电化学原理及其应用

1、电化学原理及其应用课件第1页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四【2010】利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_【2009】ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。（2008山东理综) 29、以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入CO2和O2时，电解质是熔融下的碳酸盐，CO32-移向电池的 （填正或负）极山东高考再现【2012】利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuS

2、O4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_Zn正极N外加电源的阴极保护法O2+4H+4e-=2H2O负第2页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四 原电池、电解池的判定 电极名称及发生的反应类型 电子、离子的移动方向电子转移的数目相关计算 电极反应方程式的书写金属的腐蚀与防护考查重点精炼、电镀、电冶金电化学原理电化学应用干电池第3页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四对比分析原电池电解池能量转化方式反应类型及是否自发AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液化学能电能电能化学能自发/非自发的 氧化还原反应均可自发的氧化还原反应角度

3、一：能量转化和物质转化第4页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四对比分析AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液原电池电解池装置不同直接判断电极无外加直流电源有外加直流电源活泼金属负极；不活泼金属或碳正极电源负极阴极；电源正极阳极Al Mg NaOH溶液 正极负极阴极 阳 极 正极负极角度二：装置构成和电极判断第5页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四对比分析AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液原电池电解池电子流向离子流向负极正极阳离子正极；阴离子负极阳离子阴极；阴离子阳极负极阴极；阳极正极正极负极e-e-H+ Na+ OH- Cl-OH- Cl- H+ N

4、a+阴极 阳 极 e-e-角度三：电子流向和离子流向第6页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四对比分析AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液原电池电解池电极反应类型放电顺序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：活性阳极 S2IBrClOH阴极：AgHg2Fe3Cu2H(酸)角度四：电极反应和放电顺序第7页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四（2012福建）将右图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是( )ACu 电极上发生还原反应B电子沿Zn a b Cu路径流动C片刻后甲池中c（SO42-）增大D片刻后可观察到滤纸b点变红色巩固练习A第8页

5、，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四电化学装置的工作原理【归纳1】氧化还原观电化学第9页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四考点2：电极反应式的书写 （2010山东高考）以铝为阳极，在H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜。写出阳极的电极反应式，并总结书写电极反应式的步骤.【典型例题1】【归纳】 书写步骤 2Al Al2O3 反应物-生成物得失电子数 2Al Al2O3 - 6e- 2Al Al2O3 - 6e-+ 6H+配平电荷 2Al = Al2O3 - 6e-+ 6H+ 3H2O配平原子第10页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四

6、考点2：电极反应式的书写 规律提升：列物质判断电极的反应物、产物标得失分析化合价的升降，找出得失电子数(1)配平电荷(2)配平原子看环境配守恒第11页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。请写出甲烷燃料电池在碱性条件下，负极电极反应式：CH4 -8e- + 10OH- = CO32-+ 7H2O 重点突破 PbSO4 + 2e- = Pb + SO42- 铅蓄电池是一种典型的可充电电池， 电池总反应式为： Pb+PbO2+4H+2SO42- 2PbSO4+2H2O 请写出其充电时阴极反应式：化学电源干电池铅蓄电池燃料电池电极反

7、应式的书写第12页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四能力提升 以铁为阳极电解浓氢氧化钠溶液，制备FeO42-,阳极电极反应为：Fe-6e-+8OH- =FeO42-+4H2O电解应用物质制备电极反应式的书写第13页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四考点2：电极反应式的书写 【练一练】1 、（2008山东高考改编）MnO2的生产方式之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阳极的电极反应式是_反应物-产物 Mn2+ MnO2得失电子数 Mn2+ - 2e- MnO2配平原子 Mn2+ + 2H20- 2e- = MnO2 +4H+配平电荷 Mn2+ -

8、 2e- MnO2+4H+1、【2012潍坊二模】氨的合成是最重要的化工生产之一，直接供氨式碱性燃料电池的反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O,试写出电池的负极反应式为，_ 从理论上分析该电池工作过程中_ (填需要或不需要)补充碱（KOH）2NH3+6OH-6e-=N2+6H2O不需要第14页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四（2012青岛一模）一种新型燃料电池，一极通入空气，一极通入CH3OH(g)，电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2。则在该熔融电解质中，O2向 _（ 填“正”或“负”)极移动，电池负极电极反应为： _ ；考

9、点2：电极反应式的书写 （2012泰安一模）用Na2CO3熔融盐作电解质，CO、O2为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破。该电池示意图如右：负极电极反应式为_，为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环。A物质的化学式为_。负CH3OH3O2- 6e- = CO2 2H2OCOCO32- 2e- = 2CO2CO2第15页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四 在我国，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废, 损失高达2800亿人民币，约占GDP的4%.第16页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四装置简图吸氧腐

10、蚀探寻本质AFeCNaCl溶液模拟钢铁的最主要腐蚀方式：溶液酸性较强时AFeC盐酸溶液第17页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四123牺牲阳极的阴极保护法/外加电流的阴极保护法改变金属的内部结构,如不锈钢(掺杂Ni,Cr等)在金属表面覆盖保护层,如涂油、刷漆、电镀等电化学防护改变微观结构隔绝空气、水等梳理回顾列举常用金属防护措施第18页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四考点3：电化学原理的应用 【典型例题1】A图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上

11、放出气体的速率也增大D图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的(2012山东高考)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 （ ） B第19页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四例1. 改编题粗镍中含有少量Fe，Zn，Cu，Pt等杂质，可用氢氧燃料电池电解制备高纯度镍，说法正确的是 （已知氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）a、电能全部转化为化学能。b、粗镍接该燃料电池通入O2的一极，发生氧化反应。c、电解过程中，阳极质量的减少和阴极质量的增加相等。d、电解后，溶液中存在的阳离子有Fe2+和Zn2+ Cu2+ 。e、利用阳极泥可以回收Pt、Cu等金属。考点3：

12、电化学应用be巩固提升第20页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四考点3：电化学应用巩固提升（2012烟台一模）13氯碱工业常利用阳离子交换膜电解食盐水，下列说法不正确的是 ( )A随着电解的进行，c(NaCl)降低，需不断补充饱和食盐 水B电解过程中采用增大阳极区溶液pH的方法，可以减少 Cl2在水中的溶解量C阳离子交换膜的作用是阻止OH-移向阳极，以使氢氧化钠在阴极区富集D阳极表面用钛氧化物涂层处理，目的是降低电解产物Cl2对电极的腐蚀B第21页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四电解池原理Text原电池原理化学能电能本专题思维导图电冶金氯碱工业电镀电解

13、精炼外加电流的阴极保护法判断两极活泼性加速氧化还原反应设计各种化学电源钢铁吸氧/析氢腐蚀牺牲阳极的阴极保护法应用应用转化转化能量转化观氧化还原观总结提升第22页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四 当堂练习FeO42- + 3e- + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH- CD3.2.1.第23页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四谢谢大家第24页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四(2009山东理综)29、ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“

14、正极”或“负极”)。（2008山东理综) 29、以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入CO2和O2时，电解质是熔融下的碳酸盐，CO32-移向电池的 （填正或负）极（2012山东理综)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 a电能全部转化为化学能 b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动 d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属（2012山东理综) 电解NaCl溶液得到22.4LH2(标准状况)，理论上需要转移NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数)电化学原理的考查第25页，共27页，2022年，5月20日，19点

15、3分，星期四电极方程式的书写(2008) 已丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入CO2和O2时，电解质是熔融下的碳酸盐，电池正极反应式为 _。 (2009)MnO2的生产方式之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是_。 (2010)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为 _。(2011)钠硫高能电池，该电池的工作温度为320左右，电池反应为2Na+ xSNa2Sx ，正极的电极反应式为_。(2012)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。第26页，共27页，2022年，5月20日，19点3分，星期四电化学应用【2009】若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。【2011】以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()。A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用