電化學原理及其應用

1、電化學原理及其應用課件第1頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四【2010】利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于_處。若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為_【2009】ZnMnO2干電池應用廣泛，其電解質溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負極材料是_。電池工作時，電子流向_(填“正極”或“負極”)。（2008山東理綜) 29、以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入CO2和O2時，電解質是熔融下的碳酸鹽，CO32-移向電池的 （填正或負）極山東高考再現(xiàn)【2012】利用反應2Cu+O2+2H2SO4=2CuS

2、O4+2H2O可制備CuSO4，若將該反應設計為原電池，其正極電極反應式為_Zn正極N外加電源的陰極保護法O2+4H+4e-=2H2O負第2頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四 原電池、電解池的判定 電極名稱及發(fā)生的反應類型 電子、離子的移動方向電子轉移的數(shù)目相關計算 電極反應方程式的書寫金屬的腐蝕與防護考查重點精煉、電鍍、電冶金電化學原理電化學應用干電池第3頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四對比分析原電池電解池能量轉化方式反應類型及是否自發(fā)AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液化學能電能電能化學能自發(fā)/非自發(fā)的 氧化還原反應均可自發(fā)的氧化還原反應角度

3、一：能量轉化和物質轉化第4頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四對比分析AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液原電池電解池裝置不同直接判斷電極無外加直流電源有外加直流電源活潑金屬負極；不活潑金屬或碳正極電源負極陰極；電源正極陽極Al Mg NaOH溶液 正極負極陰極 陽 極 正極負極角度二：裝置構成和電極判斷第5頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四對比分析AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液原電池電解池電子流向離子流向負極正極陽離子正極；陰離子負極陽離子陰極；陰離子陽極負極陰極；陽極正極正極負極e-e-H+ Na+ OH- Cl-OH- Cl- H+ N

4、a+陰極 陽 極 e-e-角度三：電子流向和離子流向第6頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四對比分析AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液原電池電解池電極反應類型放電順序負極氧化反應正極還原反應陽極氧化反應陰極還原反應陽極：活性陽極 S2IBrClOH陰極：AgHg2Fe3Cu2H(酸)角度四：電極反應和放電順序第7頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四（2012福建）將右圖所示實驗裝置的K閉合，下列判斷正確的是( )ACu 電極上發(fā)生還原反應B電子沿Zn a b Cu路徑流動C片刻后甲池中c（SO42-）增大D片刻后可觀察到濾紙b點變紅色鞏固練習A第8頁

5、，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四電化學裝置的工作原理【歸納1】氧化還原觀電化學第9頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四考點2：電極反應式的書寫 （2010山東高考）以鋁為陽極，在H2SO4 溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜。寫出陽極的電極反應式，并總結書寫電極反應式的步驟.【典型例題1】【歸納】 書寫步驟 2Al Al2O3 反應物-生成物得失電子數(shù) 2Al Al2O3 - 6e- 2Al Al2O3 - 6e-+ 6H+配平電荷 2Al = Al2O3 - 6e-+ 6H+ 3H2O配平原子第10頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四

6、考點2：電極反應式的書寫 規(guī)律提升：列物質判斷電極的反應物、產物標得失分析化合價的升降，找出得失電子數(shù)(1)配平電荷(2)配平原子看環(huán)境配守恒第11頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四燃料電池是將燃料具有的化學能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置。請寫出甲烷燃料電池在堿性條件下，負極電極反應式：CH4 -8e- + 10OH- = CO32-+ 7H2O 重點突破 PbSO4 + 2e- = Pb + SO42- 鉛蓄電池是一種典型的可充電電池， 電池總反應式為： Pb+PbO2+4H+2SO42- 2PbSO4+2H2O 請寫出其充電時陰極反應式：化學電源干電池鉛蓄電池燃料電池電極反

7、應式的書寫第12頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四能力提升 以鐵為陽極電解濃氫氧化鈉溶液，制備FeO42-,陽極電極反應為：Fe-6e-+8OH- =FeO42-+4H2O電解應用物質制備電極反應式的書寫第13頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四考點2：電極反應式的書寫 【練一練】1 、（2008山東高考改編）MnO2的生產方式之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陽極的電極反應式是_反應物-產物 Mn2+ MnO2得失電子數(shù) Mn2+ - 2e- MnO2配平原子 Mn2+ + 2H20- 2e- = MnO2 +4H+配平電荷 Mn2+ -

8、 2e- MnO2+4H+1、【2012濰坊二?！堪钡暮铣墒亲钪匾幕どa之一，直接供氨式堿性燃料電池的反應為4NH3+3O2=2N2+6H2O,試寫出電池的負極反應式為，_ 從理論上分析該電池工作過程中_ (填需要或不需要)補充堿（KOH）2NH3+6OH-6e-=N2+6H2O不需要第14頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四（2012青島一模）一種新型燃料電池，一極通入空氣，一極通入CH3OH(g)，電解質是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導O2。則在該熔融電解質中，O2向 _（ 填“正”或“負”)極移動，電池負極電極反應為： _ ；考

9、點2：電極反應式的書寫 （2012泰安一模）用Na2CO3熔融鹽作電解質，CO、O2為原料組成的新型電池的研究取得了重大突破。該電池示意圖如右：負極電極反應式為_，為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質組成應保持穩(wěn)定，電池工作時必須有部分A物質參加循環(huán)。A物質的化學式為_。負CH3OH3O2- 6e- = CO2 2H2OCOCO32- 2e- = 2CO2CO2第15頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四 在我國，每年約有30%的鋼鐵因腐蝕而報廢, 損失高達2800億人民幣，約占GDP的4%.第16頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四裝置簡圖吸氧腐

10、蝕探尋本質AFeCNaCl溶液模擬鋼鐵的最主要腐蝕方式：溶液酸性較強時AFeC鹽酸溶液第17頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四123犧牲陽極的陰極保護法/外加電流的陰極保護法改變金屬的內部結構,如不銹鋼(摻雜Ni,Cr等)在金屬表面覆蓋保護層,如涂油、刷漆、電鍍等電化學防護改變微觀結構隔絕空氣、水等梳理回顧列舉常用金屬防護措施第18頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四考點3：電化學原理的應用 【典型例題1】A圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重B圖b中，開關由M改置于N時，CuZn合金的腐蝕速率減小C圖c中，接通開關時Zn腐蝕速率增大，Zn上

11、放出氣體的速率也增大D圖d中，ZnMnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的(2012山東高考)下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是 （ ） B第19頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四例1. 改編題粗鎳中含有少量Fe，Zn，Cu，Pt等雜質，可用氫氧燃料電池電解制備高純度鎳，說法正確的是 （已知氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）a、電能全部轉化為化學能。b、粗鎳接該燃料電池通入O2的一極，發(fā)生氧化反應。c、電解過程中，陽極質量的減少和陰極質量的增加相等。d、電解后，溶液中存在的陽離子有Fe2+和Zn2+ Cu2+ 。e、利用陽極泥可以回收Pt、Cu等金屬?？键c3：

12、電化學應用be鞏固提升第20頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四考點3：電化學應用鞏固提升（2012煙臺一模）13氯堿工業(yè)常利用陽離子交換膜電解食鹽水，下列說法不正確的是 ( )A隨著電解的進行，c(NaCl)降低，需不斷補充飽和食鹽 水B電解過程中采用增大陽極區(qū)溶液pH的方法，可以減少 Cl2在水中的溶解量C陽離子交換膜的作用是阻止OH-移向陽極，以使氫氧化鈉在陰極區(qū)富集D陽極表面用鈦氧化物涂層處理，目的是降低電解產物Cl2對電極的腐蝕B第21頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四電解池原理Text原電池原理化學能電能本專題思維導圖電冶金氯堿工業(yè)電鍍電解

13、精煉外加電流的陰極保護法判斷兩極活潑性加速氧化還原反應設計各種化學電源鋼鐵吸氧/析氫腐蝕犧牲陽極的陰極保護法應用應用轉化轉化能量轉化觀氧化還原觀總結提升第22頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四 當堂練習FeO42- + 3e- + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH- CD3.2.1.第23頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四謝謝大家第24頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四(2009山東理綜)29、ZnMnO2干電池應用廣泛，其電解質溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負極材料是_。電池工作時，電子流向_(填“

14、正極”或“負極”)。（2008山東理綜) 29、以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入CO2和O2時，電解質是熔融下的碳酸鹽，CO32-移向電池的 （填正或負）極（2012山東理綜)以CuSO4溶液為電解質溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質)的電解精煉，下列說法正確的是 a電能全部轉化為化學能 b粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應c溶液中Cu2向陽極移動 d利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬（2012山東理綜) 電解NaCl溶液得到22.4LH2(標準狀況)，理論上需要轉移NA個電子(NA表示阿伏加德羅常數(shù))電化學原理的考查第25頁，共27頁，2022年，5月20日，19點

15、3分，星期四電極方程式的書寫(2008) 已丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入CO2和O2時，電解質是熔融下的碳酸鹽，電池正極反應式為 _。 (2009)MnO2的生產方式之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應式是_。 (2010)以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應式為 _。(2011)鈉硫高能電池，該電池的工作溫度為320左右，電池反應為2Na+ xSNa2Sx ，正極的電極反應式為_。(2012)利用反應2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制備CuSO4，若將該反應設計為原電池，其正極電極反應式為_。第26頁，共27頁，2022年，5月20日，19點3分，星期四電化學應用【2009】若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質Cu2，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是_?！?011】以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是()。A未通電前上述鍍鋅裝置可構成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程B因部分電能轉化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關系C電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應速率D鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用