高考化学专题复习课件电化学及应用.ppt
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化学总复习化学总复习基本理论基本理论电化学电化学原电池和电解池的比较原电池和电解池的比较原电池原电池电解池电解池概概念念能量能量转化转化借助借助氧化还氧化还原反应原反应而产而产生生电流电流的装的装置置。
借助借助电流电流引引起起氧化还原氧化还原反应反应的装置的装置化学能化学能转化转化为为电能电能电能电能转化为转化为化学能化学能一、原电池一、原电池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？
（11）必须自发进行氧化还原反应必须自发进行氧化还原反应（33）两个电极必须插入两个电极必须插入电解质溶液中电解质溶液中或或熔融熔融的电解质中的电解质中；（44）两个电极必须两个电极必须相连相连并形成并形成闭合回路闭合回路。
（22）必须有必须有两种活泼性不同的两种活泼性不同的导电材料导电材料作电极；作电极；把把化学能化学能转化为转化为电能电能的装置。
的装置。
原电池正负极的比较原电池正负极的比较比较项目比较项目正极正极负极负极电子流动方向电子流动方向电子流入电子流入电子流出电子流出金属活泼性金属活泼性相对不活泼相对不活泼相对活泼相对活泼电极反应电极反应Nm+me-=N（还原反应还原反应）M-ne-=Mn+（氧化反应氧化反应）电极质量变化电极质量变化增大或不变增大或不变一般：
减小一般：
减小离子移动方向离子移动方向阳离子阳离子移向该极移向该极阴离子阴离子移向该极移向该极氧化反应氧化反应氧化反应氧化反应M-ne=Mn+产生电流产生电流失失e-沿导线转移沿导线转移还原反应还原反应还原反应还原反应Nm+me=N原电池的工作原理原电池的工作原理负负极极正正极极阴离子阴离子阳离子阳离子ee综述11、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；溶液中氧化性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；22、电子由负极流向正极，电流方向是由正极、电子由负极流向正极，电流方向是由正极流到负极（外电路）。
流到负极（外电路）。
用用AlAl、CuCu作电极，如何使作电极，如何使CuCu作负极，作负极，AlAl作正极作正极？
浓硝酸作电解液浓硝酸作电解液用用MgMg、AlAl作电极，如何使作电极，如何使AlAl作负极，作负极，MgMg作正极作正极？
NaOHNaOH作电解液作电解液思考思考原电池原理的应用原电池原理的应用
（2）比较金属的活泼性；比较金属的活泼性；构建原电池，测出正负极，负极金属活泼性构建原电池，测出正负极，负极金属活泼性正极正极（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；
（1）制做化学电源；制做化学电源；（4）金属腐蚀的原理及金属腐蚀的防护。
金属腐蚀的原理及金属腐蚀的防护。
金属的电化学腐蚀金属的电化学腐蚀
（一）金属腐蚀
（一）金属腐蚀1.1.概念：
概念：
金属或合金与周围接触到的气体或液体进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。
行化学反应而腐蚀损耗的过程。
2.2.金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质金属原子失去电子变成阳离子而损耗金属原子失去电子变成阳离子而损耗3.3.金属腐蚀的分类：
金属腐蚀的分类：
化学腐蚀和电化学腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀绝大多数金属的腐蚀属于电化学腐蚀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电化学腐蚀通常有析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较项目比较项目化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀发生条件发生条件共同点共同点是否构成原电池是否构成原电池有无电流有无电流实质实质化学腐蚀化学腐蚀与与电电化学腐蚀化学腐蚀的比较的比较电化学电化学腐蚀腐蚀比比化学腐蚀化学腐蚀普遍得多普遍得多金属跟接触到的物质金属跟接触到的物质直接发生化学反应直接发生化学反应不纯金属跟接触的电解不纯金属跟接触的电解质溶液发生原电池反应质溶液发生原电池反应无电流无电流无原电池无原电池构成无数微小原电池构成无数微小原电池有弱电流有弱电流金属被腐蚀金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀金属原子失去电子变成阳离子而损耗金属原子失去电子变成阳离子而损耗钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀比较项目比较项目析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀发生条件发生条件电电极极反反应应负极负极正极正极总反应总反应钢铁表面吸附的水膜酸钢铁表面吸附的水膜酸性较強时性较強时Fe-2e-=Fe2+2H+2e-=H2Fe+2H+=Fe2+H2钢铁表面吸附的水膜酸钢铁表面吸附的水膜酸性较弱或呈中性时性较弱或呈中性时Fe-2e-=Fe2+O22H2O4e-=4OH-Fe2+2OH-=Fe（OH）24Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）34Fe（OH）3Fe2O3xH2O（铁锈铁锈）+（3-x）H2O吸氧吸氧腐蚀腐蚀比比析氢析氢腐蚀腐蚀普遍得多普遍得多金属的防护金属的防护方方法：
法：
1.1.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（如制不锈钢）2.2.在金属表面覆盖保护层：
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）在表面烧制搪瓷；（5）使金属表面形成致密的氧化膜）使金属表面形成致密的氧化膜。
33.电化学保护法电化学保护法：
（1）牺牲阳极的阴极保护法）牺牲阳极的阴极保护法
（2）外加电流的阴极保护法）外加电流的阴极保护法判断金属腐蚀快慢的规律判断金属腐蚀快慢的规律不不纯纯的的金金属属或或合合金金，在在潮潮湿湿空空气气中中形形成成微微电电池池发发生生电电化化腐腐蚀蚀，活活泼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：
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：
1）与与构构成成微微电电池池的的材材料料有有关关，两两极极材材料料的的活活动动性性差差别别越越大大，电电动动势势越越大大，氧氧化化还还原原反反应应的的速速度度越越快快，活活泼泼金金属属被被腐腐蚀蚀的的速速度度就就越快；越快；2）与与金金属属所所接接触触的的电电解解质质强强弱弱有有关关，活活泼泼金金属属在在电电解解质质溶溶液液中中的的腐腐蚀蚀快快于于在在非非电电解解质质溶溶液液中中的的腐腐蚀蚀，在在强强电电解解质质溶溶液液中中的的腐腐蚀蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。
快于在弱电解质溶液中的腐蚀。
一般说来可用下列原则判断：
一般说来可用下列原则判断：
（电电解解原原理理引引起起的的腐腐蚀蚀）原原电电池池原原理理引引起起的的腐腐蚀蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀二、常见的化学电池二、常见的化学电池干电池干电池电极电极:
ZnZn为负极为负极,碳棒为正极碳棒为正极电解液电解液：
NHNH44ClCl、ZnClZnCl22和和淀粉糊淀粉糊另有黑色的另有黑色的MnOMnO22粉末，吸收正极产生的粉末，吸收正极产生的HH22，防止产生极化现象。
防止产生极化现象。
电极方程式：
电极方程式：
负极负极（Zn）:
（Zn）:
ZnZn2e2e-ZnZn22正极：
正极：
2MnO2MnO22+2NH+2NH44+2e+2e-=Mn=Mn22OO33+2NH+2NH33+H+H22OO银锌电池银锌电池ZnZn为负极为负极,Ag,Ag22OO为正极为正极电解液电解液:
KOH:
KOH溶液溶液电极反应式电极反应式:
负极负极:
ZnZn2OH2OH2e2e-Zn（OH）Zn（OH）22正极正极:
AgAg22OOHH22OO2e2e-2Ag2Ag2OH2OH总反应式总反应式:
ZnZnAgAg22OOHH22OO2Ag2AgZn（OH）Zn（OH）22铅蓄电池铅蓄电池:
电极：
电极：
PbPb为负极为负极,PbO,PbO22为正极为正极.电解液电解液:
30%30%的的HH22SOSO44溶液溶液电极反应式电极反应式:
放电时：
放电时：
为原电池为原电池负极负极（PbPb）：
PbPbSOSO4422-2e2e-PbSOPbSO44正极正极（PbO（PbO22）PbOPbO224H4HSOSO44222e2e-PbSOPbSO442H2H22OO总电池反应总电池反应:
PbOPbO22PbPb2H2H22SOSO442PbSO2PbSO442H2H22OO充电时：
充电时：
为电解池为电解池阴极阴极（PbPb）：
PbSOPbSO442e2e-PbPbSOSO4422-阳极阳极（PbO（PbO22）PbSOPbSO442H2H22OO2e2e-PbOPbO224H4HSOSO4422总电解反应总电解反应:
2PbSO2PbSO442H2H22OOPbOPbO22PbPb2H2H22SOSO44通电通电铝铝空气空气海水电池海水电池负极：
负极：
4Al-12e4Al-12e-4Al4Al3+3+正极：
正极：
3O3O22+6H+6H220+12e0+12e-120H120H-电池总反应式为：
电池总反应式为：
4Al+3O4Al+3O22+6H+6H220=4Al0=4Al（OHOH）3319911991年，我国首创以铝年，我国首创以铝-空气空气-海水为材料组成的新型海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯以取之不尽的海水为电解质电池，用作航海标志灯以取之不尽的海水为电解质燃料电池燃料电池
（1）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:
KOH溶液溶液（4）反应原理反应原理:
正极正极:
2H2+4OH4e-4H2O负极负极:
O22H2O4e-4OH总反应：
总反应：
2H2O22H2O电极反应：
负极：
电极反应：
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以甲烷作燃料的燃料电池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。
在两极分别通入甲烷和氧气。
组成电解池的条件组成电解池的条件：
（1）外接直流电源外接直流电源
（2）电极电极（金属或惰性电极金属或惰性电极）（3）电解质溶液或熔融的电解质电解质溶液或熔融的电解质（4）形成闭合回路形成闭合回路阳阳极极氧氧化化反反应应阴阴极极还还原原反反应应e-e-电解池电解池电解池阴阳极的比较电解池阴阳极的比较比较项目比较项目阴极阴极阳极阳极与电源连接与电源连接接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极电子流动方向电子流动方向电子流入电子流入电子流出电子流出电极反应电极反应Nm+me=N（还原反应还原反应）Rnne=RMne=Mn+（氧化反应氧化反应）电极质量变化电极质量变化增大或不变增大或不变减小或不变减小或不变离子移动方向离子移动方向阳离子阳离子移向该极移向该极阴离子阴离子移向该极移向该极阳阳极极阴阴极极电解池的工作原理电解池的工作原理阴离子阴离子阳离子阳离子氧化反应氧化反应还原反应还原反应Nm+me-=NeeRnneR4OH4e2H2OO2非惰性电极：
非惰性电极：
M-ne-=Mn+（电极本身溶解）电极本身溶解）电子流电子流动方向动方向电解质溶液电解质溶液电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电源正极电源正极电解池阳极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：
阴极阴极（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+得到电子得到电子由易到难由易到难阳极阳极（与电极材料有关与电极材料有关）：
在水溶液中在水溶液中SOSO442-2-，NONO33-等不会放电。
等不会放电。
金属金属S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-F-失去电子由易到难失去电子由易到难电极反应电极反应阳极阳极活泼金属作电极活泼金属作电极由电极本身失电子由电极本身失电子R-ne=Rn+惰性电极惰性电极溶液中较易失电子的溶液中较易失电子的阴离子优先放电阴离子优先放电
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