高中化学第04章电化学基础章末复习课件新人教版选修

1原电池原理2化学电源4金属的电化学腐蚀与防护电化学基础3电解原理氧化还原反应化学能转化为电能，自发进行电能转化为化学能，外界能量推动知识结构：氯碱工业、电镀（含粗铜精炼）、电冶金、应用应用应用应用金属防护（外加电流的阴极防护）金属防护（牺牲阳极的阴极防护）2原电池电解池电镀池形成条件①活泼性不同的两电极②电解质溶液③形成闭合回路①两电极接直流电源②两电极插入电解质溶液中③形成闭合回路①镀层金属接电源正极，作为阳极；待镀金属接电源负极，作为阴极②电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连名称同电解池，但有限制条件阳极：必须是镀层金属阴极：镀件(待镀的物件)3原电池电解池电镀池电极反应负极：氧化反应(负失氧)正极：还原反应(正得还)，原电池的电极反应较为复杂，不易总结出明显的规律特征阳极：氧化反应，溶液中的阴离子或金属电极失电子(阳失氧)阴极：还原反应，一定是溶液中的阳离子得电子(阴得还)阳极：氧化反应，金属电极失电子，并不断溶解(阳失氧)阴极：还原反应，电镀液中的镀层金属阳离子得电子(阴得还)4原电池电解池电镀池电子流向(外电路)负极→正极负极→阴极→阳极→正极同电解池电流方向(外电路)正极→负极正极→阳极→电解质溶液→阴极→负极同电解池对比电解质导电的过程实质上就是电解过程；电解是在外电源的作用下被迫发生氧化还原的过程，把电能转化为化学能，而在原电池中正好相反，是自发的氧化还原反应的过程，把化学能转化为电能5二、电解规律(用惰性电极，带*号的例外)及溶液pH的变化类型电解质(水溶液)被电解的物质电极产物溶液pH变化的原因、结果电解质复原阳极阴极电解水型含氧酸(如H2SO4)水O2H2水减少，酸溶液的浓度增大，pH减小加H2O6类型电解质(水溶液)被电解的物质电极产物溶液pH变化的原因、结果电解质复原阳极阴极电解水型强碱(如NaOH)水O2H2水减少，碱溶液的浓度增大，pH增大加H2O活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)水O2H2水减少，盐溶液的浓度增大，pH不变或略减小(若为水解的盐)加H2O7类型电解质(水溶液)被电解的物质电极产物溶液pH变化的因、结果电解质复原阳极阴极电解电解质型无氧酸(如HCl)，除HF外酸非金属单质(如Cl2)H2H+放电，c(H+)降低，pH增大加酸(如HCl)不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外盐非金属单质(如Cl2)金属单质(如Cu)pH基本不变；但严格意义上对水解有影响。pH略为增大加盐(如CuCl2)8类型电解质(水溶液)被电解的物质电极产物溶液pH变化的原因、结果电解质复原阳极阴极放H2生碱型活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)水和盐非金属单质(如Cl2)H2H+放电，[H+]减小，[OH-]增大，pH增大加酸(如HCl)放O2生酸型不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)水和盐O2金属单质(如Cu)OH-放电，[OH-]降低，[H+]增大，pH减小加氧化物(如CuO)电镀型*电镀液——溶解阳极金属析出电镀液组成基本未变，pH不变——9三、电解池及原电池的应用——金属的防护2．金属的防护方法(1)改变金属内部结构；(2)覆盖保护层；电化学保护法：外加电源的阴极保护法，牺牲阳极的阴极保护法。1．金属腐蚀快慢的判断电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>无外界条件的正常腐蚀>用原电池防腐蚀措施的腐蚀>用电解原理防腐。【例题1】下列关于原电池的叙述正确的是（）A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B.原电池是将化学能转变为电能的装置C.在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D.原电池放电时，电流的方向是从负极到正极【解析】A、正极可以是导电的非金属单质，如石墨，故A错误；B、原电池的装置是化学能转化成电能的装置，故B正确；C、根据原电池的工作原理，负极失去电子，化合价升高，被氧化，故C错误；D、电流的方向是从正极流向负极，故D错误。【例题2】原电池的电极名称不仅与电极的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法中不正确的是（）A．有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al-3e-==Al3+B．Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：2Al＋8OH－－6e－=2AlO2－＋4H2OC．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e-==Cu2+D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e-==Cu2+【解析】A、铝比铜活泼，因此铝为负极，电极反应式为Al－3e－=Al3＋，故A说法正确；B、Mg虽然比Al活泼，但是Mg不与NaOH反应，因此Al为负极，即负极反应式为2Al＋8OH－－6e－=2AlO2－＋4H2O，故B说法正确；C、铁比铜活泼，因此铁作负极，即负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，故C说法错误；D、铝与浓硝酸发生钝化反应，因此铜作负极，即负极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，故D说法正确。【例题3】科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。该电池负极反应为（）A．H2+2OH-==2H2O+2e- B．O2+4H++4e-==2H2OC．H2==2H++2e- D．O2+2H2O+4e-==4OH-【解析】根据燃料电池的工作原理，燃料为负极，环境是酸性，因此负极反应式为H2－2e－=2H＋，故C正确。【例题4】某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4==Li2Mn2O4。下列说法正确的是（

）

A．放电时，LiMn2O4发生氧化反应

B．放电时，正极反应为：Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4

C．充电时，LiMn2O4发生氧化反应

D．充电时，阳极反应为：Li++e-==Li【解析】A、根据电池反应式，以及原电池的工作原理，LiMn2O4作正极，得到电子，化合价降低，发生还原反应，故A错误；B、负极反应式为Li－e－=Li＋，因此正极反应式为Li＋＋LiMn2O4＋e－=Li2Mn2O4，故B正确；C、充电时，电池的正极接电源的正极，即充电时，电池正极反应式为Li2Mn2O4－e－=Li＋＋LiMn2O4，被还原，故C错误；D、根据C选项分析，故D错误。【例题5】据报道，摩托罗拉公司开发的一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可持续使用一个月。（1）关于该电池的叙述正确的是（

）A放电时，正极反应为式：O2＋4e-+4H+==2H2OB.放电时，负极反应为式：CH3OH－6e-+8OH-==CO32-+6H2OC.充电时，原电池的负极与电源的正极相连接D.充电时，阴极反应式为：4OH-－4e-==2H2O+O2↑（2）若以熔融的K2CO3为电解质，正极充入CO2与O2的混合气体。试写出该燃料电池的电极反应式：负极______________________，正极___________________________。【解析】（1）A、此环境为碱性，因此正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故A错误；B、燃料电池相当于燃烧，此环境为碱性，因此有CH3OH＋8OH－－6e－=CO32－＋6H2O，故B正确；C、充电时，电池的负极接电源的负极，故C错误；D、充电时，阴极的反应式为负极反应式的逆过程，即为CO32－＋6H2O＋6e－=CH3OH＋8OH－，故D错误；（2）电解质为熔融的K2CO3，负极反应式为CH3OH＋3CO32－－6e－=4CO2＋2H2O，正极反应式为O2＋2CO2＋4e－=2CO32－。【例题6】下列有关电解池的说法不正确的是（

）A.电解池是把电能转化为化学能的装置B.电解池中阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动C.电解池中与电源正极相连的一极是阳极，发生氧化反应D.电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程【解析】A、电解池装置为电能转化为化学能的装置，故A说法正确；B、根据电解原理，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，故B说法错误；C、电解池中阴离子在阳极上放电，化合价升高，发生氧化反应，故C说法正确；D、电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程，故D说法正确。【例题7】右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关的判断正确的是（

）A.a为负极，b为正极B.a为阳极，b为阴极C.电解过程中，d电极质量增加D.电解过程中，氯离子浓度不变【解析】A、根据电流的方向，a为正极，b为负极，故A错误；B、电源电极为正负极，故B错误；C、d为阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，d电极的质量增加，故C正确；D、c为阳极，反应式2Cl－－2e－=Cl2↑，溶液中Cl－的浓度降低，故D错误。【例题8】课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题:（1）电源A极的名称是___________。

（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是_____________。（3）如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是______。（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是__________（填“铜”或“银”），电镀液的主要成分是__________（填化学式）。（5）装置丁中的现象是_____________________________。【解析】（1）F电极附近显红色，说明此极产生OH－，即F为阴极，即A为正极，B为负极；(2)装置甲为电极CuSO4溶液，阴极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，阳极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，因此总化学反应方程式为：2CuSO4+2H2O

2Cu+O2↑+2H2SO4

；（3）乙装置中总反应式为2NaCl＋2H2O=H2↑＋Cl2↑＋2NaOH，两种气体的体积比为1：1；（4）镀银，G为阳极，根据电镀原理，银为阳极，即G为银，电镀液含有Ag＋，即为AgNO3；（5）氢氧化铁胶粒带有正电，丁装置考