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1、,电化学专题,(2006年高考二轮专题复习),【学习目标】 1、掌握原电池、电解池的概念及原理，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理 2、学会电极的判断，学会正确书写电极反应及总反应方程式，掌握常见离子放电的规律； 3、能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算。,高考化学二轮专题电化学复习,【复习重点】原电池、电解原理及应用；电极反应方程式书写,【知识概括】 一个反应：氧化还原反应 一个计算：得失电子守恒法解决电化学的相关计算 两个转化：化学能和电能的相互转化 两个应用: 原电池原理应用、电解原理应用 三个条件：原电池、电解池的形成条件 四个池子：原电池、电解池、电镀池、电解精炼池,【专题
2、难点】 电极反应及总反应方程式正确书写,一、原电池、电解池工作原理,1.原电池原理：通过自发氧化还原反应把化学能转化为电能。,2.电解原理：连接电源，使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发生非自发氧化还原反应，从而把电能转化为化学能。,阳极 （内电路）,阴极 （内电路）,+,e,e,电源,e,e,H+,SO4 2 ,H+,SO4 2 ,氧化反应: Zn-2e- = Zn2+,还原反应: 2H+2e - = H2,还原反应: 2H + +2e - = H2,氧化反应: 4OH + 4e - =O2+2H2O,(左池),(右池),原电池,电解池,OH,OH,二、四池比较,常见阴阳离子放电顺序(离子
3、浓度接近时),阳离子放电（得电子）由难到易,K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Pb2+ (H+) Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag +,阴离子放电（失电子）由难到易: F- ROmn- OH- Cl- Br- I- S2-,1.金属腐蚀: (1)化学腐蚀 (2)电化腐蚀 a.析氢腐蚀 b.吸氧腐蚀 2.防护方法: (1)改变金属内部组织结构 (2)在金属表面覆盖保护 (3)电化学保护法(牺牲阳极的阴极保护法) 3.制造新化学电源：如太阳能电池、核电池、燃料电池、银-锌电池碱性蓄电池、银-锌电池、浓差电池等）,原电池应用,说明：电解原理引起的腐蚀原电池原
4、理引起的腐蚀化学腐 蚀有防腐措施的腐蚀 同一种金属的腐蚀:强电解质弱电解质非电解质,【思考题 】 下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是 （ ） A B C D ,D,电解原理的应用,1、镀铜反应原理 阳极(纯铜)：Cu-2e=Cu2+， 阴极(镀件)：Cu2+2e=Cu， 电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液. 2、氯碱工业反应原理 阳极：2Cl-2e=Cl2， 阴极：2H+2e=H2 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 3、电解精炼反应原理(电解精炼铜) 粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等 阳极(粗铜)：Cu-2e= Cu2+，
5、（Zn-2e= Zn2+， Fe-2e= Fe2+，等） 阴极(精铜)： Cu2+2e=Cu 电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4。 Zn2、Ni2等 阳离子得电子能力小于Cu2+而留在电解质溶液中。金属活动顺序排在Cu后的Ag、Pt、Au等失电子能力小于Cu，以金属 单质沉积于阳极，成为“阳极泥”。 4.铝的冶炼,五、电解质溶液用惰性电极电解的规律,1. 原电池正、负极的确定 (1) 根据构成原电池的必要条件之一确定: 活泼金属一般作负极； 说明:正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如 MgAl HCl溶液构成的 原电池中, Mg为负极,Al为正极; 若改用溶液即MgAl NaOH溶液构成
6、的 原电池中,则Mg为正极,Al为负极。 (2) 根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极； (3)根据内电路中自由离子的移动方向确定：在内电路中阴离子移向的电极为 负极，阳离子移向的电极为正极。 （4）根据氧化还原反应确定: 发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为 负极。此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象（如电极溶解、减重，电极周边溶液或指示剂的变化等）来判断。,六、原电池与电解池电极的确定,2.电解池 阴、阳极的判断 可根据电极与电源两极相连的顺序判断 阴极：与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。其反应时, 溶液中氧化能力强的阳离子首先在阴极上得
7、到电子, 发生还原反应。 阳极：与直流电源的正极直接连接的电极。 若是惰性电极（Pt、Au、C、Ti)，在该极上，溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧化； 若是活性电极，电极材料参与反应，自身失去电子被氧化而溶入溶液中。,原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；有外加电源的装置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池。 电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。,【说明】：多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。,七、怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池？,1.
8、单池判断：,2.多池组合判断：,无外电源：一池为原电池，其余为电解池； 有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池,练习1.请观察下列实验装置图，指出各装置的名称。,电解池,电镀池,NaCl溶液 硫酸溶液,原电池,课堂练习,Cu,Zn,C,Cu,Fe,Fe,粗Cu,CuSO4溶液,精Cu,精炼池,A,B,C,D,CuSO4溶液,电解池,原电池,阴极,阳极,练习2、判断下列装置各属于什么池？,正极,负极,练习3、 如下图两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极。如果电解过程中共有0.02mol电子通过，下列叙述中正确的是( ) A.甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64g B.甲烧杯中B极上电极反应式为
9、： 4OH4e=2H2O+O2 C.乙烧杯中滴入酚酞试液，D极附近变红 D.乙烧杯中C极上发生还原反应,C,电极反应的书写与下列几个因素有关 1、与装置类型有关 2、与电极类型及电极材料有关 3、与反应类型有关 4、与电子守恒有关 5、与电解质环境有关 6、与总反应式有关 7、与题给信息有关 8、与离子的氧化还原性强弱有关,如何书写电极反应？ 规律：原电池或电解池的两电极反应式之和即为总反应式， 写法：总反应式减去一电极反应式即为另一个电极反应式。对于较复杂的、陌生的反应可用该方法解题并检验。 书写注意事项：一看电极材料；二看环境介质；三看附加条件与信息,七、电极反应的书写,书写步骤： （1
10、）写出燃烧反应正确的化学方程式； （2）根据电解液改写燃料电池总反应； （3）写出正极的电极反应式(一般较简单); （4）由燃料电池总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极 反应式。,1.怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？,练习4. 已知CH4、O2、NaOH溶液组成的燃料电池总反应： CH4+2OH-+2O2 CO3 2 -+3H2O请写出其电极反应。 解： 燃烧总反应： CH4+2O2CO2+2H2O 燃料电池总反应： CH4+2OH-+2O2 CO3 2 -+3H2O 正极：2O2+4H2O+8e8OH- 负极：CH4+10OH-8eCO32-+7H2O,氢氧燃料电池,2H2 -
11、 4e- = 4H+,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O,2H2 +4OH- - 4e- = 4H2O,O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,2.如何书写可逆电池电极反应式？ 可逆电池电极反应式书写的关键是要弄清电解液是酸性还是碱性（H+ 和OH-），不可乱用，然后是反应方向判断。,练习5. 已知铅蓄电池充放电的电池反应式如下： Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 试写出放电时的正、负极, 充电时的阴、阳极的电极反应式。,放电时：负极：Pb-2e+SO42- =PbSO4 正极：PbO
12、2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O 充电时：阴极：PbSO4+2e=Pb+SO42- 阳极：PbSO4+2H2O-2e=PbO2+SO42-+4H+,九、电解计算电子守恒法 练习5. 铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH.,Cu2+得电子数+ H+得电子数= OH-失电子总数 n(Cu2+)2+0.52=0.54 n(Cu2+)=0.5mol Cu2+2H+ C(H+)=1mol/L pH=0,解析：阳极 4OH-4e- =2H2O+O2 阴极 Cu2+2e-=Cu 2H+2e=H2,练习7、
13、下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验,数天后,数天后,图一,图二,（1）上述两装置中铁钉发生变化的共性是： （2）图一说明原溶液呈 性，铁钉发生 腐蚀， 电极反应为： （3）图二说明原溶液呈 性，铁钉发生 腐蚀， 电极反应为：,发生了原电池 反应,中性或弱酸,吸氧,负极：Fe -2e = Fe2+ ； 正极：2H2O +O2 +2e =4OH-,负极：Fe -2e = Fe2+ ；正极：2H+ +2e = H2,较强酸性,析氢,1、池型的判断,有外加电源一定为电解池，无外加电源一定为原电池（电镀池中是以镀层金属为阳极，镀件为阴极，含镀层金属阳离子的溶液为电解液；电解精炼池中是以粗金属为阳极，
14、纯金属为阴极，含该纯金属阳离子的溶液为电解液）。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。,小结：原电池与电解池的比较及判断：,3、电解池放电顺序的判断,阳极放电： 1）惰性电极（如Pt、Au、C、Ti)：则溶液中阴 离子放电（见书本顺序）。 2）非惰性电极：电极材料首先失电子（即电极参与反应）。,阴极放电：电极材料受保护，溶液中阳 离子放电（金属活动顺序表）。,2、电极的判断,原电池：看电极材料，较活泼金属为负极（或失电子极），反之为正极； 电解池：看电源的正负极，与电源正极相连的为阳极；反之为阴极。,4、电极反应的书写,书写规律： 原电池或电解池的两电极反应式之和即为总反应式； 书写方法：总反应式减去一电极反应式即为另一个电极反应式。对于较复杂的、陌生的反应可用该方法解题并检验； 书写注意事项：一看电极材料；二看环境介质；三看附加条件与信息。,5、电解计算 常用方法：电子守恒法,再见,人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。,
