电化学基础(课件PPT).ppt 89页

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'电化学基础 §1原电池§2化学电源§4金属的电化学腐蚀与防护电化学基础§3电解池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 一、原电池原理 把化学能转变为电能的装置叫原电池要解决的问题:1.什么是原电池?2.原电池的工作原理?(电子的流向、电流的流向、离子的流向、形成条件、电极的判断、电极反应的写法) 原电池及其工作原理:1.定义:化学能转化为电能的装置为原电池。从理论上说,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池;2.电极名称:原电池相对活泼的电极为负极相对不活泼的电极为正极3.电极反应:原电池负极:正极:失电子的氧化反应得电子的还原反应 4.原电池的形成条件(4)形成闭合回路。(两电极用导线连接,或接触。)(1)能自发地发生的氧化还原反应:①电极和电解质溶液②两电极上分别有还原剂和氧化剂(燃料电池)(2)电解质溶液:参与电极反应或构成内电路(3)两导体作电极:①活动性不同的金属(或一种金属和一种非金属导体石墨),与电解质溶液反应的活泼金属为负极。②两不活泼的导体-石墨或Pt等。(燃料电池电极) 5.定向移动方向:电子、离子原电池“负极给出电子,并流向正极”必发生失电子的氧化反应必发生得电子的还原反应 例1.下列哪几个装置能形成原电池?ABCDEFMNCuSO4√√√√ 例2.在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是()(A)正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大(B)电子通过导线由铜片流向锌片(C)正极有O2逸出(D)铜片上有H2逸出D 氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池电解质溶液盐桥失e,沿导线传递,有电流产生还原反应2H++2e-=H2↑阴离子阳离子总反应:负极正极2H++2e-=H2↑Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(离子方程式)(化学方程式)电极反应正极:负极:(氧化反应)(还原反应)阳离子外电路内电路强调:原电池的工作原理: 1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是()A.MgB.FeC.AlD.CuB2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pH()A.不变B先变大后变小C逐渐变大D.逐渐变小C练习: 例3.市场上出售的“热敷袋”,其主要成分是:铁屑、炭粉、木屑与少量NaCl、水等。它在使用之前,需要塑料袋与空气隔绝。使用时开启塑料袋上的小孔,轻轻揉搓就会有热量放出。当使用完后还会发现有铁锈生成。(1)热敷袋使用时,为什么会放出热量?(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。(2)碳粉的主要作用是什么?氯化钠又起了什么作用? (1)热敷袋使用时,为什么会放出热量?(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。负极:2Fe-4e-=2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3(2)碳粉的主要作用是什么?氯化钠又起了什么作用?碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原电池,加速铁屑的氧化。氯化钠溶于水,形成了电解质溶液。 (2)盐桥的作用是什么?可提供定向移动的阴阳离子,使由它连接的两溶液保持电中性,盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移,使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。导线的作用是传递电子,沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。6.双液原电池的工作原理(有关概念)(1)盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻,胶冻的作用是防止管中溶液流出盐桥的作用:(1)形成闭合回路。(2)平衡电荷。 (3)双液原电池的优点:能产生持续、稳定的电流。 例4.依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag请回答下列问题:(1)电极X的材料是________;电解质溶液Y是___________;(2)银电极为电池的________极,发生的电极反应为_________________X电极上发生的电极反应为____________________________;(3)外电路中的电子是从_______电极流向________电极。铜(或Cu)AgNO3溶液正Ag++e-=AgCu-2e-=Cu2+负(Cu)正(Ag) 利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2,设计一个单液原电池,一个双液原电池(使用盐桥),画出原电池的示意图,并写出电极反应。(+)(-)GZnPtFeCl3溶液负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极(Pt或C):2Fe3++2e-=2Fe2+(还原反应)(+)(-)盐桥ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液G强调:原电池的设计 请将氧化还原反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装置CuCuSO4AgAgNO3 例5、判断右边原电池的正、负极,并写出电极反应式。强调:电极的判断及电极反应式的书写AFeCl3溶液负极:Cu-2e-→Cu2+正极:2Fe3++2e-→2Fe2+-+CuCMgAlA+稀硫酸溶液NaOH溶液-(稀硫酸)负极:Mg-2e-→Mg2+正极:2H++2e-→H2↑(NaOH溶液)负极:2Al+8OH--6e-→2AlO2-+4H2O2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑正极:6H2O+6e-→3H2↑+6OH- 方法一:根据电极材料的性质确定。1.对于金属—金属电极,活泼金属是负极,不活泼金属是正极;2.对于金属—非金属电极,金属是负极,非金属是正极,如干电池等;3.对于金属—化合物电极,金属是负极,化合物是正极。方法二:根据电极反应的本身确定。失电子的反应→氧化反应→负极;得电子的反应→还原反应→正极。强调:电极的判断及电极反应式的书写 练习:宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电池反应为2H2+O2=2H2O,电解质溶液为KOH,反应保持在高温下,使H2O蒸发,正确叙述正确的是:() A.H2为正极反应物,O2为负极反应物 B.电极反应(正极):O2+2H2O+4e-=4OH-C.电极反应(负极):2H2+4OH-+4e-=4H2O D.负极发生氧化反应,正极发生还原反应BD 二、化学电源 Zn+2OH--2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)负极:正极:总反应:1.碱性锌锰电池 负极(锌筒):Zn-2e-=Zn2+,正极(石墨):2NH4++2MnO2+2e-=2NH3↑+Mn2O3+H2O总反应:Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O干电池(NH4Cl糊状物为电解质) 2.铅蓄电池PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O总反应式为:Pb+SO42--2e-=PbSO4负极:正极:放电当向外提供0.5mol电子时,消耗硫酸的物质的量为0.5mol 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-PbSO4+2e-=Pb+SO42-阳极:阴极:总反应充电补:2.铅蓄电池 电解液H2O3.氢氧燃料电池2e-2e-氢气氧气H+OH-A负极正极O2H2H2O 3.氢氧燃料电池2H2+4OH-—4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-总反应式:2H2+O2=2H2O碱性燃料电池KOHO2H2OH2H2O负极:正极: 2H2-4e-=4H+O2+4e-+4H+=2H2O总反应式:2H2+O2=2H2O酸性H2SO4O2H2OH2OH2负极:正极:3.氢氧燃料电池 4.甲烷燃料电池(电解质为KOH)负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-总反应:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O思考:甲醇燃料电池(电解质为KOH) 5.锂电池(非水有机溶剂电解液)负极:2Li-2e-=2Li+,正极:I2+2e-=2I-,总反应:2Li+I2=2LiI跟其它金属作负极相比,使用寿命延长,高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。为什么?与作负极材料的金属相比较,相同质量时锂提供电子数最多。 6.银锌电池(电解质为KOH)负极:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag7.海水电池(电解质溶液为海水)负极:4Al-12e-=4Al3+,正极:3O2+6H2O+12e-=12OH-总反应:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 1、银器皿日久表面逐渐变黑色,这是由于生成硫化银,有人设计用原电池原理加以除去,其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑色会褪去而银不会损失。试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应为;正极发生的反应为;反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体,原电池总反应方程式为Al-3e-=Al3+Ag2S+2e-=2Ag+S2-3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑?思考 2.熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:负极反应式:2CO+2CO32-=4CO2+4e-正极反应式:总电池反应:2CO2+O2+4e-=2CO32-2CO+O2=2CO2 3.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是:1/2H2+NiO(OH)Ni(OH)2据此反应判断,下列叙述中正确的是()A.电池放电时,负极周围溶液的pH不断增大B.电池放电时,镍元素被氧化C.电池充电时,氢元素被还原D.电池放电时,H2是负极CD 4.有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法正确的是()①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-②负极上CH4失去电子,电极反应式:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O③正极上是O2获得电子,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-④电池放电后,溶液pH升高A.①②③B.①③④C.①②④D.①②③④A 5.“嫦娥一号”的成功发射,标志着我国航天技术已达到了一个新的领域。在航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O,酸式电池中电解质是酸,其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+,则其正极反应式为_______________。碱式电池的电解质是碱,其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,则其负极反应可表示为____________。O2+4e-+4H+=2H2O2H2-4e-+4OH-=4H2O [思维拓展]以镁条、铝片为电极,以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池,人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极,发生怎样的电极反应,进行了如下实验:如图,剪取约8cm的镁条及大小相近的铝片,用砂纸去膜,使镁条与铝片分别与量程为500μA的教学演示电表的“-”、“+”端相连接,迅速将两电极插入盛有1mol/LNaOH溶液的烧杯中。 开始,电表指针向右偏移约500μA,铝片表面有许多气泡,很快电流逐渐减小至0;随后,指针向左偏移,且电流逐渐增大至约400μA,此时,铝片表面气泡有所减少,但镁条表面只有极少量的气泡产生。根据以上实验现象,回答下列问题:MgAl-+1mol/LNaOH溶液 (1)开始阶段,原电池的正极是_______(填“Mg”或“Al”)片;铝片表面产生的气泡是__________;负极发生的反应是。(2)随后阶段,铝片发生的电极反应式是______________________________;镁条表面只有极少量的气泡产生,其原因是:2H2O+2e-=H2↑+2OH-(极少),试判断此电极发生的主要反应是_________________________;铝片表面气泡有所减少,但未消失,产生这一现象的可能原因是。AlH2Mg+2OH--2e-=Mg(OH)2Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-铝片中含有杂质,构成原电池。 三、金属的腐蚀与防护 1.金属的腐蚀金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。化学腐蚀电化腐蚀条件现象本质联系(1)化学腐蚀与电化腐蚀 1.金属的腐蚀:金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。化学腐蚀电化腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本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(1)化学腐蚀与电化腐蚀 2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑思考与交流析氢腐蚀:负极:正极:电池反应:当钢铁处于酸性环境中析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。 练习:请你根据原电池原理,写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应式及电池反应方程式。2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O进一步反应:负极:正极:电池反应: (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以Fe为例)析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极正极总反应式水膜酸性较强水膜酸性很弱或中性Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 金属的腐蚀金属或合金跟周围到的气体或液体进行而腐蚀的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。接触化学反应损耗 2.金属防护的几种重要方法(1)改变金属内部的组成结构,将金属制成合金,增强抗腐蚀能力。(2)在金属表面覆盖保护层,使金属和周围物质隔离开来。(3)电化学保护法:利用电解池反应将需要保护的金属作为电解池的阴极而受到保护或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。还可以利用化学反应使金属钝化而受到保护 上述各情况下,其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是。讨论与交流3.在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:电解池阳极的腐蚀>原电池阴极的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀5、2、1、3、4 思考与练习 1.保利集团在香港拍卖会上购回在火烧圆明园时流失的国宝:铜铸的牛首、猴首和虎首,普通铜器时间稍久容易出现铜绿,其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍然熠熠生辉不生锈,下列对起原因的分析,最可能的是()A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金;B.环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去;C.铜的金属活动性比氢小,因此不宜被氧化;D.它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金;D 2.下列叙述中,可以说明金属甲比乙活泼性强的是()A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解,甲上有H2气放出;B.在氧化–还原反应中甲比乙失去的电子多;C.将甲乙作电极稀硫酸作电解质溶液组成原电池时甲是负极;D.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强;C 3.有M、N两种金属,分别与盐酸反应,产生H2速率相近,试设计一个实验比较M、N两种金属的活泼性。MN盐酸若N产生气泡,则活泼性M>N 4.将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液中,下列各叙述正确性的是()A.锌片做负极,锌发生还原反应B.铜片做正极,铜得电子C.溶液中的PH值增大D.锌片、铜片同时有气泡冒出,说明锌片不纯5.把a、b、c三种金属片浸泡在稀H2SO4中。若a、b相连时,a为负极;b、c相连时,c为负极;a、c相连时,c上有气泡冒出。则这三种金属的活动性顺序()A.a>b>c;B.a>c>bC.c>a>b;D.b>a>cCDB 5.a今有2H2+O2=2H2O反应,KOH为电解质溶液构成燃料电池,则负极应通入___气,正极通入___气,电极反应为:负极_______________正极_____________b如把KOH改为H2SO4作导电物质则电极反应:负极____________正极____________a和b的电池液不同,反应进行后溶液的PH值各有何变化_________________c.如把H2改CH4,KOH作导电物质则电极反应为:负极_______________正极____________总反应式______________氢氧2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2Oa变小b变大CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e-=8OH-CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O 四、电解原理的应用 (一)电解池的定义、构成条件(1)直流电源(2)两个电极(活性或惰性)(3)电解质溶液(或熔融电解质)(4)闭合回路1.概念:电能转化为化学能的装置为电解池,它是一个非自发的氧化还原反应。2.构成条件:3.电极名称:与电源负极相连的电极为阴极与电源正极相连的电极为阳极电极的判断方法? 4.带电粒子定向移动方向:“负极出电子,电子回正极”电解池必发生得电子的还原反应必发生失电子的氧化反应 例1.判断下列装置的性质、现象、产物 1.通电前,溶液中有哪些离子?运动情况如何?思考3.当离子定向移动到电极表面时,发生的是什么类型的反应?2.通电时,离子的运动情况有什么改变?CuCl2=Cu2++2Cl-H2OH++OH-阳离子:Cu2+、H+移向阴极阴离子:SO42-、OH-移向阳极无规则运动定向运动氧化还原反应 4.离子放电顺序活泼金属阳极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(1)阳极上(氧化反应)(2)阴极上(还原反应)无论是惰性电极还是金属电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是:上述顺序基本上是金属活动性顺序,越活泼的金属其阳离子越难得到电子,但Fe3+氧化性较Cu2+强。K+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+H+Cu2+Ag+阳离子放电能力(得电子能力)逐渐增强阴离子放电(失电子)能力:逐渐减弱 分析电解反应的一般思路(惰性电极电解时)明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化,阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子 说出下列装置中电解池的阴阳极,写出电极反应式及总反应的化学方程式、离子方程式。阳极:阴极:总反应:2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2HCl==H2↑+Cl2↑通电2H++2Cl-==H2↑+Cl2↑通电(二)电极反应书写HCl溶液 阳极:阴极:4H++4e-=2H2↑H2SO4溶液2H2O=2H2↑+O2↑通电总反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑ 4H++4e-=2H2↑NaOH溶液阳极:阴极:总反应:2H2O==2H2↑+O2↑通电4OH--4e-=2H2O+O2↑ 阳极:阴极:4H++4e-=2H2↑总反应:Na2SO4溶液2H2O==2H2↑+O2↑通电4OH--4e-=2H2O+O2↑ 阳极:阴极:总反应:2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑通电2Cl-+2H2O====2OH-+H2↑+Cl2↑通电 阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:Cu2++2e-=Cu2CuSO4+2H2O==2H2SO4+O2↑+2Cu通电总反应:2Cu2++2H2O==4H++O2↑+2Cu通电 (三)电解质溶液发生电解的类型1.分解溶质型例:CuCl2HCl2.电解水型例:NaOHH2SO4Na2SO43.放氢生碱型例:NaClKBr4.放氧生酸型例:CuSO4AgNO3 (1)电解时,只生成H2而不生成O2,则溶液的pH。(2)电解时,只生成O2而不生成H2,则溶液的pH。(3)电解时,既生成H2又生成O2,则实际为电解水。①若为酸性pH,②若碱性溶液,则溶液的pH,③若为中性,则pH。增大减小减小增大不变(四)电解过程中溶液pH的变化规律 电解类型举例电极反应溶液pH变化溶液复原方法实例水电解H2SO4NaOHNa2SO4溶质电解HClCuCl2溶质和水同时电解NaClCuSO4阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O阴极:4H++4e-=2H2↑阳极2Cl--2e-=Cl2↑阴极:4H++4e-=2H2↑阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:Cu2++2e-=Cu阳极2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑阴极:2Cu2++4e-=2Cu增大减小增大不变增大减小H2OCuCl2HClHClCuO电解水型!分解电解质型!放氧生酸型!放氢生碱型! 【思考】“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定,证明电解氯化铜溶液时pH值的变化如下图曲线:(1)电解前氯化铜溶液的pH值处于A点位置的原因是什么?(2)“实验派”的实验结论是,该观点的理由是(从化学原理上加以简述):随着电解的进行,溶液的pH下降.生成的氯气溶于水使溶液酸性增强.氯化铜为强酸弱碱盐,铜离子水解使溶液呈酸性. 电 离电 解条件过程特点联系电解质溶于水或受热融化状态电解质电离后,再通直流电电解质电离成为自由移动的离子。CuCl2=Cu2++2Cl-通电阴阳离子定向移动,在两极上失得电子成为原子或分子。CuCl2==Cu+Cl2↑只产生自由移动的离子发生氧化还原反应生成了新物质电解必须建立在电离的基础上小结1电解与电离的区别与联系 电解池与原电池的比较内容原电池电解池电极规定电极反应电子移动方向能量转变较活泼金属做负极阴极:连接电源负极的一极负极发生氧化反应阳极氧化负极流向正极阳极流向阴极化学能变为电能电能变为化学能小结2 例.(2008江苏13)用惰性电极实现电解,下列说法正确的是()A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1D 想一想?如果要在某铁制品表面镀上一层银,请你选择合适的电极材料和电镀液,并写出电极反应方程式。阴极——某铁制品阳极——金属银电镀液——含有硝酸银的溶液阳极:Ag=Ag++e-阴极:Ag++e-=Ag 电解原理的应用--电镀1.定义:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程。2.目的:4.电镀的特点:3.电镀材料的选择:阴极——镀件电镀液——含有镀层金属离子的溶液阳极——镀层金属使金属增强抗腐蚀的能力,增加美观和表面硬度。1)阳极本身参加电极反应2)电解质溶液的浓度保持不变 电解原理的应用--铜的电解精炼阳极:Cu=Cu2++2e-阴极:Cu2++2e-=Cu杂质比铜活泼的Zn、Fe等:Zn=Zn2++2e-Fe=Fe2++2e-活泼性在铜之后的银、金等:还原性比铜差的,不能失去电子,它们以单质的形式留在溶液中,成为阳极泥。电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。 (08天津高考12)金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是()(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e—=NiB.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和PtD 工业上利用这一反应,制取烧碱、氯气和氢气。电解原理的应用--氯碱工业想一想:在左面的电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间可能发生哪些化学反应?通电2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2↑+H2↑ (1)NaCl溶液中,NaCl电离出,H2O电离出。通电后,在电场的作用下,向阴极移动,向阳极移动。在阳极,由于容易失去电子,被氧化生成。阳极方程式:;(2)在阴极,由于容易得到电子被还原生成.使H2O电离向右移动,因此阴极浓度增大PH。阴极方程式:。2Cl--2e-=Cl22H++2e-=H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+氯碱工业 总化学方程式:;总离子方程式:.(3)电解前向溶液中滴加酚酞,通电后现象为:___________,两极极板上都有气体产生,如何检验气体的种类?阴极附近的溶液无色变为红色阳极:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近,产生气体可以使湿润KI淀粉试纸变蓝色. (2)避免生成物H2和Cl2混合,因为:.(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式:.第一个问题:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇强光爆炸解决方法:使用离子交换膜电解饱和食盐水必须解决两个主要问题: (1)生产设备名称:阳离子交换膜电解槽阳离子交换膜:只允许阳离子通过,把电解槽隔成阴极室和阳极室。(2)离子交换膜的作用:a.防止Cl2和H2混合而引起爆炸b.避免Cl2与NaOH反应生成NaClO影响NaOH的产量。 提示:第二个问题:精制食盐水由于粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—等杂质,会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜,那么如何除去这些杂质呢?3.所有试剂只有过量才能除尽,你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗?2.用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—1.用什么方法除去泥沙?电解饱和食盐水必须解决两个主要问题: 泥沙、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、引入Ba2+Na+、Cl-、Ca2+、Ba2+、引入OH-Na+、Cl-、OH-、引入CO32-Na+、Cl-沉降除泥沙略过量BaCl2溶液除SO42-略过量Na2CO3溶液除Ca2+、Ba2+略过量NaOH溶液除Fe3+、Mg2+过滤,加适量HCl溶液调节PH除CO32-、OH- 电解原理的应用--电冶金(1)制取金属钠电解熔融氯化钠阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2Na++2e-=2Na总反应:通电2NaCl===2Na+Cl2↑ (2)制取金属铝电解熔融氧化铝阳极:6O2--12e-=3O2↑阴极:4Al3++12e-=4Al总反应:通电注意:反应过程中使用冰晶石(Na3AlF6)作为熔剂,使Al2O3在较低的温度下熔化2Al2O3==4Al+3O2↑ 4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西,而不是未知的东西。——贝尔纳6、学习要注意到细处,不是粗枝大叶的,这样可以逐步学习摸索,找到客观规律。——徐特立7、学习文学而懒于记诵是不成的,特别是诗。一个高中文科的学生,与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集,不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清8、一般青年的任务,尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务,可以用一句话来表示,就是要学习。——列宁9、学习和研究好比爬梯子,要一步一步地往上爬,企图一脚跨上四五步,平地登天,那就必须会摔跤了。——华罗庚10、儿童的心灵是敏感的,它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样,鼓励仿效一切好的行为,那末,儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基11、学会学习的人,是非常幸福的人。——米南德12、你们要学习思考,然后再来写作。——布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰15、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯基16、我们一定要给自己提出这样的任务:第一,学习,第二是学习,第三还是学习。——列宁17、学习的敌人是自己的满足,要认真学习一点东西,必须从不自满开始。对自己,“学而不厌”,对人家,“诲人不倦”,我们应取这种态度。——毛泽东18、只要愿意学习,就一定能够学会。——列宁19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造,那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫·托尔斯泰20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫21、游手好闲地学习,并不比学习游手好闲好。——约翰·贝勒斯22、读史使人明智,读诗使人灵秀,数学使人周密,自然哲学使人精邃,伦理学使人庄重,逻辑学使人善辩。——培根23、我们在我们的劳动过程中学习思考,劳动的结果,我们认识了世界的奥妙,于是我们就真正来改变生活了。——高尔基24、我们要振作精神,下苦功学习。下苦功,三个字,一个叫下,一个叫苦,一个叫功,一定要振作精神,下苦功。——毛泽东25、我学习了一生,现在我还在学习,而将来,只要我还有精力,我还要学习下去。——别林斯基13、在寻求真理的长河中,唯有学习,不断地学习,勤奋地学习,有创造性地学习,才能越重山跨峻岭。——华罗庚52、若不给自己设限,则人生中就没有限制你发挥的藩篱。53、希望是厄运的忠实的姐妹。54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。55、领导的速度决定团队的效率。56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。57、任何的限制,都是从自己的内心开始的。58、伟人所达到并保持着的高处,并不是一飞就到的,而是他们在同伴誉就很难挽回。59、不要说你不会做!你是个人你就会做!60、生活本没有导演,但我们每个人都像演员一样,为了合乎剧情而认真地表演着。61、所谓英雄,其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。62、一切的一切,都是自己咎由自取。原来爱的太深,心有坠落的感觉。63、命运不是一个机遇的问题,而是一个选择问题;它不是我们要等待的东西,而是我们要实现的东西。64、每一个发奋努力的背后,必有加倍的赏赐。65、再冷的石头,坐上三年也会暖。66、淡了,散了,累了,原来的那个你呢?67、我们的目的是什么?是胜利!不惜一切代价争取胜利!68、一遇挫折就灰心丧气的人,永远是个失败者。而一向努力奋斗,坚韧不拔的人会走向成功。69、在真实的生命里,每桩伟业都由信心开始,并由信心跨出第一步。70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。71、胜利,是属于最坚韧的人。72、因害怕失败而不敢放手一搏,永远不会成功。73、只要路是对的,就不怕路远。74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想,不放弃一点机会,不停止一日努力。3、上帝助自助者。24、凡事要三思,但比三思更重要的是三思而行。25、如果你希望成功,以恒心为良友,以经验为参谋,以小心为兄弟,以希望为哨兵。26、没有退路的时候,正是潜力发挥最大的时候。27、没有糟糕的事情,只有糟糕的心情。28、不为外撼,不以物移,而后可以任天下之大事。29、打开你的手机,收到我的祝福,忘掉所有烦恼,你会幸福每秒,对着镜子笑笑,从此开心到老,想想明天美好,相信自己最好。30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。31、生活中若没有朋友,就像生活中没有阳光一样。32、任何业绩的质变,都来自于量变的积累。33、空想会想出很多绝妙的主意,但却办不成任何事情。34、不大可能的事也许今天实现,根本不可能的事也许明天会实现。35、再长的路,一步步也能走完,再短的路,不迈开双脚也无法到达。'