高三电化学复习课件

考试说明对电化学知识的要求1、理解原电池和电解池的工作原理，能正确书写电极反应和电池反应方程式2、了解原电池和电解池在实际中的应用3、能解释金属发生电化学腐蚀的原因4、了解金属腐蚀的危害和金属的防护措施高三：电化学基础知识对电化学知识的基本认识：1、电化学的核心问题属于化学中的哪类问题？2、可以通过哪些描述判断出是原电池或是电解池？3、对原电池应掌握的最基本要素是什么？4、对电解池应掌握的最基本要素是什么？电化学核心知识——氧化还原反应问题：可以通过哪些描述判断出是原电池反应或是电解池反应？（1）根据题目中出现的图像判断自发/非自发（2）根据题目中所描述的电极判断：正极/负极——原电池阴极/阳极——电解池（3）根据题目中的化学反应判断：放电过程——原电池反应充电过程——电解池反应（4）根据应用：原电池的应用——金属的腐蚀电解池的应用——电镀、精炼、电冶金1-1原电池工作原理氧化反应还原反应(–)(＋)Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑Cu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++Cu/Zn+2H+=Zn2++H2↑硫酸铜溶液/硫酸溶液ZnCue-阴离子阳离子A氧化还原反应借助一定模型，回顾所学知识思考：1.原电池的形成条件？2.原电池反应的结果？“电子不下水”++++CuSO4溶液CuSO4溶液电流强度Zn+Cu2+=Zn2++Cu1-2知识之间的内在生长点原电池装置盐桥的作用沟通内电路，稳定电流运用科学手段验证我们的推理原电池中盐桥的作用盐桥的成分：通常装有含琼胶的KCl饱和溶液盐桥的存在：使得阴离子通过“桥”移向负极，阳离子通过“桥”移向正极；则两烧杯中的电解质溶液均保持电中性。氧化还原反应得以继续进行，不断产生电流。有盐桥原电池装置的特点：金属材料与该金属盐溶液在同一体系中碱性H2和O2（KOH电解质）负极正极总反应酸性H2和O2（H2SO4电解质）负极正极总反应1-3电极反应方程式的书写2H2-4e-+4OH-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=4H2O2H2+O2=2H2O2H2+O2=2H2O负极正极总反应写出甲烷燃料电池（KOH溶液）的电极反应式和总反应的离子方程式。CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e-=8OH-CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O1、确定正、负极：升-失-氧-还-负原电池电极反应式的书写2、关注电解质溶液ne-负极正极阴离子阳离子氧化反应还原反应铅蓄电池的充放电反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O放电时负极的电极反应式放电时正极的电极反应式放电充电Pb-2e-+SO42-=PbSO4PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O充电时阴极的电极反应式PbSO4+2e-=Pb+SO42-充电时阳极的电极反应式PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-例1：用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式：例2：以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，其阳极电极反应式为Al-3e-+3HCO3-==Al(OH)3+3CO2↑2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+例3：用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池，能储存比普通碱性电池多50%的电能，已知该电池的总反应是：则负极的电极反应是原电池的总反应与各电极反应的关系：总反应=正极反应+负极反应各电极反应前后电荷守恒电池正、负极反应转移的电子总数相等电池总反应、电极反应均质量守恒。各电极得到的产物与电解质溶液是否（共存）反应小结：原电池的基本要素是什么？（1）原电池组成及工作原理：一种装置，使氧化还原反应所释放的能量直接转变为电能，使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，并使其间电子转移，在一定条件下形成电流。形成原电池需要有自发的氧化还原反应。原电池中两极活泼性相差越大，电池电动势就越高。“活---负---氧---蚀”（泼）（极）（化反应）（腐蚀）（2）在原电池的闭合回路中，各种微粒的移动方向（路径）：①外“路线”（金属导线）中：电子运动：“电子不下水”负极正极，电流方向：正负②内“路线”（电解质溶液）中：阳离子正极（发生还原反应）阴离子负极（发生氧化反应）e-③导线将两电极连接，形成闭合回路例：下图装置（Ⅰ）是一种可充电电池的示意图，装置（Ⅱ）为电解池的示意图。装置（Ⅰ）的离子交换膜只允许Na+通过。已知电池充、放电的化学反应方程式为2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr。当闭合开关K时，X极附近溶液变红色。下列说法正确的是A．闭合K时，钠离子从右到左通过离子交换膜B．闭合K时，负极反应为3NaBr－2e－＝NaBr3＋2Na＋C．闭合K时，X电极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑D．闭合K时，当有0.1molNa+通过离子交换膜，X电极上析出标准状况下气体1.12LD比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小。对电池的评价分析下面装置图的构造及工作原理e-↑e-→e-→e-→e-↓阴极阳极e-e-e-(+)(-)正极负极阳极阴极失电子得电子得电子失电子氧化剂+还原剂氧化产物+还原产物放电充电+ne-—ne-ne-ne-原电池电解池自发反应非自发反应2-1电解池工作原理能量转化：将_____转变为______的装置。电解：电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。电解是较强的氧化还原手段。（2）在电解池的闭合回路中，各种微粒的移动方向（路径）：①在电解质溶液中：阳离子阴极，发生还原反应阴离子阳极，发生氧化反应②电子的运动：从负极发出，回到正极（“电子不下水”）电解池的基本要素是什么？(1)“正---阳---氧---蚀”（极）（极）（化反应）（腐）（3）电解池中电解质溶液，各种阴阳离子及电极材料的放电顺序:在阳极（氧化反应）①惰性电极材料：S2-（HS-）I-Br-Cl-OH-含氧酸根②金属材料（除Au、Pt）金属……Br-Cl-OH-……在阴极（还原反应）Ag+Fe3+Cu2+H+写出1-10各电极的反应及各装置中的总电解反应方程式（除6电极外均为惰性电极）例：如下图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题:K2K1ABEFNaCl溶液NaCl溶液AK2K1ABEFNaCl溶液NaCl溶液A（1）打开K2,合并K1B为___极，A电极反应为：______________,最终可观察到的实验现象是_____,涉及的化学反应方程式有：____________________________________________________A、F为石墨电极，B、E为铁片电极①产生电流的反应②借助电流而发生的反应氧化还原反应能量的转化呈现本节课知识网络对比讲分析电化学反应的一般思路：明确是什么电极？该电极是得e-还是失e-？确定反应物，根据化合价变化得出产物正/负或阴/阳两极的材料及所处在的电解质溶液问题四：电化学中最应该清楚的是哪些应用知识？1、金属的腐蚀与防护①化学腐蚀：金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2）直接发生化学反应而引起的腐蚀②电化学腐蚀：不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。电化学腐蚀是造成金属腐蚀的主要原因类型：a.析氢腐蚀（强或较强酸性条件下）b.吸氧腐蚀（中性、碱性或极弱酸性条件下）原电池③判断金属腐蚀的快慢电解原理引起的腐蚀（金属做阳极）原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀（金属在原电池反应中做负极；金属在电解池反应中做阴极）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2、比较金属的活动性大小：活泼金属——负极3、原电池反应对化学反应速率的影响：原电池反应速率大于化学反应速率4、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反应5、重要的化学电源：①一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等②二次电池：铅蓄电池：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)③燃料电池：可以作为燃料的物质从理论上基本都可以设计为原电池放电充电6、电镀、精炼、电冶金、例：铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极板是惰性材料，电池总反应式为：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42－==2PbSO4＋2H2O请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：（1）放电时：正极的电极反应式是；电解液中H2SO4的浓度将变；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加g。（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按下图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成、B电极上生成，此时铅蓄电池的正负极的极性将。有关电化学知识疑点：1、陌生的原电池电极反应方程式如何书写？2、电极材料的选取条件？3、电解质溶液的选取？4、燃料电池的电极反应和工作原理？5、氯碱工业为什么要用离子交换膜？6、电化学反应后溶液中pH变化？7、电解池中阴阳离子的放电顺序？8、电解池和原电池的应用？答：氯碱工业、电镀9、原电池与电解池的综合应用？10、金属的保护？答：牺牲阳极、刷漆、腐蚀顺序11、电解池的电解产物