電化學(xué)原理及其應(yīng)用

1、電化學(xué)原理及其應(yīng)用課件第1頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四【2010】利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于_處。若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_【2009】ZnMnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是_。電池工作時(shí)，電子流向_(填“正極”或“負(fù)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(shí)，電解質(zhì)是熔融下的碳酸鹽，CO32-移向電池的 （填正或負(fù)）極山東高考再現(xiàn)【2012】利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4=2CuS

2、O4+2H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)式為_Zn正極N外加電源的陰極保護(hù)法O2+4H+4e-=2H2O負(fù)第2頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)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(yīng)類型 電子、離子的移動(dòng)方向電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目相關(guān)計(jì)算 電極反應(yīng)方程式的書寫金屬的腐蝕與防護(hù)考查重點(diǎn)精煉、電鍍、電冶金電化學(xué)原理電化學(xué)應(yīng)用干電池第3頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四對(duì)比分析原電池電解池能量轉(zhuǎn)化方式反應(yīng)類型及是否自發(fā)AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液化學(xué)能電能電能化學(xué)能自發(fā)/非自發(fā)的 氧化還原反應(yīng)均可自發(fā)的氧化還原反應(yīng)角度

3、一：能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)轉(zhuǎn)化第4頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四對(duì)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(fù)極；不活潑金屬或碳正極電源負(fù)極陰極；電源正極陽極Al Mg NaOH溶液 正極負(fù)極陰極 陽 極 正極負(fù)極角度二：裝置構(gòu)成和電極判斷第5頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四對(duì)比分析AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液原電池電解池電子流向離子流向負(fù)極正極陽離子正極；陰離子負(fù)極陽離子陰極；陰離子陽極負(fù)極陰極；陽極正極正極負(fù)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(diǎn)3分，星期四對(duì)比分析AFeCNaCl溶液FeCNaCl溶液原電池電解池電極反應(yīng)類型放電順序負(fù)極氧化反應(yīng)正極還原反應(yīng)陽極氧化反應(yīng)陰極還原反應(yīng)陽極：活性陽極 S2IBrClOH陰極：AgHg2Fe3Cu2H(酸)角度四：電極反應(yīng)和放電順序第7頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四（2012福建）將右圖所示實(shí)驗(yàn)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(yīng)B電子沿Zn a b Cu路徑流動(dòng)C片刻后甲池中c（SO42-）增大D片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色鞏固練習(xí)A第8頁

5、，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四電化學(xué)裝置的工作原理【歸納1】氧化還原觀電化學(xué)第9頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四考點(diǎn)2：電極反應(yīng)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(yīng)式，并總結(jié)書寫電極反應(yīng)式的步驟.【典型例題1】【歸納】 書寫步驟 2Al Al2O3 反應(yīng)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(diǎn)3分，星期四

6、考點(diǎn)2：電極反應(yīng)式的書寫 規(guī)律提升：列物質(zhì)判斷電極的反應(yīng)物、產(chǎn)物標(biāo)得失分析化合價(jià)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(diǎn)3分，星期四燃料電池是將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置。請(qǐng)寫出甲烷燃料電池在堿性條件下，負(fù)極電極反應(yīng)式：CH4 -8e- + 10OH- = CO32-+ 7H2O 重點(diǎn)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(yīng)式為： Pb+PbO2+4H+2SO42- 2PbSO4+2H2O 請(qǐng)寫出其充電時(shí)陰極反應(yīng)式：化學(xué)電源干電池鉛蓄電池燃料電池電極反

7、應(yīng)式的書寫第12頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)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(yīng)為：Fe-6e-+8OH- =FeO42-+4H2O電解應(yīng)用物質(zhì)制備電極反應(yīng)式的書寫第13頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四考點(diǎn)2：電極反應(yīng)式的書寫 【練一練】1 、（2008山東高考改編）MnO2的生產(chǎn)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(yīng)式是_反應(yīng)物-產(chǎn)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(chǎn)之一，直接供氨式堿性燃料電池的反應(yīng)為4NH3+3O2=2N2+6H2O,試寫出電池的負(fù)極反應(yīng)式為，_ 從理論上分析該電池工作過程中_ (填需要或不需要)補(bǔ)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(diǎn)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(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2。則在該熔融電解質(zhì)中，O2向 _（ 填“正”或“負(fù)”)極移動(dòng)，電池負(fù)極電極反應(yīng)為： _ ；考

9、點(diǎn)2：電極反應(yīng)式的書寫 （2012泰安一模）用Na2CO3熔融鹽作電解質(zhì)，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(fù)極電極反應(yīng)式為_，為了使該燃料電池長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。A物質(zhì)的化學(xué)式為_。負(fù)CH3OH3O2- 6e- = CO2 2H2OCOCO32- 2e- = 2CO2CO2第15頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四 在我國，每年約有30%的鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢, 損失高達(dá)2800億人民幣，約占GDP的4%.第16頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四裝置簡圖吸氧腐

10、蝕探尋本質(zhì)AFeCNaCl溶液模擬鋼鐵的最主要腐蝕方式：溶液酸性較強(qiáng)時(shí)AFeC鹽酸溶液第17頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四123犧牲陽極的陰極保護(hù)法/外加電流的陰極保護(hù)法改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),如不銹鋼(摻雜Ni,Cr等)在金屬表面覆蓋保護(hù)層,如涂油、刷漆、電鍍等電化學(xué)防護(hù)改變微觀結(jié)構(gòu)隔絕空氣、水等梳理回顧列舉常用金屬防護(hù)措施第18頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四考點(diǎn)3：電化學(xué)原理的應(yīng)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(yán)重B圖b中，開關(guān)由M改置于N時(shí)，CuZn合金的腐蝕速率減小C圖c中，接通開關(guān)時(shí)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(guān)的說法正確的是 （ ） B第19頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四例1. 改編題粗鎳中含有少量Fe，Zn，Cu，Pt等雜質(zhì)，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(zhuǎn)化為化學(xué)能。b、粗鎳接該燃料電池通入O2的一極，發(fā)生氧化反應(yīng)。c、電解過程中，陽極質(zhì)量的減少和陰極質(zhì)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c(diǎn)3：

12、電化學(xué)應(yīng)用be鞏固提升第20頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四考點(diǎn)3：電化學(xué)應(yīng)用鞏固提升（2012煙臺(tái)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(jìn)行，c(NaCl)降低，需不斷補(bǔ)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(chǎn)物Cl2對(duì)電極的腐蝕B第21頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四電解池原理Text原電池原理化學(xué)能電能本專題思維導(dǎo)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(hù)法判斷兩極活潑性加速氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)各種化學(xué)電源鋼鐵吸氧/析氫腐蝕犧牲陽極的陰極保護(hù)法應(yīng)用應(yīng)用轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化觀氧化還原觀總結(jié)提升第22頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四 當(dāng)堂練習(xí)FeO42- + 3e- + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH- CD3.2.1.第23頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四謝謝大家第24頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四(2009山東理綜)29、ZnMnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是_。電池工作時(shí)，電子流向_(填“

14、正極”或“負(fù)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(shí)，電解質(zhì)是熔融下的碳酸鹽，CO32-移向電池的 （填正或負(fù)）極（2012山東理綜)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是 a電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 b粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c溶液中Cu2向陽極移動(dòng) 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(biāo)準(zhǔn)狀況)，理論上需要轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子(NA表示阿伏加德羅常數(shù))電化學(xué)原理的考查第25頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)

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(shí)，電解質(zhì)是熔融下的碳酸鹽，電池正極反應(yīng)式為 _。 (2009)MnO2的生產(chǎn)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(yīng)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(yīng)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(yīng)為2Na+ xSNa2Sx ，正極的電極反應(yīng)式為_。(2012)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)式為_。第26頁，共27頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四電化學(xué)應(yīng)用【2009】若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會(huì)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(gòu)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(zhuǎn)化為熱能，電鍍時(shí)通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系C電鍍時(shí)保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D鍍鋅層破損后即對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用