电化学复习课件(含13届各地高考电化学试题)

【考试说明要求】1、理解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见的化学电源及其工作原理2、理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。一、原电池的形成下列哪些反应可能成为原电池反应？MnO2+4HCl==MnCl2+Cl2↑+2H2O2CH3OH+3O2==2CO2+4H2O2NH4HSO4+2NaOH==(NH4)2SO4+Na2SO4+2H2O为什么?原电池反应的基础是氧化还原反应，故从理论上说任何一个自发进行的氧化还原反应因都会有电子转移的存在，都可能成为原电池反应下列哪些装置能构成原电池？√√如果要使此装置成为原电池，可以作如何改进？盐桥的作用是什么？使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极。氧化还原反应得以继续进行。盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是通过离子的传递而沟通内电路CuZn-Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+----------Zn2+H+SO42-负极正极静电作用二、原电池工作原理三、电极的判断方法（1）根据两极材料的活性判断：（2）根据电极发生的本质来判断：（3）根据电子、离子的流向或电流的方向判断：（4）根据两极发生的现象判断：XYA利用Fe+Cu2+=Fe2++Cu和如下装置设计一个原电池，写出电极反应。CuFeFeSO41、将盐桥改为金属导线，该原电池是否也能正常工作？BCuSO4Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是。电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是除去Cu2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。a.NaOHb.Znc.Fed.NH3·H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为。09山东卷：（Mn相对原子质量55）Zn正极Zn与Cu2+反应生成Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率b2H++2e-=H2↑Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+87g(08年山东理综·29）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。（1）丙烷脱氢可得丙烯。已知：C3H8(g)===CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g)△H1=+156.6kJ·mol－1CH3CH＝CH2(g)===CH4(g)＋HC≡CH(g)△H2=+32.4kJ·mol－1则相同条件下，反应C3H8(g)==CH3CH＝CH2(g)＋H2(g)的△H=kJ·mol－1。（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为放电时CO32－移向电池的（填“正”或“负”）极。+124.2盖斯定律上式减下式C3H8＋5O2===3CO2＋4H2O负四、原电池原理的应用1、设计原电池09浙江12．市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正确的是A．放电时，负极的电极反应式：Li-e-=Li＋B．充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C．该电池不能用水溶液作为电解质D．放电过程中Li＋向负极移动充电放电D（2010浙江卷）9.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe有关该电池的下列中，正确的是A、Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价B、该电池的电池反应式为：2Li+FeS＝Li2S+FeC、负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+D、充电时，阴极发生的电极反应式为：2Lis+Fe-22eLiFeSCB2、比较金属的活泼性练习.X、Y、Z、W四种金属片浸入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为________________ZYXW3、改变化学反应速率4、金属的腐蚀与防护金属腐蚀的分类与对比化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟其他物质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触有无电流无电流产生有微弱电流产生被氧化的物质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍、更严重。钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3·nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈较强酸性水膜呈中性或较弱酸性或碱性电极反应负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系金属的防护方法：1、改变金属的内部结构，如：将钢铁制成不锈钢。2、在金属表面覆盖保护层，如：涂油漆、镀Zn、镀Sn、镀Cr等。3、牺牲阳极的阴极保护法4、外加直流电源的阴极保护法10山东29-（3）利用右图装置，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______处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为______。N牺牲阳极的阴极保护法一次电池碱性锌锰电池锌粉和KOH的混合物MnO2金属外壳五、化学电源普通锌—锰干电池正极石墨棒负极锌筒电解质溶液调成糊状的氯化铵Zn+2MnO2+2NH4+==Zn2++2MnO(OH)+2NH3主要反应：负极：Zn–2e-==Zn2+正极：2MnO2+2NH4++2e-==2MnO(OH)+2NH3负极是Zn（粉）：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极是MnO2：（材料是碳棒）2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2银锌纽扣电池正极负极电解质溶液Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag放电充电ZnZn–2e-=Zn2+KOH溶液Zn–2e-+2OH-=Zn(OH)2Ag2OAg2O＋2e-+H2O=2Ag+2OH-Zn+2OH--2e-=ZnO+H2OAg2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-Zn+Ag2O=2Ag+ZnOpH负极减小、正极增大铅蓄电池正极PbO2负极Pb电解质溶液稀硫酸又叫铅酸蓄电池主要反应：负极：Pb+SO42-–2e-==PbSO4正极：PbO2+SO42-+4H++2e-==PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O镍—镉蓄电池可广泛用于收录机、电话机银—锌蓄电池是一种高能电池，体积小，质量轻锂电池也是一种高能电池，体积小，质量轻二次电池(可充电电池)镍镉电池Cd极(负极)：Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2•NiO2极(正极)：•NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-•总的放电反应：•Cd+NiO2+2H2O＝Cd(OH)2+Ni(OH)2镍氢电池NiO(OH)+MHNiO+M+H2O放电充电正极负极MHNiO(OH)燃料电池以硫酸为电解质溶液时：负极：2H2–4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O氢氧燃料电池极板为惰性电极KOH溶液为电解质溶液主要反应：负极：2H2+4OH-–4e-==4H2O正极：O2+2H2O+4e-==4OH-总反应：2H2+O2==2H2O甲醇－空气燃料电池2CH3OH+3O2+4OH-==2CO32-+6H2O负极：2CH3OH+16OH-–12e-==12H2O+2CO32-正极：3O2+6H2O+12e-==12OH-氢氧燃料电池电极反应总反应：2H2+O2=2H2O酸性负极正极中性负极正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-一、电解池原理阴极阳极电解质溶液还可能会有哪些方法判断电极？除了连接电源正负极外，还可以从两电极上产生的现象等来判断电解池中两电极材料应该如何选择？根据具体电解实验进行判断选择，一般在电极不参与反应时选用惰性电极电解池工作时溶液中离子如何移动？根据静电作用原理定向移动，即阳离子全移向阴极，阴离子全移向阳极电解池工作时电路中电子如何移动？即一般出现如下效果：阴极阳极电解质溶液e-e-阳离子阴离子还原反应氧化反应电子流出电子流入e-e-如果电解质溶液为CuCl2溶液时，两极的电极反应如何？电解反应方程式如何？要有如上效果的前提是什么？使用惰性电极电解池进行工作时，除了———极上产生气体，———极上出现红色固体外，还可能看到什么？阳阴阴极区溶液颜色要深于阳极区CuFe阳极：S2-I-Br-Cl-OH-注意:阳极如果是活性电极,那么金属首先失去电子电解过程中放电顺序阴极：Ag+Hg2+Cu2+H+失电子-还原性含氧酸酸根离子放电必须在熔融电解质中进行活泼金属离子放电在熔融电解质中进行得电子-氧化性如果电解质溶液为CuCl2溶液时，两极的电极反应如何？电解反应方程式如何？1、如果电解质溶液为CuSO4溶液时，两极的电极反应如何？电解反应方程式如何？溶液的pH如何变化？CC2、如果电解质溶液为NaCl溶液时，两极的电极反应如何？电解反应方程式如何？溶液的pH如何变化？若在1中要得到较纯净的硫酸溶液，则在装置上作如何改进？离子交换膜阴若在2中要得到较纯净的烧碱溶液，则在装置上作如何改进？阳1、如果电解质溶液为Na2SO4溶液时，将装置作如何设计，可以得到较纯净的NaOH溶液和H2SO4溶液？CC阳离子交换膜阴离子交换膜4H2O+4e-=2H2+4OH-Na+2H2O+4e-=O2+4H+SO42-稀NaOH稀H2SO42、如果在实验室中要用电解的方法来制备Fe(OH)2，该装置应该如何设计？Fe电解质溶液可用NaOH溶液或NaCl溶液等。2、如果电解质溶液为AlCl3溶液，在一定时间内，该电解反应可能如何？CC2AlCl3+6H2O===2Al(OH)3↓+Cl2↑+3H2↑电解（2010福建卷）11．铅蓄电池的工作原理为：研读下图，下列判断不正确的是A．K闭合时，d电极反应式：B．当电路中转移0．2mol电子时，I中消耗的H2SO4为0．2molC．K闭合时，II中SO42-向c电极迁移D．K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极22442222PbPbOHSOPbSOHO24224224PbSOHOePbOHSOdH2SO4abcKPbO2PbPbSO4CE．放电时该蓄电池的负极质量不断减小F．充电时该蓄电池中的硫酸浓度不断减小阴极（纯铜）:Cu2++2e-=Cu(还原反应)阳极（粗铜）:Cu-2e-=Cu2+(氧化反应)Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+溶液中铜离子浓度怎么变?二、电解池的应用----铜的电解精练1、画图2、电极反应式（粗铜中含铁、锌、银、金）纯铜粗铜硫酸铜溶液(Au﹑Ag沉积下来,形成阳极泥)①电极：阳极——镀层金属阴极——待镀金属制品电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。二、电解池的应用----电镀铁片铜片硫酸铜溶液②溶液中CuSO4的浓度?画图(铁片表面镀铜)1、活泼金属的制备特别活泼的金属钠、镁、铝等只能通过电解的方法制取为什么不电解钠、镁、铝的盐溶液？2Al2O3==4Al+3O2↑通电熔融MgCl2==Mg+Cl2↑通电熔融