO32移向电池的移向电池的 （填正或负）极（填正或负）极（2012山东理综山东理综)以以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜溶液为电解质溶液进行粗铜(含含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是的电解精炼，下列说法正确的是 a电能全部转化为化学能电能全部转化为化学能 b粗铜接电源正极，发生氧化反应粗铜接电源正极，发生

21、氧化反应c溶液中溶液中Cu2向阳极移动向阳极移动 d利用阳极泥可回收利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属等金属（2012山东理综山东理综)电解电解NaCl溶液得到溶液得到22.4LH2(标准状况标准状况)，理论上需要转移，理论上需要转移NA个电子个电子(NA表示阿伏加德罗常数表示阿伏加德罗常数)电化学原理的考查电化学原理的考查你现在浏览的是第二十五页，共27页电极方程式的书写电极方程式的书写(2008)已丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入已丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入CO2和和O2时，时，电解质是熔融下的碳酸盐，电池正极反应式为电解质是熔融下的碳酸盐，电池正极反应式为

22、_。(2009)MnO2的生产方式之一是以石墨为电极，电解酸化的的生产方式之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极溶液。阴极的电极反应式是的电极反应式是_。(2010)以铝材为阳极，在以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为式为 _。(2011)钠硫高能电池，该电池的工作温度为钠硫高能电池，该电池的工作温度为320左右，电池反应为左右，电池反应为2Na+xSNa2Sx，正极的电极反应式为，正极的电极反应式为_。(2012)利用反应利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备可制备CuSO

23、4，若将该，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。你现在浏览的是第二十六页，共27页电化学应用电化学应用【2009】若若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。【2011】以以KCl和和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()。A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与

24、锌的析出量无确定关系因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用【2012】下列与金属腐蚀有关的说法正确的是下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 （）A图图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图图b中，开关由中，开关由M改置于改置于N时，时，CuZn合金的腐蚀速率减小合金的腐蚀速率减小C图图c中，接通开关时中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大上放出气体的速率也增大D图图d中，中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的的氧化作用引起的【2010】利用右图装置，可以模拟铁利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关腐蚀，开关K应置于应置于_处。若处。若X为锌，为锌，开关开关K置于置于M处，该电化学防护法称为处，该电化学防护法称为_你现在浏览的是第二十七页，共27页