专题八电化学原理及其应用.ppt

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1、专题八电化学原理及其应用 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望原电池工作原理原电池工作原理 3电极反应式的书写和电荷移动的方向电极反应式的书写和电荷移动的方向常见化学电源常见化学电源 电解原理电解原理 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护 金属的防护方法金属的防护方法 1牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法原电池原理原电池原理 在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如锌块，让被保护的在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如锌块，让被保护的 金属作原电池的

2、金属作原电池的正极正极。2外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法电解池原理电解池原理 用被保护的钢铁设备作用被保护的钢铁设备作阴极阴极，惰性电极作，惰性电极作阳极阳极，外接直流电源。，外接直流电源。3其他方法其他方法 改变金属内部结构，如改变金属内部结构，如不锈钢不锈钢；加涂防护层如；加涂防护层如喷油漆喷油漆、涂油脂涂油脂、喷镀喷镀等方法。等方法。考点考点1原电池及其工作原理原电池及其工作原理【例例1】在下图中的在下图中的8个装置中，属于原电池的是个装置中，属于原电池的是 ()A B C D思维点拨思维点拨：构成原电池要有四个基本条件。构成原电池要有四个基本条件。a.电解质溶液；电解质溶液；

3、b.两个电极，两个电极，其中一个相对较活泼，另一个相对较不活泼。两个电极直接或间接地连其中一个相对较活泼，另一个相对较不活泼。两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中；接在一起，并插入电解质溶液中；c.能自发地发生氧化还原反应；能自发地发生氧化还原反应；d.形形成闭合电路。其中成闭合电路。其中、不满足不满足b、d条件，条件，不满足不满足b条件，条件，不满足不满足a条件，条件，不满足不满足d条件。条件。答案答案：C2有关原电池问题的解题思路有关原电池问题的解题思路 解决原电池问题时，一般的思维程序是：根据电极材料的活泼性解决原电池问题时，一般的思维程序是：根据电极材料的活泼性 判断出正

4、、负极判断出正、负极电极反应的类型电极反应的类型(氧化反应、还原反应氧化反应、还原反应)1(1)将将Al片和片和Cu片用导线相连，插入稀片用导线相连，插入稀H2SO4中组成原电池，写出电中组成原电池，写出电 极名称及电极反应式：极名称及电极反应式：Al片片()_，Cu片片()_。(2)若将若将Al片和片和Cu片用导线相连，插入浓片用导线相连，插入浓HNO3中能否组成原电池？中能否组成原电池？_(填填“能能”或或“不能不能”，“若不能若不能”，则不用回答下面的问，则不用回答下面的问题题)，若，若 能组成原电池，写出电极名称及电极反应式：能组成原电池，写出电极名称及电极反应式：Al片片()_，Cu

5、片片()_。考点考点2电极反应式的书写和判断电极反应式的书写和判断要点提醒要点提醒画龙点睛触类旁通画龙点睛触类旁通电极反应式的书写电极反应式的书写这是电化学知识学习的一个重点和难点。如果题目给定的是图示装置，先这是电化学知识学习的一个重点和难点。如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极，再根据正、负极反应规律去写电极反应式：如果题目给定分析正、负极，再根据正、负极反应规律去写电极反应式：如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素即分析有关元素的化合价变化情况的化合价变化情况)，再选择一个简单变化情况去写电极反应式

6、在电子得，再选择一个简单变化情况去写电极反应式在电子得失守恒的前提下，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看做数学中失守恒的前提下，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看做数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。特别需要指的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。特别需要指出的是：对于可逆电池的反应，需要看清楚出的是：对于可逆电池的反应，需要看清楚“充电、放电充电、放电”的方向，放电的方向，放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。2(2010全国全国，10)右图是一种染料敏化太右图是一种染料敏化太

7、阳能电池的示意图。电池的一个电极由有阳能电池的示意图。电池的一个电极由有 机光敏染料机光敏染料(S)涂覆在涂覆在TiO2纳米晶体表面纳米晶体表面 制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电 池中发生的反应为：池中发生的反应为：考点考点3电解原理及其应用电解原理及其应用【例【例3】如图所示，烧杯中装有稀硫酸，如图所示，烧杯中装有稀硫酸，A、B、C、D分别为铜、锌、分别为铜、锌、碳、碳棒，下列说法正确的是碳、碳棒，下列说法正确的是 ()AA、D棒上均产生气泡棒上均产生气泡BB、C棒上均产生气泡棒上均产生气泡C电子流动方向电子流动方向ADD左边烧杯中溶液的左边烧杯中溶液

8、的pH会降低会降低2电解质溶液的电解规律电解质溶液的电解规律(惰性电极惰性电极)类类型型电电极反极反应应特特点点实实例例电电解解物物质质电电解解质质溶液溶液浓浓度度pH电电解解质质溶液复溶液复原所需加入物原所需加入物质质电电解解水型水型阴极：阴极：4H4e=2H2阳极：阳极：4OH4e=2H2OO2NaOH水水增大增大增增大大水水H2SO4水水增大增大减减小小水水Na2SO4水水增大增大不不变变水水电电解解电电解解质质型型电电解解质电质电离出的离出的阴、阳离子分阴、阳离子分别别在两极放在两极放电电HCl电电解解质质减小减小增大增大氯氯化化氢氢CuCl2电电解解质质减小减小氯氯化化铜铜放放H2生

9、碱型生碱型阴极：放出阴极：放出H2生生成碱成碱阳极：阳极：电电解解质质阴阴离子放离子放电电NaCl电电解解质质和水和水生成新生成新电电解解质质增大增大氯氯化化氢氢放放O2生酸型生酸型阴极：阴极：电电解解质质阳阳离子放离子放电电阳极：阳极：OH放放电电生成酸生成酸CuSO4电电解解质质和水和水生成新生成新电电解解质质减小减小氧化氧化铜铜3.电解池的电极反应和总反应式的书写方法电解池的电极反应和总反应式的书写方法 第一步：先检查阳极电极材料和确定溶液中的离子种类；第二步：由放电第一步：先检查阳极电极材料和确定溶液中的离子种类；第二步：由放电 顺序确定放电产物和电极反应；第三步：将电极反应相加得总反

10、应式。顺序确定放电产物和电极反应；第三步：将电极反应相加得总反应式。4取一张用饱和取一张用饱和NaCl溶液浸湿的溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直试纸，两根铅笔芯作电极，接通直 流电源，一段时间后，发现流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心电极与试纸接触处出现一个双色同心 圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是()Ab电极是阴极电极是阴极Ba电极与电源的正极相连接电极与电源的正极相连接C电解过程中，水是氧化剂电解过程中，水是氧化剂Db电极附近溶液的电极附近溶液的pH变小变小解析解析：根据题意，根据题意，a电

11、极应产生电极应产生Cl2，为阳极，与电源正极相连，则，为阳极，与电源正极相连，则b为为阴极。阴极。D项中项中b电极上电极上H放电，附近放电，附近OH浓度增大，浓度增大，pH变大。变大。答案答案：D5电解原理在化学工业上有广泛应用。电解原理在化学工业上有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电如图表示一个电解池，装有电 解液解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若若X、Y都是惰性电极，都是惰性电极，a是饱和是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在溶液，实验开始时，同时在 两边各滴入几滴酚酞试液，两边各滴入几滴酚酞

12、试液，电解池中电解池中X极上的电极反应式为极上的电极反应式为 _，在在X极附近观察到的现象为极附近观察到的现象为_。Y电极上的电极反应式为电极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是检验该电极反应产物的方法是 _。(2)如果用电解方法精炼粗铜，电解液如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用选用CuSO4溶液溶液X电极的材料是电极的材料是_，电极反应式为，电极反应式为_。Y电极的材料是电极的材料是_，电极反应式为，电极反应式为_。(说明：杂质发生的电极反应不必写出说明：杂质发生的电极反应不必写出)解析解析：此题综合考查电解原理及其应用。此题综合考查电解原理及其应用。由于由于X极与直流电源的负极

13、相连，所以进行电解时，极与直流电源的负极相连，所以进行电解时，X为阴极，电解饱和为阴极，电解饱和氯化钠溶液阴极氢离子放电，生成氢气，同时产生氢氧根离子，溶液显碱氯化钠溶液阴极氢离子放电，生成氢气，同时产生氢氧根离子，溶液显碱性，使酚酞变红。阳极氯离子放电，生成氯气，检验氯气的方法之一是使性，使酚酞变红。阳极氯离子放电，生成氯气，检验氯气的方法之一是使用湿润的碘化钾淀粉试纸，现象为试纸变蓝。电解精炼铜，要用粗铜作阳用湿润的碘化钾淀粉试纸，现象为试纸变蓝。电解精炼铜，要用粗铜作阳极，纯铜作阴极。极，纯铜作阴极。考点考点4金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护【例例4】下列几种金属制品的镀层损坏后，金属腐

14、蚀的速率最快的是下列几种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀的速率最快的是()A镀铝塑料镀铝塑料 B食品罐头盒食品罐头盒(镀锡镀锡)C白铁水桶白铁水桶(镀锌镀锌)D镀银铜质奖章镀银铜质奖章 思维点拨思维点拨：关键是看镀层损坏后，暴露出的金属与镀层能否形成原电池，关键是看镀层损坏后，暴露出的金属与镀层能否形成原电池，形成原电池时金属是否是负极。形成原电池时金属是否是负极。A项塑料不会被腐蚀；项塑料不会被腐蚀；B项项Fe为原电池负为原电池负 极，锡为原电池的正极，加速了极，锡为原电池的正极，加速了Fe的腐蚀；的腐蚀；C项项Zn为原电池的负极，铁为为原电池的负极，铁为 原电池的正极，铁被保护起来；原电池的

15、正极，铁被保护起来；D项项Cu为原电池的负极，为原电池的负极，Ag为原电池的正为原电池的正 极，极，Cu被腐蚀，但被腐蚀，但Fe比比Cu活泼。活泼。答案答案：B规律提示规律提示善于总结养成习惯善于总结养成习惯判断金属腐蚀快慢的规律判断金属腐蚀快慢的规律1电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀有防护腐蚀有防护腐蚀 措施的腐蚀。措施的腐蚀。2对同一种金属来说，腐蚀的快慢：对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液强电解质溶液弱电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。非电解质溶液。3活动性不同的两金属，活动性越大，腐蚀越快。活动性不同的两金属，活动性

16、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。对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。6(2008广东高考广东高考)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 ()A纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 B当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用 C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴 极保护法极保护法 D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不

17、受腐蚀可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 解析解析：掌握原电池的构成条件，用原电池工作原理进行分析、判掌握原电池的构成条件，用原电池工作原理进行分析、判 断，分析时注意电化学腐蚀与化学腐蚀，牺牲阳极的阴极保护法与断，分析时注意电化学腐蚀与化学腐蚀，牺牲阳极的阴极保护法与 外加电源阴极保护法的区别。外加电源阴极保护法的区别。A项，银器在空气中久置会生成硫化物项，银器在空气中久置会生成硫化物 变黑，为化学腐蚀，变黑，为化学腐蚀，A正确；正确；B项，当镀层破损时，项，当镀层破损时，SnFe可形成原可形成原 电池，电池，Fe被腐蚀，被腐蚀，B错；错；C项项Fe与锌块形成原电池，与

18、锌块形成原电池，Zn作负极作负极(阳阳 极极)，从而保护，从而保护Fe正极正极(阴极阴极)，所以，所以C正确；正确；D项外加电源保护法应该项外加电源保护法应该 与直流电源的负极相连，故与直流电源的负极相连，故D错。错。答案答案：AC7为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小组用不同的细金属丝为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小组用不同的细金属丝 将三根大小相同的普通铁钉分别固定在如下图所示的三个装置内，并将三根大小相同的普通铁钉分别固定在如下图所示的三个装置内，并 将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结果的将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结果的 描述不正确的是描述不正确的是()(1)(2)(3)A实验结束时，装置实验结束时，装置(1)左侧的液面一定会下降左侧的液面一定会下降B实验结束时，装置实验结束时，装置(1)左侧的液面一定比装置左侧的液面一定比装置(2)的低的低C实验结束时，铁钉实验结束时，铁钉b腐蚀最严重腐蚀最严重D实验结束时，铁钉实验结束时，铁钉c几乎没有被腐蚀几乎没有被腐蚀