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文檔簡介

1、電化學裝置特點:化學能轉化為電能。、兩個活潑性不同的電極;形成條件:、電解質溶液(一般與活潑性強的電極發生氧化還原反應);原 、形成閉合回路(或在溶液中接觸)電 負極:用還原性較強的物質作負極,負極向外電路提供電子;發生氧化反應。池 基本概念: 正極:用氧化性較強的物質正極,正極從外電路得到電子,發生還原反應。原 電極反應方程式:電極反應、總反應。失e-,沿導線傳遞,有電流產生理 氧化反應 負極 銅鋅原電池 正極 還原反應反應原理:移 向陽離子溶解不斷Zn-2e-=Zn2+ 2H+2e-=2H2 電解質溶液電極反應: 負極(鋅筒)Zn-2e-=Zn2+正極(石墨)2NH4+2e-=2NH3+H

2、2、普通鋅錳干電池 總反應:Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2干電池: 電解質溶液:糊狀的NH4Cl特點:電量小,放電過程易發生氣漲和溶液、堿性鋅錳干電池 電極:負極由鋅改鋅粉(反應面積增大,放電電流增加);電解液:由中性變為堿性(離子導電性好)。正極(PbO2) PbO2+SO42-+4H+2e-=PbSO4+2H2O放電負極(Pb) Pb+SO42-2e-=PbSO4充電鉛蓄電池:總反應:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O電解液:1.25g/cm31.28g/cm3的H2SO4 溶液化學電源簡介蓄電池 特點:電壓穩定。放電放電、鎳鎘(NiCd)可充電電池;其它蓄電池

3、 Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2、銀鋅蓄電池鋰電池、燃料電池與普通電池的區別不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內,而是工作時不斷從外界輸入,同時燃料 電極反應產物不斷排出電池。電池 、原料:除氫氣和氧氣外,也可以是CH4、煤氣、燃料、空氣、氯氣等氧化劑。負極:2H2+2OH-4e-=4H2O ;正極:O2+2H2O+4e-=4OH-、氫氧燃料電池: 總反應:O2 +2H2 =2H2O 特點:轉化率高,持續使用,無污染。廢舊電池的危害:舊電池中含有重金屬(Hg2+)酸堿等物質;回收金屬,防止污染。腐蝕概念:金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐

4、蝕損耗的過程。概述: 腐蝕危害:腐蝕的本質:M-ne-Mn+(氧化反應)分類: 化學腐蝕(金屬與接觸到的物質直接發生化學反應而引起的腐蝕)、電化腐蝕定義:因發生原電池反應,而使金屬腐蝕的形式。金屬的腐蝕與防護負極(Fe):Fe-2e-=Fe2+;正極(C):O2+2H2O+4e-=4OH-電化 吸氧腐蝕: 總反應:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2腐蝕 后繼反應:4Fe(OH)2 +O2 +2H2O =4Fe(OH)3 鋼鐵的腐蝕: 2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O 負極(Fe):Fe-2e-=Fe2+;析氫腐蝕: 正極(C):2H+2e-=H2總反應:Fe+2H+=Fe2+H2影

5、響腐蝕的因素:金屬本性、介質。金屬的防護: 、改變金屬的內部組織結構;保護方法:、在金屬表面覆蓋保護層;、電化學保護法(犧牲陽極的陰極保護法)定義:使電流通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程。裝置特點:電能轉化為化學能。、與電源本連的兩個電極;形成條件 、電解質溶液(或熔化的電解質)、形成閉合回路。電解池原理電極 陽極:與直流電源正極相連的叫陽極。 概念 陰極:與直流電源負極相連的叫陰極。電極反應:原理:誰還原性或氧化性強誰先放電(發生氧化還原反應)離子放電順序: 陽極:陰離子還原性 S2->I->Br->Cl->OH->SO42-(含氧酸根)>

6、F-陰極:陽離子氧化性 Ag+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+電子流向 e- e-移 向陽離子氧化反應 陽極 陰極 還原反應移向陰離子反應原理:4OH-4e-=2H2O +O2 Cu2+2e-=Cu 電解質溶液電解電解結果:在兩極上有新物質生成。總反應:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2粗銅板作陽極,與直流電源正極相連;、裝置 純銅作陰極,與直流電源負極相連;用CuSO4 (加一定量H2SO4)作電解液。陰極:Cu2+2e-=Cu電解精煉銅 陽極:Cu-2e

7、-=Cu2+、Zn-2e-=Zn2+、原理: Ni-2e-=Ni2+陽極泥:含Ag、Au等貴重金屬;電解液:溶液中CuSO4濃度基本不變、電解銅的特點:純度高、導電性好。、概念:利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。將待鍍金屬與電源負極相連作陰極;、方法:鍍層金屬與電源正極相連作陽極;電鍍: 用含鍍層金屬離子的電解質溶液配成電鍍液。電解的應用、原理:陽極 Cu-2e-=Cu2+ ;Cu2+2e-=Cu、裝置:、電鍍工業:鍍件預處理電鍍液添加劑裝置:(如圖)現象 、陰極上有氣泡;、陽極有刺激性氣體產,能使濕潤的淀粉KI變藍;電解食鹽水 、陰極區附近溶液變紅,有堿生成原理:

8、通電前: NaCl =Na+Cl- H2O H+OH-原理 陰極(Fe):Na+,H+移向陰極;2H+2e-=H2(還原反應)電解通電后:陽極(C):Cl-、OH-移向陽極;2Cl-2e-=Cl2(氧化反應)總反應:2NaCl +2H2O 2NaOH +Cl2+H2氯堿工業陽極、陰極、離子交換膜、電解槽、導電銅棒等、組成:陽極:金屬鈦網(涂有釕氧化物);陰極:碳鋼網(涂有Ni涂層)陽離子交換膜:只允許陽離子通過,阻止陰離子和空氣通過;、裝置: 離子交換膜 法制燒堿: 電化學原電池裝置特點:化學能轉化為電能。、兩個活潑性不同的電極;形成條件:、電解質溶液(一般與活潑性強的電極發生氧化還原反應);

9、原 、形成閉合回路(或在溶液中接觸)電 負極:用還原性較強的物質(活潑金屬)作負極,負極向外電路提供電子;發生氧化反應。池 基本概念: 正極:用氧化性較強的物質正極,正極從外電路得到電子,發生還原反應。原 電極反應方程式:電極反應、總反應。失e-,沿導線傳遞,有電流產生理 氧化反應 負極 銅鋅原電池 正極 還原反應反應原理:移 向陽離子溶解不斷Zn-2e-=Zn2+ 2H+2e-=2H2 電解質溶液電極反應: 負極(鋅筒)Zn-2e-=Zn2+正極(石墨)2NH4+2e-=2NH3+H2、普通鋅錳干電池 總反應:Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2干電池: 電解質溶液:糊狀的NH4Cl特點

10、:電量小,放電過程易發生氣漲和溶液、堿性鋅錳干電池 電極:負極由鋅改鋅粉(反應面積增大,放電電流增加);電解液:由中性變為堿性(離子導電性好)。正極(PbO2) PbO2+SO42-+4H+2e-=PbSO4+2H2O放電負極(Pb) Pb+SO42-2e-=PbSO4充電鉛蓄電池:總反應:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O電解液:1.25g/cm31.28g/cm3的H2SO4 溶液化學電源簡介蓄電池 特點:電壓穩定。放電放電、鎳鎘(NiCd)可充電電池;其它蓄電池 Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2、銀鋅蓄電池鋰電池、燃料電池與普通電池的區

11、別不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內,而是工作時不斷從外界輸入,同時燃料 電極反應產物不斷排出電池。電池 、原料:除氫氣和氧氣外,也可以是CH4、煤氣、燃料、空氣、氯氣等氧化劑。負極:2H2+2OH-4e-=4H2O ;正極:O2+2H2O+4e-=4OH-、氫氧燃料電池: 總反應:O2 +2H2 =2H2O 特點:轉化率高,持續使用,無污染。廢舊電池的危害:舊電池中含有重金屬(Hg2+)酸堿等物質;回收金屬,防止污染。腐蝕概念:金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。概述: 腐蝕危害:腐蝕的本質:M-ne-Mn+(氧化反應)分類: 化學腐蝕(金屬與接觸到的物質直

12、接發生化學反應而引起的腐蝕)、電化腐蝕定義:因發生原電池反應,而使金屬腐蝕的形式。金屬的腐蝕與防護負極(Fe):Fe-2e-=Fe2+;正極(C):O2+2H2O+4e-=4OH-電化 吸氧腐蝕: 總反應:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2腐蝕 后繼反應:4Fe(OH)2 +O2 +2H2O =4Fe(OH)3 鋼鐵的腐蝕: 2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O 負極(Fe):Fe-2e-=Fe2+;析氫腐蝕: 正極(C):2H+2e-=H2總反應:Fe+2H+=Fe2+H2影響腐蝕的因素:金屬本性、介質。金屬的防護: 、改變金屬的內部組織結構;保護方法:、在金屬表面覆蓋保護層;、電化

13、學保護法(犧牲陽極的陰極保護法)【例1】在下圖所示的裝置中,能夠發生原電池反應的是( ) A B C D E F 【例2】(08廣東卷)用銅片、銀片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋(裝有瓊脂-KNO3的U型管)構成一個原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是( )在外電路中,電流由銅電極流向銀電極 正極反應為:Ag+e-=Ag實驗過程中取出鹽橋,原電池仍繼續工作將銅片浸入AgNO3溶液中發生的化學反應與該原電池反應相同A BCD【例3】將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間,以下敘述正確的是( )A兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生 B甲中銅片是正極,乙中銅片是負極

14、C兩燒杯中溶液的pH均增大 D產生氣泡的速度甲比乙慢【例4】等質量的兩份鋅粉a、b,分別加入過量的稀H2SO4,同時向a中加入少量的膽礬晶體,下列圖表示產生H2的體積V(升)與時間t(分)的關系,其中正確的是( )。【例5】據報道,我國擁有完全自主產權的氫氧燃料電池車將在北京奧運會期間為運動員提供服務。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液。下列有關該電池的敘述不正確的是 ( )A.正極反應式為:O2+2H2O+4e- = 4OHB.工作一段時間后,電解液中KOH的物質的量不變C.該燃料電池的總反應方程式為:2H2+O2 = 2H2OD.用該電池電解CuCl2溶液,產生2.24LCl2(標準狀況

15、)時,有0.1mol電子轉移【例6】(08寧夏卷)一種燃料電池中發生的化學反應為:在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負極發生的反應是 ( )ACH3OH(g)+O2(g) = H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2eBO2(g)+4H+(aq)+4e = 2H2O(1)CCH3OH(g)+H2O(1) = CO2(g)+6H+(aq)+6eDO2(g)+2H2O(1)+4e = 4OH【例7】(08江蘇卷)鎳鎘(Ni-Cd)可充電電池在現代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘電池的電解質溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進行:Cd + 2NiOOH +2H2O Cd(OH)2 +

16、 2Ni(OH)2有關該電池的說法正確的是 ( )A充電時陽極反應:Ni(OH)2 e + OH- = NiOOH + H2OB充電過程是化學能轉化為電能的過程C放電時負極附近溶液的堿性不變D放電時電解質溶液中的OH-向正極移動【例8】(09廣東化學14)可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。下列說法正確的是A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應都為:O22H2O4e4OHB以NaOH溶液為電解液時,負極反應為:Al3OH3e-Al(OH)3C以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解液的pH保持不變D電池工作

17、時,電子通過外電路從正極流向負極【例9】把a、b、c、d四塊金屬片浸泡在稀硫酸中,用導線兩兩相連可以組成各種原電池。若a、b相連時,a為負極;c、d相連時, d上有氣泡逸出;a、c相連時,a極減輕;b、d相連時,b為正極。則這四種金屬活潑性順序由強到弱的順序為( )Aabcd Bacbd Cacdb Dbdac電解池定義:使電流通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程。裝置特點:電能轉化為化學能。、與電源本連的兩個電極;形成條件 、電解質溶液(或熔化的電解質)、形成閉合回路。電解池原理電極 陽極:與直流電源正極相連的叫陽極。 概念 陰極:與直流電源負極相連的叫陰極。電極反應:原理:誰還

18、原性或氧化性強誰先放電(發生氧化還原反應)離子放電順序: 陽極:陰離子還原性 S2->I->Br->Cl->OH->SO42-(含氧酸根)>F-陰極:陽離子氧化性 Ag+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+電子流向 e- e-移 向陽離子氧化反應 陽極 陰極 還原反應移向陰離子反應原理:4OH-4e-=2H2O +O2 Cu2+2e-=Cu 電解質溶液電解電解結果:在兩極上有新物質生成。總反應:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O

19、2【例10】按下圖裝置進行實驗,并回答下列問題判斷裝置的名稱:A池為 B池為 銅極為_極,電極反應式為 石墨棒C1為_極,電極反應式為 石墨棒C2附近發生的實驗現象為 當C2極析出224mL氣體(標準狀態時,鋅的質量變化(增加或減少) g.CuSO4溶液的質量變化了(增加或減少了) g ZnC2CuC1ABCuSO4溶液KCl酚酞溶液練習.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發現a極板質量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的粗銅板作陽極,與直流電源正極相連;、裝置 純銅作陰極,與直流電源負極相連;用CuSO4 (加一定量H2SO4)作電解液。陰極:Cu2+2e-=Cu電解精煉銅

20、 陽極:Cu-2e-=Cu2+、Zn-2e-=Zn2+、原理: Ni-2e-=Ni2+陽極泥:含Ag、Au等貴重金屬;電解液:溶液中CuSO4濃度基本不變、電解銅的特點:純度高、導電性好。、概念:利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。將待鍍金屬與電源負極相連作陰極;、方法:鍍層金屬與電源正極相連作陽極;電鍍: 用含鍍層金屬離子的電解質溶液配成電鍍液。電解的應用、原理:陽極 Cu-2e-=Cu2+ ;Cu2+2e-=Cu、裝置:、電鍍工業:鍍件預處理電鍍液添加劑裝置:(如圖)現象 、陰極上有氣泡;、陽極有刺激性氣體產,能使濕潤的淀粉KI變藍;電解食鹽水 、陰極區附近溶液變紅

21、,有堿生成原理: 通電前: NaCl =Na+Cl- H2O H+OH-原理 陰極(Fe):Na+,H+移向陰極;2H+2e-=H2(還原反應)電解通電后:陽極(C):Cl-、OH-移向陽極;2Cl-2e-=Cl2(氧化反應)總反應:2NaCl +2H2O 2NaOH +Cl2+H2氯堿工業陽極、陰極、離子交換膜、電解槽、導電銅棒等、組成:陽極:金屬鈦網(涂有釕氧化物);陰極:碳鋼網(涂有Ni涂層)陽離子交換膜:只允許陽離子通過,阻止陰離子和空氣通過;離子交換膜 法制燒堿: 、裝置: CfKa bAc dBe練習右圖A為直流電源,B為滲透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙,C為電鍍槽,接通電路后,

22、發現B 上的 C 點顯紅色,請填空:(1)電源A的a為 極。(2)濾紙B上發生的總反應方程式為: 。(3)欲在電鍍槽中實現鐵上鍍鋅,接通K點,使c、d兩點短路,則電極e上發生的反應為: ,電極f上發生的反應為: ,槽中盛放的鍍液可以是 或 (只要求填兩種電解質溶液)。 電化學方程式測試 (1)1.下列哪幾個裝置能否形成原電池?形成原電池的寫出兩個電極上的電極反應a負極: 正極: b負極: 正極: c負極: 正極: d負極: 正極: e負極: 正極: f負極: 正極: g負極: 正極: h負極: 正極: i負極: 正極: 2. 根據下式所表示的氧化還原反應設計一個原電池:Fe+FeCl3=3Fe

23、Cl2裝置可采用燒杯和鹽橋,畫出此原電池的裝置簡圖。注明原電池的正極和負極注明外電路中電子的流向寫出兩個電極上的電極反應負極: 正極: 電化學方程式測試(2)1堿性鋅錳干電池總反應式: 負極: 正極: 2鋅銀紐扣電池(堿性電池)總反應式 ZnAg2OH2O = 2AgZn(OH)2 負極: 正極: 二次電池1.鉛蓄電池(酸性電池)總反應 放電 負極: 正極: 充電 陰極: 陽極: 2.FeNi2O33H2O Fe(OH)22Ni(OH)2放電時負極 充電時陽極 電化學方程式測試(3)燃料電池1、 氫氧燃料電池(堿性介質)負極: 正極: 2、氫氧燃料電池(酸性介質)負極: 正極: 3、甲烷燃料電

24、池(堿性電池)總反應式: 負極: 正極: 4、甲烷燃料電池(酸性介質)總反應式: 負極: 正極: 5、甲醇燃料電池(堿性電池)總反應式: 負極: 正極: 6、乙烷燃料電池(堿性電池)總反應式: 負極: 正極: 電化學方程式測試(4)1燃 料 電 池介質電池反應: 2H2+O2=2H2O酸性負極正極中性負極正極堿性負極正極2.海水電池電池總反應式為:4Al3O26H2O4Al(OH)3負極: 正極: 3. 、鋰電池 8Li3SO2Cl26LiClLi2SO32S負極: 4.某原電池中,電解質溶液為KOH(aq),分別向負極通入C2H4、C2H2,分別向正極通入O2試完成下列問題:(1)當分別通入C2H4和O2時:總反應式: 負極: 正極: (2) 當分別通入C2H2和O2時:總反應式: 負極: 正極: 電化學測試(5)完成下列溶液的電極反應。 (以石墨為電極電解)1.硫酸溶液:陰極: 陽極: 總反應化學方程式: 2.鹽酸:陰極: 陽極: 總反

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