高考化学一轮复习专题十一电化学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,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,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题十一电化学,1,.,概念,：,把,_,转化为,_,的装置。,考点一原电池工作原理与应用,化学能,电能,2,.,形成条件,非金属导体,电解质,自发,3,.,工作原理,以,(,)Zn|CuSO4|Cu(,),原电池为例,电子,Zn,2e,=Zn,2,Zn,Cu,Cu,2,2e,=Cu,阴离子,(SO,、,OH,),阳离子,(Cu,2,、,H,),【,助学技巧,】,原电池正、负极判断的“五个角度”,4,.,化学电源,(1),一次电池,(,碱性锌锰干电池,),碱性锌锰干电池的工作原理如图：,Zn,2OH,2e,=ZnO,H,2,O,MnO,2,2H,2,O,2e,=Mn(OH),2,2OH,(2),二次电池,(,以铅蓄电池为例,),放电时的反应,a.,负极反应：,_,；,b.,正极反应：,_,；,c.,总反应：,Pb,PbO,2,2H,2,SO,4,=2PbSO,4,2H,2,O,。,充电时的反应,a.,阴极反应：,_,；,b.,阳极反应：,_,；,c.,总反应：,2PbSO,4,2H,2,O=Pb,PbO,2,2H,2,SO,4,。,(3),燃料电池,氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。,2H,2,4OH,4e,=4H,2,O,O,2,4H,4e,=2H,2,O,【,助学技巧,】,(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极(),(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强(),(3)在原电池中，正极自身一定不参与电极反应，负极自身一定要发生氧化反应(),(4)其他条件均相似，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长(),(5),放热反应通过一定的装置可以将化学能变为电能，构成原电池,(,),(6),原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动,(,),答案,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(5),放热反应通过一定的装置可以将化学能变为电能，构成原电池,(,),(6),原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动,(,),答案,(1),(2),(3),(4),(5),(6),新型化学电源题的分析方略,1.解题四环节,2,.,电极反应式的书写,(1),一般电极反应式的书写,1.(江苏化学，10，2分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法对的的是(),答案,D,原电池的设计措施,设计原电池时要紧紧围绕原电池的构成条件。详细措施是：,(1)首先判断出氧化还原反应中的还原剂和氧化剂，将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属作正极，含氧化剂对应离子的电解质溶液作电解液。,(2)假如两个半反应分别在规定的两个容器中进行(中间连接盐析)，则两个容器中的电解质溶液应具有与电极材料相似的金属的阳离子。,(3),设计实例：,根据反应,2FeCl,3,Cu=2FeCl,2,CuCl,2,设计的原电池为：,1.请运用原电池原理设计试验，验证Cu2、Fe3氧化性的强弱。请写出电极反应式，负极_，,正极_，,并在方框内画出试验装置图，规定用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。,答案,Cu,2e,=Cu,2,2Fe,3,2e,=2Fe,2,错因分析,(1),不注明电极材料名称或元素符号。,(2),不画出电解质溶液,(,或画出但不标注,),。,(3),误把盐桥画成导线。,(4),不能连成闭合回路。,考点二电解原理及其应用,1,.,电解,使,_,通过电解质溶液,(,或熔融的电解质,),而在阴、阳两极引起,_,的过程。,2,.,电解池,(,也叫电解槽,),电解池是把,_,的装置。,电流,氧化还原反应,电能转化为化学能,3.电解池的构成和工作原理(电解CuCl2溶液),阴极,还原反应,Cu,2,2e,=Cu,阳极,氧化反应,2Cl,2e,=Cl,2,3.电解池的构成和工作原理(电解CuCl2溶液),阴极,还原反应,Cu,2,2e,=Cu,阳极,氧化反应,2Cl,2e,=Cl,2,【,助学技巧,】,电子和离子的移动方向,4.氯碱工业,(1)概念：用电解饱和NaCl溶液的措施来制取_、_和_，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为 _。,NaOH,H,2,Cl,2,氯碱工业,2Cl,2e,=Cl,2,2H,2e,=H,2,5.,电镀与电解精炼铜,铜,粗铜,Cu,2e,=Cu,2,Cu,2e,=Cu,2,铁,纯铜,Cu,2,2e,=Cu,CuSO,4,溶液,6.,电冶金,(1),钠的冶炼,总反应：,_,阴极反应：,_,阳极反应：,2Cl,2e,=Cl,2,(2)Mg,的冶炼,总反应：,_,(3)Al,的冶炼,总反应：,_,2Na,2e,=2Na,(1)任何化学反应都可以设计成电解池反应(),(2)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(),(3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现(),(4)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色(),(5)电解盐酸、硫酸等溶液，H放电，溶液的pH逐渐增大(),答案(1)(2)(3)(4)(5),分析电解过程的思维程序,1.首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。,2.再分析电解质水溶液的构成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘掉水溶液中的H和OH)。,3.然后排出阴、阳两极的放电次序：,阴极：阳离子放电次序：AgFe3Cu2H(酸),Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。,阳极：活泼电极S2IBrClOH含氧酸根离子。,注意阴极不管是什么材料，电极自身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。最常用、最重要的放电次序是：阳极ClOH；阴极AgCu2H。电解水溶液时，KAl3不也许在阴极放电，即不也许用电解水溶液的措施得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。,4.分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵照原子守恒和电荷守恒。,5.最终写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。,答案,B,明晰突破电解液复原易失分问题,用惰性电极电解电解质溶液时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵照“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物化合的产物。如用惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO。也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，由于Cu(OH)2与生成的H2SO4反应后使水量增长。,2.,用惰性电极电解,100 mL CuSO,4,溶液一段时间后，可以通过添加,0.1 mol Cu(OH),2,将溶液的量与浓度完全复原，则电解时电路中通过的电子为,(,),A.0.1 mol,B.0.2 mol,C.0.4 mol,D.0.8 mol,答案,C,错因分析,本题易错点在于不能抓住加入,Cu(OH),2,将溶液完全复原这一信息，确定该电解过程分为两个过程，分别为电解,CuSO,4,溶液和,H,2,O,，可分别进行计算。,根据题意知，通过添加,0.1 mol Cu(OH),2,将溶液的量与浓度完全复原，可知电解时,Cu,2,放电完全，且电解了一部分水。由,0.1 mol Cu(OH),2,可知，电解时阳极产生了,0.1 mol Cu,和,0.1 mol H,2,，结合电极反应式知，通过的电子为,0.4 mol,。,考点三金属的腐蚀与防护,1.,金属腐蚀的本质,金属原子,_,变为,_,，金属发生氧化反应。,失去电子,金属阳离子,2.,金属腐蚀的类型,(1),化学腐蚀与电化学腐蚀,不纯金属、电解质溶液,直接发生化学反应,原电池反应,无,有,(2),析氢腐蚀与吸氧腐蚀,(,钢铁腐蚀为例,),酸性,弱酸性、中性或碱性,Fe,2e,=Fe,2,2H,2e,=H,2,2H,2,O,O,2,4e,=4OH,3.金属的防护,(1)牺牲阳极的阴极保护法运用_。,(2)外加电流的阴极保护法运用 _。,(3)变化金属内部构造如制成不锈钢。,(4)加保护层如电镀、喷漆、覆膜等。,原电池原理,电解池原理,(1)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀(),(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理同样(),(3)干燥环境下金属不被腐蚀(),(4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(),(5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3(),(6)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用(),答案(1)(2)(3)(4)(5)(6),金属电化学保护的两种措施,3.,对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。,(1),以铝材为阳极，在,H,2,SO,4,溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为,_,。,(2),镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是,_,。在此过程中，两个电极上质量的变化值：阴极,_,阳极,(,填“,”,、“,”,、“,”,或,“,”,),。,(3)运用如图所示的装置，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_(填“M”或“N”)处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。,解析(3)铁被保护，可以作原电池的正极或电解池的阴极。故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe作阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，称为牺牲阳极的阴极保护法。,答案(1)2Al3H2O6e=Al2O36H,(2)能向电镀液中不停补充Cu2，使电镀液中的Cu2浓度保持恒定,(3)N牺牲阳极的阴极保护法,金属腐蚀快慢的判断,1.不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下列两种原因有关：,(1)与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性差异越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。,(2)与金属所接触的电解质溶液有关，活泼金属在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。,2.一般来说，可用下列原则判断金属腐蚀的快慢：,电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀应用原电池原理的防护应用电解原理的防护。,4.下列与金属腐蚀有关的说法对的的是(),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上放出气体的速率也增大,D.图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀重要是由MnO2的氧化作用引起的,解析图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，A项错误；图b中开关由M改置于N，Cu-Zn作正极，腐蚀速率减小，B项对的；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt上放出，C项错误；图d中干电池自放电腐蚀是Zn与C活动性不一样形成原电池，与MnO2性质无关，MnO2的作用是原电池放电过程中吸取H元素防止电池溶胀，D项错误。,答案B,综合研判模板可充电电池的分析及电极,反应式的书写技巧,解题流程,答案,C,模板构建,1.,分析建模,2.速记速判,简朴电极先写出，复杂反应相减得。负极颠倒得阴极，正极颠倒得阳极。,答案,B,