《電化學》專題復習

1、● 考綱呈現 1．了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形式 2．了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應式和電池反應方程式。了解常見化學電源的種類及工作原理。 3．理解金屬發生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。,【復習達成目標】1、掌握原電池、電解池的概念及原理，了解銅的電解精煉、鍍銅、氯堿工業反應原理2、學會電極的判斷，學會正確書寫電極反應及總反應方程式，掌握常見離

2、子放電的規律； 3、能運用得失電子守恒法解決電化學的相關計算。,【復習重點】原電池、電解池工作原理及應用； 電極反應式書 寫,【知識概括】 一個反應：氧化還原反應一個計算：得失電子守恒法解決電化學的相關計算兩個轉化：化學能和電能的相互轉化兩個應用: 原電池原理應用、電解原理應用三個條件：原電池、電解池的形成條件（各為3個方面）,【專題難點】 原電池、電解池原理應用及

3、電極反應式正確書寫,一、原電池、電解池工作原理,1.原電池原理：通過自發氧化還原反應把化學能轉化為電能。,2.電解原理：連接電源，使電流通過電解質溶液在陰陽兩極上被迫發生非自發氧化還原反應，從而把電能轉化為化學能。,陽極（內電路）,陰極（內電路）,+,－,e,,e,,電源,e,,,e,H+,SO4 2 –,,,,,,H+,SO4 2 –,,氧化反應: Zn-2e-

4、= Zn2+,還原反應:2H++2e - = H2↑,還原反應:2H + +2e - = H2↑,氧化反應: 4OH– + 4e - =O2↑+2H2O,(左池),(右池),原電池,電解池,,OH–,OH–,,,二、兩池比較,,,,,★原電池、電解池的區分關鍵看是否有外接電源；有外加電源的裝置一定是電解池，無外加電源的裝置一定是原電池?！镫娊獬?、電鍍池和精煉池的區分關鍵看陽極材料和電解質溶液。,【說明】：多池組合時, 一般是含

5、有活潑金屬的池為原電池，其余都是在原電池帶動下工作的電解池；若最活潑的電極相同時，則兩極間活潑性差別較大的是原電池，其余為電解池。,怎樣區分原電池、電解池、電鍍池和精煉池？,1.單池判斷：,2.多池組合判斷：,①無外電源：一池為原電池，其余為電解池；②有外電源：全部為電解池或電鍍池、精煉池,考什么？怎么考？,,練習1.請觀察下列實驗裝置圖，指出各裝置的名稱。,,電解池,電鍍池,NaCl溶液 硫酸溶液,原電池,,同步練習

6、,Cu,Zn,C,Cu,Fe,Fe,粗Cu,CuSO4溶液,精Cu,精煉池,A,B,C,D,CuSO4溶液,電解池,原電池,,,,陰極,陽極,練習2、判斷下列裝置各屬于什么池？,正極,負極,1.金屬腐蝕: (1)化學腐蝕 (2)電化腐蝕 a.析氫腐蝕 b.吸氧腐蝕

7、2.防護方法: (1)改變金屬內部組織結構 (2)在金屬表面覆蓋保護 (3)電化學保護法(犧牲陽極的陰極保護法) 3.化學電源：燃料電池、鉛蓄電池（二次電池）、銀-鋅電池堿性蓄電池等）,★原電池應用,說明：①電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐 蝕>有防腐措施的腐蝕②同一種金屬的腐蝕:強電解質&g

8、t;弱電解質>非電解質,練習3 下列裝置中的鋅棒都浸在相同濃度的稀硫酸中，鋅棒腐蝕速度從快到慢的順序是 （ ） A ③④②① B ②③①④ C ④②①③ D ③②①④,,D,課堂練習,練習4 (2013·北京卷·7)下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是(　　)A．水中的鋼閘門連接電源的負極B．金屬護

9、欄表面涂漆C．汽車底盤噴涂高分子膜D．地下鋼管連接鎂塊,★電解原理的應用,1、鍍銅反應原理 陽極(純銅)：Cu-2e_ =Cu2+， 陰極(鍍件)：Cu2++2e_=Cu， 電解液：可溶性銅鹽溶液，如CuSO4溶液.2、氯堿工業反應原理 陽極：2Cl—-2e_ =Cl2↑， 陰極：2H++2e—= H2↑ 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑3、電解精煉反應原理(電解精煉銅)

10、 粗銅中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等 陽極(粗銅)：Cu-2e—= Cu2+， （Zn-2e—= Zn2+， Fe-2e—= Fe2+，等） 陰極(精銅)： Cu2++2e—=Cu電解液：可溶性銅鹽溶液，如CuSO4。 Zn2＋、Ni2＋等 陽離子得電子能力小于Cu2+而留在電解質溶液中。金屬活動順序排在Cu后的Ag、Pt、Au等失電子能力小于Cu，以金屬單質沉積于陽極，成為“陽極泥”。4

11、.鋁的冶煉,常見陰陽離子放電順序(離子濃度接近時),陽離子放電（得電子）由難到易,K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Pb2+ (H+) Cu2+ Fe3+ Ag +,,,陰離子放電（失電子）由難到易: F- ROmn- OH- Cl- Br- I- S2-,,五、電解質溶液用惰性電極電解的規律,練習5、 如下圖兩個電解槽中，A、B、C、D均為石墨電極。如果電解過

12、程中共有0.02mol電子通過，下列敘述中正確的是( ) A.甲燒杯中A極上最多可析出銅0.64gB.甲燒杯中B極上電極反應式為： 4OH-— 4e- =2H2O+O2↑C.乙燒杯中滴入酚酞試液，D極附近變紅D.乙燒杯中C極上發生還原反應,C,1.原電池正、負極的判斷,,,,,,,,,,,,,,,,,六、原電池與電解池電極的確定,2.電

13、解池 陰、陽極的判斷★可根據電極與電源兩極相連的順序判斷 陰極：與直流電源的負極相連接的電解池中的電極。其反應時, 溶液中氧化能力強的陽離子首先在陰極上得到電子, 發生還原反應。 陽極：與直流電源的正極直接連接的電極?！　?①若是惰性電極（Pt、C等)，在該極上，溶液中還原性強的陰離子首先失去電子被氧化；②若是活性電極（金屬活動性順序Ag之前），電極材料參與反應，自身失去電子被氧化而溶入溶液中。,,

14、練習6．(2013·北京卷·9)用石墨電極電解CuCl2溶液(見下圖)。下列分析正確的是(　　),A．a端是直流電源的負極B．通電使CuCl2發生電離C．陽極上發生的反應：Cu2＋＋2e－= CuD．通電一段時間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體,★電極反應的書寫與下列幾個因素有關1、與裝置類型有關2、與電極類型及電極材料有關3、與電子得失守恒有關4、與電解質環境有關5、與總反應式有關6、與題給信息

15、有關7、與離子的氧化還原性強弱（放電順序）有關,★如何書寫電極反應？ 規律：原電池或電解池的兩電極反應式之和即為總反應式， 寫法：總反應式減去一電極反應式即為另一個電極反應式。對于較復雜的、陌生的反應可用該方法解題或檢驗。書寫注意事項：一看電極材料；二看環境介質；三看附加條件與信息,,,七、電極反應的書寫,書寫步驟：（1 ）寫出燃燒反應正確的化學方程式；（2）根據電解液（介質環境）改寫燃料電池總反應；（3）寫出正極的電

16、極反應式(一般較簡單);（4）由燃料電池總反應式減去正極的電極反應式得到負極的電極反應式。,1.怎樣書寫燃料電池的電極反應式和總反應式？,例. 已知CH4、O2、NaOH溶液組成的燃料電池總反應：　　CH4+2OH-+2O2→ CO3 2 -+3H2O請寫出其電極反應。解析： ①燃燒總反應： CH4+2O2→CO2+2H2O②燃料電池總反應：　　CH4+2OH-+2O2→ CO3 2 -+3H2O③正極：2O2+4H2

17、O+8e－→8OH-④負極：CH4+10OH--8e－→CO32-+7H2O,,,,氫氧燃料電池,,,,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O,,2H2 +4OH- - 4e- = 4H2O,O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,練習7 (2013·沈陽市質檢)利用甲烷燃料電池電解50 mL 2 mol

18、·L－1氯化銅溶液的裝置如圖所示，下列說法中正確的是(　　),,A．裝置甲的負極電極反應式為 CH4＋2H2O－8e－=CO2＋8H＋B．裝置甲內部酸性電解質中H＋向負極移動C．電極棒上逐漸覆蓋一層紅色的銅D．電極b上發生氧化反應,2.如何書寫二次電池（充放電）電極反應式？可逆電池電極反應式書寫的關鍵是要弄清電解液是酸性還是堿性（H+ 和OH-），不可亂用，然后是反應方向判斷。,例： 已知鉛蓄電池充放電的電池

19、反應式如下：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 試寫出放電時的正、負極, 充電時的陰、陽極的電極反應式。,放電時：負極：Pb-2e－+SO42- =PbSO4 正極：PbO2+2e－+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O充電時：陰極：PbSO4+2e－=Pb+SO42- 陽極：PbSO4+2H2O-2

20、e－=PbO2+SO42-+4H+,2024/3/10,3.鋼鐵的腐蝕過程的電極反應,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,水膜酸性較強,水膜酸性很弱、中性或堿性,Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑,2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2,練習8、下列圖一、圖二是鐵釘在水中被腐蝕的實驗,數天后,數天后,,,圖一,圖二,（1）上述兩裝置中鐵釘發生變化的共性是：（2）圖一說明原溶液呈 性

21、，鐵釘發生 腐蝕，電極反應為： （3）圖二說明原溶液呈 性，鐵釘發生 腐蝕，電極反應為：,發生了原電池 反應,中性或非酸,吸氧,負極：Fe -2e = Fe2+ ； 正極：2H2O +O2 +2e　=4

22、OH-,負極：Fe -2e = Fe2+ ；正極：2H+ +2e = H2↑,較強酸性,析氫,練習9．(2013·北京市西城區第二次模擬)一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關系如下：,下列說法不正確的是(　)A．在pH6溶液中，碳鋼主要發生吸氧腐蝕C．在pH>14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應為O2＋4H＋＋4e－= 2H2OD．在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會減緩,A.圖Ⅰ所示電池中，MnO2的作用是

23、催化劑B．圖Ⅱ所示電池放電過程中，硫酸濃度不斷增大C．圖Ⅲ所示裝置工作過程中，電解質溶液中Cu2＋濃度始終不變D．圖Ⅳ所示電池中，Ag2O是氧化劑，電池工作過程中被還原為Ag,練習11．(2013·北京市東城區)如圖是將SO2轉化為重要的化工原料H2SO4的原理示意圖，下列說法不正確的是(　　),,A．該裝置將化學能轉化為電能B．催化劑b表面O2發生還原反應，其附近酸性增強C．催化劑a表面的反應是SO2＋2H2

24、O－2e－=SO42-＋4H＋D．若得到的硫酸濃度仍為49%，則理論上參加反應的SO2與加入的H2O的質量比為8:15,練習10. [2010·全國卷Ⅱ] 如圖是一個用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6.8～8.0，酸色—紅色，堿色—黃色),回答下列問題：(1)下列關于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是__________(填編號)；

25、①A管溶液由紅變黃②B管溶液由紅變黃 ③A管溶液不變色④B管溶液不變色(2)寫出A管中發生反應的反應式：__________________________；,,(3)寫出B管中發生反應的反應式：____________________________________________； (4)檢驗a管中氣體的方法是____________________________________________； (5)檢驗b管