专题五 电化学

1、专题五 电化学第1页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日考试说明要求1、理解原电池和电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。2、了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 3、认识金属腐蚀的危害，理解金属发 生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。 第2页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日过去高考题型回顾 ：根据氧化还原反应书写电极反应式 根据电子守恒计算电极产物的量 根据电极反应判断金属活动性强弱 电极种类和电极产物的判断 电化腐蚀基本原理的应用 判断电解池或原电池中电解质溶液的酸碱性变化情

2、况加强对新科技电池的考查 实物图、图表类问题的分析综合应用第3页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日产生电流的反应借助电流而发生的反应氧化还原反应能量的转化第4页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日电化学学习基础1、电子是从负极移向正极的。2、正负电荷互相吸引。3、失电子化合价升高发生的是氧化反应， 得电子化合价降低发生的是还原反应。第5页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日电解池能量转换离子的迁移方向发生氧化反应的电极 发生还原反应的电极 电能转化为化学能阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移 (异性相吸)原

3、电池化学能转化为电能负极正极阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移（异性相吸）相同点(从原理分析)都是氧化还原反应第6页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日1、可以通过哪些描述判断出是原电池反应或是电解池反应？（1）根据题目中出现的图像判断:（2）根据题目中所描述的电极判断： 正极/负极原电池 阴极/阳极电解池（3）根据题目中的化学反应判断： 放电过程原电池反应 充电过程电解池反应（4）根据应用： 原电池的应用金属的腐蚀 电解池的应用电镀、精炼、电冶金考点一、电化学基础第7页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池电解质溶液盐桥

4、失e，沿导线传递，有电流产生还原反应2H+2e- =H2阴离子阳离子总反应：负极正极 Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(离子方程式）（化学方程式）外电路内电路原电池的工作原理：第8页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日CuSO4 溶液CuSO4 溶液电流的稳定性电流强度Zn+Cu2+=Zn2+Cu1-2知识之间的内在生长点原电池装置第9页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日氧化反应2Cl-2e=Cl2 电解氯化铜溶液电解质溶液还原反应Cu2+2e- =Cu总反应：阳极阴极 (离子方程式）（化学方程式）外电路内电路电解池的工作原理：

5、（）电源（）ee2CuCl2= 2Cu+Cl2电解阳离子阴离子Cu2+ +2Cl-=2Cu+Cl2电解第10页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日 阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 注意:阳极如果是活性电极,那么金属首先失去电子资料:电解过程中放电顺序阴极：Ag+Hg2+Cu2+H+失电子-还原性含氧酸酸根离子放电必须在熔融电解质中进行活泼金属离子放电在熔融电解质中进行得电子-氧化性第11页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日正极负极阳极阴极失电子得电子得电子 失电子第12页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日自发反应非自发反应第

6、13页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日 例1. 烧杯A中放0.1mol/L的硫酸溶液， 烧杯B中盛放0.1mol/L CaCl2溶液（两种溶液均足量）装置如右图，下列说法不正确的是 ( ) A为原电池，B池中Ca2+向左移动 A池Fe电极为负极，发生还原反应 当A烧杯中产生0.1mol 气体时，B烧杯中产生的气体也为0.1mol D.一段时间后B烧杯中溶液的pH上升 BC第14页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日考点二、电极方程式的书写明确该极是得还是失电子根据化合价变化得出产物正负（阴阳）两极材料及附近有哪些离子，判断反应物结合电解质溶液，判断最终反

7、应书写注意事项：一看电极材料；二看环境介质； 三看附加条件与信息第15页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日2.依据反应C3H8(g)+5O2(g)3CO2 (g)+4H2O(l) H =-2219.9 kJ/mol， 可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在其内部可以能传导O2。在电池内部O2由 极移向 极（填“正”或“负”）；电池的负极电极反应为： 。正、负；C3H8 + 10O2 -20e3CO2+ 4H2O 第16页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日某乙醇燃

8、料电池以乙醇为燃料，使用酸性电解质，该电池负极反应的电极反应式为 CH3CH2OH 12e+ 3H2O = 2CO2 + 12H+ 电动汽车的某种燃料电池，通常用NaOH作电解质，用Al、石墨作电极，在石墨电极一侧通入空气，该电池的负极反应： Al + 4OH - 3e = AlO2 + 2H2O第17页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日体验高考：（09年海南化学15）（9分）LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2 =4LiCl+S +SO2。请回答下列问题：（1）电池的

9、负极材料为 ，发生的电极反应为 ；（2）电池正极发生的电极反应为 ；锂 4Li4e=4Li 2SOCl24e=4ClSSO2 第18页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日1找出两极放电的物质，原电池负氧正还，电解池阳氧阴还。2.要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH-、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。3. 要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它与H结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。熔融盐电池中存在O2- 。小结：书写电极反应式应注意的事项第19页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日

10、C第20页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日考点三 电化学计算基础：电子得失相等方法：写出电极式，根据电极式进行相关计算。第21页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日负增大减小不变0.25mol/L13【提高练习】 1、第22页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日考点四 电化学原理的应用1、原电池原理的应用（1）比较金属的活动性大小（2）判断金属腐蚀的快慢（3）判断反应速率（4）设计电池（5）金属的腐蚀与防护（6）设计制造新的化学电源第23页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日例1：有A、B、C、D四种金属，将A与B用导

11、线联结起来浸入稀H2SO4中，B极产生气泡，将A、D分别浸入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈，将Cu浸入B的盐溶液中，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，据此判断它们的活泼性由强到弱的顺序是（ ）（A）、 （）、（C）、 （）、第24页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是 （ ） A B C D 第25页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日例：100 mL浓度为2 molL1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是( )A.加入适量的6

12、molL1的盐酸B.加入数滴氯化铜溶液C.加入适量蒸馏水D.加入适量的氯化钠溶液第26页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日例：利用下述反应：2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2设计一个原电池装置。画出装置图；标明电极材料和电解质溶液；写出电极反应式。 第27页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈较强酸性水膜呈中性或较弱酸性或碱性电极反应负极Fe(- )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极C(+)2H+2

13、e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系第28页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日考点四 电化学原理的应用2、电解原理的应用（1）冶炼金属（2）电镀金属（3）精炼金属（4）氯碱工业（5）金属的腐蚀与防护第29页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日氯碱工业+-精制饱和NaCl淡盐水Cl2H2NaOH溶液H2O含少量NaOHCl-Cl2H2OH-Na+Na+交换膜电解饱和食盐水的原理示意图2H+2e-=H22Cl-

14、2e-=Cl2阳 阴H+从何来？第30页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日电解原理的应用1、镀铜反应原理 阳极(纯铜)：Cu-2e=Cu2+， 阴极(镀件)：Cu2+2e=Cu， 电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4 .2、氯碱工业反应原理 阳极：2Cl-2e- =Cl2，阴极：2H+2e- =H2 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+ Cl23、电解精炼反应原理(电解精炼铜) 粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等 阳极(粗铜)：Cu-2e- = Cu2+， （Zn-2e- = Zn2+， Ni-2e- = Ni2+， Fe-2e- = Fe2+，等） 阴极(精

15、铜)： Cu2+2e- =Cu， 电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4。 Zn2、Ni2等 阳离子得电子能力小于Cu2+而留在电解质溶液中。金属活动顺序排在Cu后的Ag、Pt、Au等失电子能力小于Cu，以金属单质沉积于阳极，成为“阳极泥”。第31页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日总结:原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义形成条件电极名称电极反应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它金属的装置。活动性不同两电极电解质溶液形成闭合回路两电极接直流电源电极插入电解质溶液形成闭合回路镀层金属接电源正极待镀金属接电源负

16、极电镀液须含有镀层金属的离子负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；阴极：镀件负极：氧化反应正极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应第32页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日【知识概括】 一个反应：氧化还原反应一个计算：得失电子守恒法解决电化学的相 关计算两个转化：化学能和电能的相互转化两个应用: 原电池原理应用、电解原理应用三个条件：原电池、电解池的形成条件四个池子：原电池、电解池、电镀池、 电解精炼池第33页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日高铁电池是

17、一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH下列叙述不正确的是（ ） A放电时负极反应为：Zn2e +2OH= Zn(OH)2 B充电时阳极反应为： Fe(OH)3 3e + 5 OH = FeO42+ 4H2O C放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4 被氧化 D放电时正极附近溶液的碱性增强放电 例题1充电C第34页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日甲醇-空气燃料电池（DMFC），该电池是一种高效能、轻污染电动汽车

18、的车载电池，该燃料电池的电池反应式为：2CH3OH(l)3O2(g) = 2CO2(g)4H2O(l)。其工作原理示意图如下：在上图的横线上标出a、b、c、d四个出入口通入或排出的物质名称（或化学式） 负极的电极反应式为 。 O2+4H+4e-=2H2O正极负极第35页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，若以KOH溶液为电解质，其工作原理示意图如下。请写出A极的电极反应式 。O2+2H2O+4e-=4OH-CH3OH+8OH-6e=CO32+6H2O正极负极第36页，共48页，2022年，5月20日，1点3

19、7分，星期日甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，若以熔融的碳酸盐为电解质，该燃料电池的电池反应式为：2CH3OH(l)3O2(g) = 2CO2(g)4H2O(l)。其工作原理示意图如下：在上图中，电极A为 极，b口加入的是 。 CH3OH负为了使该燃料电池长时间稳定运行，电解质组成应保持稳定。则C口通入的物质是 。B极发生反应的反应式为 。 O2和CO2电池工作一段时间后，消耗氧气为1.5mol，则在 a处收集的气体的体积为 （在标准状况下） 89.6LO2 2CO2 +4e 2CO32 第37页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日拓展三：

20、如果将以上装置中的乙装置（电解池）换成电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置，其装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为_。 2011江苏省高考10第38页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日变式题2010宁夏卷根据图205可判断出下列离子方程式中错误的是( ) A第39页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日B第40页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日C第41页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日第42页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日第43页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日第44页，共48页，2022年，5月20日，1点37分，星期日练习.(2009高考上海卷)右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是()A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是Fe-2e=Fe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中