电化学原理(课件PPT).ppt 43页

'电化学原理 预习检验按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：（1）一段时间后,U型管内发生什么现象?写出各极的电极反应式和总的化学方程式（2）如果小烧杯中有0.508克碘析出，问大烧杯中，负极减轻多少克?写出各电极的的电极反应式。 硫酸铜溶液石墨石墨硫酸铜溶液 负极正极失e-,沿导线传递,有电流产生原电池不断溶解电解质溶液阳离子移动原电池形成的实质：氧化还原反应分开在两极进行，还原剂所失去的电子通过导线转移给氧化剂。考点一、电解池原理和原电池原理 阴极阳极电解质溶液①活泼金属电极:本身不断溶解②惰性电极:阴离子失电子(-)电源(+)e-e-阴离子移动阳离子移动阳离子在阴极得电子电解池形成的实质：在外接电源的作用下,让电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程 考点二、电极反应式的书写步骤：①判断正、负极②写出负极的反应式和总反应式③满足电子守恒，正==总--负④正极（一般不参与反应），考虑溶液中的阳离子，强者优先。原电池1、两极得失电子相等2、用=，不用3、有气体生成用，若电解质为弱电解质，相加时把相应的离子改成弱电解质分子注意事项： 考点运用NaOHAlMgZn稀硫酸AlZn稀硝酸AlCu浓硝酸AlCuFeCl3CuAg在判断电极及电极反应时要注意考虑介质对其的影响！ 电解池步骤：①考虑电极材料，若为阳极活泼金属电极，那么阳极为电极本身失电子②若阳极为惰性电极，则考虑溶液中的离子失电子，阳极处阴离子的失电子顺序，阴极处阳离子的得电子顺序(1)阴极上，阳离子放电顺序：Ag+>Fe3+＞Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+……最为常见：Ag+>Fe3+＞Cu2+>H+(2)在惰性电极的阳极上，阴离子的放电顺序S2->SO32->I‑>Br‑>Cl->OH->>含氧酸根>F‑最为常见：I‑>Br‑>Cl->OH->>含氧酸根 书写注意事项：①阴、阳极类似于原电池正、负极,电极反应式通常写离子方程式，满足电子守恒②总方程式通常写化学方程式，标条件：电解，若电解的H+或OH-来自水，则反应物应写成水的形式，若来自弱电解质，则应写弱电解质的分子形式。 Pt氯化铜PtFe氯化钠CuPt氯化钠PtC硫酸CCNa2SO4CPt硫酸铜Pt 惰性电极的电解类型①放氢生碱型----活泼金属无氧酸盐②电解水型----含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐③分解电解质型----无氧酸、不活泼金属无氧酸盐④放氧生酸型----不活泼金属含氧酸盐资料243页考点二 按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：（1）一段时间后,U型管内发生什么现象?写出各极的电极反应式和总的化学方程式（2）如果小烧杯中有0.508克碘析出，问大烧杯中，负极减轻多少克?写出各电极的的电极反应式。 考点三、原电池、电解池工作时溶液性质的变化Pt氯化钠Pt稀硫酸AlZn①离子的移动情况②pH变化③在电解过程中若转移0.2mol电子,溶液要复原,则应加什么?物质的量是多少?哪里需要就往哪里去缺什么补什么,缺多少补多少 1、资料236页例2、238页例2、255页第7题可充电电池放电时作原电池,充电时作电解池,两池的电极反应式刚好相反.原电池正极与电解池的阳极电极反应式相反原电池负极与电解池的阴极电极反应式相反2、可逆电池考点五、化学电源资料237页考点四1、普通电池资料236页举一反三第4题 a.氢氧燃料电池负极：2H2－4e－=4H+正极：O2＋4H+＋4e－=2H2O总反应式：2H2+O2=2H2O若电解质为碱性溶液负极：2H2+4OH-－4e－=4H2O正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH-若电解质为酸性溶液注意：在燃料电池中，两电极均不参与反应,溶液为酸性时,O2与H+一起反应;溶液为碱性时,O2与H2O一起反应.3、燃料电池 b.甲烷型燃料电池若电解质为碱性溶液总反应式：2OH-+CH4+2O2=3H2O+CO32-负极：CH4+10OH-－8e－=CO32-+7H2O正极：2O2＋4H2O＋8e－=8OH-负极：CH4+2H2O－8e－=8H++CO2正极：2O2＋8H+＋8e－=4H2O若电解质为酸性溶液总反应式：CH4+2O2=2H2O+CO2资料255页第6题、239页第9题 c.熔融电解质型燃料电池237页例3、238页举一反三第7题关键：熔融电解质参与反应,负极消耗电解质,正极产生等量的电解质,总方程式仍为燃料燃烧的方程式 以熔融碳酸盐的混合物为电解质，采用吸渗棉粉作阴极，多孔性氧化镁作负极，以含乙醇蒸汽为主要成分的负极燃料气，混有CO2的空气为正极燃气，在650℃电池中发生电极反应，这种电池在国外已经问世。请写出有关的反应式。正极反应：；负极反应：；电池总反应式：。关键：熔融电解质参与反应,负极消耗电解质,正极产生等量的电解质,总方程式仍为燃料燃烧的方程式 考点二、三池的比较电镀例：铁上镀锌阳极：Zn一2e-=Zn2+阴极：Zn2++2e-=ZnZn结果：阳极质量减小，阴极质量增加，溶液的成分和浓度不变。 铜的电解精炼粗铜精铜硫酸铜溶液粗铜作阳极：Zn一2e-=Zn2+Fe—2e-=Fe2+Ni一2e-=Ni2+Cu一2e-=Cu2+纯铜作阴极：Cu2++2e－=Cu电解质溶液：含有Cu2+的可溶性盐结果：粗Cu的质量不断减少，纯铜的质量逐渐增多，阳极泥中含银(Ag、Au、Pt等)，电解液的成分和浓度发生变化，故不属于电镀。资料242页考点一 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Pt考点运用 考点六、吸氧腐蚀和金属防护负极：Fe-2e-=Fe2+正极：2H++2e－=H21.析氢腐蚀 2.吸氧腐蚀负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：O2+4e-+2H2O=4OH-小结：钢铁在强酸性条件下发生析氢腐蚀；而在弱酸性、中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀。自然界中钢铁的腐蚀大多数为吸氧腐蚀 金属腐蚀的防护：改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。⒈2.金属表面覆盖保护层如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保护层。原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触3.电化学保护法——牺牲阳极的阴极保护法形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。形成电解池反应，让被保护金属做阴极，不反应，起到保护作用 电解原理引起的保护＞原电池原理引起的保护＞无保护措施腐蚀快慢规律保护程度：在原电池中，两极金属活动性相差越大，被保护效果越好。资料245页考点三---疑难提取 ①凡是能自发进行氧化还原反应的就是原电池，不能自发进行氧化还原反应的就是电解池。②多池连接时，有外接电源的是电解池；无外接电源，含有较活泼金属的就是原电池。③原电池的电极名称分别称为负极（通常为活泼金属）和正极而电解池的电极名称分别为阴极和阳极。④原电池中发生氧化反应的是负极，而电解池中发生氧化反应的是阳极。反之，原电池的正极发生还原反应，电解池的阴极发生还原反应。⑤电解池电能转化为化学能，原电池是化学能转化为电能。⑥原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；在电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。讨论:原电池和电解池的区别 原电池的负极→失去电子→电子流出→发生氧化反应→氧化还原反应中的还原剂原电池的正极→得到电子→电子流入→发生还原反应→氧化还原反应中的氧化剂电解池的阳极→失去电子→电子流出→发生氧化反应电解池的阴极→得到电子→电子流入→发生还原反应 把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两连接，可以组成各种原电池，若a、b相连时，a为负极；若c、d相连时，d极表面有气泡冒出；另将a投入c的盐溶液中，ａ的表面有ｃ析出；若将ｂ投入ｄ的盐溶液中，无明显现象。则四种金属的活动性由强到弱为()A、a＞b＞c＞dB、b＞d＞c＞aC、c＞a＞b＞dD、a＞c＞d＞b 在如下的装置中进行电解，电解5min后铁极的质量减小11.2克。（1）A是电源的极,写出①中阴极，②中阳极的电极反应式。（2）电解过程中，电路中通过摩电子。（3）5min后，①中的pH;②中的pH.(填“升高、降低、不变”）如果此时②中溶液的体积为0.4L，则此时②中的pH。（4）如果要将②电解后的溶液复原，可往电解后的溶液中加入。（5）在电解过程中，如果收集两电解池中的气体，则可收集到标况下气体共L 考点七、电化学有关计算解题思路1、判断阴阳极或正负极2、写出电极反应式或总反应式3、依反应式进行判断依反应式找出相关物质的关系式依电子守恒进行计算。 1、在Cu-Zn原电池中，100mLH2SO4溶液的浓度为1mol/L,若工作一段时间后，从装置中共收集到1.12L升气体，则流过导线的电子为————mol,反应后溶液的pH值为_________？（溶液体积变化忽略不计）类题：资料244页举一反三第4题 1．电解饱和食盐水反应原理在U型管里装人饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源。ba考点八：氯碱工业阳极反应：2Cl——2e—= Cl2↑阴极反应：2H++2e—= H2↑2NaOH+Cl2↑+H2↑总反应：2NaCl+2H2O 2．离子交换膜法制烧碱 1、电解槽组成：阳极室：阳极材料为金属钛网，有钛、钌的氧化物涂层，3、阳离子交换膜的作用:①防止氯气与氢气混合而引起爆炸；②避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量。阴极室：阴极材料为碳钢网，涂有镍涂层，产物为H2，NaOH。目的是保证阳极不被氧化，产物为Cl22、阳离子交换膜的特点:允许Na+、H2O分子通过，Cl-、OH-、气体分子通不过。 4、工业生产流程①食盐水的净化思考:粗盐水中往往含有泥沙、Fe3＋、Mg2＋、Ca2＋、SO42－等杂质，设计实验方案除杂。（方法、药品及反应方程式）。提示：1．用什么方法除去泥沙？2．用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？3．所用试剂只有过量才能除净这些杂质 粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）过量BaCl2Ba2++SO42-=BaSO4Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+、Cl-BaSO4Ca2++CO32-=CaCO3Ba2++CO32-=BaCO3CaCO3BaCO3过量Na2CO3Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、OH-、Ba2+Mg2++2OH-=Mg(OH)2Fe3++3OH-=Fe(OH)3过量NaOHFe(OH)3Mg(OH)2Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、OH-、CO32-精制食盐水适量HCl,调节pH通过阳离子交换树脂Na+、Cl- ①加入稍过量的NaOH溶液②加入稍过量BaCl2溶液(其中①、②顺序可以交换。)③加入稍过量的Na2CO3溶液④过滤（除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO4、CaCO3、BaCO3及泥沙等）；⑤在滤液中加适量盐酸（除去过量的CO32—，调节溶液的pH）,加热驱除CO2；⑥通过阳离子交换树脂（除去残留的微量Ca2+、Mg2+等离子）。精制食盐水的操作步骤②电解液的处理阴极室：得到氢氧化钠阳极室：得淡食盐水循环利用 氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：粗盐H2ONaOHNa2CO3Cl2H250%NaOH溶液化盐精制电解脱盐沉渣NaCl晶体10%NaOH、16%NaCl溶液（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生电极反应式为.(2)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为.（选填a，b，c多选扣分）a先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂b先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3c先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3（3）在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为。 25℃时，将两铜电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解。通电一段时间后，阴极析出了amol气体，同时有ωgNa2SO4·10H2O晶体析出。温度不变时剩余溶液中溶质的质量分数为（） 如图装置，A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹；电源有a、b两极．若A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中．切断K1，闭合K2、K3通直流电，回答下列问题：①判断电源的正、负极：a为________极，b为________极。②在湿的Na2SO4溶液滤纸条中心的KMnO4液滴，有什么现象。③写出电极反应式：A极，C极______。④若A极产生的气体在标况下的体积为VL,则C极上产物的质量约为g;若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极．此时切断K2、K3，闭合K1，则电流表的指针是否移动（填是或否）______。说明理由____________________________. 以石墨为电极，在烧杯中电解含等物质的量的NaCl和AlCl3的混合溶液足够长时间（不考虑气体在溶液中溶解，最终溶质不含NaCl）(1)电解过程中可看到的现象为：。(2)若在阳极收集到8.96L纯净气体(已折算成标准状况)，且最终溶液的体积为200mL，则该溶液中溶质的物质的量浓度为mol/L。(3)在下图中画出(2)中电极上通过电子的物质的量与溶液中沉淀的物质的量的关系图。 当以I＝0.21A的电流电解60分钟后，测得铜片A的质量增加了0.25g，则下图装置的x端应与直流电的极相连，它是电解池的极。列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA。（已知电子电量e＝1.60×10－19C）用铂电极电解含有0.1molCu2＋和0.1molX3＋的酸性溶液，当通过0.2mole－后，阴极的质量不再变化，则下列离子氧化能力由大到小排列正确的是()A、X3＋>Cu2＋>H＋B、Cu2＋>H＋>X3＋C、Cu2＋>X3＋>H＋D、X3＋>H＋>Cu2＋ 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。'