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选修4电化学基础复习总结


练 习
8 .一种新型的燃料电池,它以多孔镍板为电极插入 KOH溶液中,然后分别向两极通入乙烷和氧气,其总 反应为: 2C2H6+7O2+8KOH==4K2CO3+10H2O ,有关 此电池的推断正确的是 B C
A.负极反应为14H2O+7O2+28e-==28OHB.放电一段时间后,负极周围的pH减低 C.每消耗1molC2H6,则电路上转移的电子为14mol D.放电过程中KOH的物质的量浓度不变
Fe
Fe
C
Fe
Zn
A(海水)
B(海水)
Fe Sn
C(海水)
Fe Sn
Zn
Fe
D(海水)
E(海水)
F(天然水)
练 习
4、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另 一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成,用H2SO4作电解液。 总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O (1)试写出放电时的正、负极反应式
估题1



根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池 并画图: Fe + 2 Fe3+ = 3Fe2+ 要求:(1)用烧杯装液体和用盐桥连接。 (2)注明原电池的正极和负极并在外电路 用箭头标明电子的流向。 (3)写出两个电极上的电极反应式 : _Fe3++e-=Fe2+_ 正极:_________________________ _Fe-2e-=Fe2+_ 负极:_________________________
发生氧化还原反应,从而形成电流
电流方向
电极反应 能量转化 应用
正极:2H+ + 2e- =H2↑(还原原应) 化学能→ 电能 设计电池、金属防腐
4、判断溶液的pH变化: 先分析原溶液的酸碱性,再看电极产物。 (1)如果只产生氢气而没有氧气,只pH变大; (2)如果只产生氧气而没有氢气,只pH变小; (3)如果既产生氢气又产生氧气 ①若原溶液呈酸性则pH减小; ②若原溶液呈碱性pH增大;
PbSO4+2H2O-2e- =PbO2 + 4H++SO42阳极:______________________________________ PbSO4 +2e- =Pb + SO42阴极:______________________________________
四、原电池电解池的应用----可充电电池
PbO2+4H++SO42- +2e- =PbSO4+2H2O 正极:______________________________________ Pb+ SO42--2e- =PbSO4 负极:______________________________________
(2)试写出充电时的阳、阴极反应式
电极反应为: 负极:Fe -2e- = Fe2+
三、电解池及原电池的应用----金属的防护
1)金属腐蚀快慢的判断
①电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀> 化学腐蚀> 有 防腐蚀措施的腐蚀 ②同一种金属的腐蚀: 强电解质>弱电解质>非电解质
③活动性不同的两种金属,活动性差别越大,腐蚀越快。
④对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。
金属越不活泼,对应阳离子氧化性越强,越容易得电子。
阳极:还原性强的阴离子先失电子
金属(除Pt、Au) > S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸>F-
金属阳极先放电,离子后放电
装置
原电池
电解池
实例
铜锌原电池
原理
电解氯化氧化还原反应 直流电源、电极(惰性或非惰性)、 两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、 电解质(水溶液或熔融态)、形成 形成闭合回路、自发发生氧化还原反应 闭合回路 由电极本身决定 由外电源决定 正极:流入电子 负极:流出电子 阳极:连电源正极 阴极:连电源负极 电源负极→阴极→阳极→电源正极 (外电路)负极 → 正极 (外电路)正极→负极 负极:Zn - 2e- =Zn2+(氧化反应) 电源正极→阳极→阴极→电源负极 阳极:2 Cl- - 2e- = Cl2 ↑(氧化反应) 阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应) 电能→化学能 氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼
9、写出下列装置的极反应,并标明氧化反应、还原 反应
Fe Cu
氯化铜 溶液 C Fe Cu 氯化钠 溶液 C
A Cu
B
Cu
C
氯化铜溶液
D
氯化铜溶液
10、写出下列装置的极反应,并判断A、B、C溶液PH 值的变化。 Fe Ag AgNO 3 ( D)
Cu
Ag
Cu
C
Pt Pt
( C)
NaHSO4
(A)
②电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液。
③电解质溶液:溶液中CuSO4的浓度保持不变。
⒉氯碱工业原理
氯碱工业(离子膜法) Cl2 H2
+
淡盐水

NaOH溶液
Cl2
H+ Na+
Cl- OH-
Na+交换膜
精制饱和NaCl
H2O含少量NaOH
练 习
2、下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验
数天后
数天后
水膜呈酸性
电 负极Fe(- ) Fe-2e-=Fe2+ 极 ++2e-=H ↑ 2H 正极 C(+) 2 反 应 总反应: Fe + 2H+ =
Fe2+ + H2 ↑ 联 系
通常两种腐蚀同时存在,但以后者更普遍。
拓展练习
3.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢 顺序 D E F A C B .
A
拓展练习
举例:
1、a 极变细,b 极变粗: 2、a 极变细,b 极有气泡: 3、a 极变粗, b 极有气泡: 4、a 极有气泡, b 极有气泡,且气体体积比为2 :1
5、a 极有气泡, b 极有气泡;阴极加酚酞变红
二、电解池的应用----电镀及氯碱工业
待镀制品 1、电镀
铜片
硫酸铜溶液
①电极: 阳极——镀层金属 阴极——待镀金属制品
练 习
6.为下图所示装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后, b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是 AC A.X是正极,Y是负极 B.X是负极,Y是正极 C.CuSO4溶液的PH值逐渐减小 D.CuSO4溶液的PH值不变
•X Y • Pt Cu a b
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
7、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 BD A.a电极是负极 B.b电极的电极反应为:4OH—-4e →2H2O+O2 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只能将氧化剂和燃料全部 储藏在电池内的发电装置
图一
图二
(1)上述两装置中铁钉发生变化的共性是: 发生了原电池 反应
(2)图一说明原溶液呈
中性或弱碱
性,铁钉发生 吸氧
腐蚀,
电极反应为: 负极:Fe -2e- = Fe2+ (3)图二说明原溶液呈
; 正极:2H2O +O2 +2e- =4OH;正极:2H+ +2e- = H2↑
较强酸性 性,铁钉发生 析氢 腐蚀,
归纳与整理全章知识复习
第四章知识结构
电化学基础 氧化还 原反应 §3电解池
§1原电池 §2化学电源
化学能转化 为电能,自 发进行
§4金属的电化学腐蚀与防护
电能转化为 化学能,外 界能量推动
一、原电池与电解池的比较及判断: 1、池型的判断
有外加电源一定为电解池,无外加电源可能为原电池 (依据构成条件判断);多池组合时,一般含活泼金属 的池为原电池,其余都是在原电池带动下的电解池。
2)金属的防护方法
①改变金属内部结构 ②覆盖保护层 ③电化学保护法 外加电源的阴极保护法 牺牲负极的正极保护法
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
条 件
吸氧腐蚀 水膜呈中性或酸性很弱或碱性
2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3 · nH2O (铁锈)
AgNO3
(B)
CuSO4
难溶于水的电解质溶于某些盐溶液
如:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液
思考与交流
用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐 酸和NH4Cl溶液的原因
解 在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡: 释
Mg(OH)2(s) ⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)
加入盐酸时,H+中和OH-,使c(OH-)减 小,平衡右移,从而使Mg(OH)2溶解 加入NH4Cl时,NH4+水解,产生的H+ 中和OH-,使c(OH-)减小,平衡右移, 从而使Mg(OH)2溶解
强碱 活泼金属的 含氧酸盐
仅溶质 电解
无氧酸 不活泼金属 的无氧酸盐 活泼金属的 无氧酸盐 不活泼金属的 含氧酸盐
HCl CuCl2 KCl
增大 增大
溶质和 溶剂同 时电解
阳极:4OH- → 4e- → O2↑+2H2O CuSO4阴极:2Cu2++4e- → 2Cu 减小
练 习
1. 右图中 x 、 y 分别是直 流电源的两极 , 通电后发 现 a 极板质量增加 ,b 极板 处有无色无臭气体放出 , 符合这一情况的
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