天津市2021年高考化学一轮复习专题十一电化学课件.pptx
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1、专题十一 电化学,高考化学(天津专用),考点一 原电池工作原理及应用 基础知识 1.原电池的概念 把 化学能 转化为 电能 的装置。 2.构成条件 (1)有两个 活泼性不同 的电极。 (2)将电极插入 电解质溶液 中并形成 闭合回路 。 (3)能自发进行的 氧化还原 反应一般都可设计成原电池。,考点清单,3.工作原理 下图是Cu-Zn原电池示意图,4.原电池原理的应用 (1)应用一:比较金属的活动性强弱 原电池中,一般活动性相对较强的金属作负极,而活动性相对较弱的金 属(或导电的非金属)作正极。 (2)应用二:加快化学反应速率 由于形成了原电池,导致反应速率加快。如Zn与稀硫酸反应制氢气时,
2、可向溶液中滴加少量CuSO4溶液,形成Cu-Zn原电池,加快反应速率。 (3)应用三:用于金属的防护 使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保护一个铁 质的输水管道或钢铁桥梁,可将其与一块锌块相连,使锌作原电池的负极。,(4)应用四:设计制作原电池 设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件: a.必须是能自发进行的氧化还原反应。 b.根据氧化还原反应找出正、负极材料(负极就是失电子的物质,正极 用比负极活动性差的金属即可,也可以用石墨)及电解质溶液。 c.形成闭合回路。,重点难点 1.在原电池内电路中,阳离子移向正极,阴离子移向负极(包括盐桥中的 阴、阳离子)。这是因为负极发生的是失电
3、子的反应,致使该极附近有 大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负极;正极发生的是得电子的 反应,致使该极附近有大量负电荷,所以溶液中的阳离子要移向正极。 2.电极材料的选择 在原电池中,一般选择活动性相对较强的金属作负极;活动性相对较弱 的金属或导电的非金属作正极。,3.电解质溶液的选择 电解质溶液一般要能够与负极材料发生反应,或者电解质溶液中溶解的 其他物质能与负极材料发生反应(如溶解于溶液中的氧气)。如果两个 半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则两个容器中的电解质 溶液应含有相应电极材料的阳离子。如在Cu-Zn原电池中,负极Zn浸泡 在含有Zn2+的电解质溶液中,而正极Cu浸泡在
4、含有Cu2+的电解质溶液中。,考点二 电解原理及应用 基础知识 1.电解原理 (1)相关概念 使电流通过 电解质溶液(或熔融电解质) 而在阴、阳两极引起氧 化还原反应的过程叫电解。 将电能转化为 化学能 的装置叫电解池。 (2)电解池的构成条件 直流电源 ,两个电极,电解质(熔融态或溶液),闭合回路。,(3)电解池的工作原理以电解CuCl2溶液为例,2.电解原理的应用 (1)氯碱工业电解饱和食盐水,阳极(放电顺序:Cl-OH-):2Cl-2e- Cl2(氧化反应) 阴极(放电顺序:H+Na+):2H+2e- H2(还原反应) 总反应:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 离子方程式:
5、 2Cl-+2H2O 2OH-+H2+Cl2,(2)电镀和电解精炼铜,续表,(3)电冶金 a.原理:利用电解原理使矿石中的金属离子获得电子,从它们的化合物中 还原出来。 b.适用范围:制取活泼金属单质,如电解NaCl、MgCl2、Al2O3制取Na、 Mg、Al,化学方程式分别为 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2 , MgCl2(熔融) Mg+Cl2 , 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2 。,重点难点 (1)电解质溶液导电时一定发生化学反应,因为电解质溶液导电的过程 即电解的过程,电解池的两极分别发生氧化反应、还原反应,有新物质 生成。金属导电是物理变化。 (2)原电池和电解池中,阴、阳
6、离子一定在电解质(熔融态或溶液)中移 动,电子一定在导线中移动。可简记为“离子不上岸,电子不下水”。,考点三 金属的腐蚀与防护 基础知识 1.化学腐蚀和电化学腐蚀的比较,2.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀,3.金属的防护 (1)在金属表面覆盖保护层 a.涂矿物质油脂、油漆等; b.镀抗腐蚀金属电镀、热镀、喷镀法; c.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜,如烤蓝。 (2)改变金属内部组成、结构而增强抗腐蚀能力,如制成不锈钢。,(3)电化学防护 a. 牺牲阳极 的阴极保护法:形成原电池时,让被保护金属作正极, 不反应,起到保护作用;活泼金属反应而被腐蚀。 b. 外加电流 的阴极保护法:将被保护金属与另
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