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1、高三化學總復習高三化學總復習電化學電化學一、原電池一、原電池構成原電池的基本條件是什么？構成原電池的基本條件是什么？ （1 1）必須自發(fā)進行氧化還原反應必須自發(fā)進行氧化還原反應 （3 3）兩個電極必須插入兩個電極必須插入電解質溶液中電解質溶液中或或熔融熔融 的電解質中的電解質中；（4 4）兩個電極必須兩個電極必須相連相連并形成并形成閉合回路閉合回路。（2 2）必須有必須有兩種活潑性不同的兩種活潑性不同的導電材料導電材料作電極；作電極；把把化學能化學能轉化為轉化為電能電能的裝置。的裝置。下列反應中理論上不能設計成原電池的是下列反應中理論上不能設計成原電池的是（ ）A.HCl ( aq ) + N

2、aOH ( aq ) = NaCl ( aq ) + H2O ( l );H 0B.2CH3OH ( l ) +3O2 ( g ) = 2CO2 ( g ) + 4H2O ( l ); H 0C.2Fe Cl3 ( aq) +Fe ( s ) + = 3Fe Cl2( aq) ; H 0D. 2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ; H 正極正極(3)加快某些化學反應的反應速率；加快某些化學反應的反應速率；例如：在鋅與硫酸的反應中加入硫酸銅，可以例如：在鋅與硫酸的反應中加入硫酸銅，可以加快反應速率。加快反應速率。(1)制做化學電源；制做化學電源；(4)金屬腐蝕的原

3、理及金屬腐蝕的防護。金屬腐蝕的原理及金屬腐蝕的防護。金屬的電化學腐蝕金屬的電化學腐蝕（一）金屬腐蝕（一）金屬腐蝕1.1.概念：概念：金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。行化學反應而腐蝕損耗的過程。2.2.金屬腐蝕的本質金屬腐蝕的本質金屬原子失去電子變成陽離子而損耗金屬原子失去電子變成陽離子而損耗3.3.金屬腐蝕的分類：金屬腐蝕的分類：化學腐蝕和電化學腐蝕化學腐蝕和電化學腐蝕絕大多數(shù)金屬的腐蝕屬于電化學腐蝕絕大多數(shù)金屬的腐蝕屬于電化學腐蝕電化學腐蝕通常有析氫腐蝕和吸氧腐蝕電化學腐蝕通常有析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較項目比較項目化學腐蝕化學

4、腐蝕電化學腐蝕電化學腐蝕發(fā)生條件發(fā)生條件共同點共同點是否構成原電池是否構成原電池有無電流有無電流實質實質化學腐蝕化學腐蝕與與電電化學腐蝕化學腐蝕的比較的比較電化學電化學腐蝕腐蝕比比化學腐蝕化學腐蝕普遍得多普遍得多金屬跟接觸到的物質金屬跟接觸到的物質直接發(fā)生化學反應直接發(fā)生化學反應不純金屬跟接觸的電解不純金屬跟接觸的電解質溶液發(fā)生原電池反應質溶液發(fā)生原電池反應無電流無電流無原電池無原電池構成無數(shù)微小原電池構成無數(shù)微小原電池有弱電流有弱電流金屬被腐蝕金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕金屬原子失去電子變成陽離子而損耗金屬原子失去電子變成陽離子而損耗鋼鐵的電化學腐蝕鋼鐵的電化學腐蝕比較項目比較

5、項目析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕發(fā)生條件發(fā)生條件電電極極反反應應負極負極正極正極總反應總反應鋼鐵表面吸附的水膜酸鋼鐵表面吸附的水膜酸性較強時性較強時Fe Fe2+ + 2e- 2H+ + 2e- H2Fe+ 2H+ Fe2+ H2鋼鐵表面吸附的水膜酸鋼鐵表面吸附的水膜酸性較弱或呈中性時性較弱或呈中性時Fe Fe2+ +2e- O22H2O4e- 4OH-Fe2+2OH- Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)34Fe(OH)3Fe2O3xH2O(鐵銹鐵銹)+(3-x)H2O吸氧吸氧腐蝕腐蝕比比析氫析氫腐蝕腐蝕普遍得多普遍得多金屬的防護金屬的防護方方 法：法：1.1

6、.改變金屬的內部組織結構（如制不銹鋼）改變金屬的內部組織結構（如制不銹鋼）2.2.在金屬表面覆蓋保護層：在金屬表面覆蓋保護層：（1）在表面刷一層油漆；）在表面刷一層油漆；（2）在表面涂上機油；）在表面涂上機油；（3）在表面鍍一層其他耐腐蝕金屬；）在表面鍍一層其他耐腐蝕金屬；（4）在表面燒制搪瓷）在表面燒制搪瓷 ；（5）使金屬表面形成致密的氧化膜）使金屬表面形成致密的氧化膜 。3 3. .電化學保護法電化學保護法 ：（1）犧牲陽極的陰極保護法）犧牲陽極的陰極保護法 （2）外加電流的陰極保護法）外加電流的陰極保護法 金屬的電化學防護金屬的電化學防護例如在船體上接鋅塊，保護船身不被腐蝕。 ee1、下

7、列各情況，在其中、下列各情況，在其中Fe片腐蝕由片腐蝕由 快快到到慢慢的順序是的順序是規(guī)律規(guī)律在同一電解質溶液中，金屬腐蝕的快慢：在同一電解質溶液中，金屬腐蝕的快慢：電解原理引起的腐蝕原電池原理引起電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕有防腐措施的腐蝕的腐蝕化學腐蝕有防腐措施的腐蝕 防腐措施由好到壞的順序如下：防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護法犧牲陽極的外接電源的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法有一般防腐條件保護無陰極保護法有一般防腐條件保護無防腐條件防腐條件2、下列事實不能用電化學理論解釋的是、下列事實不能用電化學理論解釋的是 A輪船水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的輪船水線以

8、下的船殼上裝一定數(shù)量的 鋅塊鋅塊B鋁片不用特殊方法保護鋁片不用特殊方法保護C純鋅與稀硫酸反應時，滴入少量硫酸純鋅與稀硫酸反應時，滴入少量硫酸 銅溶液后速率加快銅溶液后速率加快D鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用3、家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)、家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的紅棕色的銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的化學反應是化學反應是A.4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3B.2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2C.2H2OO24e 4OHD.Fe Fe3 3e3e- -二、常見的化學電池二、常見的化學電池干電池干電池電極電極: :ZnZn為負極

9、為負極, ,碳棒為正極碳棒為正極電解液電解液：NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和和淀粉糊淀粉糊 另有黑色的另有黑色的MnOMnO2 2粉末，吸收正極產(chǎn)生的粉末，吸收正極產(chǎn)生的H H2 2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。電極方程式：電極方程式：負極負極( (ZnZn):):Zn ZnZn Zn2 2 2e2e- -正極：正極：2 2MnOMnO2 2 + 2NH + 2NH4 4+ + + 2e + 2e- - Mn Mn2 2O O3 3 + 2NH + 2NH3 3 +H +H2 2O O銀鋅電池銀鋅電池ZnZn為負極為負極, ,AgAg2 2O O為正極為正極 電解液電

10、解液: : KOHKOH溶液溶液電極反應式電極反應式: : 負極負極: :ZnZn2OH2OH Zn(OH) Zn(OH)2 2 2e2e- - 正極正極: :AgAg2 2O OH H2 2O O2e2e- - 2Ag 2Ag2OH2OH總反應式總反應式: : ZnZnAgAg2 2O OH H2 2O O2Ag2AgZn(OH)Zn(OH)2 2鉛蓄電池鉛蓄電池: : 電極：電極：PbPb為負極為負極, , PbOPbO2 2為正極為正極. . 電解液電解液: : 30%30%的的H H2 2SOSO4 4溶液溶液 電極反應式電極反應式: :放電時：放電時： 負極負極( (PbPb) )

11、： PbPbSOSO4 42 2- - PbSO PbSO4 4 2e2e- - 正極正極( (PbOPbO2 2) ) PbOPbO2 24H4HSOSO4 42 22e2e- - PbSO PbSO4 42H2H2 2O O總電池反應總電池反應: : PbOPbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 42PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O充電時：充電時： 陰極陰極( (PbPb) )： PbSOPbSO4 4 2e2e- - PbPbSOSO4 42 2- - 陽極陽極( (PbOPbO2 2) ) PbSOPbSO4 42H2H2 2O PbOO PbO2 24H4HSOSO

12、4 42 2 2e2e- -總電解反應總電解反應: :2 2PbSOPbSO4 42H2H2 2O O PbOPbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 4通電通電鋁鋁空氣空氣海水電池海水電池負極：負極：4 4Al Al 4Al4Al3+ 3+ +12e- 正極：正極：3 3O O2 2 + 6H+ 6H2 20 + 12e0 + 12e- - 120H 120H- -電池總反應式為：電池總反應式為：4 4Al+3OAl+3O2 2+6H+6H2 20=4Al0=4Al( (OHOH) )3 319911991年，我國首創(chuàng)以鋁年，我國首創(chuàng)以鋁- -空氣空氣- -海水為材料組成的新型海水為材料

13、組成的新型電池，用作航海標志燈以取之不盡的海水為電解質電池，用作航海標志燈以取之不盡的海水為電解質燃料電池燃料電池 (1)電極電極:Pt制作的惰性電極制作的惰性電極 (2)電解質溶液電解質溶液:KOH溶液溶液 (4)反應原理反應原理: 負極負極: 2H2+4OH - 4H2O +4e- 正極正極: O22H2O 4e- 4OH - 總反應：總反應：2H2O22H2O 電極反應：負極：電極反應：負極：CH4 + 10OH- CO32- + 7H2O +8e- 正極：正極： O2 + 2H2O + 4e- 4OH- 總反應式：總反應式： CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2

14、O 以甲烷作燃料的燃料電池以甲烷作燃料的燃料電池 電極為金屬鉑，電解質為電極為金屬鉑，電解質為KOH，在兩極分別通入甲烷和氧氣。在兩極分別通入甲烷和氧氣。組成電解池的條件組成電解池的條件：(1)外接直流電源外接直流電源(2)電極電極(金屬或惰性電極金屬或惰性電極)(3)電解質溶液或熔融的電解質電解質溶液或熔融的電解質 (4)形成閉合回路形成閉合回路 陽極陽極 氧化反應氧化反應 陰極陰極 還原反應還原反應e-e-電解池電解池陽陽極極陰陰極極 陰離子陰離子陽離子陽離子氧化反應氧化反應還原反應還原反應 Nm+me- NeeRn R +ne非惰性電極：非惰性電極：M Mn+ne-（電極本身溶解）電極本

15、身溶解）電子流電子流動方向動方向電解質溶液電解質溶液電源負極電源負極電解池陰極電解池陰極電源正極電源正極電解池陽極電解池陽極 在惰性電極上離子放電順序：在惰性電極上離子放電順序： 陰極陰極(與電極材料無關與電極材料無關)：Ag+Fe3+ Cu2+ H+Pb2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+ 得到電子得到電子 由易到難由易到難 陽極陽極(與電極材料有關與電極材料有關)：在水溶液中在水溶液中SOSO4 42-2-，NONO3 3- -等不會放電。等不會放電。 金屬金屬 S2-I- Br- Cl- OH- NO3- SO42- F- 失去電子由易到難失去電子由易到難

16、電極反應電極反應 陽極陽極 活潑金屬作電極活潑金屬作電極 由電極本身失電子由電極本身失電子 R Rn+ +ne- 惰性電極惰性電極 溶液中較易失電子的溶液中較易失電子的 陰離子優(yōu)先放電陰離子優(yōu)先放電陰極陰極 一定是溶液中易得電子的陽離子優(yōu)先放電一定是溶液中易得電子的陽離子優(yōu)先放電 Rn+ + ne- R 電解時電極產(chǎn)物的判斷電解時電極產(chǎn)物的判斷Rn- R +ne- （Pt、Au、石墨）石墨）電解原理的應用電解原理的應用銅的電解精煉銅的電解精煉粗銅粗銅純銅純銅 CuSO4溶液溶液陽極：陽極：粗銅粗銅陰極：陰極：純銅薄片純銅薄片電解質溶液：電解質溶液：CuSO4溶液溶液Cu= Cu2+2e 比銅活

17、潑的雜質也會同時失去電比銅活潑的雜質也會同時失去電子而溶解：子而溶解：Zn= Zn2+ + 2eFe= Fe2+ + 2e Ni= Ni2+ + 2e 比銅不活潑的雜質（比銅不活潑的雜質（Au、Ag）不會溶解不會溶解而從陽極上脫落下來而形成而從陽極上脫落下來而形成陽極泥陽極泥。Cu2+ 2e= Cu提煉金、銀等貴重金屬。提煉金、銀等貴重金屬。 電鍍銅電鍍銅陽極：陽極：銅片銅片陰極：陰極：待鍍鐵制品待鍍鐵制品Cu Cu2+ + 2e Cu2+ 2e CuCuSO4溶液的濃度保持不變。溶液的濃度保持不變。實驗結果：實驗結果：在鐵制品上鍍上了一層銅在鐵制品上鍍上了一層銅利用電解原理在某些金屬的表面鍍

18、上一利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程叫薄層其它金屬或合金的過程叫電鍍電鍍。電鍍電鍍電鍍的目的：電鍍的目的：（1）增強防銹抗腐能力；）增強防銹抗腐能力；（2）增加美觀和表面硬度。）增加美觀和表面硬度。陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬:M Mn ne-陰極陰極鍍件鍍件: Mn ne-M電解液電解液:含鍍層金屬陽離子的鹽溶液含鍍層金屬陽離子的鹽溶液電鍍槽電鍍槽特特點點（1）陽極本身溶解；）陽極本身溶解；（2）電解液濃度保持不變。）電解液濃度保持不變。 有關電解的計算有關電解的計算原則原則: 電化學的反應是氧化一還原反應電化學的反應是氧化一還原反應,各電各電極上轉移電子的物質的量相等

19、極上轉移電子的物質的量相等,無論是單一電無論是單一電池還是串聯(lián)電解池池還是串聯(lián)電解池,均可抓住均可抓住電子守恒電子守恒計算計算.關鍵關鍵: 電極名稱要區(qū)分清楚電極名稱要區(qū)分清楚. 電極產(chǎn)物要判斷準確電極產(chǎn)物要判斷準確. 各產(chǎn)物間量的關系遵循電子得失守恒各產(chǎn)物間量的關系遵循電子得失守恒. 電化學方法處理污水電化學方法處理污水電化學方法處理污水電化學方法處理污水電化學方法處理污水電化學方法處理污水 電化學方法處理污水電化學方法處理污水電化學方法處理污水電化學方法處理污水例例 用下圖裝置進行電解實驗用下圖裝置進行電解實驗(a、b、c、d均為鉑電極均為鉑電極),供選擇供選擇的有的有4組電解液組電解液,

20、要滿足下列要求要滿足下列要求: 工作一段時間后工作一段時間后A槽槽pH值上升值上升,B槽的槽的pH下降下降.b、c兩極上反應的離子的物質的量相等兩極上反應的離子的物質的量相等(1)應選擇的電解質是上述四組中的第應選擇的電解質是上述四組中的第_組組(2)該組電解過程中各電極上的電極反應為該組電解過程中各電極上的電極反應為a極極_ _ b極極_ _ c極極_ _ d極極_ _(3)當當b極上析出極上析出7.1g電解產(chǎn)物時電解產(chǎn)物時,a極上析出產(chǎn)物的質量為極上析出產(chǎn)物的質量為_g;若若B槽電解質溶液槽電解質溶液500mL，且忽略電解前后電解液的體且忽略電解前后電解液的體積變化，則此時積變化，則此時B槽中的槽中的H比電解前增加了比電解前增加了_mol/L.44H4e-2H24Cl2Cl2+ 4e-4Ag 4e- 4Ag4OH2H2OO2+ 4e-0.20.4例：例：用兩支惰性電極插入用兩支惰性電極插入1000mL CuSO4溶液，通電電解，當電解液的溶液，通電電解，當電解液的PH由由6.0變變?yōu)闉?.0時，下列敘述正確的是時，下列敘述正確的是 A、陰極上析出陰極上析出11.2mL氫氣（標況）氫氣（標況） B、陰極上析出陰極上析出32mg銅銅 C、陽極和陰極質量都沒有變化陽極和陰極質量都沒有變化 D、陽極上析出陽極上析出5.6mL氧氣（標況）氧氣（標況） BD