易学通·重难点一本过高二化学 第四章 电化学基础(人教版选修4):重难点四 常见化学电源的种类及其工作原
第四章 电化学基础 章末归纳与整理-高二化学(人教版选修4)
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【例题6】(2021·浙江·效实中学高二期中)利用膜技术和电化学原理
制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5,装置如图,下列说法正确的是( B )
A.甲装置将电能转化为化学能 B.每转移2mol电子,生成2mol N2O5 和1mol H2SO4 C.乙中电极d上发生氧化反应 D.c电极反应式为: N2O4 – 2e- +H2O=N2O5+2H+
3.特别注意:书写电解池中电极反应式时,要以实际放电的离子
表示,但书写总电解反应方程式时,弱电解质要写成分子式。如用惰性
电极电解NaOH溶液,阳极发生氧化反应,电极反应式为4OH--4e-=
2H2O+O2↑,阴极发生还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑,总反
应式表示为2H2O
2H2↑+O2↑。
【对应训练】LiOH是生产航空航天润滑剂的原料。清华大学首创三室 膜电解法制备氢氧化锂,其模拟装置如图所示。下列有关说法正确的是( C )
A.膜1为阳离子交换膜,膜2为阴离子交换膜 B.a极为电源的负极,Y极上发生氧化反应 C.X极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑ D.每转移2 mol电子,理论上生成52 g LiOH
电池正极的电极反应式为O2+2H2O-4e-=4OH-
【对应训练】结合图示判断,下列叙述正确的是( A ) A.K与N连接时,X为硫酸,一段时间后溶液的pH增大 B.K与N连接时,X为氯化钠,石墨极电极反应式为2H++2e-=H2↑ C.K与M连接时,X为硫酸,一段时间后溶液的pH增大 D.K与M连接时,X为氯化钠,石墨极电极反应式为4OH--4e-= 2H2O+O2↑
Cd(OH)2+2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是
A.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O B.充电过程是化学能转化为电能的过程
第四章《电化学基础》归纳与整理导学案(含解析)人教版高中化学选修4
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第四章《电化学基础》导学案归纳与整理(共一课时)【学习目标】1.通过分析原电池原理、归纳形成的条件、分析装置的特点,能正确判断原电池的正、负极。
2.通过问题探究、讨论交流,会根据氧化还原反应原理,理解半电池概念,会正确书写原电池的电极反应式和总反应式。
3.通过分析电解原理、实例探究、问题讨论,熟知电解的规律及其应用,会正确书写电解的电极反应式和总反应式。
4.通过对原电池和电解池的比较,会正确区分判断原电池和电解池,能分析有关电化学综合性问题,培养节约资料、环境保护意识。
【学习重点】原电池和电解池中电极的判断方法、电极反应式及总反应式的书写、电解规律及应用【学习难点】二次电池原理分析、电解规律及应用情景导入:本章《电化学基础》内容包括原电池和电解池两部分,如下图所示装置,当K1关闭,K2打开时是什么装置?铁是什么电极?当K2关闭,K1打开时是什么装置?铁是什么电极?活动一、图解原电池正、负极的判断方法1.思考交流:根据上述两种装置的特点,请说出两装置中电子及溶液中离子移动方向?为什么?可以从哪些角度快速判断原电池中的正、负极?【温馨提示】(1)原电池中电子由负极流向正极,溶液中阳离子向正极移动阴离子向负极移动.(2)电解池中电子由负极流向阴极再由阳极流回正极,电解液中阴离子向阳极移动阳离子向阴极移动.(3)原电池中电极的判断角度如下所示:2.问题探究:在原电池中,金属更活泼的电极一定是负极吗?清举例说明。
【温馨提示】活泼电极不一定作负极。
常见有下面两种情况会出现“异常”原电池:(1)铝铜浓硝酸电池:初期,活泼金属铝作负极被氧化,由于铝表面很快形成致密氧化物薄膜阻止反应继续进行,使铝钝化,钝化铝作正极,铜被浓硝酸氧化,作负极,电极反应:铜:Cu-2e-===Cu2+;钝化铝:2NO-3+2e-+4H+===2NO2↑+2H2O。
(2)镁铝烧碱溶液电池:镁不溶于烧碱,铝单质可溶于烧碱,铝作负极,镁作正极,电极反应,铝:2Al-6e-+8OH-===2AlO-2+4H2O;镁:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-。
选修四 第四章电化学基础 知识点总结
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电解质和水同时被电解型
A 、放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(如NaCl 、MgBr2)溶液的电解
B 、放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3)溶液的电解
相互关系:往往同时发生,电化腐蚀要比化
第三单元 金属的腐蚀与防护
1、金属防护的几种重要方法
①改变金属内部的组织结构,制成合金。
②在金属表面覆盖保护层。
如油漆、油脂等,电镀Zn,Cr 等易氧化形成致密的氧化物薄膜作
保护层。
原理:隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
③电化学保护法,即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。
2、牺牲阳极的阴极保护法:
原理 :形成原电池反应时,让被保护金属做正极,不反应,起到保护作用;而活泼金属反应受到腐蚀。
3、外加电源的阴极保护法:
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。
此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
金属(或合金)跟周围接触到的气体 (或液体)反应而腐蚀损耗的过程。
高中化学人教版选修四第四章 电化学基础知识梳理+综合
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第四章《电化学基础》复习知识梳理复习知识要点:1、原电池2、化学电源3、电解池4、金属的电化学腐蚀与防护复习目标:通过知识点内容梳理及例题练习,回忆并巩固本章所有知识点内容及其应用,掌握原电池、电解池的概念及原理,了解电解食盐水、电镀、电冶炼的原理;掌握电极的判断及能正确书写电极反应;牢记常见离子放电规律。
知识点一、原电池1.概念:将化学能转化为电能的装置叫做原电池_。
2.组成条件①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3.电子流向外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4.电极反应以锌铜原电池为例:负极:氧化反应: Zn-2e-=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应:2H++2e-=H2↑(较不活泼金属)总反应式: Zn+2H+=Zn2++H2↑5.正、负极的判断(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向负极流入正极。
(3)从电流方向正极流入负极。
(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象①__溶解的一极为负极__②增重或有气泡一极为正极【例题1】下列关于原电池的叙述正确的是( B)A. 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B. 原电池是将化学能转变为电能的装置C. 在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原D. 原电池放电时,电流的方向是从负极到正极【例题2】原电池的电极名称不仅与电极的性质有关,也与电解质溶液有关,下列说法中不正确的是( C )A.有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为:Al-3 e-==Al3+B.Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:Al-3 e-==Al3+C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-==Cu2+D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-==Cu2+知识点二、化学电源1.电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2.化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3.化学电池的分类:__一次电池___、__二次电池__、__燃料电池___(1)一次电池常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等(2)二次电池①二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
(完整)【人教版】高中化学选修4知识点总结第四章电化学基础,文档
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第四章电化学基础一、原电池课标要求1、掌握原电池的工作原理2、熟练书写电极反响式和电池反响方程式要点精讲1、原电池的工作原理〔 1〕原电池看法:化学能转变成电能的装置,叫做原电池。
假设化学反响的过程中有电子转移,我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动,即形成电流。
只有氧化复原反响中的能量变化才能被转变成电能;非氧化复原反响的能量变化不能够设计成电池的形式被人类利用,但能够以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。
(2〕原电池装置的组成①有两种活动性不同样的金属〔或一种是非金属导体〕作电极。
②电极资料均插入电解质溶液中。
③两极相连形成闭合电路。
(3〕原电池的工作原理原电池是将一个能自觉进行的氧化复原反响的氧化反响和复原反响分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。
负极发生氧化反响,正极发生复原反响,简单记法:负失氧,正得还。
2、原电池原理的应用(1〕依照原电池原理比较金属活动性强弱①电子由负极流向正极,由爽朗金属流向不爽朗金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。
②在原电池中,爽朗金属作负极,发生氧化反响;不爽朗金属作正极,发生复原反响。
③原电池的正极平时有气体生成,或质量增加;负极平时不断溶解,质量减少。
〔 2〕原电池中离子搬动的方向①组成原电池后,原电池溶液中的阳离子向原电池的正极搬动,溶液中的阴离子向原电池的负极搬动;②原电池的外电路电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
注:外电路:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极;内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
3、原电池正、负极的判断方法:(1〕由组成原电池的两极资料判断一般是爽朗的金属为负极,爽朗性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2〕依照电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3〕依照原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
高二化学教材选修4重难点内容
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高二化学教材选修4重难点内容第1章、化学反应与能量转化一、化学反应的热效应1、化学反应的反应热(1)反应热的概念:(2)反应热与吸热反应、放热反应的关系。
(3)反应热的测定2、化学反应的焓变(1)反应焓变(2)反应焓变ΔH与反应热Q的关系。
(3)反应焓变与吸热反应,放热反应的关系:(4)反应焓变与热化学方程式:3、反应焓变的计算(1)盖斯定律对于一个化学反应,无论是一步完成,还是分几步完成,其反应焓变一样,这一规律称为盖斯定律。
(2)利用盖斯定律进行反应焓变的计算。
二、电能转化为化学能——电解1、电解的原理(1)电解的概念:(2)电极反应:以电解熔融的NaCl为例:阳极:与电源正极相连的电极称为阳极,阳极发生氧化反应:2Cl-→Cl2↑+2e-。
阴极:与电源负极相连的电极称为阴极,阴极发生还原反应:Na++e-→Na。
总方程式:2NaCl(熔)2Na+Cl2↑2、电解原理的应用(1)电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气。
阳极:2Cl-→Cl2+2e-阴极:2H++e-→H2↑总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑(2)铜的电解精炼。
粗铜(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt)为阳极,精铜为阴极,CuSO4溶液为电解质溶液。
阳极反应:Cu→Cu2++2e-,还发生几个副反应Zn→Zn2++2e-;Ni→Ni2++2e-Fe→Fe2++2e-Au、Ag、Pt等不反应,沉积在电解池底部形成阳极泥。
阴极反应:Cu2++2e-→Cu(3)电镀:以铁表面镀铜为例待镀金属Fe为阴极,镀层金属Cu为阳极,CuSO4溶液为电解质溶液。
阳极反应:Cu→Cu2++2e-阴极反应: Cu2++2e-→Cu三、化学能转化为电能——电池1、原电池的工作原理(1)原电池的概念:把化学能转变为电能的装置称为原电池。
(2)Cu-Zn原电池的工作原理:(3)原电池的电能若两种金属做电极,活泼金属为负极,不活泼金属为正极;若一种金属和一种非金属做电极,金属为负极,非金属为正极。
最新【人教版】高中化学选修4知识点总结:第四章电化学基础
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第四章电化学基础一、原电池课标要求1、掌握原电池的工作原理2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式要点精讲1、原电池的工作原理(1)原电池概念:化学能转化为电能的装置,叫做原电池。
若化学反应的过程中有电子转移,我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动,即形成电流。
只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能;非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用,但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。
(2)原电池装置的构成①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两极相连形成闭合电路。
(3)原电池的工作原理原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。
负极发生氧化反应,正极发生还原反应,简易记法:负失氧,正得还。
2、原电池原理的应用(1)依据原电池原理比较金属活动性强弱①电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。
②在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应;不活泼金属作正极,发生还原反应。
③原电池的正极通常有气体生成,或质量增加;负极通常不断溶解,质量减少。
(2)原电池中离子移动的方向①构成原电池后,原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动,溶液中的阴离子向原电池的负极移动;②原电池的外电路电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
注:外电路:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极;内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
3、原电池正、负极的判断方法:(1)由组成原电池的两极材料判断一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。
人教版高中化学选修4第四章电化学基础知识归纳
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电化学基础知识归纳(含部分扩展内容)(珍藏版)特点:电池总反应一般为自发的氧化还原反应,且为放热反应(△H<0);原电池可将化学能转化为电能电极负极:一般相对活泼的金属溶解(还原剂失电子,发生氧化反应)正极:电极本身不参加反应,一般是电解质中的离子得电子(也可能是氧气等氧化剂),发生还原反应原电池原理电子流向:负极经导线到正极电流方向:外电路中,正极到负极;内电路中,负极到正极电解质中离子走向:阴离子移向负极,阳离子移向正极原电池原理的应用:制成化学电源(实用原电池);金属防腐(被保护金属作正极);提高化学反应速率;判断金属活性强弱一次电池负极:还原剂失电子生成氧化产物(失电子的氧化反应)正极:氧化剂得电子生成还原产物(得电子的还原反应)放电:与一次电池相同二次电池规则:正极接外接电源正极,作阳极;负极接外接电源负极,作阴极(正接正,负接负)充电阳极:原来的正极反应式反向书写(失电子的氧化反应)原电池阴极:原来的负极反应式反向书写(得电子的还原反应)化学电源电极本身不参与反应(一般用多孔电极吸附反应物),总反应相当于燃烧反应负极:可燃物(如氢气、甲烷、甲醇等)失电子被氧化(注意电解质的酸碱性)电极反应正极:O2得电子被还原,具体按电解质不同通常可分为4种燃料电池碱性介质:O2 + 4+ 2H2O 4酸性介质:O2 + 4+ 4 2H2O电解质不同时氧气参与的正极反应固体或熔融氧化物(传导氧离子):O2+ 4 2O2-质子交换膜(传导氢离子):O2 + 4+ 4 2H2O特殊原电池: 镁、铝、氢氧化钠,铝作负极 ;铜、铝、浓硝酸,铜作负极 ; 铜、铁、浓硝酸,铜作负极,等特点:电解总反应一般为不能自发的氧化还原反应;可将电能转化为化学能活性电极:阳极溶解(优先),金属生成金属阳离子阳极惰性电极一般为阴离子放电,失电子被氧化,发生氧化反应(接电源正极)(石墨、铂等)常用放电顺序是:>>高价态含氧酸根(还原性顺序),发生氧化反应,相应产生氯气、氧气电解原理电极反应阴极电极本身一般不参加反应,阳离子放电,得电子被还原,发生还原反应(接电源负极)常用放电顺序是:>2+>>活泼金属阳离子(氧化性顺序),相应产生银、铜、氢气电流方向:正极到阳极再到阴极最后到负极电子流向:负极到阴极,阳极到正极(电解质溶液中无电子流动,是阴阳离子在定向移动)离子流向:阴离子移向阳极(阴离子放电),阳离子移向阴极(阳离子放电)常见电极反应式阳极: 2- 22↑ , 4- 4 O2↑+ 2H2O或2H24 O2↑+4(来自水时适用)电解池阴极:+ , 2+ + 2 , 2 + 2 H2↑或2H222↑+2(来自水时适用)电解水型:强碱、含氧强酸、活泼金属的含氧酸盐,如:、、 H24、3、24溶液等电解溶质型:无氧酸、不活泼金属的含氧酸盐,如:、2溶液等常见电解类型电解溶质+水(放氢生碱型):活泼金属的无氧酸盐,如:、、2溶液等电解溶质+水(放氧生酸盐):不活泼金属的含氧酸盐,如:4、3溶液等氯碱工业的基础:电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠铜的电解精炼:粗铜作阳极,纯铜作阴极,硫酸铜溶液作电解质溶液电解原理的应用电镀(铜):纯铜作阳极,待镀件作阴极,硫酸铜溶液作电解质溶液(电镀液)冶炼金属,如钠(电解熔融氯化钠)、镁(电解熔融氯化镁)、铝(电解熔融氧化铝)金属的电化学防腐(外接电源的阴极保护法)金属的腐蚀:分为化学腐蚀和电化学腐蚀,其中,后者是主要方式,且速率更大(因为电化学腐蚀时形成了大量微小原电池),电化学腐蚀包括吸氧腐蚀(中性、碱性环境等)以及析氢腐蚀(酸性较强时),吸氧腐蚀是主要形式,钢铁可以最终均形成红棕色的铁锈(2O3·2O)。
高中化学(人教版,选修4) 第四章电化学基础 复习课
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前言我们分析每年考上清华北大的北京考生的成绩,发现能够考上清北的学生化学的平均分都在95分以上,先开始我们认为,学习能力强的孩子化学一定学得好。
可是在分析没有考上清北的学生的成绩的时候发现,很多与清北失之交臂的学生,化学的平均分要略低,数学物理的分数却不相上下。
我们仔细讨论其中的缘由,通过对学生的调查研究发现一个令人惊讶的结论:化学学的好的学生更容易在理综上考得高分!这是因为化学学的好的学生,能够用更快的速度在理综考试中解决100分的分值,之后孩子可以用更多的时间去处理没有见过的物理难题。
物理的难题在充分的时间中得到更多考虑的空间,使得考生在理综总分上能够有所突破。
所以想上好大学,化学必须学好,化学的使命就是在高考当中帮助考生提速提分。
因此这份资料提供给大家使用,主要包含有一些课件和习题教案。
后序中有提到一些关于学习的建议。
本章复习课1.下列叙述不正确的是()A.铁表面镀锌,铁作阳极B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应式:2Cl--2e-===Cl2↑答案 A解析铁表面镀锌,铁应作阴极而锌作阳极,A错误;锌比铁活泼,在船底镶嵌锌块,可有效防护船体被腐蚀;钢铁的吸氧腐蚀中正极上O2得到e-被还原;工业电解饱和食盐水的反应中阳极上Cl-失去e-被氧化,故B、C、D均正确。
2.如图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl 的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是()A.a中铁钉附近呈现红色B.b中铁钉上发生还原反应C.a中铜丝上发生氧化反应D.b中铝条附近有气泡产生答案 B解析依据原电池原理分析可知:a中铁钉作负极,发生氧化反应,铜丝作正极,发生O2+2H2O+4e-===4OH-的还原反应,可知A、C错误;b中铁钉作正极,发生O2+2H2O+4e-===4OH-的还原反应,而铝条发生氧化反应,不会冒气泡,B正确、D错误。
高中化学第四章电化学基础章末系统总结新人教版选修4
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第四章电化学基础一、重知点识梳理二、实验专项探讨——金属侵蚀条件的实验探讨阻碍金属侵蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面,就金属的本性而言,金属越活泼,就越易失去电子被侵蚀。
介质对金属侵蚀的阻碍专门大,若是金属在潮湿的空气中,接触侵蚀性气体或电解质溶液,都容易被侵蚀。
即时训练某探讨小组用铁钉被侵蚀的快慢实验,来研究避免钢铁侵蚀的方式。
所用试剂有:材质相同无锈的铁钉数个,必然量的食盐水、碳酸水、植物油,实验温度为298 K或308 K,每次实验取用铁钉的数量相同,液体体积相同且足量,用大小相同的试管实验。
(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:实验编号T/K试管内取用液体实验目的①298 食盐水(Ⅰ)实验①和②探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响(Ⅱ)实验①和________探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响(Ⅲ)实验①和________探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响②③④(2)请依照上述实验,判定下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是________(填字母)。
A.在铁门、铁窗表面涂上油漆B.自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐方法,因此不需要停放在能遮雨的地址C.家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处D.把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且组成回路,可减少铁闸门的侵蚀速度解析:(1)实验Ⅰ探讨不同电解质对铁钉侵蚀快慢的阻碍,因此保证温度不变(仍为298 K),改变电解质(选用碳酸水)。
实验Ⅱ探讨温度对铁钉侵蚀快慢的阻碍,因此保证电解质不变(仍为食盐水),改变温度(选308 K)。
实验Ⅲ探讨铁钉是不是接触电解质溶液对铁钉侵蚀快慢的阻碍。
因此保证温度不变(仍为298 K),改变试管内液体(选植物油)。
(2)A项涂油漆爱惜铁窗,使铁窗与周围物质隔开,正确;自行车放在干燥处,不易形成原电池,能降低侵蚀速度,B错误,C正确;D项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连,使之作电解池的阴极,才能起到爱惜作用,D错误。
电化学知识点总结 选修4 人教版
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电化学知识点总结选修4 人教版电化学知识点总结选修4 人教版电化学原电池装置特点:化学能转化为电能。
①、两个活泼性不同的电极;形成条件:②、电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应);原③、形成闭合回路(或在溶液中接触)电负极:用还原性较强的物质(活泼金属)作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化反应。
池基本概念:正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路得到电子,发生还原反应。
原电极反应方程式:电极反应、总反应。
理失e-,沿导线传递,有电流产生氧化反应负极铜锌原电池正极还原反应反应原理:Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=2H2↑不溶阳移解断离子向电解质溶液电极反应:负极(锌筒)Zn-2e-=Zn2+正极(石墨)2NH4++2e-=2NH3+H2↑①、普通锌锰干电池总反应:Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑干电池:电解质溶液:糊状的NH4Cl特点:电量小,放电过程易发生气涨和溶液②、碱性锌锰干电池电极:负极由锌改锌粉(反应面积增大,放电电流增加);电解液:由中性变为碱性(离子导电性好)。
正极(PbO2)PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O负极(Pb)Pb+SO42--2e-=PbSO4铅蓄电池:总反应:PbO2+Pb+2H2SO4充电2PbSO4+2H2O电解液:1.25g/cm3~1.28g/cm3的H2SO4溶液蓄电池特点:电压稳定。
Ⅰ、镍镉(NiCd)可充电电池;其它蓄电池Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2Ⅱ、银锌蓄电池锂电池①、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输入,同时燃料电极反应产物不断排出电池。
电池②、原料:除氢气和氧气外,也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
负极:2H2+2OH--4e-=4H2O;正极:O2+2H2O+4e-=4OH-③、氢氧燃料电池:总反应:O2+2H2=2H2O特点:转化率高,持续使用,无污染。
(2021年整理)高中化学第四章电化学基础章末知识整合新人教版选修4

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【金版学案】2014-2015学年高中化学第四章电化学基础章末知识整合新人教版选修4专题一原电池和电解池的知识比较♨特别提示:原电池、电解池、电镀池判定规律(1)若无外接电源,可能是原电池,然后依据原电池的形成条件分析判断.主要思路是“三看”:先看电极:两极为导体且活泼性不同;再看溶液:两极插入电解质溶液中;后看回路:形成闭合回路或两极接触。
(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池。
当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池,其余情况为电解池。
(双选)在原电池和电解池的电极上所发生的反应,同属氧化反应或同属还原反应的是( )A.原电池正极和电解池阳极所发生的反应B.原电池正极和电解池阴极所发生的反应C.原电池负极和电解池阳极所发生的反应D.原电池负极和电解池阴极所发生的反应解析:原电池的负极和电解池的阳极发生的是氧化反应。
原电池的正极和电解池的阴极发生的是还原反应。
答案:BC►跟踪训练1.某同学为了使反应2HCl+2Ag===2AgCl↓+H2↑能进行,设计了下列四个实验,如下图所示,你认为可行的方案是( )解析:要使反应2HCl+2Ag===2AgCl↓+H2↑能进行,只能通过电解装置来实现。
B是原电池装置(Fe作原电池的负极,Ag作原电池的正极),其总反应为Fe+2HCl===FeCl2+H2↑;D不是原电池,也不是电解池;A是电解装置,但Ag连接在电源的负极上,不会溶解,其实质是电解盐酸:2HCl错误!H2↑+Cl2↑;C是电解装置,与电源正极连接的Ag失去电子:Ag-e-===Ag+,产生的Ag+立即与溶液中的Cl-结合生成AgCl↓:Ag++Cl-===AgCl↓,溶液中的H+从与负极连接的Ag上获得电子产生H2:2H++2e-===H2↑,其总反应为:2HCl+2Ag错误!2AgCl↓+H2↑。
第四章《电化学基础》单元归纳与整理课件-高二化学人教版选修4
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【答案】C【解析】A. 构成原电池时,较不活泼的金属铜作正极,正极上溶液 中铜离子得电子生成铜单质而析出,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,A错误;B. 构成 电解池时,连接电源正极的电极为阳极,阳极上金属电极失电子发生氧化反应, 如a连接电源负极,则a电极质量增加,B错误;C.连接电源正极的电极为阳极, 阳极上金属失电子发生氧化反应,连接电源负极的电极为阴极,阴极上铜离子得 电子发生还原反应;如果b为阳极,电解池工作时,铜失电子生成铜离子进入溶 液,导致电极质量减少;如果b为阴极,溶液中铜离子得电子生成铜单质而析出 附着在b电极上,导致电极质量增加,C正确;D. 构成原电池时,正极上铜离子 得电子而析出;构成电解池时,阴极上溶液中铜离子得电子而析出,所以无论是 原电池还是电解池都没有气体生成,D错误。
(人教版选修4) 第四章《电化学基础》
2.用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl-、Br-、Na+、 Mg2+)的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中正 确的是( )
A.电池工作时,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- B.电解时,a电极周围首先放电的是Cl-,而不是Br- C.电解时,电子流动路径是:负极→外电路→阴极→溶 液→阳极→正极 D.忽略能量损耗,当电池中消耗0.02 g H2时,b极周围会产生0.02 g H2
由外电源决定阳极: 连电源正极阴极:连 电源负极
电解池阳极→电源正极 电子流向 负极→外电路→正极 →电源负极→电解池阴
极
离子移动
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一、锌锰干电池(一次电池)1.普通干电池的反应原理:Zn+2MnO2+2NH4Cl=Mn2O3+ZnCl2+2NH3↑+H2O负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+正极(MnO2和C): 2MnO2 +2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O表示方法:(-)Zn|NH4Cl+ZnCl2|MnO2,C(+)2.碱性锌锰电池的反应原理:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2负极(Zn):Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极(MnO2):2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-表示方法:(-)Zn|KOH|MnO2(+)3.锌银电池(纽扣电池)的反应原理Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag负极(Zn):Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极(Ag2O):Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-表示方法:(-)Zn|KOH|Ag2O(+)优缺点:碱性锌锰电池、锌银电池的比能量和储存时间等比普通锌锰电池性能有所提高.但只能一次使用,不能充电;价格较贵.锂电池是目前常用的一种升级换代产品,它的比能量高、电压高、工作温度宽,可储存时间长.二、铅蓄电池(二次电池)二次电池在放电时是原电池,遵循原电池工作原理;在充电时是电解池,遵循电解原理;给二次电池充电充电时,外加电源的负极连接电池的负极.电池总反应:Pb+PbO2 +2H2SO42PbSO4+2H2O①放电反应:负极(Pb):Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极(PbO2):PbO2 +2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O②充电反应:阴极(接电源负极发生还原反应):PbSO4+2e-=Pb+SO42-阳极(接电源正极发生氧化反应):2PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-表示方法:(-)Pb|H2SO4|PbO2(+)优缺点:铅蓄电池可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉.但比能量低、笨重、废弃电池污染环境等.其它二次电池:镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池等一系列新型蓄电池已逐渐占领二次电池的市场.三、燃料电池燃料电池是以还原剂(氢气、烃类、甲醇等)为负极反应物,以氧化剂(氧气、空气)为正极反应物,将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电池.1.氢氧燃料电池电池的反应原理:2H2 +O2=2H2O①以酸性溶液为电解液构成的氢氧燃料电池:负极(Pt):2H2-4e-=4H+正极(Pt):O2+4H++4e-=2H2O电池的表示方法:(-)Pt|H2|H+|O2|Pt(+)②以碱性溶液为电解液构成的氢氧燃料电池:负极(Pt):2H2-4e-+4OH-=4H2O正极(Pt):O2+2H2O+4e-=4OH-电池的表示方法:(-)Pt|H2|OH-|O2|Pt(+)2.以碱性(KOH)溶液为电解质溶液构成的甲烷燃料电池电池的反应原理:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O负极(Pt):CH4 +10OH--8e-=CO32-+7H2O正极(Pt):2O2+4H2O+4e-=8OH-电池的表示方法:(-)Pt|CH4|KOH|O2|Pt(+)燃料电池:燃料做负极,助燃剂(如氧气)为正极.电极材料一般不参加化学反应,只起传导电子的作用.它特点是:氧化剂与还原剂在工作时不断补充;反应产物不断排出;优点是:能量转化率高、清洁、对环境好,有利于节约能源.缺点:体积较大、附属设备较多【重难点点睛】书写电极反应式应注意以下几点:1.电极反应是一种离子反应,遵循书写离子反应的所有规则(如“拆”、“平”);2.将两极反应的电子得失数配平后,相加得到总反应,总反应减去一极反应即得到另一极反应;3.负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物,与溶液的酸碱性有关(如+4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在,在碱性溶液中以CO32-形式存在);4.溶液中不存在O2-:在酸性溶液中它与H+结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。
【重难点指数】★★★【重难点考向一】锌锰干电池的工作原理【例1】最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰.电池总反应为:Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH) 关于此电池,下列说法正确的是( )A.该电池Zn为负极,ZnO为正极,MnO2催化剂B.该电池的正极反应为:MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-C.放电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向ZnD.电池工作时OH-能通过薄层纸片向附着二氧化锰的电极移动【答案】B【重难点点睛】考查原电池原理,注意把握电极反应式的书写,为解答该题的关键,根据电池总反应为:Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)可知,反应中Zn被氧化,应为原电池的负极,电极反应式为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O,MnO2被还原,应为原电池的正极,电极反应式为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-,原电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,以此解答该题。
【重难点考向二】铅蓄电池的工作原理【例2】关于铅蓄电池的说法正确的是( )A.在放电时,正极发生的反应是Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)B.在放电时,该电池的负极材料是铅板C.在充电时,电池中硫酸的浓度不断变小D.在充电时,阳极发生的反应是PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)【答案】B【名师点睛】由铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb═2PbSO4+2H2O可知,放电时,Pb被氧化,应为电池负极反应,电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4,逆反应过程应该是充电时的阴极反应,正极上PbO2得电子被还原,电极反应式为PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O,逆反应应该是充电时的阳极反应。
【重难点考向三】燃料电池的工作原理【例3】氢氧燃料电池已用于航天飞机.以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下:2H2+4OH--4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-据此作出判断,下列说法中错误的是( )A.H2在负极发生氧化反应B.供电时的总反应为:2H2+O2=2H2OC.产物为无污染的水,属于环境友好电池D.燃料电池的能量转化率可达100%【答案】D【解析】A.由电极反应式可知,通入氢气的一极为电池的负极,发生氧化反应,故A正确;B.电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致,供电时的总反应为2H2+O2═2H2O,故B 正确;C.氢氧燃料电池产物是水,对环境物污染,且能量转化率高,故C正确;D.氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置,还会伴有热能等能量的释放,能量转化率不会达100%,故D错误;故选D。
【名师点睛】考查原电池的组成以及工作原理,氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置,工作时,通入氢气的一极为电池的负极,发生氧化反应,通入氧气的一极为电池的正极,发生还原反应,电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致,产物为水,对环境物污染。
1.如图为铅蓄电池的示意图.下列说法正确的是( )A.放电时,N为负极,其电极反应式为:PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2OB.放电时,c(H2SO4)不变,两极的质量增加C.充电时,阳极反应式为:PbSO4+2e-=Pb+SO42-D.充电时,若N连电源正极,则该极生成PbO2【答案】D【名师点睛】考查原电池的工作原理,本题注意电极反应式的书写为解答该题的关键,铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb═2PbSO4+2H2O可知,放电时,Pb被氧化,应为电池负极反应;充电时,阳极发生失电子的氧化反应,和放电时的正极反应互为逆过程;充电时,若N连电源正极,该极上硫酸铅发生失电子的氧化反应。
2.氢氧燃料电池已用于航天飞机.以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下:2H2+4OH--4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-据此作出判断,下列说法中错误的是( ) A.H2在负极发生氧化反应B.供电时的总反应为:2H2+O2=2H2OC.产物为无污染的水,属于环境友好电池D.燃料电池的能量转化率可达100%【答案】D【解析】A.由电极反应式可知,通入氢气的一极为电池的负极,发生氧化反应,故A正确;B.电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致,供电时的总反应为2H2+O2═2H2O,故B 正确;C.氢氧燃料电池产物是水,对环境物污染,且能量转化率高,故C正确;D.氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置,还会伴有热能等能量的释放,能量转化率不会达100%,故D错误;故选D。
【名师点睛】氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置,工作时,通入氢气的一极为电池的负极,发生氧化反应,通入氧气的一极为电池的正极,发生还原反应,电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致,产物为水,对环境物污染。
3.近来,科学家研制了一种新型的乙醇电池(DEFC),它用磺酸类质子作溶剂,在200℃左右时供电,乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全.电池总反应式为:C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O.下列说法不正确的是( )A.C2H5OH在电池的负极上参加反应B.1mol乙醇被氧化转移6mol电子C.在外电路中电子由负极沿导线流向正极D.电池正极得电子的物质是O2【答案】B4.日常所用锌-锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒,以糊状NH4Cl作电解质,电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O.下列有关锌-锰干电池的叙述中,正确的是( )A.干电池中锌筒为正极,石墨棒为负极B.干电池长时间连续工作后,糊状物可能流出,腐蚀用电器C.干电池工作时,电流方向是由锌筒经外电路流向石墨棒D.干电池可实现化学能向电能和电能向化学能的相互转化【答案】B【解析】A.失电子发生氧化反应的电极是负极,得电子发生还原反应的电极是正极,根据电池反应式知,Zn是负极、石墨是正极,故A错误;B.NH4Cl是强酸弱碱盐水解呈酸性,能腐蚀锌,所以干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器,故B正确;C.原电池放电时,电流从正极沿导线流向负极,锌是负极、二氧化锰是正极,所以电流方向是由石墨经外电路流向锌,故C错误;D.干电池是一次电池,只能放电不能充电,所以只能实现化学能转化为电能,不能电能转化为化学能,故D错误;故选B。
5.如图所示为氢氧燃料电池的原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是( )A.a电极是负极B.b电极的电极反应为:4OH--4e-═2H2O+O2↑C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置【答案】B【名师点睛】考查学生有关燃料电池的工作原理知识,氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为电源的负极,发生氧化反应,通入氧气的一极为原电池的正极,电子由负极经外电路流向正极。