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1、專題十二電化學(xué)基礎(chǔ),考點(diǎn)一原電池原理及其應(yīng)用,,知識(shí)清單,一原電池的工作原理 1.原電池 將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 2.構(gòu)成條件 (1)具有兩個(gè)活潑性不同的電極(金屬和金屬或金屬和導(dǎo)電的非金屬)。 (2)電解質(zhì)溶液。 (3)形成閉合回路。 3.原電池的兩極 負(fù)極:活潑性較強(qiáng)的金屬,發(fā)生氧化反應(yīng)。 正極:活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬,發(fā)生還原反應(yīng)。,4.電極反應(yīng)式的書寫和電子移動(dòng)方向 (1)電極反應(yīng)式的書寫(以Zn-Cu原電池為例,如下圖) 負(fù)極:Zn,電極反應(yīng)式:Zn-2e-Zn2+。 正極:Cu,電極反應(yīng)式:Cu2++2e-Cu。 電池總反應(yīng):Zn+Cu2+Zn2++Cu。,(2)電子
2、移動(dòng)方向 電子由負(fù)極釋放,經(jīng)外電路流入正極,電解質(zhì)溶液中的陽 離子移向正極,某些陽離子在正極上得電子被還原,形成一個(gè)閉 合回路。 二化學(xué)電源 一次電池又稱為干電池,二次電池又稱為充電電池或蓄電池。,三原電池原理的應(yīng)用 1.金屬的腐蝕 (1)化學(xué)腐蝕:金屬跟接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。 (2)電化學(xué)腐蝕 a.定義:不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí),會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng),比較活潑的金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。 注意金屬的腐蝕主要是發(fā)生電化學(xué)腐蝕。 b.吸氧腐蝕與析氫腐蝕(以鋼鐵的電化學(xué)腐蝕為例),2.金屬的防護(hù) (1)
3、改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如把Ni、Cr等加入普通鋼中制成不銹鋼。 (2)覆蓋保護(hù)層:a.涂油脂、噴油漆、搪瓷、覆蓋塑料等;b.電鍍耐腐蝕的金屬(Zn、Sn、Cr、Ni等)。 (3)電化學(xué)保護(hù)法:通常采用如下兩種方法。a.犧牲陽極的陰極保護(hù)法。這種方法通常是在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上(如鍋爐的內(nèi)壁、船舶的外殼等)裝上若干鎂合金或鋅塊。b.外加電流的陰極保護(hù)法。這種方法是把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備(如鋼閘門)作為陰極,用惰性電極作為陽極,兩者均存在于電解質(zhì)溶液(如海水)里,外接直流電源。通電后,電子被強(qiáng)制流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備,使鋼鐵表面腐蝕電流降至零或接近于零,從而起到保護(hù)作用。,3.金屬腐蝕快慢的比較 不純的金
4、屬在潮濕的空氣中形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕,活潑金屬因被腐蝕而損耗。金屬腐蝕的快慢與下列兩種因素有關(guān): (1)與構(gòu)成原電池的材料有關(guān),兩極材料的活潑性差別越大,電動(dòng)勢越大,進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的速率越快,活潑金屬被腐蝕的速率就越快。 (2)與金屬所接觸的介質(zhì)有關(guān),通?；顫娊饘僭陔娊赓|(zhì)溶液中的腐蝕快于在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕,在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕。 一般來說,可用下列原則判斷金屬腐蝕的快慢: 電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕,考點(diǎn)二電解原理及其應(yīng)用,一電解原理 1.電解 使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。
5、 2.電解池 (1)裝置特點(diǎn) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 (2)形成條件 a.與直流電源相連的兩個(gè)電極。 b.電解質(zhì)溶液(或熔融態(tài)電解質(zhì))。,,c.形成閉合回路。 3.電極反應(yīng)規(guī)律 (1)陰極 與電源負(fù)極相連,得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。 (2)陽極 與電源正極相連,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。 二電解原理的應(yīng)用 1.氯堿工業(yè) (1)食鹽水的精制,(2)主要生產(chǎn)過程 說明陽離子交換膜(以電解飽和NaCl溶液為例)只允許陽離子(Na+)通過,而阻止陰離子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通過,這樣既能阻止H2和Cl2混合,爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO影響燒堿質(zhì)量。 (3)電極反應(yīng)及總反應(yīng) 陽
6、極:2Cl--2e- Cl2。 陰極:2H++2e- H2。 總反應(yīng)(離子方程式):2Cl-+2H2O2OH-+Cl2+H2。 2.電鍍 (1)電鍍的特點(diǎn) 電鍍時(shí),陽極是鍍層金屬,陰極是鍍件,一般用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液;電鍍池工作時(shí),陽極質(zhì)量減小,陰極質(zhì)量增大,電解質(zhì)溶液濃度不變。,(2)銅的電解精煉 陽極(用粗銅):Cu-2e- Cu2+。 粗銅中的金、銀等金屬雜質(zhì),因失電子能力比銅弱,難以在陽極失去電子變成陽離子,以陽極泥的形式沉積下來。 陰極(用純銅):Cu2++2e- Cu。 3.電冶金 金屬冶煉就是使礦石中的金屬離子獲得電子,從其化合物中還原出來。通式為Mn++ne- M。
7、 鈉的冶煉:NaCl在熔融狀態(tài)下發(fā)生電離,通直流電,陰極反應(yīng)式為 2Na++2e- 2Na,陽極反應(yīng)式為2Cl--2e- Cl2。,一、惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律,,說明(1)用惰性電極電解強(qiáng)堿、含氧酸、活潑金屬的含氧酸鹽的稀溶液時(shí),實(shí)際上是電解H2O,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大,濃度增大。 (2)電解時(shí)產(chǎn)物的判斷要遵循陰、陽離子的放電順序。 (3)電解后要恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的濃度,需加適量的某物質(zhì),該物質(zhì)可以是陰極與陽極產(chǎn)物的化合物。例如用惰性電極電解CuSO4溶液,要恢復(fù)原溶液的濃度,可向電解后的溶液中加入CuO,但不能加入Cu(OH)2,因?yàn)镃u(OH)2與生成的H2SO4反應(yīng)后使水量增加。,二
8、、原電池、電解池、電鍍池的比較,方法原電池正、負(fù)極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫方法 1.原電池正、負(fù)極的判斷,方法技巧,注意(1)在原電池Al-NaOH(aq)-Mg中,Al作負(fù)極;(2)在原電池Al-濃H2SO4-Cu中,Cu作負(fù)極。 2.電極反應(yīng)式的書寫 (1)一般電極反應(yīng)式的書寫,(2)復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫,解題導(dǎo)引 解析原電池的正極反應(yīng)為Cl2+2e- 2Cl-,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;放電時(shí),白色 沉淀AgCl在左側(cè)電極處產(chǎn)生,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e-時(shí),原電池左側(cè)發(fā)生的反應(yīng)為:Ag-e-+Cl- AgCl,減少了0.01 mol的Cl-,根據(jù) 電荷守恒原理,左側(cè)溶液中的H+通過陽離子交換膜向右側(cè)轉(zhuǎn)移0.01 mol,故D項(xiàng)正確。 答案D,
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