《1-2008届高三化学专题复习课件：电化学及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1-2008届高三化学专题复习课件：电化学及应用（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高三化学总复习 基本理论基本理论 电化学 原电池和电解池的比较原电池和电解池的比较 原电电池电电解池 概 念 能量 转转化 借助氧化还 原反应而产 生电流电流的装 置。 借助电流电流引 起氧化还原 反应的装置 化学能 转化 为电能 电能转化为 化学能 一、原电池 构成原电池的基本条件是什么 ？ （1）必须自发进行氧化还原反应 （3）两个电极必须插入电解质溶液中或熔融 的电解质中； （4）两个电极必须相连并形成闭合回路。 （2）必须有两种活泼性不同的导电材料作电极 ； 把化学能转化为电能的装置 。 原电池正负极的比较原电池正负极的比较 比较项较项 目正极负负极 电电子流动动方向电电子流入电电子流
2、出 金属活泼泼性相对对不活泼泼相对对活泼泼 电电极反应应 Nm+ + me- = N (还还原反应应) M - ne- = Mn+ (氧化反应应) 电电极质质量变变化增大或不变变一般：减小 离子移动动方向 阳离子移向该该极阴离子移向该该极 氧化反应氧化反应 M-ne=Mn+ 产生电流 失e-沿导线转移 还原反应还原反应 Nm+me=N 原电池的工作原理原电池的工作原理 负 极 正 极阴离子 阳离子 e e 综 述 1、负极失电子发生氧化反应；溶液中氧化性 较强的微粒在正极上得电子发生还原反应 ； 2、电子由负极流向正极，电流方向是由正极 流到负极（外电路）。 用Al、Cu作电极，如何使Cu作负
3、极，Al作正极 ？ 浓硝酸作电解液 用Mg、Al作电极，如何使Al作负极，Mg作正极 ？ NaOH作电解液 思考 原电池原理的应用 (2)比较金属的活泼性； 构建原电池，测出正负极，负极金属活泼性 正极 (3)加快某些化学反应的反应速率； (1)制做化学电源； (4)金属腐蚀的原理及金属腐蚀的防护。 金属的电化学腐蚀 （一）金属腐蚀 1.概念 ： 金属或合金与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。 2.金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变成阳离子而损耗 3.金属腐蚀的分类：化学腐蚀和电化学腐蚀 绝大多数金属的腐蚀属于电化学腐蚀 电化学腐蚀通常有析氢腐蚀和吸氧腐蚀 比较项较项 目化
4、学腐蚀蚀电电化学腐蚀蚀 发发生条件 共同点 是否构成原电电池 有无电电流 实实 质质 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多 金属跟接触到的物质 直接发生化学反应 不纯金属跟接触的电解 质溶液发生原电池反应 无电流 无原电池 构成无数微小原电池 有弱电流 金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀 金属原子失去电子变成阳离子而损耗 钢铁的电化学腐蚀 比较项较项 目析氢氢腐蚀蚀吸氧腐蚀蚀 发发生条件 电电 极 反 应应 负负极 正极 总总反应应 钢铁表面吸附的水膜酸 性较強时 Fe - 2e- = Fe2+ 2H+ + 2e- = H2 Fe+ 2H+ = Fe2+ H2 钢铁表面吸附的水膜酸
5、 性较弱或呈中性时 Fe - 2e- = Fe2+ O22H2O4e-=4OH- Fe2+2OH-=Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3 4Fe(OH)3Fe2O3xH2O(铁锈)+(3- x)H2O 吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍得多 金属的防护 方 法： 1.改变金属的内部组织结构（如制不锈钢） 2.在金属表面覆盖保护层： （1）在表面刷一层油漆； （2）在表面涂上机油； （3）在表面镀一层其他耐腐蚀金属； （4）在表面烧制搪瓷 ； （5）使金属表面形成致密的氧化膜 。 3.电化学保护法 ： （1）牺牲阳极的阴极保护法 （2）外加电流的阴极保护法 判断金属腐蚀快慢的
6、规律判断金属腐蚀快慢的规律 不纯的金属或合金，在潮湿空气中形成微电池发生电化腐蚀，活泼 金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀的快慢与下列二种因素有关： 1）与构成微电池的材料有关，两极材料的活动性差别越大， 电动势越大，氧化还原反应的速度越快，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。 一般说来可用下列原则判断： （电解原理引起的腐蚀）原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀有防腐措施的腐蚀 二、常见的化学电池 干电池 电极:Zn为负极,碳棒为正极 电解液：NH4Cl、ZnCl2
7、和 淀粉糊 另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。 电极方程式：负极(Zn):Zn2e-Zn2 正极：2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 2NH3 +H2O 银锌电池 Zn为负极,Ag2O为正极 电解液: KOH溶液 电极反应式: 负极:Zn2OH2e-Zn(OH)2 正极:Ag2OH2O2e-2Ag2OH 总反应式: ZnAg2OH2O2AgZn(OH)2 铅蓄电池: 电极：Pb为负极, PbO2为正极. 电解液: 30%的H2SO4溶液 电极反应式: 放电时：为原电池为原电池 负极(Pb) ： PbSO42-2e-PbSO4 正极(PbO2)
8、 PbO24HSO422e-PbSO42H2O 总电池反应: PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O 充电时：为电解池为电解池 阴极(Pb)： PbSO4 2e- PbSO42- 阳极(PbO2) PbSO42H2O2e-PbO24HSO42 总电解反应: 2PbSO42H2O PbO2Pb2H2SO4 通电 铝空气海水电池 负极：4Al -12e- 4Al3+ 正极：3O2 + 6H20 + 12e- 120H- 电池总反应式为：4Al+3O2+6H20=4Al(OH)3 1991年，我国首创以铝-空气-海水为材料组成的新型 电池，用作航海标志灯以取之不尽的海水为电解质 燃料电池 (1
9、)电极:Pt制作的惰性电极 (2)电解质溶液:KOH溶液 (4)反应原理: 正极: 2H2+4OH 4e-4H2O 负极: O22H2O 4e-4OH 总反应：2H2O22H2O 电极反应：负极：CH4 + 10OH- 8e = CO32- + 7H2O 正极： O2 + 2H2O + 4e = 4OH- 总反应式： CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O 以甲烷作燃料的燃料电池 电极为金属铂，电解质为KOH，在两极分别通入甲烷和氧气。 组成电解池的条件： (1)外接直流电源 (2)电极(金属或惰性电极) (3)电解质溶液或熔融的电解质 (4)形成闭合回路 阳极 氧化反
10、应 阴极 还原反应 e- e- 电解池 电解池阴阳极的比较电解池阴阳极的比较 比较项较项 目阴极阳极 与电电源连连接接电电源负负极接电电源正极 电电子流动动方向电电子流入电电子流出 电电极反应应 Nm+ + me = N (还还原反应应) Rn ne= R M ne= Mn+ (氧化反应应) 电电极质质量变变化增大或不变变减小或不变变 离子移动动方向 阳离子移向该该极阴离子移向该该极 阳 极 阴 极 电解池的工作原理电解池的工作原理 阴离子 阳离子 氧化反应 还原反应 Nm+me-=N ee RnneR 4OH4e2H2OO2 非惰性电极：M-ne-=Mn+（电极本身溶解） 电子流 动方向 电
11、解质溶液 电源负极电解池阴极 电源正极电解池阳极 在惰性电极上离子放电顺序 ： 阴极(与电极材料无关) ： Ag+Fe3+ Cu2+ H+Pb2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+ 得到电子 由易到难 阳极(与电极材料有关) ： 在水溶液中SO42-，NO3-等不会放电。 金属 S2- I- Br- Cl- OH- NO3- SO42- F- 失去电子由易到难 电极反应 阳极 活泼金属作电极 由电极本身失电子 R - ne = Rn+ 惰性电极 溶液中较易失电子的 阴离子优先放电 阴极 一定是溶液中易得电子的阳离子优先放电 Rn+ + ne = R 电解时电极产物
12、的判断 Rn- - ne = R （Pt、Au、石墨 ） 用惰性电极电解电解质溶液的规律 （1）电解水型（NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解 阴极：4H+ + 4e- 2H2 阳极：4OH- - 4e- O2 + 2H2O 总反应式： 2H2O 2H2 + O2 电解 （2）分解电解质型（HCl、CuCl2等）溶液的电解 阴极：Cu2+ + 2e- Cu 阳极：2Cl- - 2e- Cl2 总反应式： CuCl2 Cu + Cl2 电解 （3）放氢生碱型（NaCl、MgBr2）溶液的电解 阴极：4H+ + 4e- 2H2 阳极：2Cl- - 2e- Cl2 2NaCl + 2H2O 2
13、NaOH +H2 +Cl2 电解 （4）放氧生酸型 阴极；2Cu2+ + 4e- 2Cu 阳极：4OH- - 4e- O2 + 2H2O （CuSO4、AgNO3等）溶液的电解 总反应：2CuSO4 + 2H2O 2Cu + O2 + 2H2SO4 电解 电解原理的应用 铜的电解精炼 粗铜纯铜 CuSO4溶液 阳极：粗铜 阴极：纯铜薄片 电解质溶液：CuSO4溶液（加入一定量的H2SO4 ） Cu2e= Cu2+ 比铜活泼的杂质也会同时失去电 子而溶解： Zn2e= Zn2+ Fe2e= Fe2+ Ni2e= Ni2+ 比铜不活泼的杂质（Au、Ag）不会溶解 而从阳极上脱落下来而形成阳极泥。 Cu2+ 2e= Cu CuSO4溶液的浓度基本保持不变。 提炼金、银等贵重金属 。 电镀铜 阳极 ： 铜片 阴极 ： 待镀铁制品 Cu2e= Cu2+ Cu2+ 2e= Cu CuSO4溶液的浓度保持不变。 实验结果 ： 在铁制品上镀上了一层铜 利用电解原理在某些金属的表面镀上一 薄层其它金属或合金的过程叫电镀。电镀 电镀的目的 ： （1）增强防锈抗腐能力； （2）增加美观和表面硬度。 阳极镀层金属: MneMn 阴极镀件: MnneM 电解液:含镀层金属阳离子的盐溶液 电镀槽 特 点 （1）阳极本身溶解；
