高三化学电化学专题复习超级精品ppt课件.ppt

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1、高三化学二轮专题复习,电化学原理及其应用,蓬莱一中 梁诏才,2018年理综考试说明,理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用。能正确书写电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。了解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。,重难点分析,原电池工作原理及电解池工作原理的理解 两电极上发生的反应 电子的运动方向 离子的运动方向 电极附近或溶液的酸碱性变化的分析原电池或电解池的电极或电池方程式的书写，尤其是新型化学电源或新型电解池的电极方程的书写金属电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。,正极,负极,失电子,化合价升高,发生氧化反应,得电子

2、,化合价降低,发生还原反应,强调：电子不下水，离子不上岸,考点一 原电池的构造、工作原理及其应用,(2013江苏单科,9,2分)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是( )A.Mg电极是该电池的正极B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的pH增大D.溶液中Cl-向正极移动,猜出电池反应Mg+H2O2=Mg(OH)2,例题1,Mg-H2O2,(2013课标,10,6分,0.47) 银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器

3、浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是()A.处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl,猜想出原电池反应是 Al 和 Ag2S反应置换出Ag,Al2S3与水剧烈反应,右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（S）涂覆在纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：TiO2/s TiO2/S（激发态）TiO2/S TiO2/S+eI32e 3I2TiO2/S+3I 2TiO2/SI3下列关于该电池叙述

4、错误的是：A电池工作时，I离子在镀铂导电 玻璃电极上放电B电池工作时，是将太阳能转化 为电能C电池的电解质溶液中I 和I3 的浓度不会减少D电池中镀铂导电玻璃为正极,例题2（2010年新课标理综题T10）,（2011海南11，改编）根据下图，回答问题：,（1）烧杯a中发生 反应，电极反应式为： 。 烧杯b中发生 反应，电极反应式为： 。,（2）盐桥中阳离子移向烧杯 （填“a”或“b”）,例题3,还原,氧化,O2+4e-+2H2O4OH-,Zn Zn 2+ + 2e-,a,负极,正极,注意：“强者”优先放电,(2013课标,11,6分)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiC

5、l2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是A.电池反应中有NaCl生成B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C.正极反应为:NiCl2+2e-=Ni+2Cl-D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动,跟踪练习,猜想电池反应：2Na + NiCl 2 =2NaCl + Ni,强者优先,我国成功研制的一种新型可充电AGDIB电池（铝-石墨双离子电池）采用石墨、铝锂合金作为电极材料，以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液，电池反应为： CxPF6+LiyAl=Cx+LiPF6+Liy-1+Al。放电过程如图，回答下列问题：,（1）放电时B为 极（2）放电时铝能否失电子？（3）电

6、解液能否用常规锂盐和水做电解液？,负,不能,强者优先,不能,重点突破一：盐桥与化学平衡移动,Cu,C,FeCl3溶液,CuCl2溶液,FeCl3溶液,Cu,C,问题引入：若将Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2设计成原电池，请画出原电池装置图。,盐桥,问题追问：上述两种原电池中，装置2比装置1的优点是什么？盐桥有什么作用？,重点突破一：盐桥与化学平衡移动,【总结】,1、带盐桥原电池能将氧化剂和还原剂隔离，从而使氧化反应和还原反应彻底分开，所以能更好的将化学能转化为电能。,2、盐桥作用：连接两种电解质溶液，使离子能发生定向移动，从而起导电作用。,重点突破一：盐桥与化学平衡移动,3带盐桥原

7、电池的结构,负极,正极,还原剂,氧化剂,氧化产物,还原产物,氧化反应,还原反应,【总结】,或惰性电极,思考题：,如何将MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O设计成原电池？,还原反应,（正极）,氧化反应,（负极）,c,c,酸性KMnO4溶液,FeCl2溶液,负极,正极,重点突破一：盐桥与化学平衡移动,思考题：,MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O,酸性KMnO4和 FeCl2混合溶液,该操作时，电流表(A)指针能否发生偏转？,不能，因氧化剂和还原剂在溶液中直接发生氧化还原反应化学能直接转化为热能。,把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必

8、须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。,强调：,重点突破一：盐桥与化学平衡移动,氧化剂/还原产物,惰性电极,还原剂/氧化产物,正极,负极,【例题】,控制适合的条件，将反应2Fe32I 2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是,A. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+ . B. 反应开始时，乙中石墨电极上发生 反应,C. 反应达到化学平衡状态时， 。 D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为 。,E.电流计读数为零后，若向乙中加入KI固体，则盐桥中的阳离子向 中移动,F.电流计读数为零后，若向甲中加入铁粉，则乙中石墨电极为 极,

9、Fe3Fe2+,被还原,氧化,Fe2Fe3+,I- I2,正极,I- I2,乙为负极,甲,电流计读数为零,甲为负极,Fe3减小Fe2+增多,反应逆向进行,正,Fe2Fe3+,甲为负极,甲为负极,重点突破一：盐桥与化学平衡移动,2：原电池中的化学平衡移动,下图、分别是甲、乙两组同学将反应:“AsO43-2I2H AsO33-I2H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图B烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。,下列叙述中正确的是()A.甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转B.甲组操作时，溶液颜色变浅C.乙组操作时，C2作正极D.乙组操作时，C

10、1上发生的电极反应为I22e=2I,跟踪练习,正向移动,逆向移动,I2,2I-,第一步：,第二步：,+4,+6,第三步：,第四步：,标好化合价，找准得失电子数,根据题意和反应原理，找准反应物和产物,根据电解质环境，配电荷守恒,配原子个数守恒,SO42-,- 2e-,+ 4H+,SO2 -2e- SO42- +4H+,+ 2H2O,H2SO4,重点突破二：电极反应式的书写,问题： 现欲用原电池原理将SO2和O2 转化为重要化工原料H2SO4。负极的电极反应式为 。,猜想,书写电极方程式应注意的问题,SO2,注意1：电极反应属离子反应范畴,SO42-,注意2：电解质溶液对产物存在形式的影响,例1甲

11、烷碱性燃料电池放电时负极反应式为： CH4+8OH- CO2+8e-+6H2O,例2（09广东化学14）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是,B以NaOH溶液为电解液时，负极反应为： Al3OH3e-Al(OH)3,CO32-,H2SO4,【总结】,Al(OH)4-,FeO42-,注意3：电解质溶液环境对电极反应的影响,例如：氢氧燃料电池不同环境下的正极反应式的区别,书写电极方程式应注意的问题,+ 4OH-,+ 4H+,+ 2H2O,2H2O,4OH-,2CO32-,+ 2CO2,2O2-,【2016年高考海

12、南卷】某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是（ ）B正极反应式为2FeO42+ 10H+6e=Fe2O3+5H2O,【总结】,1、(2015江苏单科,10,2分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH-2e-=2H2OD.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32-,H2-2e- =,+CO32-,CO2+H2O,【跟踪练习】,2（2011新课标全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2,【

13、跟踪练习】,(1)电池放电时，负极反应为 ; 正极反应为 ;,(2)电池放电时，负极附近溶液的pH ; 正极附近溶液的pH ;,Fe+2OH-2e-+Fe(OH)2,Ni2O3+ 2e- +3H2O2OH-+2Ni(OH)2,减小,升高,(3)电池放电一段时间后，溶液的pH ;,升高,分析电极附近溶液酸碱性变化，应该分析电极反应,分析电解液酸碱性变化，应该分析电池总反应,【方法指导】,不考虑阴阳离子的移动的影响,(2016四川理综,5)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为: Li1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+C6(x1)。写出负极反应式和正极反应式,思考题：,

14、1、根据元素守恒确定反应物和产物,2、根据原子个数守恒配平,+xLi+,+xLi+,3、根据电荷守恒配平电子,+xe-,-xe-,正极反应式：,负极反应式：,我国成功研制的一种新型可充电AGDIB电池（铝-石墨双离子电池）采用石墨、铝锂合金作为电极材料，以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液，电池反应为： CxPF6+LiyAl=Cx+LiPF6+Liy-1+Al。放电过程如图，放电时负极反应式和正极反应式。,跟踪练习,CxPF6 =Cx+LiPF6,LiyAl =Liy-1+Al,PF6-,+e-,+ Li +,-e-,正极反应式：,负极反应式：,(2017课标,11,6分)全固态锂硫电池能量密度高

15、、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS8 =8Li2Sx(2x8)。电池工作时,正极可发生反应.,Li2S8 = Li2S6,正极,3,4,+2Li+,+2e-,【跟踪练习】,用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。,(1)图中a极要连接电源的)_极， (2)阳极电极反应式为 。 阴极电极反应式为 。,考点二 理解电解池的构成、工作原理及其应用,问题导入：,负,（3）B口流出的物质是_。 C口流出的物质是_。,阴极,阳极,氧化反应,SO3

16、2-,-2e-,+2H+,+H2O,阴极,（强者优先）,还原反应,（强者优先）,2H+2e-=H2,有关电解池原理题目解题思路,阴极,阳极,氧化反应,化合价升高,失电子,还原反应,化合价降低,得电子,+,_,常规电解池的放电规律：,阳极（还原性强的先放电）：,阴极（氧化性强的先放电）：,活泼金属,简单阴离子,S2- I- Br- Cl-,OH-,简单阳离子,（Ag+ Fe3+ Cu2+ H+),【总结】,(2011海南)一种充电电池放电时的电极反应为 H2+2OH-=2H2O +2e- ； NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是

17、 A. H2O的还原 B. NiO(OH)的还原 C. H2的氧化 D. Ni(OH) 2的氧化,阳极,（氧化反应）,原电池充电时：,负极,负极,负极,正极,正极,【规律总结】,充电电池的“-”接线柱：,放电时为负极（发生氧化反应）,充电时接电源的负极 是阴极（发生还原反应）,充电电池的“+”接线柱：,放电时为正极（发生还原反应）,充电时接电源的正极 是阳极（发生氧化反应）,(2011江苏20（4）)电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为 。,N2,CO(NH2)2,-3,0,+4,+6e-,+

18、CO2,+8OH-,+6H2O,重点突破一：电极反应式书写,【2015福建理综化学】某模拟“人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。a电极的反应为： 。,CO2,3,+12,-6,+18e-,+18H+,+5H2O,(2014山东理综,30)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为。,说明不存在Cl-,Cl原子守恒,4Al2Cl7- =7AlCl4-,电极反应式：,7AlCl4- =4A

19、l2Cl7-,+3e-,-3e-,+Al,+ Al,( 阴极),( 阳极),4Al2Cl7- +3e- =7AlCl4-+ Al,(2014福建理综,11,6分)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2= 2AgCl。,D.当电路中转移0.01mole-时,通过阳离子交换膜的H+物质的量是 。交换膜左侧溶液中约减少 mol离子。,负极,正极,H+,Ag - e- =Ag +,AgCl,Cl -+,若将上述原电池的电解质溶液换成MgCl2溶液,当电路中转移0.1 mol e 时，通过阳离子交换膜的Mg2+物质的量 。,0.01mol,0.01mol,0.01mol,0.02,0.05mo

20、l,重点突破二：离子交换膜和“串联”装置,【总结】,外电路转移电子数等于溶液中转移离子的电荷数,1.离子交换膜,(2016-新课标I卷-11改编)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。,下列叙述不正确的是（ ）A.ab为阳离子交换膜， cd为阴离子交换膜B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C.通电后中间隔室的SO42离子向正极区迁移，负极区电极反应为：2H2O+2e- = H2+2OH-，负极区溶液pH升高D

21、.当电路中通过1mol 电子的电量时，通过ab 、cd两膜的离子数目相等,D,SO42-,Na+,阳 膜,阴 膜,电解池,阴极,阳极,2、“串联”装置,阳极,阴极,阳极,阴极,阳极,阴极,阳极,阴极,(2016北京理综,12,6分)用石墨电极完成下列电解实验。,阳极,阴极,阳极,阴极,阴极,阳极,阴极,阳极,2014北京理综，26(4)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，电解过程中生成的 NH4+和NO3-的物质的量之比为： 为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_。,3:5,8NO + 7H2O=3NH4+ +5NO3- +2H+,猜出电解总反应：,NH3,1.根据

22、总反应计算,重点突破三：电化学有关计算,【跟踪练习】,甲乙两烧杯Na2SO4溶液，甲烧杯中用铜做电极电解，乙烧杯中用石墨做电极电解。当两烧杯中的阴极上产生等量的气体时，停止通电，欲使用电解液恢复到起始状态，应向甲乙两溶液中加入的物质的质量比为： 。,甲中的电解总反应为：,Cu+2H2O Cu(OH)2+H2,需加入的物质,2H2O,乙中的电解总反应为：,2H2O 2H2+O2,2H2O,1mol,2mol,1mol,1mol,2:1,一种三室微生物电池污水处理系统原理如下图所示,图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。,当左室有4.48 L CO2(标准状况下)生成时,右室产生N2的物质的量为 mol,0,CO2,4e-,2NO3-,N2,10e-,5CO2,2N2,5,2,0.2,0.8,2.根据关系式计算,0.8,