赤峰市第二中學高二化學四學案第四章電化學

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精電化學課程標準=1\*GB3①體驗化學能與電能的相互轉化的探究過程,理解原電池和電解池工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式.=2\＊GB3②了解化學電源的種類及其工作原理。認識化學能和電能相互轉化的意義及其重要應用.=3\*GB3③能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害，通過實驗探究防腐蝕的方法課標分解能說出原電池電解池的構成條件，電極名稱與反應類型，會寫電極反應式知道電解規(guī)律及pH變化趨勢根據(jù)電極反應判斷金屬活潑性根據(jù)原電池原理認識幾種新型電池的反應原理有關電解產物的判斷和計算原電池、電解原理的應用:銅的精煉、鍍銅、氯堿工業(yè)反應原理金屬腐蝕原理；金屬腐蝕快慢的比較；金屬的防護金屬腐蝕的電極反應方程式的書寫命題預測高考命題會繼續(xù)在上述幾個方面進行考查，同時也會出現(xiàn)涉及新能源、環(huán)境保護、工業(yè)生產等熱點問題電化學主要考查正極、負極、陽極、陰極的電極方程式的書寫、總電極方程式的書寫、電子轉移的方向和數(shù)目及溶液的酸堿性變化等問題1．原電池原電池原電池電極的判斷：電極反應負極：發(fā)生反應正極：發(fā)生反應能量轉換：能轉化為能：電子、離子的移向電子由極流向極陰離子向極遷移，陽離子向極遷移原電池形成條件有溶液,反應有電極構成回路2．電解池電極的連接：陰極和外加電源電極的連接：陰極和外加電源極相連；陽極和外加電源極相連陽極：發(fā)生反應陽極：發(fā)生反應電解池電極反應電極反應陰極：發(fā)生反應陰極：發(fā)生反應能量轉換：能量轉換：能轉化為能：電子由電子由極流向極，再由極流向極電子、離子的移向電子、離子的移向陰離子向極遷移，陽離子向陰離子向極遷移，陽離子向極遷移電極材料：電極材料：電極做陽極，電極自身發(fā)生氧化反應影響離子放電的因素影響離子放電的因素陽極放電順序:陽極放電順序:陰離子的放電順序：陰離子的放電順序：3．金屬的腐蝕(以鋼鐵腐蝕為例）金屬的腐蝕（）腐蝕金屬的腐蝕（）腐蝕（）腐蝕【電極反應】負極：正極：【環(huán)境】析氫腐蝕吸氧腐蝕【環(huán)境】【電極反應】負極：正極：4．金屬的防護犧牲陽極的陰極防護法（犧牲陽極的陰極防護法（原理）外加電源的陰極防護法（原理）金屬的防護電化學防護【知識精要】一、原電池原理及應用原電池是一種由轉變成能的裝置.其本質是將反應中轉移的電子而產生電流1．原電池的判定先分析有無外接電源,有外接電源者為池，無外接電源者可能為池;再依據(jù)原電池的形成條件分析判定,主要思路是“三看”:一看電極，兩極為導體且活潑性不同;二看溶液，兩極插入電解質溶液中；三看回路：形成閉合回路或兩極接觸.2．原電池正極和負極的確定(1）由兩極的相對活潑性確定：在原電池中,金屬為原電池的負極，金屬或導電的作原電池的正極。（2）由電極現(xiàn)象確定：在原電池中某一電極，該電極發(fā)生反應，此為原電池的極；若原電池中某一電極上,該電極發(fā)生反應，此為原電池的極。3．原電池原理的應用（1）利用原電池原理可以制造出各種實用電池，即化學電源，如鋅錳干電池、鉛蓄電池、鋰電池、新型燃料電池等。（2）原電池原理可用于解決一些實際問題,如加快某些化學反應時的速率（稀硫酸與鋅反應時,常滴入幾滴硫酸銅溶液)；分析金屬電化學腐蝕的快慢和防護方法等.4．原電池電極反應式的書寫規(guī)律：(各組總結）高考例1:Zn-Cu-CuSO4原電池的電極反應式和總反應式例2：愛迪生蓄電池：負極：正極：例3:紐扣電池:負極：正極：例4；二次電池——鉛蓄電池負極：正極：總反應：例5:一次電池——堿性鋅錳干電池你是否還見過其它原電池?寫出電極反應式.了解兩個特殊的原電池：Mg-Al--NaOH;Fe—Cu—濃硝酸5．燃料電池電極反應式的書寫注意事項：（各組總結)例1:氫氧燃料電池例2：堿性介質甲烷燃料電池你是否還見過其它燃料電池？寫出電極反應式.二、電解原理及應用電解池是將能轉化為能的裝置，在電解池中,陽極發(fā)生反應、陰極發(fā)生反應，其放電順序一般為：陽極：陰極:1.電極名稱及反應、陰陽離子轉移方向。2．（惰性電極）電解電解質溶液的類型類型實例電極反應特點電解對象電解質濃度pH溶液復原電解水NaOH陰:陽：H2SO4Na2SO4電解電解質HCl電解質電離出的陰陽離子分別在兩極放電CuCl2放H2生堿NaCl陰極:陽極：電解質陰離子放電放O2生酸CuSO4陰極:電解質陽離子放電陽極：3．電解原理的應用（1）電解精煉銅：作陽極，作陰極,作電解質溶液。電極反應式:陽極,陰極，陽極泥中存在等不活潑的貴重金屬，極得到純銅。(2）電鍍銅：作陽極，作陰極,溶液作電解質溶液，從理論上講電鍍時電解質溶液組成、濃度和質量不變化。電極反應：陽極，陰極。（3）氯堿工業(yè):陽極，陰極總反應（反應條件:直流電)（4）冶煉金屬：電解熔融電解質,可煉得活潑金屬。如:K、Na、Ca、Mg、Al等金屬可通過電解其熔融的氯化物或氧化物制得.電源的負極使活潑金屬的陽離子得電子。如電解冶煉鋁：陽極反應，陰極反應總反應式為：［重點提醒]（1）電化學計算的基本方法原電池和電解池的計算包括兩極產物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質量和阿伏加德羅常數(shù)測定的計算、根據(jù)電荷量求產物的量與根據(jù)產物的量求電荷量等的計算。不論哪類計算，均可概括為下列三種方法：①根據(jù)電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電荷量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉移的電子數(shù)相等.②根據(jù)總反應式計算：先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式列比例式計算。③根據(jù)關系式計算：借得失電子守恒關系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關系式。（2）電化學試題的命題點歸納①二次電池的充電和放電：放電時原電池，充電時電解池；②電極名稱：原電池的電極名稱是正和負極，電解池是陽極和陰極;③反應類型：負極和陽極發(fā)生氧化反應，失電子被氧化，正極和陰極發(fā)生還原反應，得電子被氧化；④電極反應:負極的反向是陰極，正極的反向是陽極。酸性電池中不能出現(xiàn)OH—，堿性電池中不能出現(xiàn)H+,非溶液電池不會出現(xiàn)H+和；⑤溶液和電極附近溶液酸堿性變化:總反應消耗酸(堿)，溶液PH增大（減小)。電極反應式中H+（)放電云集（H+），電極溶液顯堿性（酸性）。電極反應消耗H+（），酸性（堿性）減弱，生成H+（），酸性(堿性）增強。⑥濃度復原：消耗什么補充什么，消耗多少補多少三、金屬腐蝕與保護1．吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別電化腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件正極反應負極反應總反應方程式腐蝕作用主要的腐蝕類型，具有廣泛性發(fā)生在某些局部區(qū)域內2．金屬的防護方法：①改變金屬的內部組織結構。合金鋼中含有合金元素，使組織結構發(fā)生變化，耐腐蝕。如:不銹鋼。②在金屬表面覆蓋保護層。常見方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等;使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護作用的另一種金屬。③電化學保護法：外加電源的陰極保護法:接上外加直流電源構成電解池，被保護的金屬作陰極。犧牲陽極的陰極保護法：外加負極材料，構成原電池，被保護的金屬作正極。3.不同環(huán)境中的金屬腐蝕快慢順序：考點一:考查原電池的基本概念例1:在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導線連接的鋅片和銅片,下列敘述正確的是()A。正極附近的SO－離子濃度逐漸增大B.電子通過導線由銅片流向鋅片C.正極有O2逸出D.銅片上有H2逸出【變式訓練1】某原電池總反應的離子方程式為:，不能實現(xiàn)該反應的電池是（)A．正極為Cu,負極為Fe，電解質為FeCl3溶液B．正極為Cu，負極為Fe，電解質為Fe（NO3）3溶液C．正極為Cu,負極為Zn，電解質為Fe2（SO4)3溶液D．正極為Ag，負極為Fe，電解質為CuSO4溶液【變式訓練2】科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機物轉化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質的燃料電池發(fā)電.電池負極反應為（)A.B.C.D.考點二：電極反應和總反應的書寫，常見化學電源例2:鎳氫電池是近年來開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產生鎘污染的鎳鎘電池，鎳氫電池的總反應是：H2+2NiO(OH）=2Ni(OH)2,根據(jù)此反應式判斷,下列敘述中正確的是(）A.電池放電時，電池負極周圍溶液的PH值不斷增大B。電池放電時，鎳元素被氧化C.電池充電時，氫元素被還原D。電池放電時,H2是負極【變式訓練3】堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應式為：Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l)=Zn（OH)2（s）+Mn2O3（s）下列說法錯誤的是（)A.電池工作時，鋅失去電子B.電池正極的電極反應式為：2MnO2+H2O（l）+2e-=Mn2O3(s）+2OH—（aq）C。電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D.外電路中每通過0。2mol電子，鋅的質量理論上減小6.5g【變式訓練4】（1）將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池,兩電極間連接一個電流計。鋅片上發(fā)生的電極反應：_____________________________________；銀片上發(fā)生的電極反應：______________________________________。(2)若該電池中兩電極的總質量為60g,工作一段時間后,取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質量為47=1\*GB3①產生氫氣的體積(標準狀況)；=2\*GB3②通過導線的電量.（已知NA=6。02×1023/mol,電子電荷為1.60×10－19C)考點三：電解原理（能量轉化，電極反應，活潑電極，惰性電極，濃度變化，恢復，PH變化等。）例3：如圖所示，下列敘述正確的是（)A.Y為陰極，發(fā)生還原反應ZnSOZnSO4溶液隔膜(只允許SO－通過)CuSO4溶液濾紙(滴加了Na2SO4、酚酞溶液)表面皿YZnCu銅絲XB。X為正極，發(fā)生氧化反應C。Y與濾紙接觸處有氧氣生成D。X與濾紙接觸處變紅【變式訓練5】三氧化二鎳(Ni2O3)可用于制造高能電池,其電解法制備過程如下：用NaOH調NiCl2溶液pH至7。5，加放適量硫酸鈉后進行電解.電解過程中產生的Cl2在弱堿性條件下生成，把二價鎳氧化為三價鎳.以下說法正確的是（）A.可用鐵作陽極材料B。電解過程中陽極附近溶液的pH升高C。陽極反應方程式為:2－2e－＝Cl2D.1mol二價鎳全部轉化為三價鎳時,外電路中通過了1mol電子?？键c四：電解的有關計算(電解液濃度,電解后的PH,兩極產物)例4:某溶液中含有兩種溶質NaCl和H2SO4，它們的物質的量之比為3︰1,用石墨電極電解該混合液。下列敘述不正確的是A．陰極自始至終均析出H2B．陽極先析出Cl2，后析出O2C．電解最后階段為電解水D．溶液pH不斷增大，最后為7【變式訓練7】在100mlH2SO4與CuSO4的混合液中，用石墨作電極電解一段時間，兩極上均收集到2.24L氣體(標準狀況）,則原溶液中Cu2+物質的量濃度為（）A．1molL-1B．2molL-1C．3molL-1D．4molL【變式訓練8】蓄電池反應如下:負極：Pb+=PbSO4+2e—正極:PbO2+4H+++2e=PbSO4+2H2O，若用其電解飽和食鹽水制Cl20.05mol，則電池內消耗H2SO4至少是（）A。0。025molB。0。05molC。0。1molD.0.2mol考點五：電解的運用(氯堿工業(yè),電解精煉銅,電鍍等）例5：下列描述中,不符合生產實際的是A。電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極B.電解法精煉粗銅，用純銅作陰極C.電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網作陰極D.在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極【變式訓練10】工業(yè)上對海水資源綜合開發(fā)利用的部分工藝流程如下圖所示.(1)電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽。離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是________。電解槽中的陽極材料為__________。(2）本工藝流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg（OH）2，能否按Br2、Mg(OH）2、CaSO4順序制備？_____原因是。（3）溴單質在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多，四氧化碳與水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工藝中卻不用四氯化碳，原因是_____________________________________?？键c六：金屬腐蝕原理例6。下列關于金屬腐蝕的敘述正確的是（）A.金屬在潮濕情況下的腐蝕實質是M+nH2O====M(OH）n+H2↑B.金屬的化學腐蝕實質是M-ne-Mn+，電子直接轉移給氧化劑C。金屬的化學腐蝕必須在酸性條件下進行D.在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學腐蝕主要是吸氧腐蝕【變式訓練11】下列敘述不正確的是（）A.金屬的電化學腐蝕比化學腐蝕更普通B。鋼鐵在干燥空氣里不易被腐蝕C。用鋁質鉚釘鉚接鐵板，鋁鉚釘易被腐蝕D.原電池中電子由正極流入負極【變式訓練12】下列說法正確的是(）A。鋼鐵因含雜質而容易發(fā)生電化學腐蝕，所以合金都不耐腐蝕B.原電池反應是導致金屬腐蝕的主要原因，故不能用來減緩金屬的腐蝕C。鋼鐵電化學腐蝕的兩種類型主要區(qū)別于水膜的pH不同,引起的正極反應不同D。無論哪種類型的腐蝕，其實質都是金屬被氧化資源網考點七:金屬腐蝕快慢的比較例7：取6根鐵釘,6支干凈的試管及其他材料，準備如下圖試管（1)放入一根鐵釘,再注入蒸餾水,使鐵釘和空氣及水接觸；試管（2）的試管底放入硅膠(是一種干燥劑)，再放入鐵釘，用棉花團堵住試管口，使鐵釘和干燥空氣接觸。試管（3）先放入一根鐵釘，趁熱倒入煮沸的蒸餾水（趕出原先溶解在蒸餾水中的空氣）浸沒鐵釘，再加上一層植物油，使鐵釘不能跟空氣接觸。試管（4）中放入鐵釘注入食鹽水，使鐵釘和空氣及食鹽水接觸。試管（5）放入相連的鐵釘和鋅片，注入自來水，浸沒鐵釘和鋅片。試管(6）放入相連的鐵釘和銅絲,注入自來水浸沒鐵釘和銅絲。把6支試管放在試管架上，幾天后觀察鐵釘被腐蝕的情況。其中試管內的鐵釘未被腐蝕。從鐵釘被腐蝕的情況可知引起和促進鐵釘腐蝕的條件是?！咀兪接柧?3】如圖各容器中盛有海水，鐵在其中腐蝕時由快到慢的順序是A．④〉②〉①〉③B．②>①>③〉④C．④〉②〉③>①D．③〉②>④〉①

【變式訓練14】下列幾種金屬制品的鍍層損壞后，金屬腐蝕速率最快的是()A