江西省高三化学二轮复习 专题10 电化学课件 人教.ppt
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1、第二部分第二部分 基本理基本理论专题十十 电化学化学2021/8/8 星期日1 考试大纲考试大纲中对这部分内容的要求主要有:中对这部分内容的要求主要有:1 1理理解解原原电电池池原原理理及及构构成成原原电电池池的的条条件件,理理解解原原电电池池反反应应和和一一般般氧氧化化还还原原反反应应的的异异同同,能能分分析析常常见见化化学学电电源源的的化化学学原原理;理;2 2理理解解化化学学腐腐蚀蚀和和电电化化腐腐蚀蚀、析析氢氢腐腐蚀蚀和和吸吸氧氧腐腐蚀蚀的的异异同同,了了解解生生产产实实际际中中常常见见的的金金属属防防腐腐方方法法的的化化学学原原理理和和金金属属防防腐腐的的一一般般方方法法;3 3理理
2、解解电电解解的的基基本本原原理理,记记住住电电解解反反应应中中常常见见离离子子在在阴阴、阳阳极极的的放放电电顺顺序序。电电化化学学的的学学习习最最主主要要的的是是抓抓住住其其反反应应原原理理,从从而而进进行行判判断断,因因此此掌掌握握实实质质是是关关键键。另另外外适当的准确的记忆也是必要的。适当的准确的记忆也是必要的。2021/8/8 星期日21.理解原电池原理。初步了解化学电源。理解原电池原理。初步了解化学电源。2.了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀 方法方法。3.理解电解原理。理解电解原理。4.了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应了解铜的电解精炼、镀铜
3、、氯碱工业反应 原理。原理。【考点搜索考点搜索】2021/8/8 星期日3 1原电池 (1)定义:原电池将化学能转化为电能的装置。、(2)组成条件:两个活泼性不同的电极。通常用活泼金属作负极,用不活泼金属或可以导电的非金属作正极。电解质溶液:一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应或做氧气的载体。通过导线连接电极(或电极相互接触),形成闭合回路。(3)实质:通过自发的氧化还原反应中的电子转移,在外电路上形成电流。2021/8/8 星期日4 (4)电极反应的书写方法:首先确定氧化还原反应的总化学方程式;根据化学反应确定原电池的正、负极,发生氧化反应的一极为负极。由反应物和生成物结合电解质溶液写出负极
4、的电极反应。用总反应方程式减去负极反应,根据得失电子数目相同的原理写出正极反应的电极反应。(5)应用:金属的腐蚀:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。一般分为化学腐蚀(金属与接触到的物质直接发2021/8/8 星期日5生化学反应而引起的腐蚀)和电化学腐蚀(不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀)。电化学腐蚀又分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。金属的防护措施 改变金属的内部结构、在金属表面覆盖保护层、电化学保护法。2电解池 (1)将电能转化为化学能的装置。(2)组成条件:外电源提供电能 导线形成闭合回路 2021/8/8 星期日
5、6 电解质溶液帮助实现能量转化 (3)实质:通过外加电源使不能自发进行的氧化还原反应得以实现。(4)电解池中离子的放电顺序:阴离子氧化顺序为:S2-IBrClOH含氧根离子 阳离子的还原顺序为:Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(与金属活动性顺序相反)注意:书写阳极反应时,首先要注意观察电极材料,当电极为C、Pt、Au等惰性电极时,根据阴离子放电顺序考虑溶液中的阴离子放电,若阳极本身为活泼金属材料,则首先考虑活泼金属失电子。而阴极无论什么材料都不参与电极反应。2021/8/8 星期日7 (5)电解原理的应用:氯碱工业:2Cl+2H2O H2+Cl2+2OH 电镀:镀层金属作阳极,阳极反应是:M
6、ne=Mn+,镀件作阴极,阴极反应是:Mn+ne=M。(电解精炼与电镀,实质上是相同的)2021/8/8 星期日8【方法论坛方法论坛】1.原电池正负极的判断原电池正负极的判断 (1)根据构成原电池的必要条件之一;活根据构成原电池的必要条件之一;活泼金属作负极;泼金属作负极;(2)根据电子流向或电流方向确定:电子根据电子流向或电流方向确定:电子流出的一极或电流流入的一极为负极;流出的一极或电流流入的一极为负极;(3)根据氧化还原反应确立根据氧化还原反应确立:发生氧化反应发生氧化反应(还原剂还原剂)的一极为负极。的一极为负极。2021/8/8 星期日92.判断金属腐蚀快慢的规律判断金属腐蚀快慢的规
7、律 不纯的金属或合金不纯的金属或合金,在潮湿的空气中在潮湿的空气中形成微电池发生电化腐蚀形成微电池发生电化腐蚀,活泼金属因被活泼金属因被腐蚀而损耗腐蚀而损耗,金属腐蚀的快慢与下列两种金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关因素有关;2021/8/8 星期日10 (1)与构成微电池的材料有关,两极材料的与构成微电池的材料有关,两极材料的活动性差别越大,电动势越大,氧化还原反应活动性差别越大,电动势越大,氧化还原反应的速度越快,活泼金属被腐蚀的速度就越快。的速度越快,活泼金属被腐蚀的速度就越快。(2)与金属所接触的电解质强弱有关,活泼与金属所接触的电解质强弱有关,活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质
8、溶金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀,在强电解质溶液中的腐蚀快于在液中的腐蚀,在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。弱电解质溶液中的腐蚀。一般说来可用下列原则判断一般说来可用下列原则判断: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原电池原理引起的腐蚀蚀化学腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀有防腐措施的腐蚀2021/8/8 星期日113.原电池原理的应用原电池原理的应用(1)金属的防腐金属的防腐 在某些特殊的场所在某些特殊的场所,金属的电化腐蚀是不可金属的电化腐蚀是不可避免的避免的,如轮船在海中航行时如轮船在海中航行时,为了保护轮船不为了保护轮船不被腐蚀,可以在
9、轮船上焊上一些活泼性比铁更被腐蚀,可以在轮船上焊上一些活泼性比铁更强的金属如强的金属如Zn。这样构成的原电池。这样构成的原电池Zn为负极为负极而而Fe为正极,从而防止铁的腐蚀。为正极,从而防止铁的腐蚀。2021/8/8 星期日12(2)判断金属性的强弱判断金属性的强弱 当两种金属构成原电池时,总是活泼当两种金属构成原电池时,总是活泼的金属作负极而被腐蚀,所以先被腐蚀的的金属作负极而被腐蚀,所以先被腐蚀的金属活泼性较强。金属活泼性较强。(3)加快反应速率加快反应速率 当形成原电池之后,反应速率加快,当形成原电池之后,反应速率加快,如实验室制如实验室制H2时时,纯纯Zn反应不如粗反应不如粗Zn跟酸
10、跟酸作用的速率快。作用的速率快。2021/8/8 星期日134.电极反应规律电极反应规律(1)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电极本身不参加反应 一定是电解质溶液中阳离子一定是电解质溶液中阳离子“争争”得电子得电子(2)阳极:失电子,氧化反应阳极:失电子,氧化反应 若为金属若为金属(非惰性,非惰性,Au、Pt除外除外)电极,电极,电极失电子电极失电子 若为惰性电极若为惰性电极,电解质溶液中阴离子电解质溶液中阴离子“争争”失电子失电子2021/8/8 星期日145.离子放电顺序离子放电顺序 离子的放电顺序主要取决于离子的本性,离子的放电顺序主要取决于离子
11、的本性,还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。(1)阳离子放电顺序阳离子放电顺序 上述顺序基本上与金属活动顺序一致,上述顺序基本上与金属活动顺序一致,即越活泼的金属,其阳离子越难结合电子,即越活泼的金属,其阳离子越难结合电子,但但Fe3+氧化性较强,排在氧化性较强,排在Cu2+之前。之前。2021/8/8 星期日15(2)阴离子放电顺序阴离子放电顺序 若是活泼金属作阳极,因金属若是活泼金属作阳极,因金属失电子能力强,阳极反应则是电极失电子能力强,阳极反应则是电极材料本身失电子被氧化,而不是阴材料本身失电子被氧化,而不是阴离子放电。离子放电。2021/8/8 星期日
12、166.分析电解问题的基本思路分析电解问题的基本思路通电前通电前:电解质溶液中含有哪些阴、阳离子电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包包括水电离出的括水电离出的H+和和OH)。通电时通电时:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,结结合放电顺序分析谁优先放电。合放电顺序分析谁优先放电。写电极反应式,并结合题目要求分析电解写电极反应式,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、离子结果,如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、浓度的变化、pH变化等。变化等。2021/8/8 星期日177.知识对比知识对比(1)电镀与电解的一般区别电镀与电解的一般区别 阳极
13、为镀层金属,阳极参加反应阳极为镀层金属,阳极参加反应 电镀液阳离子电镀液阳离子(金属金属)与阳极金属相同与阳极金属相同 电镀后溶液浓度不变电镀后溶液浓度不变2021/8/8 星期日18(2)电离与电解的比较电离与电解的比较电电 离离电电 解解条条 件件电解质溶于水或电解质溶于水或熔化状态下熔化状态下电解质电离后电解质电离后,再通直流电再通直流电过过 程程电解质离解成为电解质离解成为自由移动的离子自由移动的离子,如如CuCl2=Cu2+2Cl阴、阳离子定向移动阴、阳离子定向移动,在两极上在两极上失、得电子成为原子或分子失、得电子成为原子或分子,如如CuCl2=Cu(阴极阴极)+Cl2(阳极阳极)
14、特特 点点只产生自由移动只产生自由移动的离子的离子发生氧化还原反应发生氧化还原反应,生成新物质生成新物质联联 系系电解必须建立在电离的基础上电解必须建立在电离的基础上通电通电2021/8/8 星期日19 三池的原理都是电解,但在装三池的原理都是电解,但在装置和具体反应上略有差异。置和具体反应上略有差异。(3)电解池、电镀池、电解精炼池的比较电解池、电镀池、电解精炼池的比较2021/8/8 星期日20池型池型电解池电解池电镀池电镀池铜的精炼池铜的精炼池装置装置特征特征阳极阳极:惰性电极惰性电极阴极阴极:不一定是不一定是惰性电极惰性电极阳极阳极:镀层金属镀层金属(M)阴极:镀件阴极:镀件电镀液:含
15、镀电镀液:含镀层金属离子层金属离子阳极阳极:粗铜粗铜阴极阴极:精铜精铜电解液电解液:CuSO4溶液溶液电极电极反应反应阳极阳极:易放电的易放电的阴离子首先放电阴离子首先放电阴极阴极:易放电的易放电的阳离子首先放电阳离子首先放电阳极:阳极:Mne-=Mn+阴极:阴极:Mn+ne-=M阳极:阳极:Cu2e-=Cu2+阴极:阴极:Cu2+2e-=Cu电解质电解质溶液的溶液的浓度浓度改变改变不变不变基本不变基本不变2021/8/8 星期日21(4)原电池与电解池、电镀池的比较原电池与电解池、电镀池的比较原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池定义定义(装装置特点置特点)将化学能转变将化学能转变成电能的装置
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