高中电化学知识点总结及典型题练习
电化学基础知识点(大全)
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【知识点】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。
理氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应反应原理:Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑电解质溶液电极反应: 负极(锌筒)Zn-2e -=Zn 2+正极(石墨)2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑①、普通锌——锰干电池 总反应:Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑干电池: 电解质溶液:糊状的NH 4Cl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(PbO 2) PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极(Pb ) Pb+SO 42--2e -=PbSO 4铅蓄电池:总反应:PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液:1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液蓄电池 特点:电压稳定。
Ⅰ、镍——镉(Ni ——Cd )可充电电池;其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(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CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
负极:2H 2+2OH --4e -=4H 2O ;正极:O 2+2H 2O+4e -=4OH -③、氢氧燃料电池: 总反应:O 2 +2H 2 =2H 2O特点:转化率高,持续使用,无污染。
专题06 电化学及其应用-2024年高考真题和模拟题化学分类汇编
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专题06电化学及其应用考点一原电池原理与化学电源1.(2024·安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。
该电池分别以Zn-TCPP (局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn 为电极,以4ZnSO 和KI 混合液为电解质溶液。
下列说法错误的是A .标注框内所示结构中存在共价键和配位键B .电池总反应为:-2+-3I +Zn Zn +3I 放电充电C .充电时,阴极被还原的2+Zn 主要来自Zn-TCPPD .放电时,消耗0.65g Zn ,理论上转移0.02mol 电子【答案】C【解析】由图中信息可知,该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料;负极的电极反应式为2Zn-2e Zn -+=,则充电时,该电极为阴极,电极反应式为2+-Zn 2e +=Zn ;正极上发生3I 2e 3I ---+=,则充电时,该电极为阳极,电极反应式为---33I -2e =I 。
标注框内所示结构属于配合物,配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键,还有由N 提供孤电子对、2Zn +提供空轨道形成的配位键,A 正确;由以上分析可知,该电池总反应为-2+-3I +Zn Zn +3I 放电充电,B 正确;充电时,阴极电极反应式为2+-Zn 2e +=Zn ,被还原的Zn 2+主要来自电解质溶液,C 错误;放电时,负极的电极反应式为2Zn-2e Zn -+=,因此消耗0.65g Zn (物质的量为0.01mol ),理论上转移0.02mol 电子,D 正确。
2.(2024·河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电2Mg-CO 电池,以2Mg(TFSI)为电解质,电解液中加入1,3-丙二胺(PDA )以捕获2CO ,使放电时2CO 还原产物为24MgC O 。
该设计克服了3MgCO 导电性差和释放2CO 能力差的障碍,同时改善了2+Mg 的溶剂化环境,提高了电池充放电循环性能。
高三一轮复习电化学考点精析有答案资料
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电化学专题考纲要求:1原电池、电解池的原理;2、电化学的应用(电镀池、氯碱工业、粗铜精炼、金属的电化学防护等)知识工具:氧化还原原理知识点:、原电池、电解池、电镀池的比较、原电池正负极的判断1、由组成原电池两极的电极材料判断,如果两极是由活泼性不同的金属作电极时,一般情况下相对活泼的金属是负极,活泼性较弱的金属是正极(注:此判定为默许规则,一定要注意实际情况,女口:Mg —Al —NaOH,Al才是负极;Al —Cu—浓硝酸,Cu才是负极);如果是由金属和非金属导体(或金属氧化物导体)作电极,金属是负极,非金属导体(或金属氧化物导体)是正极。
2、根据氧化反应、还原反应发生的位置判定,发生氧化反应的极(或在该极处失电子)为负极,即(负失氧);发生还原反应的极(或在该极处得电子)为正极,即(正得还)。
3、根据电子流出或电流流入的电极为负极,相反为正极。
4、根据原电池里电解质溶液内离子流动方向判断:阳离子移向的极为正极,阴离子移向的极为负极。
5、根据原电池的两极发生的现象判断。
溶解或质量减轻的电极为负极,有气体或金属析出的电极为正极。
三、常见的几类电池1、锌一锰干电池,以NH4CI为电解质溶液的电极反应式:负极:Zn —2e = Zn2+正极:2MnO2 + 2NH4++ 2e = Mn2O3+ 2NH3 T+ H2O总反应:Zn + 2MnO2+ 2NH 4+= Zn2++ Mn2O3+ 2NH3件H2O2、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。
锌一锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:Zn(s)+ 2MnO 2(s)+ H2OQ)= Zn(OH)2(s)+ Mn2O3(s)则下列说法错误的是()A. 电池工作时,锌失去电子,电极反应式为:Zn + 2OH 一一2e-= Zn(OH)2(s)B. 电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+ H2O(l)+ 2e-= Mn 2O3G)+ 2OH- (aq)C. 电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D. 外电路中每通过 0.2 mol 电子,锌的质量理论上减小6.5 g3、 锂电池是新一代高能电池,目前已经研制成多种锂电池(已广泛应用于手机行业中)。
2020年高考模拟复习知识点试卷试题之高考电化学专题复习知识点总结完美版(20200615033222)
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锂电池
用途:质轻、高能 (比能量高 )、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命,
广泛应用于军事和航空领域。
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。
正极
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
以两根金属铂片插入 KOH 溶液中作电极,
又在两极上分别通入甲烷和氧气。
电极反应为: 负极: CH 4+ 10OH --8e-= CO3 2- + 7H 2O 正极: 2O 2+ 4H 2O +8e-= 8OH 电池总反应: CH4+ 2O2 + 2KOH = K 2CO 3 + 3 H 2O 分析溶液的 pH 变化。
电解液: 1.25g/cm3~1.28g/cm 3 的 H 2SO4 溶液
蓄电池 可充电电池
特点:电压稳定 , 废弃电池污染环境 Ⅰ、镍 —— 镉( Ni —— Cd)可充电电池;
其它
负极材料: Cd;正极材料:涂有 NiO 2,
放电
NiO 2+Cd+2H 2O
放电 `
Ni(OH) 2+ Cd(OH) 2
电解液
溶质类别
电解总反应式
相当于电解 溶液 pH
NaOH 溶液
强碱
2H 2O 电 解 2H2↑+O2 ↑
水
H2SO4 溶液
含氧酸
升高 降低
Na2 SO4 溶液
人教版选修四第四章、电化学基础 期末基础知识复习及训练(含答案)
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人教版高二化学必修四第四章、电化学基础期末基础知识复习及训练(含答案)基础知识点整理一、原电池基本概念理解。
1、原电池的概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
2、化学电池的分类:常见的原电池可以分为三类:(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: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;(3)燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池。
3、原电池的电极反应: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↑4、常见原电池的电极反应总结。
⑴干电池(属于一次电池)①结构:锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。
②电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2NH4++2e-=2NH3+H2NH3和H2被Zn2+、MnO2吸收:MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2++4NH3=Zn(NH3)42+⑵铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)①结构:铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。
②A.放电反应负极: Pb-2e-+ SO42- = PbSO4正极: PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充电反应:阴极:PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-阳极:PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-===总反应式:Pb + PbO 2 + 2H2SO4放电充电2PbSO4 + 2H2O5、典型例题分析。
例题1、原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
下列说法中正确的是( )A.(1)(2)中Mg作负极,(3)(4)中Fe作负极B.(2)中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑C.(3)中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+D.(4)中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑答案:B解析:(1)中Mg作负极;(2)中Al作负极;(3)中铜作负极;(4)是铁的吸氧腐蚀,Fe作负极。
电化学知识点总结+习题练习解析版
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专题六电化学[ 考纲要求] 1.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
考点一原电池的工作原理及其应用图解原电池工作原理.原电池装置图的升级考查说明(1)无论是装置① 还是装置②,电子均不能通过电解质溶液。
(2)在装置①中,由于不可避免会直接发生Zn +Cu2 +===Cu +Zn2+而使化学能转化为热能,所以装置②的能量转化率高。
(3)盐桥的作用:原电池装置由装置① 到装置② 的变化是由盐桥连接两个“半电池装置” ,其中盐桥的作用有三种:① 隔绝正负极反应物,避免直接接触,导致电流不稳定;②通过离子的定向移动,构成闭合回路;③ 平衡电极区的电荷。
(4) 离子交换膜作用:由装置②到装置③的变化是“盐桥”变成“质子交换膜”。
离子交换膜是一种选择性透过膜,允许相应离子通过,离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。
题组一原电池电极反应式书写集训(一) 辨析“介质”书写电极反应式1.按要求书写不同“介质”下甲醇燃料电池的电极反应式。
(1) 酸性介质,如H2SO4 溶液:负极:CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+。
正极:3O2 +6e-+6H+===3H 2O 。
2(2) 碱性介质,如KOH 溶液:负极:CH3OH-6e-+8OH-===CO23-+6H2O。
正极:3O2+6e +3H 2O ===6OH 。
2(3) 熔融盐介质,如K2CO3:负极:CH OH-6e-+3CO2 ===4CO +2H O。
3 3 2 2正极:3O2+6e-+3CO 2= ==3CO23-。
2(4) 掺杂Y2O3的ZrO3 固体作电解质,在高温下能传导O2-:负极:CH3OH-6e-+3O2-===CO2+2H2O。
3 --正极:O2+6e ===3O2。
2(二) 明确“充、放电”书写电极反应式2.镍镉(Ni -Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。
人教版高中化学选修四专题八电化学(原电池和电解池)
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Cu ZnH 2SO 4高中化学学习材料金戈铁骑整理制作专题八 电化学(原电池和电解池)考纲解读:1、 掌握原电池原理2、 了解化学电源、化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防护腐蚀的方法3、 掌握电解的原理4、 了解铜的精炼、镀铜、氯碱工业、铝的冶炼等反应原理。
考点精讲:(一)原电池考点一:原电池工作原理例1:如右图:写出电极反应:正极: 负极: 总方程式为: 。
电子的流向:电流的流向: 在电解质溶液中H +运动到: 极。
实现的能量转化: 。
上述原电池工作一段时间后,硫酸溶液的pH 怎样变化: 。
例2:关于如图所示装置的叙述,正确的是( )A 、铜是阳极,铜片上有气泡产生B 、铜片质量逐渐减少C 、电流从锌片经导线流向铜片D 、氢离子在铜片表面被还原思考:什么样的反应可以设计成原电池?原电池正、负极的现象?考点二、燃料电池: 例3:( 2004,天津理综)下图为氢氧燃料电池原理示意图,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 -= O 2↑+2H 2OC .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例4:(1)氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。
氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能,而不经过热能中间形式,且电极反应产生的水,经过冷凝后又可作为宇航员的饮用水,发生的反应为:2H 2+O 2====2H 2O,(1)则负极通的是,正极通的是,正、负极两极电极反应式分别:,。
(2)如把KOH改为稀H2SO4作导电物质,则电极反应式,。
考点三:金属腐蚀例5:下列五个烧杯中均有天然水,铁被腐蚀由快到慢的顺序是思考:金属腐蚀的快慢的判断方法一般判断原则?电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀同种金属腐蚀:强电解质>弱电解质>非电解质强化训练:1、在用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法中正确的是()A.锌片是正极,铜片上有气泡产生 C 电流方向是从锌片流向铜片B:溶液中H2SO4的物质的量减少 D 电解液的pH保持不变2、下列关于原电池的叙述中,正确的是()A:原电池中,正极就是阳极,负极就是阴极B:形成原电池时,在负极上发生氧化反应C:原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动D:电子从负极流向正极3、下列关于原电池的叙述正确的是()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4、下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是()A:常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中B:常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中C:与氯气反应时,铝失去3个电子,而铜失去2个电子D:常温下,铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化5、我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流。
高三电化学知识点总结
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高三电化学知识点总结(一)化学基本概念和基本理论(10个)①阿伏加德罗常数及气体摩尔体积和物质的量浓度计算。
②水解还原成反应(电子迁移方向、数目及运用)。
③化学用语:化学式书写、化学方程式书写、离子反应,离子方程式、热化学方程式。
④溶液、离子并存、非水解离子浓度大小比较及其转型(动量原理的运用),中和电解。
⑤元素周期律“位—构—性”,即元素在周期表中的位置、原子结构和性质。
⑥化学键、电子式。
⑦化学反应速率、化学平衡、平衡移动(重点是等效平衡)——要求巧解,近几年都是等效平衡的解决。
⑧盐类水解——离子浓度关系(包含大小比较,溶液ph值及酸碱性)⑨电化学、原电池和电解池(现象、电极反应式,总反应式等)⑩质量守恒定律的涵义和应用领域(二)常见元素的单质及其重要化合物(以考查出现的概率大小为序)①金属元素:铁、铝、钠、镁、铜。
②金属元素的化合物:al(oh)3fe(oh)3、fe(oh)2、mg(oh)2、naoh、cu(oh)2、na2o2、na2o、al2o3、fe2o3、cuo、nahco3、na2co3③非金属元素:氯、氮、硫、碳、氧④非金属元素的化合物:no、no2、so2、co2、hno3、h2so4、h2so3、h2s、hcl、nacl、na2so4、na2so3、na2s2o3⑤结构与元素性质之间的关系(三)有机化学基础(6个)①官能团的性质和转变(主线)②同分异构体③化学式、电子中考化学备考指导:中考经常考查的知识点式、结构式、结构简式,化学反应方方程式④几个典型反应(特征反应)⑤有机反应类型⑥信息迁移(四)化学实验(7个)①常用仪器的主要用途和使用方法(主要是原理)②实验的基本操作(主要就是原理)③常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理、收集方法)④实验室通常事故的防治和处置方法(安全意识培育)⑤常见的物质(包括气体物质、无机离子)进行分离、提纯和鉴别⑥运用化学科学知识设计一些基本实验或评价实验方案。
高考电化学专题复习知识点总结完美版
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一、原电池的工作原理装置特点: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④、建立在自发进行的氧化还原反应基础之上池负极:用还原性较强的物质作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化反应; 原基本概念: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;理电极反应方程式:电极反应、总反应;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↑电解质溶液二、常见的电池种类电极反应: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——锰干电池电极反应:负极锌筒Zn-2e- +2OH- =ZnOH2正极石墨2e-+2H2O +2MnO2= 2OH-+2MnOOH 氢氧化氧锰总反应:2 H2O+Zn+2MnO2= ZnOH2+2MnOOH溶解不断电极:负极由锌改锌粉反应面积增大,放电电流增加;使用寿命提高 电解液:由中性变为碱性离子导电性好;正极PbO 2 PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极Pb Pb+SO 42--2e -=PbSO 4总反应:PbO 2+Pb+2H SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液:cm 3~cm 3的H 2SO 4 溶液特点:电压稳定, 废弃电池污染环境 Ⅰ、镍——镉Ni ——Cd 可充电电池;其它 负极材料:Cd ;正极材料:涂有NiO 2,电解质:KOH 溶液NiO 2+Cd+2H 2O NiOH 2+ CdOH 2Ⅱ、银锌蓄电池正极壳填充Ag 2O 和石墨,负极盖填充锌汞合金,电解质溶液KOH;反应式为: 2Ag+ZnOH 2 ﹦ Zn+Ag 2O+H 2锂亚硫酰氯电池Li-SOCl 2:8Li+3SOCl 2 = 6LiCl+Li 2SO 3+2S锂电池 用途:质轻、高能比能量高、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命,广泛应用于军事和航空领域; 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;放电 充电放电放电` 充电 放电`充电放电`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;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;2.氢氧燃料电池反应汇总:介质电池反应2H2 +O2= 2H2O酸性负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O中性负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-碱性负极2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-3.固体氢氧燃料电池:固体电解质介质电池反应: 2H2 +O2= 2H2O负极2H2 - 4e- +2O2-= 2H2O正极O2+ 4e-= 2O2-负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O4.甲烷新型燃料电池以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通入甲烷和氧气;电极反应为:负极:CH4+ 10OH --8e-= CO32- + 7H2O正极:2O2+ 4H2O +8e-= 8OH -电池总反应:CH 4+ 2O 2 + 2KOH = K 2CO 3 + 3 H 2O分析溶液的pH 变化;C 4H 10、空气燃料电池、电解质为熔融K 2CO 3, 用稀土金属材料作电极具有催化作用负极:2C 4H 10 -52e- + 26CO32-- = 34 CO 2+ 10H 2O 正极:13O 2 +52e- + 26CO 2 =26CO3 2-电池总反应:2C 4H 10+ 13O 2 = 8CO 2 + 10 H 2O 5.铝——空气燃料电池海水: 负极:4Al -12e- = 4Al 3+ 正极:3O 2 +12e- + 6H 2O =12OH - 电池总反应:4Al +3O 2 +6H 2O = 4AlOH 3 三、原电池的主要应用:1.利用原电池原理设计新型化学电池;2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气;3.进行金属活动性强弱比较;4.电化学保护法,即将金属作为原电池的正极而受到保护;如在铁器表面镀锌;5.解释某些化学现象 四、金属的腐蚀与防护腐蚀概念:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程;概述: 腐蚀危害:腐蚀的本质:M-ne -→M n+氧化反应分类:化学腐蚀金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀、电化腐蚀电化学腐蚀定义:因发生原电池反应,而使金属腐蚀的形式; 负极Fe :Fe-2e -=Fe 2+; 吸氧腐蚀: 正极C :O 2+2H 2O+4e -=4OH - 总反应:2Fe+O 2+2H 2O=FeOH 2后继反应:4FeOH 2 +O 2 +2H 2O =4FeOH 3钢铁的腐蚀 2FeOH 3====Fe 2O 3 +3H 2O负极Fe :Fe-2e -=Fe 2+;析氢腐蚀: 正极C :2H ++2e -=H 2↑总反应: Fe+2H +=Fe 2++H 2↑影响腐蚀的因素:金属本性、介质;金属的防护: ①、改变金属的内部组织结构;保护方法: ②、在金属表面覆盖保护层;③、电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法电解池原理 一、 电解池基础定义:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程; 装置特点:电能转化为化学能;①、与电源本连的两个电极;形成条件 ②、电解质溶液或熔化的电解质③、形成闭合回路;金属的腐蚀与防护电极 阳极:与直流电源正极相连的叫阳极;概念 阴极:与直流电源负极相连的叫阴极;电极反应:原理:谁还原性或氧化性强谁先放电发生氧化还原反应离子放电顺序: 阳极:阴离子还原性 S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->SO 42-含氧酸根>F -阴极:阳离子氧化性 Ag +>Fe 3+>Cu 2+>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H +>Al 3+>Mg 2+>Na +电子流向 e - e-氧化反应 阳极 阴极 还原反应反应原理:4OH --4e -=2H 2O +O 2 Cu 2++2e -=Cu 电解质溶液电解结果:在两极上有新物质生成;总反应:2CuSO 4+ 2H 2O= 2Cu+2H 2SO 4+O 2↑ 二、 电解池原理粗铜板作阳极,与直流电源正极相连; ①、装置 纯铜作阴极,与直流电源负极相连;用CuSO 4 加一定量H 2SO 4作电解液; 阴极:Cu 2++2e -=Cu电解精炼铜 阳极:Cu-2e -=Cu 2+、Zn-2e -=Zn 2+②、原理: Ni-2e -=Ni 2+阳极泥:含Ag 、Au 等贵重金属; 电解液:溶液中CuSO 4浓度基本不变③、电解铜的特点:纯度高、导电性好;移向阴离子移向 阳离子电解池原理①、概念:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程;②、方法:镀层金属与电源正极相连作阳极; 将待镀金属与电源负极相连作阴极;电镀: 用含镀层金属离子的电解质溶液配成电镀液;③、原理:阳极 Cu-2e -=Cu 2+ ;Cu 2++2e -=Cu ④、装置 如图⑤、电镀工业:镀件预处理→电镀液添加剂→装置:现象 ①、阴极上有气泡;②、阳极有刺激性气体产,能使湿润的淀粉KI 变蓝;电解食盐水 ③、阴极区附近溶液变红,有碱生成通电前: NaCl =Na ++Cl - H 2O H ++OH -原理 阴极Fe:Na +,H +移向阴极;2H ++2e -=H 2↑还原反应 通电后: 阳极C :Cl -、OH -移向阳极;2Cl --2e -=Cl 2↑氧化反应总反应:2NaCl +2H 2O 2NaOH +Cl 2↑+H 2↑阳极、阴极、离子交换膜、电解槽、导电铜棒等 ①、组成:阳极:金属钛网涂有钌氧化物;阴极:碳钢网涂有Ni 涂层阳离子交换膜:只允许阳离子通过,阻止阴离子和空气通过;电解的应氯碱工业 电解离子交换膜法制烧碱②、装置:食盐 湿氯气 氯气 ③生成流程: 淡盐水 氢气 NaOH 溶液 → NaOH 固体精制食盐水 + — 纯水含少量NaOH 粗盐水含泥沙、Cu 2+、Mg 2+、Ba 2+、SO 42-等阳离子交换树脂:除Cu 2+、Mg 2+等 加BaCl 2,Ba 2++SO 42-=BaSO 4↓④、粗盐水精制: 加Na 2CO 3:Ca 2++CO 32-=CaCO 3↓;Ba 2++CO 32-=BaCO 3↓加NaOH :Mg 2++2OH -=MgOH 2↓;Fe 3++3OH -=FeOH 3↓三、电解实例及规律电解液 溶质类别 电解总反应式相当于电解溶液pH NaOH 溶液 强碱 2H 2O电解2H 2↑+O 2↑水升高 H 2SO 4溶液 含氧酸 降低 Na 2SO 4溶液 活泼金属的含氧酸盐 不 变 两极混合液 CuCl 2溶液 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl 2 电解Cu+Cl 2↑ 电解质本身接近7HCl 溶液无氧酸2HCl电解H 2↑+Cl 2↑升高NaCl 溶液 活泼金属的无氧酸盐2NaCl+2H 2O 电解H 2+2NaOH+Cl 2↑ om电解质与水升高。
专题三 电化学基础考点分析及典型例题(全国卷)
![专题三 电化学基础考点分析及典型例题(全国卷)](https://img.taocdn.com/s3/m/0f77797b804d2b160b4ec081.png)
专题三电化学基础【对焦高考】【考点解读】电化学是氧化还原反应的延伸,是历年高考的热点内容。
通常会以新型二次电池为载体考查原电池与电解池原理。
备考时要侧重原电池与电解池工作原理中基础考点和复习和电极反应书写技巧的掌握。
试题难度中等,预计在今后的高考中对本专题知识的考查会保持稳定。
课题一原电池【知识清单】1、原电池的工作原理及其应用1、原电池的构成条件(1)具有两个活泼性不同的电极(金属和金属或金属和导电的非金属)。
(2)电解质溶液。
(3)形成闭合回路。
2、原电池的两极(1)负极:活泼性较强的金属,发生反应。
(2)正极:活泼性较弱的金属或能导电的非金属,发生反应。
3、电极反应式的书写和电子移动的方向(1)电极反应式的书写(以Zn-Cu原电池为例,如下图:左图电解质为CuSO4溶液)2、常见的化学电源(1)常见的电池及正、负极反应如与表所示:【解题技法】1、规避原电池工作原理的3个易失分点(1)原电池的闭合回路有多种方式,可以是导线连接两个电极,也可以是两个电极直接相连。
(2)电解质中阴、阳离子的定向移动,与导线中的电子定向移动形成了一个完整的闭合回路。
原电池中电子的流向与导线中电流的方向相反。
(3)电子不能通过电解质溶液。
注意:原电池的正、负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不要形成活泼金属一定为负极的思维定式。
如:①在原电池Al-NaOH(aq)-Mg中,Al作负极;②在原电池Al-浓H2SO4-Cu中,Cu作负极。
例题:微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法不正确的是()A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C. 质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O答案:A解析:A项中正极区中只有O2并没有C元素,根据元素守恒可判定A项不正确;也可先写出正极的反应式O2+4e-+4H+=2H2O,后用总反应C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 减去正极反应,得负极反应为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+。
高中电化学复习专题
![高中电化学复习专题](https://img.taocdn.com/s3/m/db7ed53203020740be1e650e52ea551810a6c9c1.png)
电化学复习题第一节原电池【学问点】1、原电池的概念:把化学能转化为电能的装置2、原电池工作原理:负极:电子流出的电极——失电子,发生氧化反应(较活泼的金属)正极:电子流入的电极——得电子,发生还原反应(较不活泼的金属、石墨等)3、组成原电池的条件①具有不同的电极,较活泼的金属作负极,发生氧化反应;较不活泼金属或非金属(石墨等)作正极,得到电子,发生还原反应,本身不变。
②具有电解质溶液。
③具有导线相连(或干脆接触)组成闭合回路。
④有能自发进行的氧化还原反应(有明显电流产生时需具备此条件)。
【留意】a.不要形成“活泼金属肯定作负极”的思维定势。
b.原电池中,电极可能与电解质反应,也可能与电解质不反应。
c.形成闭合回路的方式有多种,可以是导线连接两个电极,也可以是两个电极接触。
d.有的原电池产生的电流大,可以对外做功;有的原电池,电极上发生的反应很慢,产生的电流极其微弱,不能对外做功(如:电极是Fe、C,电解质溶液是NaCl溶液)。
4、原电池正、负极的推断:①依据组成原电池的两极材料推断:负极:活泼性较强的金属正极:活泼性较弱的金属或能导电的非金属(石墨)②依据电流方向或电子流淌方向推断:电流是由正极流向负极电子流淌方向是由负极流向正极③依据原电池两极发生的变更来推断:负极:失电子发生氧化反应 正极:得电子发生还原反应 ④依据电极反应现象负极:不断溶解,质量削减正极:有气体产生或质量增加或不变5、金属活泼性的推断:①金属活动性依次表②原电池的负极(电子流出的电极,质量削减的电极)的金属更活泼 ;③原电池的正极(电子流入的电极,质量不变或增加的电极,冒气泡的电极)为较不活泼金属 6、原电池的电极反应:(难点)a. 负极反应:X -ne -=X n+b. 正极反应:溶液中的阳离子得电子的还原反应 7、有盐桥的原电池盐桥是将热的琼脂溶液(可以是KCl 溶液或可以是NH 4NO 3溶液)倒入U 形管中(不能产生裂隙),将冷后的U 形管浸泡在KCl 饱和溶或NH 4NO 3溶液中制得。
高中选修4 电化学基础知识点总结
![高中选修4 电化学基础知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/e8fd7331591b6bd97f192279168884868762b801.png)
高中选修4 电化学基础知识点总结电化学基础知识点总结:电化学装置的特点是将化学能转化为电能。
它由两个活泼性不同的电极组成,需要在电解质溶液中形成闭合回路才能发挥作用。
电负极用还原性较强的物质,向外电路提供电子,发生氧化反应;正极用氧化性较强的物质,从外电路得到电子,发生还原反应。
电极反应会形成总反应,同时失去的电子沿导线传递,产生电流。
例如,负极为锌筒,正极为石墨的铜锌原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,总反应为Zn + 2H^+ =Zn^2+ + H_2.普通锌——锰干电池的总反应为Zn + 2NH_4Cl + 2MnO_2 = ZnCl_2 + 2NH_3 + 2H_2O + 2Mn(OH)_2.这种干电池电量小,放电过程易发生气涨和溶液断解离。
碱性锌——锰干电池的负极由锌改为锌粉,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。
放电铅蓄电池的总反应为PbO_2 + Pb + 2H_2SO_4 =2PbSO_4 + 2H_2O。
蓄电池的特点是电压稳定。
镍——镉(Ni——Cd)可充电电池的放电反应为Cd +2NiO(OH) + 2H_2O = Cd(OH)_2 + 2Ni(OH)_2.银锌蓄电池和锂电池也是常见的可充电电池。
与普通电池不同,燃料电池不是将还原剂和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,同时产物也不断排出电池。
燃料电池的原料除了氢气和氧气外,还可以是CH_4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
例如,氢氧燃料电池的总反应为O_2 + 2H_2 = 2H_2O,具有转化率高、持续使用、无污染等特点。
废旧电池中含有重金属和酸碱等有害物质,回收金属可以防止污染。
腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
腐蚀会带来很多危害,其本质是金属与氧化反应。
腐蚀可以分为化学腐蚀和电化腐蚀两种形式。
电化腐蚀是因发生原电池反应,而使金属腐蚀的形式。
高中化学必修课----《电化学》单元复习知识讲解及巩固练习题(含答案解析)
![高中化学必修课----《电化学》单元复习知识讲解及巩固练习题(含答案解析)](https://img.taocdn.com/s3/m/9ff82cdb5727a5e9846a619d.png)
电镀池 应用电解原理在某些金属表面镀 上一层其他金属(或合金)的装 置
装置 举例
①活泼性不同的两电极(连 ①两电极接直流电源
①镀层金属接电源正极。镀件(待
接)
②两电极插入电解质溶液
形成
②电解质溶液(电极插入其 ③形成闭合回路
条件
中并与电极自发反应)
镀金属)接电源负极 ②电镀液必须含有镀层金属离子 (电镀过程浓度不变)
相对原子质量小。
附:用惰性电极电解下列电解质溶液变化情况简析
类型
电极反应特点
实例 电解物质 电解质 pH
电解质
溶液浓度
溶液复原
电解水型 阴极:2H++2e-=H2↑ 阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑
电解 电解质电离出的阴、阳离子分别
NaOH H2SO4 Na2SO4 HCl
水 水 水 电解质
③形成闭合回路
负极:较活泼金属(电子流 阳极:与电源正极相连的极 名称同电解池,但有限制条件
电极 出的极)
阴极:与电源负极相连的极 阳极:必须是镀层金属
名称 正极:较不活泼金属或能导
阴极:镀件
电的非金属(电子流入的极)
负极:发生氧化反应,失电 阳极:发生氧化反应,溶液 阳极:镀层金属电极失电子(溶
子
量不变,则此电极上一定有气体产生,且该气体一定是 H2。 4、溶液中,若阳离子的放电能力强于 H+,而阴离子的放电能力强于 OH-时,电解的实质是:电解电解
质本身。
5、溶液中,若阳离子的放电能力强于 H+,而阴离子的放电能力弱于 OH-时,电解的实质是:电解质的
阳离子和水电离出的 OH-放电,溶液的 pH 一定变小。如电解 CuSO4 溶液。 6、溶液中,若阳离子的放电能力弱于 H+,而阴离子的放电能力强于 OH-时,电解的实质是:电解质的
《电化学基础》基础知识+考题分析+解题方法(含答案)
![《电化学基础》基础知识+考题分析+解题方法(含答案)](https://img.taocdn.com/s3/m/97ea695dec3a87c24128c4ba.png)
新课程活动与探究建议 ①实验探究:电能与 化学能的相互 转化。
②调查市场常见化学 电池的种类,讨论它 们的工作原理、生产 工艺和回收价值。
③查阅资料并交流: 防止钢铁腐蚀的方 法。
二、近三年高考有关电化学知识考题分析(一)原电池及原理其综合考查1 、在书本锌铜原电池原理基础上稍有变化的原电池:从原电池的组成、电极反应(或原电池反应) 、电流方向(或电子流向) 、盐桥的作用等多方面来考查原电池的基本原理,在多年来高考题中时有出现,体现了对基础知识和能力的考查。
(见附件 1 )【 复习建议 】 复习原电池要从氧化还原反应开始。
有电子转移的反应叫氧化还原反应,若能使氧化还原反应发生在两类导体的界面上, 并使转移的电子从导线中流过就会有电流产生。
Zn 跟稀H 2SO 4制 H 2的反应可分解为 Zn - 2e-=Zn 2+, 2H ++2e -=H 2↑的两个半反应。
这两个半反应就是原电池的电极反应。
真正想懂原电池等自发电池中发生的电极反应与氧化还原反应的关系。
对于各种电池中发生的电极反应和总的氧化还原反应都不要去死记硬背,都要引导学生自己分析自己写出。
2、扩展到其他自发电池:①能分析一次电池(碱性锌锰电池) 、可充电电池(铅蓄电一、课程标准、考试说明的要求新课程内容标准1 .体验化学能与电能相互转化的探究过程,了解原电池和电解2010 年广东省高考考试说明要求 1 . 了解原电池和电解池的工作原理, 能 写出电极反应和电池反应方程式 。
了解常见化学电源的种池)的充放电情况:正负极、阴阳极的判断及电极反应式。
(见附件2)②常见燃料电池(氢氧燃料电池,甲烷、乙醇等燃料电池)的正负极判断,能写出在酸性/碱性条件下的电极反应式及总反应,并能从电极反应物、得失电子判断电极反应式的正误。
③磷酸亚铁锂(LiFePO 4)新型锂离子电池、心脏起搏器电池:Li—SOCl2电池。
(见附件3)【复习建议】应把选修四第四章第 2 节给出的碱性锌锰电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池的正负极材料、电极反应及总反应作为重点分析。
知识点高考化学之“电化学”知识点总结
![知识点高考化学之“电化学”知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/b4516c47cbaedd3383c4bb4cf7ec4afe04a1b1ac.png)
知识点高考化学之“电化学”知识点总结一、原电池:(一)概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
(二)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(三)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。
(四)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↑(五)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二、化学电池(一)电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池(二)化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置(三)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。
(2)电极反应:铅蓄电池放电:负极(铅):Pb-2e-=PbSO4↓正极(氧化铅):PbO2+4H++2e-=PbSO4↓+2H2O充电:阴极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+阳极:PbSO4+2e-=Pb两式可以写成一个可逆反应:PbO2+Pb+2H2SO4⇋ 2PbSO4↓+2H2O(3)目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池3. 燃料电池(1)燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池(2)电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
高考复习:电化学专题总结
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电化学专题总结原电池一、基本概念1、原电池是一种将化学能转变成电能的装置。
2、原电池的构成条件:活动性不同的两个电极、电解质溶液、形成闭合回路。
韵语记忆:一强一弱两块板,两极必用导线连,同时插入电解液,活动导体溶里边。
3、、电极的确定:无论什么样电极材料、电解质溶液(或熔融态的电解质)构成原电池,只要是原电池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。
通常:负极:活泼的一极;电子流出的一极;电流流入的一极;发生氧化反应的一极。
反之为正极。
特例1:两极材料分别是铜片和铝片,电解质溶液是浓硝酸,虽然金属活动性铝比铜活泼,但是由于铝与浓硝酸发生钝化,不再继续反应,而铜与浓硝酸发生氧化反应,在电池中,铜作原电池的负极,铝作原电池的正极。
特例2:两极材料分别是镁片和铝片,电解质溶液是氢氧化钠溶液,虽然金属活动性镁比铝活泼,但是由于铝与氢氧化钠溶液发生氧化反应产生氢气,而镁与氢氧化钠溶液不反应,在电池中,铝作原电池的负极,镁作原电池的正极。
4、只有氧化还原反应才有电子的得失,只有氧化还原反应才可能被设计成原电池(复分解反应永远不可能被设计成原电池)。
5、氧化还原反应中还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应同时发生,一个氧化还原反应被设计成原电池后,氧化反应和还原反应被分别设计在负极和正极发生,两极反应式叠加后应该与氧化还原反应式吻合,要求书写电极反应式时,负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。
6、在化学反应中,失去电子的反应(电子流出的反应)是氧化反应,得到电子的反应(电子流入的反应)是还原反应,所以在原电池中:负极永远发生氧化反应(对内电路来说也可称为阳极),正极永远发生还原反应(阴极)。
思考:1、为什么原电池的负极也可称为阳极;正极也可称为阴极?这样称为有什么益处?2、由定义的角度区分正负极与阴阳极。
7、原电池作为一种化学电源,当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。
Ⅰ.在外电路:ⅰ.电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。
高中化学《电化学》考点精心汇总!
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考点一原电池的工作原理1.概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
2.原电池的构成条件(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液中。
3.工作原理以锌铜原电池为例(1)反应原理(2)盐桥的组成和作用①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
②盐桥的作用:①连接内电路,形成闭合回路;②平衡电荷,使原电池不断产生电流。
(3)图Ⅰ中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2+,会有一部分Zn与Cu2+直接反应,该装置中既有化学能和电能的转化,又有一部分化学能转化成了热能,装置的温度会升高。
图Ⅱ中Zn和CuSO4溶液分别在两个池子中,Zn与Cu2+不直接接触,不存在Zn与Cu2+直接反应的过程,所以仅是化学能转化成了电能,电流稳定,且持续时间长。
关键点:盐桥原电池中,还原剂在负极区,而氧化剂在正极区。
【深度思考】1.原电池正、负极判断方法说明原电池的正极和负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不要形成“活泼电极一定作负极”的思维定势。
2.当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时,可逆反应达到化学平衡状态,电流表指针示数为零;当电流表指针往相反方向偏转,暗示电路中电子流向相反,说明化学平衡移动方向相反。
考点二原电池原理的“四”个基本应用1.用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。
例如,要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等,可用导线将其与一块锌块相连,使锌作原电池的负极。
2.设计制作化学电源(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。
(2)根据原电池的反应特点,结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。
3.比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
高中化学必修课-----电解原理的应用知识讲解及巩固练习题(含答案解析)
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高中化学必修课-----电解原理的应用知识讲解及巩固练习题(含答案解析)【学习目标】1、了解电解在电镀、氯碱工业、电冶金方面的应用;2、通过探究活动,加强观察、分析、推理及归纳总结的能力。
【要点梳理】【高清课堂:电解原理的应用#电解原理的应用】要点一、电解原理的应用O2NaOH+H粗盐水精制食盐水要点诠释:(1)电解精炼铜,粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等失去电子,变成金属阳离子进入溶液,Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+,其他的杂质以阳极泥的形式沉积。
(2)电镀时,阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等,因此电镀液的浓度保持不变。
(3)电解或电镀时,电极质量减少的电极必为金属电极(阳极),电极质量增加的电极必为阴极且溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。
(4)由于Al2O3熔点很高,电冶时加入冰晶石(Na3AlF6)以降低其熔点。
(5)离子交换膜法制烧碱①离子交换膜电解槽的组成由阳极(金属钛网)、阴极(碳钢网)、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。
下图表示一个单元槽的示意图。
②阳离子交换膜的作用将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体通过。
这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
要点二、原电池和电解池的区别和联系【高清课堂:电解原理的应用#原电池和电解池的区别和联系】电子、溶液中离子流向:【典型例题】类型一、电解原理的应用例1(2014山东高考)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。
由有机阳离子、Al2Cl7﹣和AlCl4﹣组成的离子液体做电解液时,可在钢制品上电镀铝。
(1)钢制品应接电源的极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为,若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为。
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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。
理氧化反应 还原反应 反应原理:Zn-2e -=Zn2+2H ++2e -=2H 2↑电极反应: 负极(锌筒)Zn-2e -=Zn 2+正极(石墨)2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑①、普通锌——锰干电池 总反应:Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑干电池: 电解质溶液:糊状的NH 4Cl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(PbO 2) PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极(Pb ) Pb+SO 42--2e -=PbSO 4铅蓄电池:总反应:PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液:1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液蓄电池 特点:电压稳定。
Ⅰ、镍——镉(Ni ——Cd )可充电电池;其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(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CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
负极:2H 2+2OH --4e -=4H 2O ;正极:O 2+2H 2O+4e -=4OH -③、碱性氢氧燃料电池: 总反应:O 2 +2H 2 =2H 2O特点:转化率高,持续使用,无污染。
自主分析酸性氢氧燃料电池废旧电池的危害:旧电池中含有重金属(Hg 2+)酸碱等物质;回收金属,防止污染。
④O 2在正极放电的电极方程式写法总结:A 酸性介质:O 2+4e -+4H +==2H 2OB 碱性或中性介质:O 2+4e —+2H 2O ==4OH -C 固体氧化物熔融传导O 2—:O 2+4e - ==2O 2-D 熔融碳酸盐: O 2+4e —+2CO 2==2CO 32—(O 2—与CO 2反应)两种装置比较①盐桥作用:a.连接内电路形成闭合回路。
b.维持两电极电势差(中和电荷),使电池能持续提供电流。
失e -,沿导线传递,有电流产生化学电源简介放电充电 放电`②简易装置中有部分Zn 与Cu 2+直接反应,使电池效率降低;含盐桥的装置中使Zn 与Cu 2+隔离,电池效率提高,电流稳定。
练习:.燃料电池的电池总反应、电极反应,可能会因不同的电解质环境而有所不同。
①氢氧燃料电池(碱性电解质溶液)的反应方程式为: 。
负极反应: 。
正极反应: 。
②氢氧燃料电池(酸性电解质溶液)的反应方程式为: 。
负极反应: 。
正极反应: 。
③甲烷燃料电池酸性介质时的电池总反应: 负极反应: 。
正极反应: 。
④甲烷燃料电池碱性介质时电池总反应: 。
负极反应: 。
正极反应: 。
⑤(山东·29)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C 3H 8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯.以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O 2和CO 2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。
负极反应: 。
正极反应: 。
放电时,CO 32-移向电池的 (填“正”或“负”)极。
【例】在下图所示的装置中,能够发生原电池反应的是( )【例】把a 、b 、c 、d 四块金属片浸泡在稀硫酸中,用导线两两相连可以组成各种原电池。
若a 、b 相连时,a 为负极;c 、d 相连时, d 上有气泡逸出;a 、c 相连时,a 极减轻;b 、d 相连时,b 为正极。
则这四种金属活泼性顺序由强到弱的顺序为( )A .a >b >c >dB .a >c >b >dC .a >c >d >bD .b >d >a >c 【例】(广东卷)用铜片、银片、Cu (NO 3)2溶液、AgNO 3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO 3的U 型管)构成一个原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是( ) ①在外电路中,电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为:Ag ++e -=Ag③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO 3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A . ①②B .②③C .②④D .③④【例】等质量的两份锌粉a 、b ,分别加入过量的稀H2SO4,同时向a 中加入少量的胆矾晶体,下列图表示产生H2的体积V (升)与时间t (分)的关系,其中正确的是( )。
【例】据报道,我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。
某种氢氧燃A B C D E F料电池的电解液为KOH溶液。
下列有关该电池的叙述不正确的是()A.正极反应式为:O2+2H2O+4e- = 4OH―B.工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量不变C.该燃料电池的总反应方程式为:2H2+O2 = 2H2OD.用该电池电解CuCl2溶液,产生2.24LCl2(标准状况)时,有0.1mol电子转移【例】(宁夏卷)一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。
该电池负极发生的反应是()A.CH3OH(g)+O2(g) = H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-B.O2(g)+4H+(aq)+4e-= 2H2O(1)C.CH3OH(g)+H2O(1) = CO2(g)+6H+(aq)+6e-D.O2(g)+2H2O(1)+4e-= 4OH-【例】(江苏卷)镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。
已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd + 2NiOOH +2H2O 放电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 + H2OB.充电过程是化学能转化为电能的过程C.放电时负极附近溶液的碱性不变D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动【例(广东化学14)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。
下列说法正确的是A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O2+2H2O+4e-=4OH-B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH--3e-=Al(OH)3↓C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极【例】.(2015·全国卷Ⅰ)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法错误的是()A、正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O【例】.(2016·惠州模拟)金属锂燃料电池是一种新型电池,比锂离子电池具有更高的能量密度。
它无电时也无需充电,只需更换其中的某些材料即可,其工作示意图如下,下列说法正确的是()A.放电时,空气极为负极B.放电时,电池反应为4Li+O2===2Li2OC.有机电解液可以是乙醇等无水有机物D、在更换锂电极的同时,要更换水性电解液电解池定义:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。
装置特点:电能转化为化学能。
①、与电源本连的两个电极;形成条件②、电解质溶液(或熔化的电解质)③、形成闭合回路。
电极 阳极:与直流电源正极相连的叫阳极。
概念 阴极:与直流电源负极相连的叫阴极。
电极反应: 原理:谁还原性或氧化性强谁先放电(发生氧化还原反应) 离子放电顺序: 阳极:金属>阴离子还原性 S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->SO 42-(含氧酸根)>F-阴极:阳离子氧化性 Ag +>Fe 3+>Cu 2+>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H +>Al 3+>Mg 2+>Na +电子流向氧化反应 还原反应反应原理:4OH --4e -=2H 2O +O 2 Cu 2++2e -=Cu电解结果:在两极上有新物质生成。
总反应:2CuSO 4+2H 2O 2Cu+2H 2SO 4+O 2↑【例10】按下图装置进行实验,并回答下列问题 ⑴判断装置的名称:A 池为 B 池为⑵ 铜极为______极,电极反应式为 石墨棒C 1为___极,电极反应式为石墨棒C 2附近发生的实验现象为 ⑶当C 2极析出224mL 气体(标准状态时,锌的质量变化(增加或减少) g. CuSO 4溶液的质量变化了(增加或减少了) g练习1.右图中x 、y 分别是直流电源的两极,通电后发现a 极板质量增加,b 极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的2、(海南卷)下图所示的电解池I 和II 中,a 、b 、c 和d 均为Pt 电极。
电解过程中,电极b 和d 上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b>d 。
符合上述实验结果的盐溶液是电解池原理电解Zn C 2CuC 1ABCuSO 4溶液KCl 酚酞溶液3、为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。
其反应原理如下:电池:Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) =2PbSO4(s) + 2H2O(l)电解池:2Al+3H2O电解Al2O3+3H2↑电解过程中,以下判断正确的是4、电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2O72+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是A. 阳极反应为Fe-2e-Fe2+B、电解过程中溶液pH不会变化C. 过程中有Fe(OH)3沉淀生成D. 电路中每转移12 mol电子,最多有1 mol Cr2O72-被还原①、装置 纯铜作阴极,与直流电源负极相连;CuSO 4 (加一定量H 2SO 4)作电解液。
Cu 2++2e-=Cu电解精炼铜 阳极:Cu-2e -=Cu 2+、Zn-2e -=Zn 2+②、原理: Ni-2e -=Ni 2+阳极泥:含Ag 、Au 等贵重金属; CuSO 4浓度基本不变③、电解铜的特点:纯度高、导电性好。