电化学基础专题讲座课件.ppt

1、右玉一中右玉一中知识点要求知识点要求 1.了解原电池、电解池的工作原理，了解常见化了解原电池、电解池的工作原理，了解常见化学电源的种类及其工作原理。学电源的种类及其工作原理。2能写出电极反应式和电池反应式。能写出电极反应式和电池反应式。3了解电解原理的实际应用。了解电解原理的实际应用。4理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害及防止金属腐蚀的措施。危害及防止金属腐蚀的措施。重点知识整合重点知识整合一、原电池、电解池电极反应式及总反应式的书写一、原电池、电解池电极反应式及总反应式的书写1原电池的电极反应式和总反应式的书写方法原电池的电极反应式和总反应式

2、的书写方法(1)确定正、负极的方法如下：确定正、负极的方法如下：(2)书写步骤书写步骤BCCe-e-e-e-e-e-电解池中电子的移动方向电解池中电子的移动方向 电解氯化铜溶液微观模拟电解氯化铜溶液微观模拟2电解池的电极反应式和总反应式的书写方法电解池的电极反应式和总反应式的书写方法(1)检查阳极电极材料并确定溶液中的离子种类。检查阳极电极材料并确定溶液中的离子种类。(2)由放电顺序确定放电产物和电极反应。由放电顺序确定放电产物和电极反应。阳极产物的判断阳极产物的判断a如果是活性电极如果是活性电极(金属活动性顺序表金属活动性顺序表Ag以前以前，包括包括Ag)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液

3、，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子；中的阴离子不能失电子；b如果是惰性电极如果是惰性电极(Pt、Au、石墨、石墨)，则要看溶，则要看溶液中离子的失电子能力，此时根据阴离子放电液中离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断，常见阴离子放电顺序：顺序加以判断，常见阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根含氧酸根离子离子F 。阴极产物的判断阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序与金属活动性顺序相反，其中电顺序与金属活动性顺序相反，其中需需注意：注意：AgFe3Cu2。(3)根据实际反应物写总电解方程式。根据实

4、际反应物写总电解方程式。与与区结合：区结合：与与区结合：区结合：与与区结合：区结合：与与区结合：区结合：阳极：阳极：活泼电极活泼电极S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根 阴极：阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+(大量大量，来，来自于酸自于酸)（少量，来（少量，来自于水）自于水）电解电解电解质电解质型型放放氢氢生生碱碱型型放放氧氧生生酸酸型型电解电解水水型型如如CuCl2如如NaCl如如CuSO4、AgNO3如如Na2SO4 H2SO4 NaOH惰性电极电解规律：惰性电极电解规律：类型类型电解电解水型水型电解电电解电解质型解质型放放H2生生碱型碱型

5、放放O2生生酸型酸型电极反应特点电极反应特点实例实例电解电解对象对象电解质电解质浓度浓度PH电解质溶电解质溶液复原液复原“出什出什么加什么加什么么”(加入阴加入阴阳两极阳两极逸出或逸出或析出析出)物质所物质所对应的对应的化合物化合物有氢有氢有氧有氧增增原性原性;无氢无氢无氧无氧减减原性原性;有氢有氢无氧增无氧增碱碱性性;有氧有氧无氢增无氢增酸酸性性.增大增大减小减小水水电解电解质本质本身身电解电解质和质和水水阴阴:4H+4e-=2H2阳阳:4OH-4e-=O2+2H2O电解质电离出的电解质电离出的阴阳离子分别在阴阳离子分别在两极放电两极放电阴阴:水放水放H2生碱生碱阳阳:电解质阴离电解质阴离子

6、放电子放电阴阴:电解质阳离子电解质阳离子放电放电阳阳:水放水放O2生酸生酸CuSO4NaClCuCl2HClNaOHH2SO4Na2SO42.主要计算方法主要计算方法(1)电子守恒法电子守恒法阴、阳两极转移电子的物质的量相等，若多个电阴、阳两极转移电子的物质的量相等，若多个电解池串联，则各电极转移电子的物质的量相等。解池串联，则各电极转移电子的物质的量相等。(2)电荷守恒法电荷守恒法电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。要特别注意守恒关系式中换带负电荷总数相等。要特别注意守恒关系式中换算单位的统一，防止计算错误。算单位的统一，防止

7、计算错误。(3)方程式法方程式法根据电极反应式或电解总反应的化学方程式进行根据电极反应式或电解总反应的化学方程式进行相关计算。混合溶液的电解要分清阶段，理清两相关计算。混合溶液的电解要分清阶段，理清两极电解过程中的电子守恒。如电解极电解过程中的电子守恒。如电解CuSO4溶液开溶液开始始2CuSO42H2O 2Cu2H2SO4O2，后，后来来2H2O 2H2O2。(4)关系式法：借得失电子守恒关系建立已知量与关系式法：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式，再未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式，再列比例求算。如：列比例求算。如：eHOHCl等。等。Zn(或锌或锌

8、)正极正极 锌与还原出来的锌与还原出来的Cu构成铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀锌原电池而加快锌的腐蚀b2H2e=H2 87 2H2e=H2 Mg22OH =Mg(OH)2 4OH4e=2H2OO2 用拇指按住管口，取出试管，用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声 用拇指按住管口，取出试管正立，用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃溶液呈红色，白色沉淀溶解溶液呈红色，白色沉淀溶解H2的常用检验方法是的常用检验方法是“爆鸣爆鸣”法法 O2的常用检验方法是木条复燃法的常用检

9、验方法是木条复燃法 1.金属腐蚀金属腐蚀类型：类型：条件：条件：反应：反应：实例：实例：结果：结果：电化学腐蚀电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀不纯金属电解质溶液不纯金属电解质溶液金属氧化剂接触金属氧化剂接触原电池反应，有电流原电池反应，有电流直接的氧化还原直接的氧化还原反应，无电流反应，无电流钢铁在潮湿空气里钢铁在潮湿空气里钢铁与钢铁与Cl2接触接触较活泼金属耗损较活泼金属耗损金属耗损金属耗损三、金属的腐蚀与防护三、金属的腐蚀与防护Mne-=M n+（金属耗损）（金属耗损）实质：实质：Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀

10、析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈水膜呈酸性酸性水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱电极反应电极反应负极负极Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH-总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系联系电化学腐蚀电化学腐蚀2判断金属腐蚀快慢的规律(1)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腐蚀措施的腐蚀(电解原理的防护原电池原理的防护)。(2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。

11、(3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。阳极腐蚀阳极腐蚀 负极腐蚀负极腐蚀 化学腐蚀化学腐蚀 正极腐蚀正极腐蚀 阴极腐蚀阴极腐蚀3.金属防腐方法金属防腐方法 (1)改变金属的内部结构（制成防腐的改变金属的内部结构（制成防腐的 合金，合金，如不锈钢）如不锈钢）（2）覆盖保护层（如喷油漆、电镀等）覆盖保护层（如喷油漆、电镀等）（3）电化学保护）电化学保护 a.牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法;b.外加电流的阴极保护法）外加电流的阴极保护法）例例6 6(2010(2010北京理综北京理综)下列有关钢铁腐蚀与防下列有关钢铁

12、腐蚀与防护的说法正确的是护的说法正确的是()A A钢管与电源正极连接，钢管可被保护钢管与电源正极连接，钢管可被保护B B铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀蚀D D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是FeFe3e3e=Fe=Fe3 3B 例例77下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗当镀纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保

13、护作锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了用海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法可将地下输油钢管与外加牺牲阳极的阴极保护法可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀A A B B C C D DC 例例88下图装置中，下图装置中，U U型管内为红墨水，型管内为红墨水，a a、b b试管内分试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是段时间。下列有关描述错误的是()A生铁块中的碳是原电池的正极

14、生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：两试管中相同的电极反应式是：Fe2e=Fe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发试管中发生了析氢腐蚀生了析氢腐蚀B2 2无论什么样的电极材料、电解质溶液无论什么样的电极材料、电解质溶液(或熔融状态的电解或熔融状态的电解质质)构成原电池，只要是原电池就永远遵守电极的规定：电子构成原电池，只要是原电池就永远遵守电极的规定：电子流出的电极是负极，电子流入的电极是正极。流出的电极是负极，电子流入的电极是正极。3 3在化学反应中，失去电子的反应在化学反应中，失去电子

15、的反应(电子流出的反应电子流出的反应)是氧化是氧化反应，得到电子的反应反应，得到电子的反应(电子流入的反应电子流入的反应)是还原反应，所以是还原反应，所以在原电池中，负极永远发生氧化反应，正极永远发生还原反在原电池中，负极永远发生氧化反应，正极永远发生还原反应。应。4 4在电解池中分析阳极上的电极反应，应首先看阳极材料，在电解池中分析阳极上的电极反应，应首先看阳极材料，因为活泼电极作阳极会先放电。因为活泼电极作阳极会先放电。5 5在原电池中两种金属电极的活动性是相对的，即相对活泼在原电池中两种金属电极的活动性是相对的，即相对活泼的金属作负极，而相对不活泼的金属作正极，在不同的电解的金属作负极，

16、而相对不活泼的金属作正极，在不同的电解质溶液中，它们活动性的相对强弱可能会改变。质溶液中，它们活动性的相对强弱可能会改变。如如MgMg和和AlAl，在以稀硫酸为电解质溶液的原电池中，在以稀硫酸为电解质溶液的原电池中，MgMg比比AlAl金属性强，所以金属性强，所以MgMg作负极，作负极，AlAl作正极；将电作正极；将电解质溶液换为解质溶液换为NaOHNaOH溶液，由于溶液，由于MgMg不能与不能与NaOHNaOH溶液发溶液发生反应，而生反应，而AlAl易与易与NaOHNaOH溶液发生反应，所以在溶液发生反应，所以在NaOHNaOH溶液中溶液中AlAl比比MgMg活泼，活泼，AlAl作负极，而作负极，而MgMg作正极。由此作正极。由此可见，在判断原电池的正负极时，不仅要比较两种可见，在判断原电池的正负极时，不仅要比较两种金属的金属活动性，还要注意电解质溶液的性质。金属的金属活动性，还要注意电解质溶液的性质。