高中化學(xué)-電化學(xué)復(fù)習(xí)專題教學(xué)課件設(shè)計(jì)

電化學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)考點(diǎn)1原電池原理考點(diǎn)2化學(xué)電源考點(diǎn)3電解原理及其應(yīng)用考點(diǎn)4電化學(xué)腐蝕與防護(hù)考點(diǎn)5電化學(xué)綜合考點(diǎn)1原電池原理考點(diǎn)1原電池原理

考法1原電池的判斷考法2原電池正、負(fù)極的判斷考法3原電池電極反應(yīng)式的書寫考法4原電池原理的應(yīng)用①能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。②兩個(gè)活動性不同的電極(燃料電池的兩個(gè)電極可以相同)。③形成閉合回路。1.原電池(1)定義把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(2)原電池的形成條件水果電池2.原電池的工作原理①原電池裝置②原理歸納Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu【】無論在原電池中還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。3.原電池工作時(shí)導(dǎo)電粒子流向電子流向(外電路)：負(fù)極→導(dǎo)線→正極(電流方向與電子流向相反)。離子流向(內(nèi)電路)：陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動。外電路內(nèi)電路2.依據(jù)原電池的形成條件判斷(1)一看電極：兩極為導(dǎo)體，且存在活動性差異；(2)二看溶液：兩極插入溶液中；(3)三看回路：形成閉合回路或兩極直接接觸；(4)四看本質(zhì)：看能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)?？挤?原電池的判斷1.分析有無外接直流電源，有外接直流電源的為電解池，無外接直流電源的才可能為原電池。例1下列裝置中，能構(gòu)成原電池的是

。AD判斷方法負(fù)極正極①電極材料較活潑金屬較不活潑金屬或石墨②通入物通入還原劑的電極通入氧化劑的電極③兩極反應(yīng)類型發(fā)生氧化反應(yīng)的電極發(fā)生還原反應(yīng)的電極④電子流向(或電流方向)電子流出的電極(或電流流入的電極)電子流入的電極(或電流流出的電極)⑤離子流向陰離子流向的電極陽離子流向的電極⑥電極質(zhì)量變化質(zhì)量減小的電極質(zhì)量增加的電極⑦有無氣泡—有氣泡產(chǎn)生的電極考法2原電池正、負(fù)極的判斷考法2原電池正、負(fù)極的判斷【注意】(1)金屬的活動性受所處環(huán)境的影響。如Mg、Al的活動性：在中性或酸性溶液中活動性Mg＞Al；而在堿性溶液中，Al可以與OH－反應(yīng)，而Mg不反應(yīng)，所以Mg與Al用導(dǎo)線連接后放入NaOH溶液中，Al是負(fù)極，Mg是正極。(2)Fe、Cu相連，浸入稀HNO3中，F(xiàn)e作負(fù)極；浸在濃HNO3中，Cu作負(fù)極(Fe發(fā)生鈍化)。[課標(biāo)Ⅱ理綜2016·11,6分]Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e－

Mg2＋B．正極反應(yīng)式為Ag＋+e－

AgC．電池放電時(shí)，Cl－由正極向負(fù)極遷移D．負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O

Mg(OH)2＋H2↑

例2【解析】該原電池中，Mg作負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：Mg-2e－

Mg2＋，A正確；AgCl在正極放電，電極反應(yīng)式為AgCl＋e－

Ag＋Cl－，B錯(cuò)誤；Cl－帶有負(fù)電荷，電池放電時(shí)在電解質(zhì)溶液中由正極向負(fù)極移動，C正確；Mg是活潑金屬，能與水發(fā)生反應(yīng)，故負(fù)極發(fā)生的副反應(yīng)為Mg＋2H2O

Mg(OH)2＋H2↑，D正確。B考法4原電池原理的應(yīng)用1.加快氧化還原反應(yīng)的速率一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)，反應(yīng)速率會增大。2.用于比較金屬的活動性強(qiáng)弱兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí)，一般情況下作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。3.用于金屬的防護(hù)使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。(1)根據(jù)一個(gè)氧化還原反應(yīng)的方程式，將其拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)。(2)根據(jù)原電池反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)，選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液設(shè)計(jì)原電池。4.設(shè)計(jì)原電池示例5

[原電池的設(shè)計(jì)]利用反應(yīng)2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,設(shè)計(jì)一個(gè)原電池裝置。(1)畫出簡易裝置圖,標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液。(2)簡易裝置的效率不高,電流在短時(shí)間內(nèi)就會衰減。為解決以上問題,常將原電池設(shè)計(jì)成帶鹽橋的裝置,畫出該原電池帶鹽橋的裝置,標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液。(3)寫出兩個(gè)電極上的電極反應(yīng)。負(fù)極:

,正極:

。

思維導(dǎo)引

首先確定兩電極,分析原電池的電極反應(yīng),然后根據(jù)電極反應(yīng)確定電解質(zhì)溶液。解析

首先將已知的反應(yīng)拆成兩個(gè)半反應(yīng):Cu-2e-

Cu2+、2Fe3++2e-2Fe2+,然后結(jié)合原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)分析可知,該原電池的負(fù)極材料為Cu,正極材料選用比銅活動性差且能導(dǎo)電的材料即可。答案

(1)(2)(3)Cu-2e-Cu2+

2Fe3++2e-2Fe2+突破攻略原電池設(shè)計(jì)類試題的解題思路為(1)利用氧化還原反應(yīng)知識判斷題給總反應(yīng)中的氧化反應(yīng)、還原反應(yīng);(2)選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液;(3)畫出原電池裝置圖。畫圖時(shí)應(yīng)注意:電極材料和導(dǎo)線的粗細(xì)差異;電解質(zhì)溶液也要畫出;簡易裝置圖和帶有鹽橋的裝置圖的區(qū)別。7.某同學(xué)為探究Ag＋和Fe2＋的反應(yīng)，按下圖連接裝置并加入藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng))，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏移。電子由石墨經(jīng)導(dǎo)線流向銀。放置一段時(shí)間后，向甲燒杯中逐漸加入濃Fe2(SO4)3溶液，發(fā)現(xiàn)電壓表指針的變化依次為偏移減小―→回到零點(diǎn)―→逆向偏移。則電壓表指針逆向偏移后，銀為____(填“正”或“負(fù)”)極。由實(shí)驗(yàn)得出Ag＋和Fe2＋反應(yīng)的離子方程式是__________________________。負(fù)Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ag考點(diǎn)2

化學(xué)電源考法5可充電電池的反應(yīng)規(guī)律考法6燃料電池電極反應(yīng)式的書寫1.一次電池(1)堿性鋅錳電池(2)銀鋅電池(3)鋰電池2．二次電池(1)最常見的二次電池是鉛蓄電池，其正極覆蓋PbO2，負(fù)極覆蓋Pb，電解質(zhì)是30%H2SO4溶液。(2)鉛蓄電池放電時(shí)的電極反應(yīng)式負(fù)極：Pb+SO42--2e-====PbSO4；正極：PbO2+4H++SO42-+2e-====PbSO4+2H2O；總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O。

(3)鉛蓄電池充電時(shí)的電極反應(yīng)式陰極：PbSO4+2e-====Pb+SO42-；陽極：PbSO4+2H2O-2e-====PbO2+4H++SO42-；總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O====Pb+PbO2+2H2SO4。原電池的電極反應(yīng)和總反應(yīng)都必須遵循原子守恒、電荷守恒和得失電子守恒。考法6可充電電池的反應(yīng)規(guī)律【注意】可充電電池充電時(shí)原負(fù)極必然要發(fā)生還原反應(yīng)(生成原來消耗的物質(zhì))，即作陰極，連接電源的負(fù)極；同理，原正極連接源的正極，作陽極。簡記為：負(fù)連負(fù)，正連正。1．可充電電池有充電和放電兩個(gè)過程，放電是原電池反應(yīng)，充電是電解池反應(yīng)。2．放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)和充電時(shí)的陰極反應(yīng)、放電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽極反應(yīng)互為逆反應(yīng)。［課標(biāo)Ⅲ理綜2017·11,6分］全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li+xS8====8Li2Sx（2≤x≤8）。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6+2Li++2e-====3Li2S4B.電池工作時(shí)，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D.電池充電時(shí)間越長，電池中的Li2S2的量越多例7

D例10［課標(biāo)Ⅲ理綜2017·11,6分］全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li+xS8====8Li2Sx（2≤x≤8）。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6+2Li++2e-====3Li2S4B.電池工作時(shí)，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D.電池充電時(shí)間越長，電池中的Li2S2的量越多

氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種：種類酸性堿性負(fù)極反應(yīng)式2H2-4e-====4H+2H2+4OH--4e-====4H2O正極反應(yīng)式O2+4H++4e-====2H2OO2+2H2O+4e-====4OH-電池反應(yīng)式2H2+O2====2H2O3.燃料電池1.用“三步法”書寫電極反應(yīng)式原電池電極反應(yīng)式的書寫(1)若電解質(zhì)溶液顯酸性，在電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH-。(2)若電解質(zhì)溶液顯堿性，在電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H+?？挤?燃料電池電極反應(yīng)式的書寫1.書寫燃料電池的電極反應(yīng)式時(shí)的注意事項(xiàng)2.常見兩種燃料電池電極反應(yīng)式的書寫該電池將金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，在兩極上分別通入甲烷和氧氣。(1)甲烷-氧氣燃料電池電極反應(yīng)式的書寫負(fù)極：CH4+10OH--8e-====CO32-+7H2O；正極：2O2+4H2O+8e－====8OH-；總反應(yīng)：CH4+2O2+2KOH====K2CO3+3H2O。該電池中導(dǎo)電離子是熔融的氧化物中的O2-。2.常見兩種燃料電池電極反應(yīng)式的書寫(2)丁烷-氧化物燃料電池電極反應(yīng)式的書寫

例6

D考點(diǎn)3電解原理及其應(yīng)用考法7電解池陰、陽極的判斷考法8電解產(chǎn)物的判斷考法9惰性電極的電解規(guī)律考法10電極反應(yīng)式的書寫利用電化學(xué)方法在硬幣表面沉積的銅結(jié)晶(3)電極及電極反應(yīng)1.電解池(1)電解池：

把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(2)構(gòu)成條件①有與直流電源相連的兩個(gè)電極；②電解質(zhì)溶液(或熔融鹽)；③形成閉合回路。①電子：從電源負(fù)極流出后，流向電解池陰極；

從電解池的陽極流出，流向電源的正極。②離子：陽離子移向電解池的陰極，陰離子移向電解池的陽極。1.電解池(4)電子和離子的移動方向【說明】電解時(shí)，電路中有電子通過，而在溶液中是依靠離子定向移動形成電流，即電子本身不通過電解質(zhì)溶液。①原理：電鍍是一種特殊的電解，用含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液，用待鍍的金屬制品作陰極，鍍層金屬作陽極。②特點(diǎn)：一增(陰極)，一減(陽極)，一不變(電鍍液的濃度)，且陰極與陽極質(zhì)量變化相等。2．電解原理的應(yīng)用(1)氯堿工業(yè)(2)電鍍2．電解原理的應(yīng)用(3)電解精煉銅①電極材料：陽極為粗銅，陰極為純銅。②電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。③電極反應(yīng)式2．電解原理的應(yīng)用(3)電解精煉銅④陽極泥的形成

在電解過程中，活動性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，所以當(dāng)陽極的銅等金屬失去電子變成陽離子溶解之后，金、銀等以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥。⑤電解精煉必備條件

a．兩極材料：含雜質(zhì)的金屬作陽極，純金屬作陰極。

b．電解質(zhì)溶液的選?。汉邢鄳?yīng)金屬離子的鹽溶液。(4)電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。2．電解原理的應(yīng)用[課標(biāo)Ⅰ理綜2016·11，6分]三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na＋和SO42－可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是(

)例13

B

考法7電解池陰、陽極的判斷1．陽極的判斷2．陰極的判斷［課標(biāo)Ⅱ理綜2017·11,6分］用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.待加工鋁質(zhì)工件為陽極

C.陰極的電極反應(yīng)式為Al3++3e-=====AlB.可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極

D.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動例10

C考法8電解產(chǎn)物的判斷(1)如果是活性電極(除Au、Pt以外的金屬材料作電極)，電極材料失電子，生成金屬陽離子