高中化学第04章电化学基础章末复习课件新人教版选修.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,*,*,*,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,活泼性不同,的两电极,电解质溶液,形成闭合回路,两电极接直流电源,两电极插入电解质溶液中,形成闭合回路,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,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,H,2,SO,4,),水,O,2,H,2,水减少，酸溶液的浓度增大，,pH,减小,加,H,2,O,6,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,O,2,H,2,水减少，碱溶液的浓度增大，,pH,增大,加,H,2,O,活泼金属的含氧酸盐,(,如,KNO,3,、,Na,2,SO,4,),水,O,2,H,2,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,H,2,O,7,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,Cl,2,),H,2,H,+,放电，,c,(H,+,),降低，,pH,增大,加酸,(,如,HCl,),不活泼金属的无氧酸盐,(,如,CuCl,2,),，除氟化物外,盐,非金属,单质,(,如,Cl,2,),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,CuCl,2,),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,H,2,生碱型,活泼金属的无氧酸盐,(,如,NaCl,),水和盐,非金属单质,(,如,Cl,2,),H,2,H,+,放电，,H,+,减小，,OH,-,增大，,pH,增大,加酸,(,如,HCl,),放,O,2,生酸型,不活泼金属的含氧酸盐,(,如,CuSO,4,),水和盐,O,2,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,H,2,SO,4,组成原电池，其负极反应式为：,Al-3e,-,=Al,3+,B,Mg,、,Al,、,NaOH,溶液组成原电池，其负极反应式为：,2Al,8OH,6e,=2AlO,2,4H,2,O,C,由,Fe,、,Cu,、,FeCl,3,溶液组成原电池，其负极反应式为：,Cu-2e,-,=Cu,2+,D,由,Al,、,Cu,、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：,Cu-2e,-,=Cu,2+,【解析】,A,、铝比铜活泼，因此铝为负极，电极反应式为,Al,3e,=Al,3,，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,=2AlO,2,4H,2,O,，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,=Fe,2,，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,=Cu,2,，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,H,2,+2OH,-,=2H,2,O+2e,-,B,O,2,+4H,+,+4e,-,=2H,2,O,C,H,2,=2H,+,+2e,-,D,O,2,+2H,2,O+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,H,2,2e,=2H,，故,C,正确。,【例题,4,】某可充电的锂离子电池以,LiMn,2,O,4,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+LiMn,2,O,4,=Li,2,Mn,2,O,4,。下列说法正确的是（,）,A,放电时，,LiMn,2,O,4,发生氧化反应,B,放电时，正极反应为：,Li,+,+LiMn,2,O,4,+e,-,=Li,2,Mn,2,O,4,C,充电时，,LiMn,2,O,4,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，,LiMn,2,O,4,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,LiMn,2,O,4,e,=Li,2,Mn,2,O,4,，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,Li,2,Mn,2,O,4,e,=Li,LiMn,2,O,4,，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：,O,2,4e,-,+4H,+,=2H,2,O,B.,放电时，负极反应为式：,CH,3,OH,6e,-,+8OH,-,=CO,3,2-,+6H,2,O,C.,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,-,=2H,2,O+O,2,（,2,）若以熔融的,K,2,CO,3,为电解质，正极充入,CO,2,与,O,2,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,O,2,2H,2,O,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,CH,3,OH,8OH,6e,=CO,3,2,6H,2,O,，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,CO,3,2,6H,2,O,6e,=CH,3,OH,8OH,，故,D,错误；（,2,）电解质为熔融的,K,2,CO,3,，负极反应式为,CH,3,OH,3CO,3,2,6e,=4CO,2,2H,2,O,，正极反应式为,O,2,2CO,2,4e,=2CO,3,2,。,【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,CuCl,2,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,Cu,2,2e,=Cu,，,d,电极的质量增加，故,C,正确；,D,、,c,为阳极，反应式,2Cl,2e,=Cl,2,，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,CuSO,4,溶液，阴极反应式为,Cu,2,2e,=Cu,，阳极反应式为,4OH,4e,=O,2,2H,2,O,，因此总化学反应方程式为：,2CuSO,4,+2H,2,O,2Cu+O,2,+2H,2,SO,4,；（,3,）乙装置中总反应式为,2NaCl,2H,2,O,=,H,2,Cl,2,2NaOH,，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,AgNO,3,；（,5,）氢氧化铁胶粒带有正电，丁装置考查电泳，即,Y,极附近红褐色变深。,【例题,9,】下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（）,A.,纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗,B.,当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用,C.,在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法,D.,可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀,【解析】,A,、纯银器变暗，发生化学腐蚀，故,A,错误；,B,、铁比锡活泼，构成原电池，铁作负极，加速腐蚀，故,B,错误；,C,、锌比铁活泼，构成原电池锌作负极，铁被保护，这叫牺牲阳极的阴极保护法，故,C,正确；,D,、应接电源的负极，此方法是外加电流的阴极保护法，故,D,错误。,【例题,10,】为了使埋在地下的钢管不易生锈，设计了如下几种方案，将钢管 用导线与铅板连接,用导线与锌板连接,用导线与碳棒连接,与直流电源负极连接 直流电源正极连接，其中可采取的方法是（）,A.,B.,C.,D.,【解析】,Fe,比,Pb,活泼，,Fe,作负极，构成原电池，加速腐蚀，故错误；锌比铁活泼，铁被保护，故正确；铁作负极，构成原电池，加速腐蚀，故错误；铁作阴极，保护铁，故正确；铁作阳极，加速腐蚀，故错误；综上所述，选项,A,正确。,