資源簡介

(共49張PPT)
舉一反三
典例精講
考點梳理
思維導圖
化學反應與電能
串講04
目
錄
CONTENTS
1
原電池
2
電解池
3
金屬的腐蝕與防護
思維導圖
原電池
考點01
考點01 原電池
考點梳理
一、原電池的基本概念
1．概念：原電池是將化學能轉化為電能的裝置。
2．本質：氧化反應和還原反應分別在兩個不同的區域進行。
3．電極：（1）負極：________電子，發生________反應，一般是活潑性________的金屬； （2）正極：________電子，發生________反應，一般是活潑性________的金屬(或導電非金屬)。
4．構成原電池的條件：（1）自發進行的氧化還原反應；（2）兩個活動性不同的電極；（3）電解質溶液（或熔融電解質）；（4）形成閉合回路。
失去
氧化
較強
得到
還原
較弱
考點01 原電池
考點梳理
二、鋅銅原電池的工作原理
工作原理（反應方程式） 負極（Zn）
正極（Cu） 總反應離子方程式： 電子移動方向 由_______極經導線流向_______極（電流方向相反） 離子移動方向 陽離子向_______極移動，陰離子向_______極移動 Zn - 2e- =Zn2+
2H+ + 2e- = H2↑
Zn + 2H+ ==Zn2+ + H2↑
負
正
正
負
考點01 原電池
考點梳理
三、鹽橋的作用
（1）形成閉合回路；（2）平衡電荷，使溶液呈電中性；（3）避免電極與電解質溶液直接反應，減少電流的衰減，提高原電池的工作效率。
考點01 原電池
考點梳理
四、原電池電極的判斷
正確理解原電池的負極
一般，在原電池反應中活潑金屬作負極包含兩層含義：(1)“活潑”是指相對活潑而不是絕對活潑。 (2)在大部分原電池反應中，金屬活動性較強的一極作負極，另一電極作正極。但在某些特殊條件下例外，例如：①冷的濃硝酸作電解質溶液，金屬鐵或鋁與金屬銅作電極時，鐵或鋁在冷的濃硝酸中鈍化，金屬活動性弱的銅與濃硝酸發生氧化反應充當負極。②NaOH溶液作電解質溶液，金屬鎂與金屬鋁作電極時，因鋁能與NaOH溶液反應，充當負極，而金屬活動性強的鎂只能充當正極。
考點01 原電池
考點梳理
五、原電池的應用
1．比較金屬活動性
兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負極的金屬比正極的金屬活潑。2．加快氧化還原反應的速率
一個氧化還原反應，構成原電池時的反應速率比直接接觸的反應速率快。3．設計原電池
理論上，任何一個自發的氧化還原反應，都可以設計成原電池。利用原電池原理設計和制造原電池，可以將化學能直接轉化為電能。
考點01 原電池
考點梳理
一、一次電池（干電池）一次電池，也叫做干電池，放電后不可再充電。常見的一次電池有普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池、紐扣式銀鋅電池等。
考點01 原電池
考點梳理
普通鋅錳干電池常見的鋅錳干電池的構造如圖所示。其中，石墨棒作正極，氯化銨糊作電解質溶液，鋅筒作負極。這種電池放電之后不能充電（內部的氧化還原反應無法逆向進行），屬于一次電池。
總反應 Zn + 2MnO2 + 2NH4+= Zn2+ + 2MnO(OH)+ 2NH3↑
負極 Zn﹣2e-= Zn2+ 正極 2MnO2 + 2NH4++ 2e-= 2MnO(OH)+ 2NH3↑ 考點01 原電池
考點梳理
二、鉛蓄電池
工作原理 Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O
放電 總反應 Pb +PbO2 + 2H2SO4= 2PbSO4 + 2H2O 負極 正極 充電 總反應 2PbSO4 + 2H2O= Pb +PbO2 +4H+ + 2SO42- 陰極 陽極 Pb +SO42-﹣2e- =PbSO4
PbO2 + 4H+ + SO42-+ 2e- = PbSO4 + 2H2O
PbSO4＋2e－=Pb＋ SO42-
PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋ SO42-
考點01 原電池
考點梳理
三、燃料電池
1、工作原理① 連續地將燃料(如氫氣、烴、肼、甲醇、氨、煤氣等液體或氣體)和氧化劑的化學能直接轉換成電能。② 電極材料本身不發生氧化還原反應。
③ 工作時，燃料和氧化劑連續地由外部供給，在電極上不斷地進行反應，生成物不斷地被排除。
考點01 原電池
考點梳理
（1）氫氧燃料電池，電極材料Pt
電解質 酸性（H2SO4） 堿性（NaOH）
負極反應 2H2－4e－=4H＋ 2H2+4OH-－4e-=4H2O
正極反應 O2＋4H＋＋4e－=2H2O O2+2H2O+4e-=4OH-
總反應 2H2＋O2=2H2O 考點01 原電池
考點梳理
（2）甲烷燃料電池
甲烷電池 電解質溶液為H2SO4 電解質溶液為KOH
負極反應式
正極反應式
總反應式
CH4 + 2H2O - 8e- = CO2 + 8H+
CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O
2O2 + 8H+ + 8e- = 4H2O
2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH-
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O
考點01 電離平衡
典例精講
【典例01】【原電池的構成】下列反應不可用于設計原電池的是
A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
B．2CH3OH＋3O2→2CO2＋4H2O
C．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3
C
考點01 電離平衡
典例精講
【典例02】【原電池的工作原理】由U形管、質量為mg的鐵棒、質量為mg的碳棒和1 L 0.2 mol/L CuCl2溶液組成的裝置如圖所示，下列說法正確的是
C
A．閉合K，電子通過電解質溶液移到碳棒上B．閉合K，鐵棒上有紫紅色固體析出C．閉合K，當電路中有0.3 NA個電子通過時，理論上碳棒與鐵棒的質量差為18gD．閉合K，鐵棒表面發生的電極反應為Cu2++2e-=Cu
考點01 電離平衡
典例精講
【典例03】【原電池的應用】M、N、P、E四種金屬：①M＋N2＋=N＋M2＋　②M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡　③N、E用導線連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應為E2＋＋2e－=E，N－2e－=N2＋。四種金屬的還原性由強到弱的順序是
A．P、M、N、E B．E、N、M、P
C．P、N、M、E D．E、P、M、N
A
考點01 電離平衡
典例精講
【典例04】【化學電源】磷酸鐵鋰電池是以磷酸鐵鋰為正極材料的一種鋰離子二次電池，電池總反應為M1-xFexPO4+LiC6 LiM1-xFexPO4+6C，其原理如圖所示，下列說法正確的是
C
A．放電時，石墨電極的電勢更高B．充電時，Li+移向磷酸鐵鋰電極C．充電時，磷酸鐵鋰電極應與電源正極相連D．放電時，正極反應式為M1-xFexPO4+e-+Li+=LiFexPO4+(1-x)M
考點01 電離平衡
舉一反三
【演練01】【原電池的構成】下列裝置中，電流表指針能發生偏轉的是
D
考點01 電離平衡
舉一反三
【演練02】【原電池的工作原理】如圖所示的裝置中，在產生電流時，以下說法不正確的是
B
A．Fe是負極，C是正極B．負極反應式為Fe－3e－Fe3＋C．內電路中陰離子移向FeCl2溶液D．電流由C電極流向Fe電極
考點01 電離平衡
舉一反三
【演練03】【原電池的應用】3.25 g鋅與100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸反應，為了加快反應速率而不改變H2的產量，可采取的措施是
A．滴加幾滴濃鹽酸
B．滴加幾滴濃硝酸
C．滴加幾滴硫酸銅溶液
D．加入少量鋅粒
A
考點01 電離平衡
舉一反三
【演練04】【化學電源】NH3-O2燃料電池裝置如圖所示，下列說法錯誤的是
C
A．電池工作時，O2得到電子，發生還原反應B．電極b上的電極反應式為2NH3+6OH--6e-=N2+6H2OC．燃料電池能量之間的轉化是由電能轉化為化學能D．電池工作時，溶液中的Na+向電極a遷移
電解池
考點02
實驗方案
實驗課題
實驗報告
實驗總結
考點02 電解池
考點梳理
一、基本概念
1．電解：使電流通過電解質溶液（或熔融電解質）而引起氧化還原反應的過程叫做電解。
2．電解池：把電能轉化為化學能的裝置，叫做電解池，也叫電解槽。
3. 構成電解池的條件：
① 直流電源
② 電解質溶液
③ 兩電極（導體）
④ 形成閉合回路
考點02 電解池
考點梳理
二、電解池的基本規律
構成條件 ①直流電源；②兩個電極； ③閉合回路；④電解質溶液或熔融電解質
電極 陽極 與電源_______相連，發生_______反應 陰極 與電源_______相連，發生_______反應 離子流向 陰離子移向______；陽離子移向______ 電子流向 電源____極流向電解池____極； 電解池____極流向電源____極 正極
氧化
負極
還原
陽極
陰極
負
陰
陽
正
考點02 電解池
考點梳理
三、陰、陽極的放電順序
1. 陽極放電順序（1）若是活性電極做陽極，則活性電極首先失電子，發生氧化反應；（2）若是 Pt、Au、C等惰性電極作陽極，則僅是溶液中的陰離子放電。即：活潑金屬＞S2-＞I -＞Br -＞Cl -（不含氧酸根離子）＞OH-＞SO42-等（含氧酸根離子）＞F-。2. 陰極放電順序（1）陰極上放電的總是溶液(或熔融電解質)中的陽離子，與電極材料無關；（2）氧化性強的離子先放電，放電順序如下：Ag+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。
考點02 電解池
考點梳理
四、常見電解類型的電解規律
類型 電解質 反應式 溶液pH 復原方法
電解水型 H2SO4 陰極：—— 陽極：—— 總反應： 變小 加水
NaOH 變大 Na2SO4 不變 電解電解質型 CuCl2 陰極： 陽極： 總反應： ____ 加CuCl2固體
放H2生堿型 NaCl 陰極： 陽極： 總反應： 變大 加HCl氣體
放O2生酸型 CuSO4 陰極： 陽極： 總反應： 變小 加CuO、CuCO3等
Cu2++2e-=Cu
2Cl--2e-=Cl2↑
CuCl2 Cu+Cl2↑
Cu2++2e-=Cu
2H2O- 2e-=O2↑+2H+
2Cu2++ 2H2O O2↑+4H++2Cu
2 H2O H2↑+O2↑
2H2O+ 2e-=H2↑+2OH-
2Cl--2e-=Cl2↑
2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH
考點02 電解池
考點梳理
五、電解原理的應用
1、氯堿工業（電解飽和食鹽水）
方程式 裝置圖
陽極反應 2Cl-- 2e-= Cl2↑
陰極反應 2H2O+ 2e-== H2↑+2OH- 總反應方程式 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑ 離子反應方程式 2Cl-+ 2H2O 2OH-+ H2↑+ Cl2↑ 陽離子交換膜作用 ①防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸； ②避免Cl2與NaOH作用生成NaClO而影響燒堿的質量。 應用 制備氫氣、氯氣和燒堿楊 考點02 電解池
考點梳理
2、電鍍
陽極材料 鍍層金屬Cu
陰極材料 鍍件/待鍍金屬Fe 電鍍液 含鍍層金屬離子 CuSO4溶液 陽極反應 Cu - 2e- =Cu2+ 陰極反應 Cu2+ + 2e- = Cu 溶液變化 電解質溶液的濃度保持不變 考點02 電解池
考點梳理
3、電解精煉銅
陽極材料 粗銅（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）
陰極材料 純銅 陽極反應 Zn－2e－=Zn2＋ Fe－2e－=Fe2＋ Ni－2e-=Ni2+ Cu－2e－=Cu2＋ 陰極反應 Cu2+ + 2e- = Cu “陽極泥” Ag、Au等金屬雜質失電子能力弱， 會以單質形式沉積，形成“陽極泥”。 溶液變化 ①電解質溶液的Cu2+濃度減小 ②引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等雜質，需定時除去 考點02 電解池
考點梳理
4、電冶金
(1)金屬冶煉的本質使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來，電極反應通式為Mn＋＋ne－=M。
(2)電解熔融的NaCl制Na對于冶煉像于Na、Al、Ca、Mg這樣活潑的金屬，電解法幾乎是唯一可行的工業方法。
例如：電解熔融的NaCl制Na：NaCl在高溫熔融條件發生電離：NaCl=Na＋＋Cl－，
通電后，陰極：2Na＋＋2e－=2Na，陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑，總方程式：2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑
(3)其他金屬制備
電解熔融的氯化鎂制金屬鎂：MgCl2（熔融） Mg ＋ Cl2↑
電解熔融的氧化鋁制金屬鋁：2Al2O3（熔融） 4Al ＋ 3O2↑
冰晶石
典例精講
【典例01】【放電順序與放電產物判斷】電解CuCl2與NaCl的混合溶液(惰性電極)，陰極上和陽極上最先析出的物質為
A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2
C．H2和O2 D．Cu和O2
B
考點02 水的電離和溶液的pH
典例精講
【典例02】【電解池的分段電解】用石墨電極電解50mL CuSO4的溶液，兩極上均收集到4.48L氣體(標準狀況)，則原混合液中Cu2＋物質的量濃度為
A．1mol·L－1 B．2 mol·L－1
C．3mol·L－1 D．4 mol·L－1
D
考點02 水的電離和溶液的pH
典例精講
【典例03】【電解原理的應用】如圖為電解飽和食鹽水的簡易裝置，下列有關說法正確的是
D
考點02 水的電離和溶液的pH
A．電解一段時間后，往蛋殼中的溶液中滴加幾滴酚酞，呈紅色B．蛋殼表面纏繞的鐵絲發生氧化反應C．鐵絲表面生成的氣體能使濕潤的淀粉－碘化鉀試紙變藍D．蛋殼可阻止生成的氯氣與氫氣、氫氧化鈉溶液接觸
舉一反三
【演練01】【放電順序與放電產物判斷】用惰性電極電解等物質的量Na2SO4、AgNO3、KCl的混合液，最先從陰極和陽極上析出的物質分別是
A．H2和Cl2 B．Ag和Cl2
C．H2和O2 D．Ag和O2
C
考點02 水的電離和溶液的pH
舉一反三
【演練02】【電解池的分段電解】用惰性電極電解硫酸銅溶液，整個過程轉移電子的物質的量與產生氣體總體積的關系如圖所示（氣體體積均在相同狀況下測定）。欲使溶液恢復到起始狀態，向溶液中加入
D
考點02 水的電離和溶液的pH
A．0.1 mol CuO
B．0.1 mol CuCO3C．0.075 mol Cu(OH)2
D．0.05 mol Cu2(OH)2CO3
舉一反三
【演練03】【電解原理的應用】下圖是常見的電化學裝置圖，①、③、④中均為惰性電極，說法正確的是
A
考點02 水的電離和溶液的pH
A．裝置①中陽極反應為2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極反應為：
Cu2＋＋2e－=CuB．裝置②中銅片為陽極，若銅片和鐵制品的質量相等，電解一段時間后，電路中有2 mol電子轉移，此時銅片和鐵制品的質量差為64 gC．裝置③中b極為負極，該極上的電極反應為：
O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．裝置④中陽離子交換膜上每通過1 mol Na＋時，陰極上產生11.2 L H2
金屬的腐蝕與防護
考點03
實驗方案
實驗課題
實驗報告
實驗總結
考點03 金屬的腐蝕與防護
考點梳理
一、金屬的腐蝕1．概念：金屬與周圍的氣體或液體物質發生氧化還原反應而引起損耗的現象。2．實質：金屬失電子變成陽離子，被氧化，其反應為：M - ne- = Mn+（M為金屬元素）。3．分類：
分類 化學腐蝕 電化學腐蝕
條件 金屬與其表面接觸的一些物質 （如O2、Cl2、SO2等）直接反應 不純的金屬或合金與電解質溶液接觸，形成原電池
現象 無電流產生 有微弱電流產生
本質 金屬被氧化 較活潑的金屬被氧化
聯系 化學腐蝕和電化學腐蝕往往同時發生，但電化學腐蝕更普遍，速率更快 考點03 金屬的腐蝕與防護
考點梳理
二、鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕
析氫腐蝕 吸氧腐蝕
圖示
條件 水膜呈較強酸性（pH≤4.3） 水膜呈弱酸性、中性或堿性
負極反應 Fe - 2e- = Fe2+ 正極反應 2H+ +2e-=H2↑ O2 +2H2O + 4e- =4OH-
總反應式 Fe + 2H+ = Fe2+ +H2↑ 2Fe + O2 +2H2O = 2Fe(OH)2
其他反應 Fe2+ +2OH- = Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2 +2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3·xH2O + (3﹣x)H2O 聯系 通常兩種腐蝕同時存在，但吸氧腐蝕更普遍 考點03 金屬的腐蝕與防護
考點梳理
三、金屬的防護
1．電化學防護法
犧牲陽極的陰極保護法 外加電流的陰極保護法
圖示
原理 ________原理 ________原理
電極要求 被保護的金屬作______極， 活潑性更強的金屬作______極 被保護的金屬作為_____極，
與電源的____極相連
應用 鍋爐內壁、船舶外殼安裝鎂合金或鋅塊 鋼鐵閘門，地下管道連接電源負極
原電池
電解池
正
負
陰
負
考點03 金屬的腐蝕與防護
考點梳理
2．其他保護方法（1）改變金屬組成和結構把金屬制成防腐的合金，如含鉻、鎳、硅等合金元素的不銹鋼具有很好的抗腐蝕性能。（2）金屬表面覆蓋保護層在金屬表面覆蓋致密的保護層，如噴油漆、涂油脂、鍍抗腐蝕金屬等。
三、金屬的防護
考點03 金屬的腐蝕與防護
考點梳理
四、金屬腐蝕快慢規律
同一金屬在相同電解質溶液中，腐蝕快慢如下：
典例精講
【典例01】【金屬的腐蝕類型及判斷】下列關于金屬腐蝕的說法正確的是
A．金屬在潮濕空氣中腐蝕的實質是M＋nH2O=M(OH)n＋n/2H2↑
B．金屬化學腐蝕的實質是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．在潮濕的環境中，金屬的電化學腐蝕一定是析氫腐蝕
B
考點03 鹽類的水解
典例精講
【典例02】【金屬的防護】 下列有關金屬的保護方法的說法中正確的是
A．常使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用
B．馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后，鐵皮的腐蝕速率很快
C．輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陰極的陽極保護法
D．鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一些瀝青，這是鋼鐵的電化學保護法
B
考點03 鹽類的水解
舉一反三
【演練01】【金屬的腐蝕類型及判斷】如下圖裝置中，U形管內為紅墨水，a、b試管內分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關描述錯誤的是
D
考點03 鹽類的水解
A．a試管中發生了吸氧腐蝕，b試管中發生了析氫腐蝕B．兩試管中相同的電極反應式是：Fe－2e－= Fe2＋C．生鐵塊中的碳是原電池的正極D．在一段時間后，兩邊紅墨水液面左低右高
舉一反三
【演練02】【金屬的防護】電化學保護法是常用的金屬防腐的手段，在題圖所示的情境中，下列有關說法正確的是
D
考點03 鹽類的水解
A．圖1正極的電極反應式為Fe－2e－= Fe2＋B．圖1中鋼鐵的活動性比金屬M的活動性強C．圖2高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．圖2防止金屬腐蝕的方法叫做陰極電保護法
實驗方案
實驗課題
實驗報告
實驗總結
謝謝您的觀看
THANKS

展開更多......

收起↑