人教版选修四第四章电化学基础复习详解ppt课件.ppt

第四章电化学基础复习课 1 一 原电池1 原电池的形成条件 基础知识梳理 2 2 原电池的工作原理 3 3 电极反应式的书写 4 4 原电池原理的应用 5 5 常见的化学电源 1 一次电池 碱性锌锰干电池 正极 C 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH 负极 Zn Zn 2OH 2e Zn OH 2总反应式 Zn 2MnO2 2H2O Zn OH 2 2MnOOH 6 2 二次电池 铅蓄电池 放电时 负极 Pb SO42 2e PbSO4正极 PbO2 SO42 4H 2e PbSO4 2H2O总反应式 PbO2 Pb 2H2SO4 2PbSO4 2H2O充电时 阴极 与外接电源负极相连PbSO4 2e Pb SO42 阳极 与外接电源正极相连PbSO4 2H2O 2e PbO2 SO42 4H 总反应式 2PbSO4 2H2O PbO2 Pb 2H2SO4 7 3 氢氧燃料电池 酸性电解液 正极 O2 4H 4e 2H2O负极 2H2 4e 4H 总反应式 O2 2H2 2H2O碱性电解液 正极 O2 2H2O 4e 4OH 负极 2H2 4OH 4e 4H2O总反应式 O2 2H2 2H2O 8 6 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 9 二 电解池1 电解池的形成条件 10 2 电解池的工作原理 11 3 电极反应式的书写 12 4 电解原理的应用 1 电解食盐水 阴极 2H 2e H2 阳极 2Cl 2e Cl2 总反应式 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 13 2 铜的电解精炼 阳极 Fe 2e Fe2 Zn 2e Zn2 Ni 2e Ni2 Cu 2e Cu2 主要 阴极 Cu2 2e Cu 3 电镀 镀件上镀锌 阴极 Zn2 2e Zn阳极 Zn 2e Zn2 14 5 惰性电极电解电解质溶液的规律 1 电解无氧酸 HF除外 或不活泼金属无氧酸盐的水溶液时 其实质是电解电解质 如电解CuCl2溶液时 阴极 Cu2 2e Cu阳极 2Cl 2e Cl2 总反应 CuCl2Cu Cl2 15 2 电解某些强含氧酸 强碱 某些活泼金属含氧酸盐的水溶液时 实际上是电解水 如电解H2SO4溶液时 阴极 4H 4e 2H2 阳极 4OH 4e 2H2O O2 总反应 2H2O2H2 O2 16 3 电解活泼金属无氧酸盐的水溶液时 如NaCl KBr 电解质和水都参加反应 阳极产物是非金属单质 阴极产物是H2同时生成碱 OH 如电解NaCl溶液时 阴极 2H 2e H2 阳极 2Cl 2e Cl2 总反应 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 17 4 电解某些不活泼金属含氧酸盐的水溶液时 如CuSO4 AgNO3 电解质和水都参加反应 阴极产物是不活泼金属单质 阳极产物是O2同时生成酸 H 如电解CuSO4溶液时 阴极 Cu2 2e Cu阳极 4OH 4e 2H2O O2 总反应 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4 18 6 金属的防护 1 改变金属内部结构 如制成合金 2 涂保护层 如涂油漆 搪瓷 电镀 覆盖塑料等 3 电化学保护法 牺牲阳极的阴极保护法 如在钢铁制品上连接锌块 外加电流的阴极保护法 将金属制品连接到电源负极上 19 知识体系构建 20 1 原电池原理考查 五要素 1 正负极确定 一般较活泼金属作负极 2 电极反应类型判断 负极发生氧化反应 正极发生还原反应 3 电子移动方向 电子由负极流出经导线流向正极 知识要点精析 原电池原理及化学电源 21 4 离子移动方向 阳离子移向正极 阴离子移向负极 5 电极产物的判断 较活泼金属在负极失去电子生成金属阳离子 较不活泼的金属阳离子或H 在正极得电子析出金属或H2 22 2 化学电源新型化学电源 特别是可充电电池和燃料电池是高考的热点 试题往往起点高 新颖 陌生度高 但落点低 判断或填空的项目均是原电池原理考查的 五要素 因此要深刻理解原电池原理 同时要注意可充电电池放电时是原电池 充电时是电解池 且放电时的负极反应与充电时的阴极反应相反 同样 放电时的正极反应与充电时的阳极反应相反 23 典例1 如图所示 电流表指针发生偏转 同时A极质量减少 B极上有气泡产生 C为电解质溶液 下列说法错误的是 A B极为原电池的正极B A B C可能分别为Zn Cu 稀盐酸C C中阳离子向A极移动D A极发生氧化反应 C 24 典例2 人造地球卫星用到的一种高能电池 银锌蓄电池 它在放电时的电极反应式为 Zn 2OH 2e ZnO H2O Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 下列叙述中 正确的是 A Ag2O是负极 并被氧化B 电流由锌经外电路流向氧化银C 工作时 负极区溶液pH减小D 溶液中OH 向正极移动 C 25 电解池原理考查 五要素 1 阴阳极的判断与电源负极相连的是电解池的阴极 与电源正极相连的是电解池的阳极 2 电极反应类型的判断阳极发生氧化反应 阴极发生还原反应 26 3 电子移动方向电子由电源的负极流出 流向电解池的阴极 电池内电路靠离子定向移动完成 电子再由电解池的阳极流出 流回电源的正极 4 离子移动方向阳离子流向阴极 阴离子流向阳极 5 电极产物的判断金属溶解或产生Cl2 O2的一极是阳极 析出金属或产生H2的一极是阴极 27 典例3 如图所示 a b是两根石墨棒 下列叙述正确的是 A a是正极 发生还原反应B b是阳极 发生氧化反应C 稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变D 往滤纸上滴加酚酞溶液 a极附近颜色变红 C 28 典例4 用惰性电极实现下列电解实验 其说法正确的是 A 电解稀硫酸溶液 实质上是电解水 故溶液的pH不变B 电解稀氢氧化钠溶液 阳极消耗OH 故溶液的pH减小C 电解硫酸钠溶液 阴极和阳极析出产物的物质的量之比为2 1D 电解氯化铜溶液 通电一段时间后 向溶液中加入适量的CuO或CuCO3均可使电解液恢复到起始状态 C 29 金属腐蚀与防护 1 金属失电子被腐蚀 构成原电池会加快腐蚀 根据电解质溶液的酸碱性把电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀 金属腐蚀中以电化学腐蚀更普遍 电化学腐蚀中以吸氧腐蚀更普遍 2 金属防护的通常做法是加保护层 使金属与能引起金属腐蚀的物质隔离 切断形成原电池的条件 为使保护效果更好 通常采用电化学防护 即牺牲阳极的阴极保护法和外加电源的阴极保护法 30 典例5 下列叙述中不正确的是 A 金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍B 钢铁在干燥空气中不易被腐蚀C 用铝质铆钉铆接铁板 铆钉易被腐蚀D 原电池中电子由正极流入负极 D 31 典例6 某铁件需长期浸于水下 为了减少腐蚀 想采取下列措施 其中正确的有 A 给铁件铆上一些铅板B 给铁件通入直流电 把铁件与电源正极连接C 在制造铁件时 在铁中掺入一定比例的铜制成合金D 在铁件表面涂上一层较厚的沥青 D 32 电化学综合应用1 原电池和电解池组合装置的分析 如该装置图中 左图是原电池 右图是电解池 33 分析方法 根据原电池中两电极金属的活动性顺序先确定原电池的正负极 再根据与负极相连的是电解池的阴极 与正极相连的是电解池的阳极 继而判断分析各电极的电极反应及实验现象 有时也反向推断 34 2 多个电解池串联组合装置的分析如该装置图中 是两个电解池串联组合 分析方法 根据外接电源的正负极判断出各个电极的类型 继而根据离子放电顺序写出各个电极的电极反应式 并分析相关问题 35 典例7 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料 两电极上分别通入CH4和O2 电解质为KOH溶液 某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源 进行饱和氯化钠溶液的电解实验 如图所示 36 回答下列问题 1 甲烷燃料电池正极 负极的电极反应式分别为 2 闭合K开关后 a b电极上均有气体产生 其中b电极上得到的是 电解氯化钠溶液的总反应方程式为 3 若每个电池中甲烷的通入量为1L 标准状况 且反应完全 则理论上通过电解池的电量约为 法拉第常数F 9 65 104C mol 1 最多能产生的氯气体积为 L 标准状况 2O2 4H2O 8e 8OH CH4 10OH 8e CO32 7H2O H2 8 9 65 104C mol 3 45 104C 3 45 104C 4 37 典例8 化学实验小组在学习化学电源和氯碱工业的相关知识后 在实验室进行实验验证