专题十七-电化学基础(讲解部分).pptx

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1、考点清单方法技巧栏目索引专题十七电化学基础高考化学高考化学第一页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引考点一原电池原理及其应用考点一原电池原理及其应用考点清单考点清单考点基础一、原电池的工作原理1.原电池将化学能转化为电能的装置。2.构成条件(1)具有两个活泼性不同的电极(金属和金属或金属和导电的非金属)。(2)电解质溶液。(3)形成闭合回路。第二页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引3.原电池的两极负极:活泼性较强的金属,发生氧化反应。正极:活泼性较弱的金属或能导电的非金属,发生还原反应。4.电极反应式的书写和电子移动方向(1)电极反应式的书写(以Zn-

2、Cu原电池为例,如下图)第三页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引负极:Zn,电极反应式:Zn-2e-Zn2+。正极:Cu,电极反应式:Cu2+2e-Cu。电池总反应:Zn+Cu2+Zn2+Cu。(2)电子移动方向电子由负极释放,经外电路流入正极,电解质溶液中的阳离子移向正极,某些阳离子在正极上得电子被还原,形成一个闭合回路。第四页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引电池电极反应式总反应式碱性锌锰电池负极:Zn+2OH-2e-Zn(OH)2Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2正极:2MnO2+2H2O+2e-2MnOOH+2OH-铅蓄电

3、池负极:Pb(s)+S(aq)-2e-PbSO4(s)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)正极:PbO2(s)+4H+(aq)+S(aq)+2e-PbSO4(s)+2H2O(l)二、化学电源一次电池又称为干电池,二次电池又称为充电电池或蓄电池。第五页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引氢镍电池负极:H2+2OH-2e-2H2O2NiOOH+H22Ni(OH)2正极:2NiOOH+2H2O+2e-2Ni(OH)2+2OH-氢氧燃料电池(H2SO4作电解质)负极:2H2-4e-4H+2H2+O22H2O正极:O2+4H+4e-2H2

4、O氢氧燃料电池(KOH作电解质)负极:2H2+4OH-4e-4H2O2H2+O22H2O正极:O2+2H2O+4e-4OH-第六页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引CH4燃料电池(H2SO4作电解质)负极:CH4+2H2O-8e-CO2+8H+CH4+2O2CO2+2H2O正极:2O2+8H+8e-4H2OCH3OH燃料电池(NaOH作电解质)负极:2CH3OH+16OH-12e-2C+12H2O2CH3OH+3O2+4NaOH2Na2CO3+6H2O正极:3O2+6H2O+12e-12OH-第七页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引三、原电池原理的应

5、用1.金属的腐蚀(1)化学腐蚀:金属跟接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。(2)电化学腐蚀a.定义: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而被氧化,这种腐蚀叫电化学腐蚀。注意金属的腐蚀主要是发生电化学腐蚀。b.吸氧腐蚀与析氢腐蚀(以钢铁的电化学腐蚀为例)第八页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜呈酸性正极反应(C)O2+2H2O+4e-4OH-2H+2e-H2负极反应(Fe)Fe-2e-Fe2+其他反应Fe2+2OH-Fe(OH)2

6、4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈第九页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引2.金属的防护(1)改变金属的内部结构。例如把Ni、Cr等加入普通钢中制成不锈钢。(2)覆盖保护层:a.涂油脂、喷油漆、搪瓷、覆盖塑料等;b.电镀耐腐蚀的金属(Zn、Sn、Cr、Ni等)。(3)电化学保护法:通常采用如下两种方法。a.牺牲阳极的阴极保护法。这种方法通常是在被保护的钢铁设备上(如锅炉的内壁、船舶的外壳等)装上若干镁合金或锌块。b.外加电流的阴极保护法。这种方法是把被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为阴极,用惰性电极作为阳极,两者均存在于电解质

7、溶液(如海水)里,外接直流电源。通电后,电子被强制流向被保护的钢铁设备,使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近于零,从而起到保护作用。第十页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引3.金属腐蚀快慢的比较不纯的金属在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀,活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关:(1)与构成原电池的材料有关,两极材料的活泼性差别越大,电动势越大,进行氧化还原反应的速率越快,活泼金属被腐蚀的速率就越快。(2)与金属所接触的介质有关,通常活泼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弱电解质溶液中的腐蚀。一般来说,可用下列

8、原则判断金属腐蚀的快慢:电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀第十一页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引考点二电解原理及其应用考点二电解原理及其应用考点基础一、电解原理1.电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2.电解池(1)装置特点电能转化为化学能。第十二页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引(2)形成条件a.与直流电源相连的两个电极。b.电解质溶液(或熔融态电解质)。c.形成闭合回路。3.电极反应规律(1)阴极与电源负极相连,得到电子发生还原反应。(2)阳极与电源正极相连,失去电子发

9、生氧化反应。第十三页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引二、电解原理的应用1.氯碱工业(1)食盐水的精制第十四页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引(2)主要生产过程第十五页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引说明阳离子交换膜(以电解饱和NaCl溶液为例)只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通过,这样既能阻止H2和Cl2混合爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO影响烧碱质量。(3)电极反应及总反应阳极:2Cl-2e-Cl2。阴极:2H+2e-H2。总反应(离子方程式):2Cl-+2H

10、2O2OH-+Cl2+H2。第十六页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引2.电镀(1)电镀的特点电镀时,阳极是镀层金属,阴极是镀件,一般用含有镀层金属离子的溶液作电镀液;电镀池工作时,阳极质量减小,阴极质量增大,电解质溶液浓度不变。(2)铜的电解精炼阳极(用粗铜):Cu-2e-Cu2+。粗铜中的金、银等金属杂质,因失电子能力比铜弱,难以在阳极失去电子变成阳离子,以阳极泥的形式沉积下来。阴极(用纯铜):Cu2+2e-Cu。第十七页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引3.电冶金金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得电子,从其化合物中还原出来。通式为Mn+ne-M

11、。钠的冶炼:NaCl在熔融状态下发生电离,通直流电,阴极反应式为2Na+2e-2Na,阳极反应式为2Cl-2e-Cl2。第十八页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引重点突破一、惰性电极电解电解质溶液的规律类型电极反应特点实例电解物质电解质的变化pH使电解质溶液复原的方法电解水型阴极:4H+4e-2H2阳极:4OH4e-2H2O+O2NaOH水浓度增大增大加水H2SO4水浓度增大减小加水Na2SO4水浓度增大不变加水第十九页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质浓度减小增大加氯化氢CuCl2电解质

12、浓度减小加氯化铜放H2生碱型阴极:放出H2阳极:电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大加氯化氢放O2生酸型阴极:电解质阳离子放电阳极:OH-放电CuSO4电解质和水生成新电解质减小加氧化铜第二十页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引说明(1)用惰性电极电解强碱、含氧酸、活泼金属的含氧酸盐的稀溶液时,实际上是电解H2O,溶质的质量分数增大,浓度增大。(2)电解时产物的判断要遵循阴、阳离子的放电顺序。(3)电解后要恢复原电解质溶液的浓度,需加适量的某物质,该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。例如用惰性电极电解CuSO4溶液,要恢复原溶液的浓度,可向电解后的溶液中加入

13、CuO,但不能加入Cu(OH)2,因为Cu(OH)2与生成的H2SO4反应后使水量增加。第二十一页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引二、原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的装置装置举例第二十二页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引形成条件活泼性不同的两电极电解质溶液(电极插入其中,并能与电极发生自发反应)形成闭合回路两电极接直流电源两电极插入电解质溶液(或熔融电解质)中形成闭合回路镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极电镀液必须含有镀层金属的

14、离子(电镀过程中电镀液浓度不变)电极名称负极:氧化反应,金属失电子或者氢气等还原性物质失电子正极:还原反应,溶液中的阳离子得电子或者氧气等得电子阳极:氧化反应,溶液中的阴离子失电子,或金属电极失电子阴极:还原反应,溶液中的阳离子得电子阳极:金属电极失电子阴极:电镀液中镀层金属阳离子得电子(在电镀控制的条件下,水电离产生的H+及OH-一般不放电)第二十三页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引电子流向负极正极电源负极阴极电源正极阳极同电解池(1)同一原电池的正、负极的电极反应中得失电子数相等。(2)同一电解池的阴、阳极的电极反应中得失电子数相等。(3)串联电路中的各个电极反应得

15、失电子数相等。上述三种情况下,在计算电解产物的量时,应按得失电子数相等计算第二十四页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引方法原电池正、负极的判断及电极反应式的书写方法方法原电池正、负极的判断及电极反应式的书写方法1.原电池正、负极的判断判断角度负极正极电极材料一般是活动性较强的金属一般是活动性较弱的金属或能导电的非金属电子流向电子流出的极电子流入的极离子移动方向阴离子移向的极阳离子移向的极发生的反应氧化反应还原反应反应现象质量减小质量增大或不变方法技巧方法技巧第二十五页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引注意(1)在原电池Al-NaOH(aq)-Mg中,Al作负极;(2)在原电池Al-浓H2SO4-Cu中,Cu作负极。2.电极反应式的书写(1)一般电极反应式的书写第二十六页，编辑于星期六：九点 三十五分。考点清单方法技巧栏目索引(2)复杂电极反应式的书写总体思路:第二十七页，编辑于星期六：九点 三十五分。