电化学单元复习.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,Company Logo,电化学,一、原电池原理及应用,1,、原电池,（,1,）定义：把,化学能,转化为,电能,的装置,Company Logo,（,2,）原电池的工作原理,Zn,上：,Zn-2e,=Zn,2+,Cu,上：,2H,2e,H,2,Company Logo,（,3,）原电池的形成条件,Company Logo,电极材料：,是由活性物质与导电极板所构成，所谓活性物质是指在电极上可进行氧化还原的物质。两电极材料活性不同，在负极上发生氧化反应；正极上发生还原反应。,电解液：,含电解质的溶液。,构成回路,（,3,）原电池的形成条件,Company Logo,（,4,）电极的判断,在物理上：电流从正极经外电路流向负极，电子流向与电流相反，即从负极流向正极。,在化学上：同样将电子流出为负极、流入为正极。,电子流出失电子氧化反应（一般为活泼金属）电子流入得电子还原反应,Company Logo,负极（,Zn,）：,Zn-2e,=Zn,2+,正极（,Cu,）：,2H,2e,H,2,总反应：,Zn,2H,=Zn,2+,Company Logo,思考,原电池工作过程中，在正极上得电子的一定是电解质溶液中的阳离子吗？,不一定，当负极与电解质溶液不发生反应时，原电池中其它氧化剂在正极得电子，如：,O,2,+4e,-,+2H,2,O=4OH,-,Company Logo,2,、电池的应用,比较金属的活动性大小 一般来说，原电池的负极金属比正极金属活动性强。,判断金属腐蚀的快慢电解原理引起的腐蚀,原电池原理引起的腐蚀,化学腐蚀,有防腐措施的腐蚀原电池中的负极金属比正极金属腐蚀的快同种金属，在强电解质溶液中比在弱电解质溶液中腐蚀的快,设计电池从理论上说，任何氧化还原反应均可设计成原电池,Company Logo,金属腐蚀,金属的腐蚀是金属被氧化的过程，包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种,化学腐蚀是金属跟接触到的物质（如,O,2,、,Cl,2,、,SO,2,等）直接发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀。这类反应比较简单，仅仅是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应。例如，铁跟氯气直接反应而腐蚀，钢管被原油中的含硫化合物腐蚀等。,Company Logo,电化学腐蚀形成原电池而发生的腐蚀 吸氧腐蚀和析氢腐蚀,负极：（氧化反应）,Fe,2e,Fe,正极,：（还原反应）,O,2,+2H,2,O+4e,4OH,总反应：,2Fe+O,2,+2H,2,O=2Fe(OH),2,4Fe(OH),2,O,2,+2H,2,O,4Fe(OH),3,2Fe(OH),3,=Fe,2,O,3,+3H,2,O,Company Logo,电化学腐蚀形成原电池而发生的腐蚀 吸氧腐蚀和析氢腐蚀,负极：（氧化反应）,Fe,2e,Fe,正极,：（还原反应）,2H,+,+2e,H,2,总反应：,Fe+2H,+,=Fe,2,+H,2,4Fe(OH),2,O,2,+2H,2,O,4Fe(OH),3,2Fe(OH),3,=Fe,2,O,3,+3H,2,O,Company Logo,Company Logo,金属的防腐,【,金属的防护,】,针对金属腐蚀的原因采取适当的方法防止金属腐蚀，常用的方法有：,改变金属的内部组织结构,例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。,保护层法,在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。如：,1.,在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。,2.,用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。,3.,用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。,电化学保护法,利用原电池原理进行金属的保护，设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类。应用较多的是阴极保护法。,对腐蚀介质进行处理,消除腐蚀介质，如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。,Company Logo,【,电化学保护,】,将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极，使其不受到腐蚀，所以也叫阴极保护法。这种方法主要有以下两种：,牺牲阳极保护法,此法是将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐蚀。这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。,外加电流的保护法,Company Logo,几种常见的电池,锌锰干电池,Company Logo,铅蓄电池,Company Logo,燃料电池,Company Logo,练习：,（,2004,江苏化学，,16,）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌,锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：,Zn(s)+2MnO,2,(s)+H,2,O(l)=Zn(OH),2,(s)+Mn,2,O,3,(s),下列说法错误的是,A,电池工作时，锌失去电子,B,电池正极的电极反应式为：,2MnO,2,(s)+H,2,O(1)+2e,=Mn,2,O,3,(s)+2OH,-,(aq),C,电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极,D,外电路中每通过,O.2mol,电子，锌的质量理论上减小,6.5g,Company Logo,（,2004,天津理综，,12,）下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是,A.a,电极是负极,B.b,电极的电极反应为：,4OH,-,4e,-,=2H,2,O+O,2,C.,氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源,D.,氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置,练习：,Company Logo,二、电解原理及应用,Company Logo,实 质,装置名称,能量转化,电极名称,装置差异,电子流向,电极反应,原电池,电解池,负极：电子流出正极：电子流进,阴极：与电源负极相连阳极：与电源正极相连,无电源，两极材料不同,有电源，两极材料可同可异,正极：得电子还原反应,负极：失电子氧化反应,阴极：失电子氧化反应,阳极：得电子还原反应,电源负极,阴极,电源正极 阳极,负极 正极,化学能 电能,电能 化学能,电极式写法：,找物质，标得失,选离子，平电荷,配个数，巧用水,负极判断方法：,1,、较活泼的金属,2,、电子流出,3,、发生氧化反应,阳极判断方法：,1,、连电源正极,2,、发生氧化反应,3,、阴离子移向,Company Logo,05,上海化学,关于如图所示装置的叙述，正确的是,A,铜是阳极，铜片上有气泡产生,B,铜片质量逐渐减少,C,电流从锌片经导线流向铜片,D,氢离子在铜片表面被还原,D,巩固提高：,Company Logo,2,、离子放电顺序,（,1,）电解池阴极,阳离子放电能力（得电子能力）逐渐增强,K,+,Ca,2+,Na,+,Mg,2+,Al,3+,（,H,+,水中,）,Zn,2+,Fe,2+,Pb,2+,H,+,（,酸中,）,Cu,2+,Hg,2+,Ag,+,（,2,）电解池阳极,（,Fe Cu Ag,等金属）,S,2-,I,Br,Cl,OH,含氧酸根,阴离子放电（失电子）能力：,逐渐减弱,以石墨为电极，电解下列物质的水溶液，写出有关电极反应式和电解总反应式。,Na,2,SO,4,NaOH,H,2,SO,4,HCl,CuCl,2,NaCl,CuSO,4,Company Logo,电解,类型,举 例,电极反应,溶液,pH,变化,溶液复原方法,物质类别,实例,水,电,解,含氧酸,H,2,SO,4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na,2,SO,4,溶,质,电,解,无氧酸,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl,2,溶质和水同时电解,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO,4,3.,电解质溶液用,惰性电极,电解的规律小结：,阳极：,4OH,-4e,=O,2,+2H,2,O,阴极：,4H,+,+4e,=2H,2,阳极,2Cl,-2e,=Cl,2,阴极：,4H,+,+4e,=2H,2,阳极,2Cl,-,2e-,=Cl,2,阴极：,Cu,2+,+2e,=Cu,阳极,2Cl,-2e,=Cl,2,阴极：,2H,2,O+2e,=H,2,+2OH,-,阳极：,4OH,-4e,=O,2,+2H,2,O,阴极：,2Cu,2+,+4e,=2Cu,减小,增大,不变,增大,增大,减小,H,2,O,HCl,CuCl,2,HCl,CuO,电解水型！,电解电解质型！,放氧生酸型！,放氢生碱型！,Company Logo,只放氢,pH,升；,只放氧,pH,降；,放氢放氧浓度增；,无氢无氧少本身。,歌诀,：,Company Logo,05,江苏化学,高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：,3Zn,2K,2,FeO,4,8H,2,O 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：,Zn,2,e,2OH,Zn(OH),2,B,充电时阳极反应为,Fe,OH,3,3,e,5OH,FeO,4,2-,4H,2,O,C.,放电时每转移,3 mol,电子，正极有,1 mol K,2,FeO,4,被氧 化,D.,放电时正极附近溶液的碱性增强,巩固提高：,C,Company Logo,05,广东化学,一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇,Y,2,O,3,的氧化锆,ZrO,2,晶体，在熔融状态下能传导,O,2,。下列对该燃料电池说法不正确的是,A,在熔融电解质中，,O,2,由负极移向正极,B,电池的总反应是：,2C,4,H,10,13O,2,8CO,2,10H,2,O,C,通入空气的一极是正极，电极反应为,O,2,4,e,2O,2,D,通入丁烷的一极是负极，电极反应为：,2C,4,H,10,26,e,13O,2,4CO,2,5H,2,O,A,巩固提高：,Company Logo,