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电化学原理及其应用 课件

• D.当K1、K2都打开时,仍存在金属的腐蚀 • 答案:C
• 点 Na拨OH:溶A项液当的闭反合应K,1打故开铝K作2时负,极左。边B项形当成闭原合电K池2打,开自K发1时进,行右铝边与形 成原电池,自发进行镁与浓HCl的反应,镁作负极。D项当K1、K2 都打开时,左边铝插入NaOH溶液会溶解而腐蚀,右边镁铝插入 浓HCl都会溶解而腐蚀。
• ③电化学保护法。如把金属连接在电源的负极上,这样就 能消除引起金属腐蚀的原电池反应,也可在金属上铆接比 它更活泼的另一种金属,发生金属腐蚀时是较活泼的金属 被腐蚀而金属本身受到保护。
• 3.电解时电极产物的确定
• 首先看电极,如果是活性电极(金属活动性顺序表中Ag以前的金 属),则电极材料失电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不能失电 子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要再看溶液中离子的失 电子能力。
• (3)电极反应式的书写
• 如果题目给定的是图示装置,先分析正、负极, 再根据正、负极反应规律去写电极反应式;如果 题目给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化 反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情 况),再选择一个简单变化情况去写电极反应式, 另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看做 数学中的代数式,用总反应式减去已写出的电极 反应式,即得结果。特别需要指出的是:对于可 逆电池的反应,需要看清楚“充电、放电”的方 向,放电的过程应用原电池原理,充电的过程应 用电解池原理。
• (2)电镀(如铁件镀锌)
• 电镀液:含Zn2+的盐溶液(如ZnCl2溶液) • 阳极(Zn):Zn-2e-===Zn2+
• 阴极(铁件):Zn2++2e-===Zn
• 电镀过程中电镀液浓度不发生变化。镀层金属作阳极,镀件作阴 极,电镀液中必须含有镀层金属离子。
• (3)电解精炼 • 如粗铜(含Zn、Fe、Ag等)的提纯 • 阳极(粗铜):Zn-2e-===Zn2+ • Fe-2e-===Fe2+ • Cu-2e-===Cu2+ • 阴极(纯铜):Cu2++2e-===Cu • 电解过程中,活泼性比Cu弱的Ag、Au不放电,形成阳极泥(可从
• 思维激活 名校模拟可借鉴,抽空一定看一看
• 3.(2011·北京海淀一模)查处酒后驾驶采用的 “便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理, 在酸性环境中,理论上乙醇可以被完全氧化为 C反O应2,式但为实:际CH上3C乙H醇2O被H氧—2化e-为=X=,=X其+中2H一+个。电下极列的 说法中正确的是 ( )
阴极:还原反 应,溶液中的阳 离子得电子
阳极:金属电极失电 子
阴极:电镀液中镀层 金属阳离子得电子 (在电镀控制的条件 下,水电离产生的H +及OH-一般不放 电)
原电池
电解池
电镀池
电子 流向
负极―导―线→正极
电源负极―导―线→阴极 电源正极―导―线→阳极
同电解池
温馨提示:①同一原电池的正、负极的电极反应中得、失电子
• 答案:B
• 点拨:本题考查原电池、钢铁的吸氧腐蚀等知识。依题意,可判 断 极中,心A中区Cal-为在原电电池池工的作负时极向,负液极滴(a边)移缘动O,2含A量选较项大错,误是;原B项电显池然的正正 确,C中Fe失电子被氧化而被腐蚀,故C项错误,D中因Fe比Cu活 泼,当负极的是Fe,负极反应为Fe-2e-===Fe2+,故D错误。
• ②由电极变化情况确定:某一电极若不断溶解或 质量不断减少,该电极发生氧化反应,则此电极 为负极;若某一电极上有气体产生、电极的质量 不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电 极 液为构正 成极 的, 原燃 电料 池电中池,除C电外极。上如会Zn析-出C紫-红Cu色SO固4溶体 物质,则C为此原电池的正极。
• 4.原电池、电解池、电镀池的比较
定义
原电池
电解池
电镀池
将化学能转 将电能转变 应用电解原理在某
变成电能的 成化学能的 些金属表面镀上一
装置
装置
层其他金属的装置
装置举例
原电池
电解池
电镀池
形成 条件
①活动性不同的两 电极(连接) ②电解质溶液(电极 插入其中,并与电 极发生自发反应) ③形成闭合回路
• 将电化学知识与图表相结合进行考查,也与氧化 还原反应的知识结合考查,还可与生产生活、新 科技及新技术等相联系进行考查。
• 电化学是高考的热点,2012年高考在题型上将以 传统题型为主,其中原电池的工作原理、电解产 物的判断与计算、电极及电池反应方程式的书写 都是高考命题的热点内容,题型主要以选择题为 主,分值约为3~6分。
• ②多池相连,但无外接电源时,两极活泼性差异 最大的一池为原电池,其他各池可看做电解池。
• (2)原电池正、负极的确定
• ①由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强的 金属为负极(一般地,负极材料与电解质溶液要能 发生反应),相对活泼性较差的金属或导电的非金 属为正极。如Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中, 负极为Mg;但要注意的是,在Mg-Al-NaOH溶 液构成的原电池中,负极为Al。
• A.电池内部H+由正极向负极移动
• B2H.2另O=一=极=4的O电H-极反应式为:O2+4e-+ • C.乙醇在正极发生反应,电子经过外电路流向 负极
• D.电池总反应为:2CH3CH2OH+O2―→2CH3CHO+2H2O • 答案:D
• 点拨:A项,在电池内部H+应移向正极;B项,正极反应式为: O2+4H++4e-===2H2O;C项,乙醇被氧化,应在负极反应。
• 一般来说,可用下列原则判断:
• 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护 措施的腐蚀。
• (2)金属腐蚀的防护方法
• ①改变金属的组成结构。如铁中加入一定比例的铬炼制得 铬钢,具有很强的耐腐蚀性。含铬又含镍的铬镍不锈钢, 耐腐蚀性更好。
• ②在金属表面覆盖一层保护层,使金属与周围具有腐蚀性 的气体和电解质溶液隔离,便可保护金属,防止金属腐蚀。 如在金属表面上喷漆、电镀、覆盖搪瓷或表面钝化等。
•第4讲 电化学原理及其应用
• 考纲解读 • 1.了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和总反应方
程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。 • 2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属
腐蚀的措施。
• 考情探究 • 近五年来,新课标地区对原电池的工作原理考查 18次,如:2011北京理综8题,2011福建理综11 题,2009广东化学14题;对电解原理及其应用考 查12次,如2011广东理综12题,2010福建理综11 题;对金属的电化学腐蚀与防护考查6次,如 2010北京理综6题。 • 考查题型以及选择题出现34次,每题分值3~6分; 填空题出现1次,分值约为12分。 • 高考试题对本讲能力点的考查以接受、吸收、整 合化学信息的能力为主,试题难度中等以上。
• 4.(2011·河北唐山一中二调)在一电解槽的中间 加一镁片将其分成隔开的两部分,左侧加适量的 NaOH溶液,并插入一根铝棒,右侧加适量的浓 HCl,也插入一根铝棒。如图所示,下列有关说 法中不正确的是( )
• A.当闭合K1打开K2时,铝作负极 • B.当闭合K2打开K1时,镁作负极 • C.当K1、K2都闭合时, • 镁片上产生气泡的速度比只闭合一个开关时更快
数相等。②同一电解池的阴、阳极的电极反应中得、失电子数
相等。③串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述
三种情况下,在写电极反应式时,得、失电子数要相等;在计
算电解产物的量时,应按得、失电子数相等计算。
• 5.电解原理的应用 • (1)氯碱工业 • ①食盐水的精制
• ②主要生产过程
③电极反应 阳极:2Cl--2e-===Cl2↑ 阴极:2H++2e-===H2↑ 总反应:2NaCl+2H2O=通==电==Cl2↑+H2↑+2NaOH
• 2.金属腐蚀快慢的判断以及金属的防护
• (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因素 有关:
• ①与构成原电池的材料有关,两极材料的活泼性差别越大,电动 势越大,氧化还原反应的速率越快,活泼金属被腐蚀的速度就越 快。
• ②与金属所接触 的电解质强弱有关,活泼金属在电解质溶液中的 腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀,在强电解质溶液中的腐蚀快 于在弱电解质溶液中的腐蚀。
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• 1.原电池
• (1)原电池的判定
• ①先分析有无外接电源,有外接电源的为电解池, 无外接电源的可能为原电池。然后依据原电池的 形成条件分析判断,主要是“四看”:看电极—— 两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一 般为惰性电极);看溶液——两极插入溶液中;看 回路——形成闭合回路或两极直接接触;看本质—— 有无氧化还原反应发生,原电池反应应该是总反 应能够发生的反应。
阳极泥中提纯Ag、Au),电解质溶液中c(Cu2+)会不断减小,应定
期更换电解质溶液。
• 预计在2012年的高考中该部分不仅不会降温,而 且还有“变热”的趋势,特别是要注意能根据题 目所给信息正确书写电极及电池反应方程式,题 目会更加新颖。
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• 1.(2011·浙江理综)将NaCl溶液滴在一块光亮清 洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆 圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕 色铁锈环(b),如图所示。导致该现象的主要原因 是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确 的是( )
• ③根据某些显色现象确定:一般可以根据电极附 近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的淀粉KI试剂等)的显 色情况来分析推断该电极发生的反应情况,是氧 化反应还是还原反应,是H+还是OH-或I-等放电, 从而确定正、负极。
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