高考化學(xué)二輪總復(fù)習(xí) 第12課時(shí) 原電池、電解池的原理及應(yīng)用課件 新人教版

23(1)了解原電池原理。了解原電池原理。初步了解化學(xué)電源。了解化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕及一般防腐蝕方法。(2)理解電解原理。理解電解原理。了解銅的精煉、鍍銅、氯堿工業(yè)反應(yīng)原理。 電化學(xué)的內(nèi)容是歷年高考的重要知識(shí)點(diǎn)之一，主要以選擇題的形式出現(xiàn)，考查的內(nèi)容有：原電池、電解池、電鍍池的電極名稱及根據(jù)總反應(yīng)方程式書寫原電池各電極反應(yīng)式、根據(jù)電解時(shí)電極變化判斷電極材料或電解質(zhì)種類、根據(jù)反應(yīng)式進(jìn)行計(jì)算、與電解池及電鍍池、精煉池進(jìn)行綜合考查、提供反應(yīng)方程式設(shè)計(jì)原電池、提供電極材料和電解質(zhì)溶液進(jìn)行原電池是否形成的判斷、與圖像進(jìn)行結(jié)合考查各電極上質(zhì)量或電解質(zhì)溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化等。其中原電池的工作原理及其電極反應(yīng)式的書寫、電解產(chǎn)物的判斷和計(jì)算是高考命題的熱點(diǎn)。 4一、原電池、電解池、電鍍池的比較原電池電解池電鍍池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置裝置5原電池電解池電鍍池形成條件活潑性不同 的兩電極電解質(zhì)溶液形成閉合回路兩電極接直流電源兩電極插入電解質(zhì)溶液中形成閉合回路鍍層金屬接電源正極，作為陽極；待鍍金屬接電源負(fù)極，作為陰極電鍍液必須含有鍍層金屬的離子電極名稱負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)陽極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連名稱同電解池，但有限制條件陽極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件(待鍍的物件)6原電池電解池電鍍池電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)(負(fù)失氧)正極：還原反應(yīng)(正得還)，原電池的電極反應(yīng)較為復(fù)雜，不易總結(jié)出明顯的規(guī)律特征陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子或金屬電極失電子(陽失氧)陰極：還原反應(yīng)，一定是溶液中的陽離子得電子(陰得還)陽極：氧化反應(yīng)，金屬電極失電子，并不斷溶解(陽失氧)陰極：還原反應(yīng)，電鍍液中的鍍層金屬陽離子得電子(陰得還)7原電池電解池電鍍池電子流向(外電路)負(fù)極正極負(fù)極陰極陽極正極同電解池電流方向(外電路)正極負(fù)極正極陽極電解質(zhì)溶液陰極負(fù)極同電解池對(duì)比電解質(zhì)導(dǎo)電的過程實(shí)質(zhì)上就是電解過程；電解是在外電源的作用下被迫發(fā)生氧化還原的過程，把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而在原電池中正好相反，是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的過程，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能8二、電解規(guī)律(用惰性電極，帶*號(hào)的例外)及溶液pH的變化類型電解質(zhì)(水溶液)被電解的物質(zhì)電極產(chǎn)物溶液pH變化的原因、結(jié)果電解質(zhì)復(fù)原陽極陰極電解水型含氧酸(如H2SO4)水O2H2水減少，酸溶液的濃度增大，pH減小加H2O9類型電解質(zhì)(水溶液)被電解的物質(zhì)電極產(chǎn)物溶液pH變化的原因、結(jié)果電解質(zhì)復(fù)原陽極陰極電解水型強(qiáng)堿(如NaOH)水O2H2水減少，堿溶液的濃度增大，pH增大加H2O活潑金屬的含氧酸鹽(如KNO3、Na2SO4 )水O2H2水減少，鹽溶液的濃度增大，pH不變或略減小(若為水解的鹽)加H2O10類型電解質(zhì)(水溶液)被電解的物質(zhì)電極產(chǎn)物溶液pH變化的因、結(jié)果電解質(zhì)復(fù)原陽極陰極電解電解質(zhì)型無氧酸(如HCl)，除HF外酸非金屬單質(zhì)(如Cl2)H2H+放電，c(H+)降低，pH增大加酸(如HCl)不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2)，除氟化物外鹽非金屬單質(zhì)(如Cl2)金屬單質(zhì)(如Cu)pH基本不變；但嚴(yán)格意義上對(duì)水解有影響。pH略為增大加鹽(如CuCl2)11類型電解質(zhì)(水溶液)被電解的物質(zhì)電極產(chǎn)物溶液pH變化的原因、結(jié)果電解質(zhì)復(fù)原陽極陰極放H2生堿型活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)水和鹽非金屬單質(zhì)(如Cl2)H2H+放電，H+減小，OH-增大，pH增大加酸(如HCl)放O2生酸型不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4)水和鹽O2金屬單質(zhì)(如Cu)OH-放電，OH-降低，H+增大，pH減小加氧化物(如CuO)電鍍型*電鍍液溶解陽極金屬析出電鍍液組成基本未變，pH不變12三、電解池及原電池的應(yīng)用金屬的防護(hù)2金屬的防護(hù)方法(1) 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)；(2) 覆蓋保護(hù)層；(3) 電化學(xué)保護(hù)法：外加電源的陰極保護(hù)法，犧 牲陽極的陰極保護(hù)法。1金屬腐蝕快慢的判斷電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕無外界條件的正常腐蝕用原電池防腐蝕措施的腐蝕用電解原理防腐。13一、了解化學(xué)電池【例1】 (2011全國新課標(biāo))鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：FeNi2O33H2OFe(OH)22Ni(OH)2，下列有關(guān)該電池的說法不正確的是()A電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe2OH2eFe (OH)2C電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D電池充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)22OH2eNi2O33H2O14答案：答案：C【解析】由放電時(shí)的反應(yīng)可以得出鐵作還原劑失去電子，Ni2O3作氧化劑得到電子，因此選項(xiàng)A、B均正確；充電可以看作是放電的逆過程，即陰極為原來的負(fù)極，電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Fe2OH2eFe(OH)2，所以電池充電過程時(shí)陰極反應(yīng)為Fe(OH)22eFe2OH，因此電池充電過程中，陰極附近溶液的pH會(huì)升高，C不正確；同理分析選項(xiàng)D正確。1516【例2】 (2011浙江)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說法正確的是()17二、了解化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕及一般防腐蝕方法 A液滴中的Cl由a區(qū)向b區(qū)遷移B液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O22H2O4e4OHC液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH形成Fe(OH)2，進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹D若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu2eCu21819【解析】 A項(xiàng)錯(cuò)誤，Cl由b區(qū)向a區(qū)遷移。B項(xiàng)正確，液滴邊緣O2多，正極發(fā)生反應(yīng)O22H2O4e4OH。C項(xiàng)錯(cuò)誤，液滴下的Fe為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)e2eFe2。D項(xiàng)錯(cuò)誤，Cu更穩(wěn)定，作正極，反應(yīng)為O22H2O4e4OH，F(xiàn)e為負(fù)極。答案：答案：202122三、理解電解原理【例3】 (2011廣東)某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如下圖裝置。下列敘述不正確的是()Aa和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出Ba和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu22eCuC無論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色Da和b分別連接直流電源正、負(fù)極，電壓足夠大時(shí)，Cu2向銅電極移動(dòng)23答案：答案：【解析】本題考查原電池、電解池的原理、判斷及其應(yīng)用。若a和b不連接，則不能構(gòu)成原電池，單質(zhì)鐵直接與Cu2發(fā)生氧化還原反應(yīng)而置換出銅，方程式為：FeCu2Fe2Cu，A正確；若a和b用導(dǎo)線連接，則構(gòu)成原電池，此時(shí)鐵作負(fù)極，銅作正極，電極反應(yīng)式分別為：Fe2eFe2、Cu22eCu，B正確；由A、B分析可知，選項(xiàng)C是正確的；若a和b分別連接直流電源正、負(fù)極，則構(gòu)成電解池，此時(shí)銅作陽極失去電子被氧化，鐵作陰極，在電解池中陽離子向陰極運(yùn)動(dòng)，因此選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的。242526四、原電池原理和電解原理的綜合運(yùn)用 【例】(2011山東)科研、生產(chǎn)中常涉及鈉、硫及其化合物。實(shí)驗(yàn)室可用無水乙醇處理少量殘留的金屬鈉，化學(xué)反應(yīng)方程式為_。要清洗附著在試管壁上的硫，可用的試劑是_。27右圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖，該電池的工作溫度為320 左右，電池反應(yīng)為2NaxSNa2Sx，正極的電極反應(yīng)式為_。M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個(gè)作用是_。與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的_倍。28Na2S溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)開，向該溶液中加入少量固體CuSO4，溶液pH_(填“增大”、“減小”或“不變”)，Na2S溶液長(zhǎng)期放置有硫析出，原因?yàn)?用離子方程式表示)_。29303132