专题六 电化学专题知识复习

阴极(与电极材料无关 ： 阴极 与电极材料无关)： 与电极材料无关
Ag+>Fe3+ >Cu2+ >H+>Pb2+ >Fe2+ >Zn2+ >Al3+ >Mg2+ >Na+ >Ca2+ > K+ 得到电子 由易到难
阳极(与电极材料有关 ： 阳极 与电极材料有关)： 与电极材料有关
金属> 金属 S2-﹥I- ﹥ Fe2+﹥ Br- ﹥ Cl- ﹥ OH- ﹥ NO3- ﹥ SO42- ﹥ F失去电子由易到难
思考
Al、Cu作电极 作电极， 用Al、Cu作电极，用浓硫酸或稀 硫酸做电解质溶液， 硫酸做电解质溶液，原电池的负 极是什么？ 极是什么？ Mg、Al作电极 用盐酸或NaOH 作电极， 用Mg、Al作电极，用盐酸或NaOH 作电解液，负极是什么？ 作电解液，负极是什么？
原电池原理的应用
(1)制做化学电源； 制做化学电源； 制做化学电源 (2)比较金属的活泼性； 比较金属的活泼性； 比较金属的活泼性
空气——海水电池 铝——空气 空气 海水电池
1991年 我国首创以铝-空气1991年，我国首创以铝-空气-海水为材料组成的新型 电池，用作航海标志灯． 电池，用作航海标志灯．以取之不尽的海水为电解质
负极： 负极：4Al -12e- ＝
4Al3+
正极： 正极：3O2 + 6H20 + 12e- ＝ 120H电池总反应式为： 电池总反应式为： 4Al+3O2+6H20=4Al(OH)3
盐桥： 盐桥：在U型管中装满用饱和 KCl溶液和琼胶作成的冻胶 溶液和琼胶作成的冻胶。 KCl溶液和琼胶作成的冻胶。 盐桥的作用是什么？ 盐桥的作用是什么？ 向锌盐方向移动， 使Cl-向锌盐方向移动， 向锌盐方向移动 K+向铜盐方向移动，使 向铜盐方向移动， 向铜盐方向移动 Zn盐和 盐溶液一直保 盐和Cu盐溶液一直保 盐和 持电中性，从而使电子 持电中性， 不断从Zn极流向 极流向Cu极 不断从 极流向 极。 氧化还原反应得以继续 进行 导线的作用是传递电子， 导线的作用是传递电子， 沟通外电路。而盐桥的 沟通外电路。 作用则是沟通内电路
以甲烷作燃料的燃料电池
电极为金属铂，电解质为 电极为金属铂，电解质为KOH，在两 ， 极分别通入甲烷和氧气。 极分别通入甲烷和氧气。 负极： 负极：CH4 + 10OH- －8e = CO32- + 7H2O 正极： 正极： O2 + 2H2O + 4e = 4OH总反应式： 总反应式： CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O
钢铁的电化学腐蚀
比较项目 发生条件 电 极 反 应 负极 正极
析氢腐蚀
钢铁表面吸附的水膜酸 性较強时
吸氧腐蚀
钢铁表面吸附的水膜酸 性较弱或呈中性时
Fe - 2e- = Fe2+
2H+ + 2e- = H2↑ Fe+
2H+
Fe - 2e- = Fe2+
O2＋2H2O＋4e-=4OH＋
总反应
Fe2++2OH-=Fe(OH)2 = H2↑ 4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3 4Fe(OH)3＝Fe2O3·xH2O(铁锈 铁锈)+(3-x)H2O 铁锈
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电解池的工作原理
e－＋
氧化反应
－ Rn－－ne－＝R
－
e－
阴 极
阳 极
阴离子 阳离子
还原反应 Nm++me-=N
4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑ ＋ 非惰性电极： 电极本身溶解） 非惰性电极：M-ne-=Mn+（电极本身溶解）
电子流 动方向
电源负极 电源正极
电解池阴极 电解质溶液 电解池阳极
在惰性电极上离子放电顺序： 在惰性电极上离子放电顺序：
一般说来可用下列原则判断： 一般说来可用下列原则判断： 电解原理引起的腐蚀） （ 电解原理引起的腐蚀 ） ＞ 原电池原理引起的腐 化学腐蚀＞ 蚀 ＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀
常见的化学电池 干电池
电极:Zn为负极,碳棒为正极 电极:Zn为负极, 为负极 电解液： Cl、 电解液：NH4Cl、ZnCl2和 淀粉糊
在水溶液中SO 等不会放电。 在水溶液中SO42-，NO3-等不会放电。
电解时电极产物的判断
活泼金属作电极 阳极 电极反应 阴极 惰性电极 （Pt、Au、石墨） 、 、石墨） 由电极本身失电子 R - ne = Rn+ 溶液中较易失电子的 阴离子优先放电 Rn- - ne = R
一定是溶液中易得电子的阳离子优先放电 Rn+ + ne = R
另有黑色的MnO 粉末，吸收正极产生的H 另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防 止产生极化现象。 止产生极化现象。 (Zn):Zn 电极方程式： 负极(Zn):Zn－ 电极方程式： 负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋ 正极： 正极：2MnO2 +2NH4+ +2e-= Mn2O3 + 2NH3 +H2O
燃料电池 (1)电极 电极: 电极 Pt制作的惰性电极 制作的惰性电极 (2)电解质溶液 电解质溶液: 电解质溶液 KOH溶液 溶液 (4)反应原理 反应原理: 反应原理 － －4e-＝4H O 正极: 正极 2H2+4OH 2 负极: 负极 O2＋2H2O ＋ 4e-＝4OH － 总反应： 总反应：2H2＋O2＝2H2O
二、电解池
e氧 化 反 应 阳 极 阴 极 e还 原 反 应
组成电解池的条件： 组成电解池的条件
(1)．外接直流电源 ． (2)．电 ( ． (3)．电解 ． (4)． 成 ． 电 )
的电解
电解池阴阳极的比较
比较项目 与电源连接 电子流动方向 阴极 接电源负极 电子流入 Nm+ + me－ =N 电极反应 (还原反应 还原反应) 还原反应 电极质量变化 增大或不变 离子移动方向 阳离子移向 阳离子移向 该极 阳极 接电源正极 电子流出 － Rn－ – ne－= R M – ne－= Mn+ (氧化反应 氧化反应) 氧化反应 减小或不变 阴离子移向该 阴离子移向该 极
Fe2++
腐蚀比 吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍得多
金属的防护
1.改变金属的内部组织结构（ 1.改变金属的内部组织结构（如制不锈钢 改变金属的内部组织结构 2.在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖保护层： 2.在金属表面覆盖保护层： （1）在表面刷一层油漆； ）在表面刷一层油漆； （2）在表面涂上机油； ）在表面涂上机油； （3）在表面镀一层其他耐腐蚀金属； ）在表面镀一层其他耐腐蚀金属； （4）在表面烧制搪瓷 ； ） （5）使金属表面形成致密的氧化膜 。 ） 3.电化学保护法 ： （1）牺牲阳极的阴极保护法 ） （2）外加电流的阴极保护法 ）
银锌电池 Zn为负极,Ag Zn为负极,Ag2O为正极 为负极 电解液: KOH溶液 电解液: KOH溶液 电极反应式: 电极反应式: 负极:Zn＋ 负极:Zn＋2OH－－2e-＝Zn(OH)2 正极: 2Ag＋ 正极:Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH－ 总反应式: 总反应式: Zn＋ 2Ag＋ Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2
2011年农三师第一中学高三化学复习课件 2011年农三师第一中学高三化学复习课件
授课教师：罗世成 时 间:2011年4月9日 :2011年
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2011考试大纲 2011考试大纲 1、了解原电池和电解池的工作原 理，能书写电极反应和电池反应 方程式。 方程式。了解常见化学电源的种 类及工作原理。 类及工作原理。 2、理解金属发生电化学腐蚀的原 金属腐蚀的危害、 因、金属腐蚀的危害、防止金属 腐蚀的措施。 腐蚀的措施。
用惰性电极电解电解质溶液的规律
（1）电解水型 ）
（NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解 NaOH、 2H2 O2
电解
阴极： 阴极：4H+ + 4e阳极： 阳极：4OH- - 4e总反应式： 2H2O 总反应式：
+ 2H2O
2H2 + O2
（2）分解电解质型（HCl、CuCl2等）溶液的电解 ）分解电解质型（ 、 阴极： 阴极：Cu2+ + 2e阳极： 阳极：2Cl- - 2e总反应式： 总反应式： CuCl2 Cu Cl2 Cu + Cl2
铅蓄电池: 铅蓄电池: 电极：Pb为负极 为负极, 为正极. 电极：Pb为负极, PbO2为正极. 电解液: 30%的 电解液: 30%的H2SO4溶液 电极反应式: 电极反应式: 放电时： 放电时：为原电池 负极(Pb) Pb＋ 负极(Pb) ： Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4 正极(PbO 正极(PbO2) PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2O 总电池反应: 总电池反应: Pb＋ PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O 充电时： 充电时：为电解池 阴极(Pb) Pb＋ 阴极(Pb)： PbSO4 ＋2e- ＝ Pb＋SO42阳极(PbO 阳极(PbO2) PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H＋＋SO42－ 总电解反应: 总电解反应: 通电 Pb＋ 2PbSO4＋2H2O ＝ PbO2＋Pb＋2H2SO4
比较项目
化学腐蚀 电化学腐蚀 不纯金属跟接触的电解 质溶液发生原电池反应
金属跟接触到的物质 发生条件 直接发生化学反应 共同点
是否构成原电池
金属原子失去电子变成阳离子而损耗 无原电池 无电流 金属被腐蚀
构成无数微小原电池
有无电流
有弱电流 较活泼金属被腐蚀
实 质
腐蚀比化学腐蚀普遍得多 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多
构建原电池，测出正负极，负极金 构建原电池，测出正负极， 属活泼性 > 正极
(3)加快某些化学反应的反应速率； 加快某些化学反应的反应速率； 加快某些化学反应的反应速率 (4)金属腐蚀的原理及金属腐蚀 金属腐蚀的原理及金属腐蚀 的防护。 的防护。
金属的电化学腐蚀 （一）金属腐蚀 1.概念 金属或合金与周围接触到的气体或液 概念： 1.概念：
体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
2.金属腐蚀的本质 2.金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变成阳离子而损耗 3.金属腐蚀的分类 化学腐蚀和电化学腐蚀 金属腐蚀的分类： 3.金属腐蚀的分类： 绝大多数金属的腐蚀属于电化学腐蚀
电化学腐蚀通常有析氢腐蚀和吸氧腐蚀
化学腐蚀与 化学腐蚀的比较 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
原电池的工作原理
失e-沿导线转移 － e－
e
氧化反应 M-ne－=Mn+
产生电流
负 极 阴离子 阳离子 正 极
还原反应 Nm++me－=N
1、负极失电子发生氧化反应；溶液中氧化性 负极失电子发生氧化反应； 综 较强的微粒在正极上得电子发生还原反应； 较强的微粒在正极上得电子发生还原反应； 述
2、电子由负极流向正极，电流方向是 电子由负极流向正极， 由正极流到负极（外电路）。 由正极流到负极（外电路）。
电解
（3）放氢生碱型 ）
（NaCl、MgBr2）溶液的电解 、
【基础知识梳理】 基础知识梳理】
一、原电池
把化学能转化为电能的装置。 化学能转化为电能的装置。 转化为电能的装置 构成原电池的基本条件是什么？ 构成原电池的基本条件是什么？
（1）必须自发进行氧化还原反应
必须有两种活泼性不同的导电材料作电极 两种活泼性不同的导电材料作电极； （2）必须有两种活泼性不同的导电材料作电极； 两个电极必须插入电解质溶液中 电解质溶液中或 （3）两个电极必须插入电解质溶液中或 熔融的电解质中； 熔融的电解质中； 两个电极必须相连并形成闭合回路 相连并形成闭合回路。 （4）两个电极必须相连并形成闭合回路。
判断金属腐蚀快慢的规律
不纯的金属或合金， 不纯的金属或合金，在潮湿空气中形成微电池发生电化腐 活泼金属因被腐蚀而损耗， 蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀的快慢与下列二 种因素有关： 种因素有关： 1）与构成微电池的材料有关，两极材料的活动性差 ）与构成微电池的材料有关， 别越大，电动势越大，氧化还原反应的速度越快， 别越大，电动势越大，氧化还原反应的速度越快，活泼金 属被腐蚀的速度就越快； 属被腐蚀的速度就越快； 2）与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电 ）与金属所接触的电解质强弱有关， 解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀， 解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电 解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。 解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。