高中化学选修4电化学知识点总结
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 人教版电化学是研究电动力学和化学反应之间的关系的科学,它既包含了电学,又包含了化学。
电化学的基本概念和原理是理解电池、电解和电沉积过程的基础,对于了解蓄电池、金属电沉积、电解制氢和电解制氧等实际应用也具有重要意义。
下面将对电化学的几个重要知识点进行总结。
1. 电化学电池:电化学电池是将化学能转化为电能或将电能转化为化学能的装置。
它由两个电极(即正极和负极)和电解质组成。
正极是电子的流出处,负极是电子的流入处。
电化学电池可以分为原电池和电解池。
原电池可继续工作,能将化学能转化为电能,如干电池;电解池则将电能转化为化学能,是通过电解反应进行的。
2. 电势:电势是描述电池正极与负极之间电压差的物理量,单位为伏特(V)。
在电化学反应中,正极具有较高的电势,而负极具有较低的电势。
电势差可以通过测量两个电极之间的电压差来确定。
3. 氧化还原反应:氧化还原反应是指电子从一种物质转移到另一种物质的化学反应。
氧化是指物质失去电子,而还原是指物质获得电子。
在电化学反应中,氧化与还原同时进行,被氧化的物质是还原剂,而被还原的物质是氧化剂。
4. 电解质溶液:电解质溶液是指在溶液中存在可导电的离子种类。
电解质溶液可以分为强电解质溶液和弱电解质溶液。
强电解质溶液中,离子完全离解,能够导电;而弱电解质溶液中,离子只有一部分离解,导电能力较弱。
5. 离子迁移:在电化学反应中,离子在电场力的作用下沿着电场方向移动,这就是离子迁移。
离子在迁移中的速度与电场强度和离子浓度有关,通常用电导率来衡量离子迁移的能力。
6. 电沉积:电沉积是指通过电解反应将金属离子还原成纯金属的过程。
电沉积具有选择性,可以控制金属的沉积位置、形状和厚度。
电镀是电沉积的一种实际应用,通过电解反应在物体表面沉积一层金属覆盖层,起到防腐和装饰的作用。
7. 电解质溶液的电导性:电解质溶液的电导性是指电流通过该溶液时的导电能力。
电解质溶液的电导性和电解质的浓度、温度、离子迁移速率等因素有关。
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 人教版电化学学问点总结选修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,负极向外电路供应电子;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、一般锌锰干电池总反应: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、燃料电池与一般电池的区分不是把还原剂、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。
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。
【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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第四章电化学根底一、原电池课标要求1、把握原电池的工作原理2、娴熟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)原电池概念:化学能转化为电能的装置,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化成电能;非氧化复原反响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展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,发生氧化反响;不活泼金属作正极,发生复原反响。
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,质量削减。
〔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。
H 3、原电池正、 负极的推断方法:(1) 由组成原电池的两极材料推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) 依据电流方向或电子流淌方向推断。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3) 依据原电池里电解质溶液内离子的流淌方向推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。
选修四 电化学基础知识点总结202-11-20
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选修四电化学基础知识点总结202-11-20 选修四电化学基础知识点总结202*-11-20选修四电化学基础知识点总结202*-11-201原电池及其应用1.1原电池原理1.1.1原电池装置构成①两个活泼性不同的电极;②电解质溶液或熔融的电解质[说明]原电池的两极分别称为正极和负极。
两极中相对活泼(易失电子)的作为负极,相对不活泼的为正极。
负极应要能与电解质溶液发生自发的氧化反应。
当两电极材料均插入电解质溶液中并将两极相连构成闭合电路,原电池装置才能发生电化反应产生电流。
1.1.2原电池发电原理及电极反应将铜片和锌片平行地插入稀硫酸溶液中,则构成了原电池。
若将两极用导线相连,则有电流产生。
“发电”的原理说明如下:由于锌比铜活泼,易失电子,Zn为负极,Cu则为正极。
两极相连后,Zn自发失去2++电子,不断“溶解”,形成Zn进入溶液。
锌片失去的电子沿外电路到达铜片,此时溶液中阳离子H在铜2--+片表面获得电子,形成H2逸出。
与此同时溶液中的阴离子(SO4,OH)移向负极,阳离子(H)移向正极(电池内部离子的迁移是由化学势所推动的,即非电场力做功完成)。
由于电池工作时,电子能自发地从负极经外电路流向正极,在电池内部,溶液中离子能自发地迁移,这样电池就向外提供电能,发电了。
电极反应式表示如下-2+负极(Zn)Zn2e=Zn(负极发生失电子的氧化反应,流出电子)+-正极(Cu)2H+2e=H2↑(正极发生得电子的还原反应,流进电子)+2+ 总反应式Zn+2H=Zn+H2↑从上分析可知此例正极材料本身并无参与电极反应,仅起作导体作用而已。
因此,正极材料若换为活泼性比锌差的导体为电极(如石墨),效果一样。
1.2原电池的应用主要有两方面:其一,利用原电池自发进行的氧化还原反应,开发化学电源;其二,抑制原电池反应发生,应用于金属腐蚀的防护。
1.2.1常见的化学电源①锌-锰干电池正极-石墨棒,负极-锌筒,电解质-淀粉湖-NH4Cl与碳粉、MnO2的混合物。
高二选修四化学电池知识点
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高二选修四化学电池知识点化学电池是将化学能转化为电能的装置,广泛应用于日常生活和工业生产中。
在高二选修四中学习化学电池的知识点,将对我们更深入地了解电池的原理和应用起到重要作用。
一、化学电池的概念与构成1. 化学电池的概念化学电池是由两个电极和电解质溶液所组成的装置,它能够通过一种化学反应将化学能转化为电能。
2. 化学电池的构成化学电池由两个电极和一个电解质溶液构成。
其中,两个电极分别是阳极和阴极,电解质溶液则是连接两个电极的介质。
二、电极反应与标准电动势1. 电极反应电极反应是在电极上发生的化学反应,它是化学电池发生电流的基础。
在电池中,阳极产生氧化反应,阴极产生还原反应。
2. 标准电动势标准电动势是指在标准状况下,电池产生的电动势大小。
它反映了化学电池中化学反应的强弱程度。
标准电动势可以用来比较不同电池的强弱。
三、电池的工作原理1. 电池的工作原理电池内部的化学反应产生的电流是通过电解质溶液中的离子传递而实现的。
在化学反应中,阳极产生的离子向电解质中释放电子,形成阴离子;而阴极产生的离子则会从电解质中吸收电子,形成阳离子。
这种离子的传递形成了电流。
2. 闭路条件和方向在闭路条件下,电池内部的电流会从阴极流向阳极。
这是因为电子从阴极流向阳极,在外电路中完成电流的传输。
四、常见的化学电池类型1. 干电池干电池是一种常见的化学电池,它使用固态电解质,并通过化学反应产生电能。
干电池通常用于小型便携电子设备,如手电筒、遥控器等。
2. 燃料电池燃料电池利用氢气等燃料与氧气进行反应来产生电能。
燃料电池不断地供应燃料和氧气,因此具有更长的使用寿命,被广泛应用于汽车和能源领域。
3. 铅蓄电池铅蓄电池是一种常见的可充电电池,通常用于汽车、UPS等场合。
它通过将化学反应逆向进行充电,将电能转化为化学能,以实现储能和再利用。
五、电池的应用领域1. 日常生活中的应用电池在日常生活中有着广泛的应用,如手电筒、手机、手表、遥控器等,为我们的生活提供了便利。
人教版化学选修4化学反应与原理章节知识整理——第四章 电化学基础4.1-4.2原电池 化学电源
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人教版化学选修4化学反应与原理章节知识整理——第四章电化学基础4.1-4.2原电池化学电源原电池及其工作原理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.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(以铜—锌原电池为例)负极正极续表易错警示原电池工作原理中四个常见失分点的规避(1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池,将化学能转化为电能。
(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(3)无论在原电池还是在电解池中,电子均不能通过电解质溶液,溶液中的离子不能通过盐桥。
(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
原电池正负极的判断方法说明:(1)活泼性强的金属不一定作负极,但在负极的电极上一定发生氧化反应。
(2)溶液中的离子不能通过盐桥。
(3)负极本身不一定参加反应,如燃料电池中,作为负极的材料不参加反应,只起到了导电的作用。
原电池原理的四大应用1.比较金属活泼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。
2.加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率加快。
例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
3.设计制作化学电源(1)必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。
(2)正、负极材料的选择:根据氧化还原关系找出正、负极材料,一般选择活泼性较强的金属作为负极;活泼性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为正极。
(3)电解质溶液的选择:电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。
高中选修4 电化学基础知识点总结
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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。
重点高中选修4电化学基础知识点总结
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电化学基础知识点总结
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);
电解液:1.25g/cm3~1.28g/cm3 的 H2SO4 溶液
蓄电池
化 学
池;电源
简 介
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
特点:电压稳定。
Ⅰ、镍——镉(Ni——Cd)可充电电
放电
其它蓄电池
Cd放+电2N` iO(OH)+2H2O
Ⅱ、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
阳离子交换膜:只允许阳离子通过,阻止阴离子和空 气通过;
②、装置:
离子交换膜 法制烧碱:
原电池,化学电池,电解池 氧化还原反应与原电池的异同点? 原电池是将化学能转化为电能的装置。 电解池是将电能转化为化学能的装置。 原电池与电解池的异同点:
电
③、原理:阳极 Cu-2e-=Cu2+ ;Cu2++2e-=Cu
解 的
④、装置:
应 用
⑤、电镀工业:镀件预处理→电镀液添加剂→
装置:(如图)
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
原理:
通电前: NaCl =Na++Cl- H2O
高二化学电化学知识点总结-选修4--人教版
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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 -=Zn 2+ 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、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。
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第四章电化学基础一、原电池:1、观点:化学能转变为电能的装置叫做原电池。
2、构成条件:①两个开朗性不一样的电极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、电极反响:以锌铜原电池为例:负极:氧化反响:Zn- 2e= Zn2+(较开朗金属)正极:复原反响:2H ++ 2e= H2↑(较不开朗金属)总反响式:Zn+2H +=Zn 2++H 2↑5、正、负极的判断:(1)从电极资料:一般较开朗金属为负极;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)依据电解质溶液内离子的挪动方向:阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)依据实验现象: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(一)一次电池1、常有一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等(二)二次电池1、二次电池:放电后能够再充电使活性物质获取重生,能够多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反响:铅蓄电池放电:负极(铅): Pb- 2e- = PbSO4↓正极(氧化铅): PbO2+ 4H ++ 2e- = PbSO4↓+ 2H 2O充电:阴极:PbSO4+ 2H2O- 2e- = PbO2+4H +阳极:PbSO4+ 2e- = Pb两式能够写成一个可逆反响:PbO2+Pb+ 2H2SO4 ?2PbSO4↓+ 2H2O3、当前已开发出新式蓄电池: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(三)燃料电池1、燃料电池:是使燃料与氧化剂反响直接产生电流的一种原电池2、电极反响:一般燃料电池发生的电化学反响的最后产物与焚烧产物同样,可依据焚烧反应写出总的电池反响,但不注明反响的条件。
化学选修4知识点总结
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化学选修4知识点总结一、化学反应原理1. 化学反应的类型- 合成反应- 分解反应- 置换反应- 还原-氧化反应2. 化学平衡- 平衡常数- Le Chatelier原理- 影响平衡的因素(浓度、温度、压力)3. 反应速率- 速率方程- 速率常数- 影响速率的因素(催化剂、温度)二、溶液与化学平衡1. 溶液的浓度- 摩尔浓度- 质量百分浓度- 体积比浓度2. 弱酸弱碱的电离- 电离常数- 水的电离平衡3. 沉淀-溶解平衡- 溶度积(Ksp)- 沉淀的形成与溶解三、电化学1. 电化学电池- 伏打电堆- 电解质溶液- 电极反应2. 电化学系列- 金属的电化学活性- 电化学防腐3. 电解- 电解原理- 电解的应用(电镀、精炼)四、有机化学基础1. 有机化合物的命名- IUPAC命名法- 常见官能团2. 饱和烃与不饱和烃- 烷烃- 烯烃与炔烃3. 芳香烃- 苯的结构- 芳香烃的取代反应五、高分子化学1. 高分子的分类- 塑料- 橡胶- 纤维2. 高分子的合成- 加聚反应- 缩聚反应3. 高分子的性质- 热塑性与热固性- 高分子的力学性质六、化学实验技术1. 常见化学实验操作- 溶液的配制- 滴定分析- 物质的分离与提纯2. 安全与环保- 实验室安全规程- 绿色化学与可持续发展请注意,这个总结是基于一个假设的化学选修4课程大纲。
实际的课程内容可能会有所不同,应根据具体的教学大纲进行调整。
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选修4电化学基础复习总结 ppt课件
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ppt课件
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ppt课件 19
巩固练习
2.如图为一种钮扣微型电池,其电极分别为Ag2O和Zn电解质 溶液是KOH溶液,俗称银锌电池,该电池的电极反应式为:Zn +Ag2O== ZnO+2Ag根据以上提供的资料,判断下列说法正确的 是 AB A、锌为负极,Ag2O为 正极; B、放电时正极附近溶液的PH值升高; C、放电时负极附近溶液的PH值升高; D、溶液中阴离子向正极方向移动,阳离子向负极方向移动。
发生氧化还原反应,从而形成电流
电流方向
电极反应 能量转化 应用
正极:2H+ + 2e- =H2↑(还原原应) 化学能→ 电能 设计电池、金属防腐 ppt课件
4、判断溶液的pH变化: 先分析原溶液的酸碱性,再看电极产物。 (1)如果只产生氢气而没有氧气,只pH变大; (2)如果只产生氧气而没有氢气,只pH变小; (3)如果既产生氢气又产生氧气 ①若原溶液呈酸性则pH减小; ②若原溶液呈碱性pH增大;
Fe2+ + H2 ↑
联 系
通常两种腐蚀同时存在,但以后者更普遍。
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拓展练习
3.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢 顺序 D E F A C B .
Fe
Fe
C
Fe
Zn
A(海水)
B(海水)
Fe Sn
C(海水)
Fe Sn
Zn
Fe
D(海水)
E(海水)
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F(天然水)
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练 习
充电
放电
Ag2O + Zn + H2O
此电池放电时,负极发生反应的物质为
高中化学选修4电化学知识点总结
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高中化学选修4电化学知识点总结1、原电池原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由两个活泼性不同的电极、电解质溶液和导线组成闭合回路。
在外电路中,电子从负极流向正极;在内电路中,盐桥中的阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中的阳离子移向正极的电解质溶液。
以锌铜原电池为例,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,总反应式为Zn+2H+=Zn2++H2.二、化学电池化学电池是利用化学能直接转变为电能的装置。
它包括一次电池、二次电池和燃料电池。
一次电池是指不能重复使用的电池,如碱性锌锰电池、锌银电池和锂电池等。
二次电池可以放电后再充电,使活性物质获得再生,例如铅蓄电池。
铅蓄电池在放电时,负极(铅)发生氧化反应,正极(氧化铅)发生还原反应;在充电时,阴极(PbSO4)发生还原反应,阳极(PbSO4)发生氧化反应。
除了铅蓄电池外,还有银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池和聚合物锂离子电池等新型蓄电池。
燃料电池是一种原电池,它通过使燃料与氧化剂反应直接产生电流。
燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,但不注明反应的条件。
负极发生氧化反应,正极发生还原反应,一般电解质溶液要参与电极反应。
以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。
在酸性电解质溶液中,负极为2H2-4e-=4H+,正极为O2+4e-+4H+=2H2.当电解质溶液呈碱性时,负极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
另一种燃料电池使用金属铂片作电极,通入甲烷和氧气作为燃料和氧化剂。
负极反应式为CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,正极反应式为4H2O+2O2+8e-=8OH-。
总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O。
燃料电池的优点是能量转换率高,废弃物少,运行噪音低。
废弃电池应该进行回收利用。
电解池是把电能转化为化学能的装置,也称为电解槽。
电解是指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。
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。
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第四章电化学基础
一、原电池:
1、概念: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
二、化学电池
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
(一)一次电池
1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等
(二)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
(三)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。
负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。
以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。
①当电解质溶液呈酸性时: ﻫ负极:2H2-4e- =4H+ 正极:O2+4e- +4H+=2H2O
当电解质溶液呈碱性时:
负极: 2H2+4OH--4e-=4H2O 正极:O2+2H2O+4 e- =4OH-
另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。
电极反应式为:
负极:CH4+10OH--8e-= CO32-+7H2O;
正极:4H2O+2O2+8e- =8OH-。
电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
3、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低
(四)废弃电池的处理:回收利用
三、电解池
(一)电解原理
1、电解池:把电能转化为化学能的装置,也叫电解槽
2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程
3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过
4、电子流向:(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极
5、电极名称及反应:
阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应
阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应
6、电解CuCl2溶液的电极反应:
阳极:2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)
阴极: Cu2++2e-=Cu(还原)
总反应式: CuCl2 =Cu+Cl2↑
7、电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程
☆规律总结:电解反应离子方程式书写:
放电顺序:
阳离子放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>
Al3+ > Mg2+ >Na+>Ca2+>K+
阴离子的放电顺序:是惰性电极时:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-
是活性电极时:电极本身溶解放电
*注先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
上述四种类型电解质分类:
(1)电解水型:含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐
(2)电解电解质型:无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)
(3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐
(4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐
(二)电解原理的应用
1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气
(1)、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法
(2)、电极、电解质溶液的选择:
阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液 M— ne - == M n+
阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面
M n+ + ne - == M
电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理
ﻩ阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+, 阴极(镀件):Cu2++2e-=Cu,
ﻩ电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液
2、电镀应用之一:铜的精炼
ﻩ阳极:粗铜;阴极: 纯铜电解质溶液:硫酸铜
3、电冶金
(1)、电冶金:使矿石中的金属阳离子获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝
(2)、电解氯化钠:
通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl == Na + + Cl-
通直流电后:阳极:2Na+ + 2e- == 2Na 阴极:2Cl-— 2e- == Cl2↑
☆规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律ﻫ(1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。
①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。
ﻫ(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;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。
(3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。
若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。
四、金属的电化学腐蚀和防护
(一)金属的电化学腐蚀
(1)金属腐蚀内容:
(2)金属腐蚀的本质:都是金属原子失去电子而被氧化的过程
析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出
①条件:潮湿空气中形成的水膜,酸性较强(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体)
②电极反应:负极:Fe– 2e- = Fe2+
ﻩﻩ正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑
ﻩ总式:Fe +2H+ = Fe2+ + H2↑
吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气
①条件:中性或弱酸性溶液
②电极反应:
负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-
ﻩﻩ总式:2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2
生成的 Fe(OH)2被空气中的O2氧化,生成Fe(OH)3,Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·x H2O(铁锈主要成分)
规律总结:
1、金属腐蚀快慢的规律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀
2、防腐措施由好到坏的顺序如下:
外接电源的阴极保护法>牺牲负极的正极保护法>有一般防腐条件的腐蚀>无防腐条件的腐蚀
(二)金属的电化学防护
1、利用原电池原理进行金属的电化学防护
(1)牺牲阳极的阴极保护法
原理:原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化
应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备
ﻩ负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护
(2)外加电流的阴极保护法
原理:通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀
应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。
通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。
2、改变金属结构:把金属制成防腐的合金
3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等
(3)金属腐蚀的分类:
化学腐蚀—金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀
ﻩ电化学腐蚀—不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应。
比较活泼的金属
失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。