第四章电化学基础复习课件(人教版选修4)

1、第四章 电 化 学 基 础 复 习一、电化学知识的内部联系：强迫发生电解自发发生原电池还原剂 氧化剂ne-氧化还原反应还原剂通过外电路将电子给予氧化剂外电场强迫还原剂失、氧化剂得电子失电子氧化反应负极：电子流出阳极：连电源正极得电子还原反应正极：电子流入阴极：连电源负极化学能消耗电能产 生产生电能消 耗化学电源、电化学腐蚀、防腐氯碱工业、精炼铜、电镀、冶炼活泼金属 Cu 硝酸银溶液问题探究1：如图一根铜棒插入硝酸银溶液中，回答：（1）一段时间后，观察到的实验现象是 ，（2）写出相关的离子方程式并用单线桥法表示电子 转移的方向和数目：负极： ，正极： ；原电池反应 。问题探究2.探究1中的氧化还

2、原反应能否设计成原电池？若能，请画出实验装置图并写出电极反应式和原电池反应方程式. Ag/C/Pt Cu 硝酸银溶液问题探究3.探究1中的氧化还原反应的逆反应 Cu2+ +2Ag=Cu +2Ag+ 能自发发生吗？能否设计一个实验使该反应发生？若能，画出实验装置图并写出电极反应式和总反应方程式。电极反应式：阳极： ，阴极： 。电解反应式: .Ag Cu/C/pt 硝酸铜溶液总结：（1）氧化还原反应是还原剂将电子给予氧化剂。（2）从理论上说，任何一个自发发生的氧化还原反应， 只要还原剂失去电子和氧化剂得到电子分两处进 行，就可设计成原电池。（3）一个不能自发发生的氧化还原反应可用电解的方法 强迫它

3、发生。电 离电 解条件过程特点联系1.电离与电解电解质溶于水或受热融化状态电解质电离后，再通直流电电解质电离成为自由移动的离子，如：CuCl2 =Cu2+ +2Cl-阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成为原子或分子。如： 只产生自由移动的离子发生氧化还原反应生成了新物质电解必须建立在电离的基础上二、几组概念的辨析化 学 腐 蚀电 化 腐 蚀条件现象本质联系金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍2.化学腐蚀与电化腐蚀 吸氧腐蚀 析氢腐蚀发生条件电极反应负极正极总反应其他反应中性或碱性， 得电子被还原

4、为 OHO2较强酸性。反应时有 析出H22Fe4e2Fe2O22H2O4e4OH2FeO2+2H2O=2Fe(OH)2Fe2eFe22H2eH24 Fe(OH)2O2+2H2O = 4Fe(OH)32Fe(OH)3 = Fe2O3 xH2O(铁锈）+（3-x）H2O 3.钢铁两种电化学腐蚀比较Fe2H = Fe2 H24.原电池和电解池比较内容原电池电解池电极规定电极反应电子移动方向离子在池中移动方向能量转变较活泼的金属失电子流出负极阴极：连接电源负极的一极负极发生氧化反应正极发生还原反应阳极发生氧化反应阴极发生还原反应负极用电器正极阳极电源阴极化学能变为电能电能变为化学能阳离子正极阳离子阴极

5、电 镀电 解电 极变 化电解液变 化电解液PH变化联系阳极:M-ne- = Mn+阴极:Mn+ne- = M离子浓度保持不变离子浓度发生变化阳极：失电子，被氧化阴极：得电子，被还原不变可能升高或降低或不变电镀是一种特殊的电解5. 电镀与电解比较表稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 硫酸 A B C D 下列装置中属于原电池的是 （ ） 属于电解池的是 （ ） BC D 练习1:练习2:对图中装置叙述错误的是（ ） A.甲是原电池，乙是电解池 B.甲中溶液pH值将增大 C.乙中Cu2保持不变 D.甲中锌溶解的物质 的量小于乙中阳极 Cu溶解的物质的量Zn Cu Cu Cu 甲池：稀硫酸 乙池：硫酸铜D判断原

6、电池、电解池、电镀池的依据：（1）若有外接电源，则为电解池或电镀池； 阳极参与反应且电解过程中电解液浓度不变， 则是电镀池；否则是一般的电解池。（2）若无外接电源，电极和电解质之间有自发发生的 氧化还原反应的为原电池。 其他为电解池或电镀池。练习3：从理论上分析判断，下图A、B、C是什么池（电解池/电镀池/原电池）？并写出各池的电极名称、电极反应式和总反应式。Zn Cu C1C2 A池：稀硫酸 B池：氯化钠溶液 AgCu C池：硝酸银溶液 1. 一次电池 如:锌银电池Zn 2OH 2e ZnO H2O 负极：Zn正极：Ag2O Ag2O H2O 2e 2Ag 2OHZn Ag2O ZnO 2A

7、g总反应：电极反应分为放电和充电两个过程2. 二次电池如:铅蓄电池的充放电过程：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H2O(l)放电充电三.化学电源(一).化学电源的分类电解质溶液电池反应： 2H2 +O2 = 2H2O 酸性或中性负极正极碱性负极正极2H2 4OH 4e 4H2O O22H2O 4e 4OH 2H2 4e 4H O2 4H 4e 2H2O 3. 燃料电池如:甲烷燃料电池负极CH4 10OH 8e CO32 7H2O正极2O2 4H2O 8e 8OH CH4 2O22KOH K2CO3 3H2O如: 氢氧燃料电池负极:可燃物如氢气、甲醇、天然气等正

8、极:氧气练习4：写出以熔融碳酸盐、固体氧化物为电解质时 的氢氧燃料电池的电极反应式和总反应式。 熔融碳酸盐负极：2 H2 + 2CO32- 4e- = 2H2O +2CO2 正极：O2 +2 CO2 + 4e- = 2CO32-总反应式：2H2 + O2 = 2H2 O固体氧化物负极：2H2 + 2O2- 4e- =2H2O正极：O2 + 4e- =2O2- 总反应式：2H2 + O2 = 2H2 O(二).原电池电极反应式的书写： 3.负极所得产物和正极所得产物，与溶液的酸碱性 有关（如4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在， 在碱性溶液中以CO32形式存在）；2.分析两极反应物分别写出两极电

9、极反应式，将两极 的电极反应式的电子得失数配平后，相加得到总反 应加法 4.溶液不存在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；写出发生的氧化还原反应方程式，分析得、失电子 情况，写出正或负极的电极反应式， 总反应减去一极反应即得到另一极反应减法总结：以氧气为氧化剂时在各类燃料电池中的电极 反应式的共同点？正极：O2 + 4H+ +4e- =2H2O质子交换膜燃料电池：碱 性 燃 料 电 池：熔融碳酸盐燃料电池：固体氧化物燃料电池：正极：O2 +2H2O+4e-=4OH-正极：O2+2CO2+4e-=2CO32-正极：O2 +4e- =2O2-（1）阴极：Ag

10、+Hg2+Cu2+H+(水)Pb2+Fe2+ Na+Ca 2+ K+ 氧化性强的阳离子先得电子（2）阳极： 活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化 成阳离子进入溶液。 用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时, 还原性强的离子先失电子 S2IBrClOH(水) NO3SO42F 1.电极产物的判断四、电解原理 阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F- 与区：电解本身型 如CuCl2 、HCl与区：放氢生碱型 如NaCl与区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3与区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH阴极: Ag+Cu2+Fe2+Zn2+ （H+）Al3+Mg2+Na+2.电解规律(惰性电极)练习6 写出下列电解池中各电极的电极反应式和电解 的总反应式，分析电解液的浓度和PH变化情况FeCuH2SO4溶液CCKOH溶液FeCuKOH溶液CCH2SO4 溶液3.电解的相关计算：(1) 常见类型： A.电解后某产物的质量、气体产物的体积。 B.电解后溶液的PH。 C.电解后溶液中某物质的物质的量浓度（2）常见方法： A.根据电解方程式或电极反应式列比例式求 解 B.根据电路中、各电极上转移的电子的物质的 量相等求解五、电化学知识的应用 1.原电池知识的应用：（1）设计、制造化学电源（理论上，任何一个自发 发生的氧化还原反应都可设计成原电池）；（2）