2018届二轮复习电化学基础课件（24张）（全国通用） 24页

专题十二　电化学基础 考点一    原电池原理及其应用 < 基础知识 > 知识清单 一    原电池的工作原理 1.原电池 将① 　化学     能转化为② 　电     能的装置。 2.构成条件 (1)具有两个活泼性不同的电极(金属和金属或金属和导电的非金属)。 (2)电解质溶液。 (3)形成闭合回路。 3.原电池的两极 负极:活泼性较强的金属,发生③ 　氧化     反应。 正极:活泼性较弱的金属或能导电的非金属,发生④ 　还原     反应。 4.电极反应式的书写和电子移动方向 (1)电极反应式的书写(以Zn-Cu原电池为例,如下图)   负极:⑤ 　Zn     ,电极反应式:⑥ 　Zn-2e -   Zn 2+      。 正极:⑦ 　Cu     ,电极反应式:⑧ 　Cu 2+ +2e -   Cu     。 电池总反应:⑨ 　Zn+Cu 2+   Zn 2+ +Cu     。 (2)电子移动方向 电子由⑩ 　负极     释放,经外电路流入   　正极     ,电解质溶液中的阳 离子移向正极,某些阳离子在正极上得电子被   　还原     ,形成一个闭 合回路。 二    化学电源 一次电池又称为干电池,二次电池又称为充电电池或蓄电池。 三    原电池原理的应用 1.金属的腐蚀 (1)化学腐蚀:金属跟接触到的干燥气体(如O 2 、Cl 2 、SO 2 等)或非电解质 液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。 (2)电化学腐蚀 a.定义:不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼 的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫电化学腐蚀。 注意    金属的腐蚀主要是发生① 　电化学腐蚀     。 b.吸氧腐蚀与析氢腐蚀(以钢铁的电化学腐蚀为例) 2.金属的防护 (1)改变金属的内部结构。例如把Ni、Cr等加入普通钢中制成不锈钢。 (2)覆盖保护层:a.涂油脂、喷油漆、搪瓷、覆盖塑料等;b.电镀耐腐蚀的 金属(Zn、Sn、Cr、Ni等)。 (3)电化学保护法:通常采用如下两种方法。a.牺牲阳极的阴极保护法。 这种方法通常是在被保护的钢铁设备上(如锅炉的内壁、船舶的外壳 等)装上若干镁合金或锌块。b.外加电流的阴极保护法。这种方法是把 被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为③ 　阴     极,用惰性电极作为④ 　阳      极,两者均存在于电解质溶液(如海水)里,外接直流电源。通电后,电 子被强制流向被保护的钢铁设备,使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近于 零,从而起到保护作用。 3.金属腐蚀快慢的比较 不纯的金属在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀,活泼金属因被 腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关: (1)与构成原电池的材料有关,两极材料的活泼性差别越大,电动势越大, 进行氧化还原反应的速率越快,活泼金属被腐蚀的速率就越快。 (2)与金属所接触的介质有关,通常活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快 于在非电解质溶液中的腐蚀,在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质 溶液中的腐蚀。 一般来说,可用下列原则判断金属腐蚀的快慢: 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施 的腐蚀 考点二    电解原理及其应用 一    电解原理 1.电解 使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还 原反应的过程。 2.电解池 (1)装置特点 ① 　电     能转化为② 　化学     能。 (2)形成条件 a.与直流电源相连的两个电极。 b.电解质溶液(或熔融态电解质)。 < 基础知识 > c.形成闭合回路。 3.电极反应规律 (1)阴极 与电源③ 　负     极相连,④ 　得到     电子发生⑤ 　还原     反应。 (2)阳极 与电源⑥ 　正     极相连,⑦ 　失去     电子发生⑧ 　氧化     反应。 二    电解原理的应用 1.氯碱工业 (1)食盐水的精制 (2)主要生产过程   说明     阳离子交换膜(以电解饱和NaCl溶液为例)只允许阳离子(Na + )通 过,而阻止阴离子(Cl - 、OH - )和分子(Cl 2 )通过,这样既能阻止H 2 和Cl 2 混合 爆炸,又能避免Cl 2 和NaOH溶液反应生成NaClO影响烧碱质量。 (3)电极反应及总反应 阳极:① 　2Cl - -2e -   Cl 2 ↑     。 阴极:② 　2H + +2e -   H 2 ↑     。 总反应(离子方程式):③ 　2Cl - +2H 2 O   2OH - +Cl 2 ↑+H 2 ↑     。 2.电镀 (1)电镀的特点 电镀时,阳极是④ 　镀层金属     ,阴极是⑤ 　镀件     ,一般用含有镀层金 属离子的溶液作电镀液;电镀池工作时,阳极质量⑥ 　减小     ,阴极质量 ⑦ 　增大     ,电解质溶液浓度⑧ 　不变     。 (2)铜的电解精炼 阳极(用⑨ 　粗铜     ):⑩ 　Cu-2e -   Cu 2+      。 粗铜中的金、银等金属杂质,因失电子能力比铜弱,难以在阳极失去电 子变成阳离子,以阳极泥的形式沉积下来。 阴极(用   　纯铜     ):   　Cu 2+ +2e -   Cu     。 3.电冶金 金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得电子,从其化合物中还原出来。 通式为   　M n + + n e -   M     。 钠的冶炼:NaCl在熔融状态下发生电离,通直流电,阴极反应式为   　 2Na + +2e -   2Na     ,阳极反应式为   　2Cl - -2e -   Cl 2 ↑     。 一、惰性电极电解电解质溶液的规律 < 重点难点 > 说明 　(1)用惰性电极电解强碱、含氧酸、活泼金属的含氧酸盐的稀溶 液时,实际上是电解H 2 O,溶质的质量分数增大,浓度增大。 (2)电解时产物的判断要遵循阴、阳离子的放电顺序。 (3)电解后要恢复原电解质溶液的浓度,需加适量的某物质,该物质可以 是阴极与阳极产物的化合物。例如用惰性电极电解CuSO 4 溶液,要恢复 原溶液的浓度,可向电解后的溶液中加入CuO,但不能加入Cu(OH) 2 ,因为 Cu(OH) 2 与生成的H 2 SO 4 反应后使水量增加。 二、原电池、电解池、电镀池的比较 方法      原电池正、负极的判断及电极反应式的书写方法 1.原电池正、负极的判断 方法技巧 判断角度 负极 正极 电极材料 一般是活动性较强的金属 一般是活动性较弱的金属或能导电的非金属 电子流向 电子流出的极 电子流入的极 离子移动方向 阴离子移向的极 阳离子移向的极 发生的反应 氧化反应 还原反应 反应现象 质量减小 质量增加或不变 注意 　(1)在原电池Al-NaOH(aq)-Mg中,Al作负极;(2)在原电池Al-浓H 2 SO 4 -Cu中,Cu作负极。 2.电极反应式的书写 (1)一般电极反应式的书写   (2)复杂电极反应式的书写 例    某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+ Cl 2   2AgCl。下列说法正确的是   (　　)   A.正极反应为AgCl+e -   Ag+Cl - B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变 D.当电路中转移0.01 mol e - 时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子 解题导引    解析 　原电池的正极反应为Cl 2 +2e -   2Cl - ,故A项错误;放电时,白色 沉淀AgCl在左侧电极处产生,故B项错误;当电路中转移0.01 mol e - 时,原 电池左侧发生的反应为:Ag-e - +Cl -   AgCl,减少了0.01 mol的Cl - ,根据 电荷守恒原理,左侧溶液中的H + 通过阳离子交换膜向右侧转移0.01 mol, 故D项正确。   答案     D