电化学基础知识 1、电化学的研究内容: 化学能与电能相互转换的装置、过程和效率 2、电化学反应过程(及装置)分类 依据:反应产物与电流的关系 (1)产生电流的反应 发生在化学电池中,是自发的,向外输送能量 (2)借助电流而发生反应的 发生在电解池中,有外界输入能量推动 3、电化学的应用 电解;电镀;电冶炼、电池制造等
原电池原理及其应用 原电池原理 原电池原理及其应用知识体系 构成原电池条件 原电池原理的应用 金属的腐蚀及其防护
原电池:化学能 电能 Zn - 2e- = Zn2+ 负极: 正极: 2H+ + 2e- = H2↑ Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 ↑
锌和锌盐 图中由___________组成锌半电池, 由__________组成铜半电池, 中间通过______连接起来组成铜锌原电池. 4、该电池的 负极材料是_____;负极的电极反应式为________________ 正极材料是_____;正极的电极反应式为________________ 铜和铜盐 盐桥 锌 Zn - 2e- = Zn2+ 铜 Cu2+ + 2e- = Cu
总反应的化学方程式为 __________________ 5、与第一图相比该电池的优点是 Zn +CuSO4 = Cu+ZnSO4 能够产生持续、稳定的电流
(2)组成原电池的条件 根据上述原理,可以把其他氧化还原反应设计成原电池。在这些电池中,用___________的物质做负极,负极向外电路_____电子;用___________的物质做正极,正极从外电路____电子;在原电池内部,两极浸在电解质溶液中,并通过正负离子的定向运动而形成内电路。 还原性较强 提供 氧化性较强 获得 (1)内部条件:能自发进行氧化还原反应。 (2)有两种活动性不同的金属(或一种是非金属单质或金属氧化物)作电极。 (3)电极材料均插入电解质溶液中。 (4)两极相连形成闭合电路。
原电池的设计 e-→ ←I 石墨 铜 FeCl3溶液 CuSO4溶液
3.(07海南卷14.9分)依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。 请回答下列问题: (1)电极X的材料是 ; 电解质溶液Y是 ; (2)银电极为电池的 极, 发生的电极反应为 ; X电极上发生的电极反应为 ; (3)外电路中的电子是从 电极流向 电极。 银 X 铜 CuSO4溶液 Y 硝酸银溶液 正 2Ag++2e- =2Ag Cu-2e- = Cu2+ 铜 银
电化学复习第二课时
依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Fe(s)==Fe2+(aq)+2Ag(s) 设计的原电池。 (1)标明电极材料的名称及电解质溶液成分 (2)写出电极反应式 (3)标明外电路中的电子流向
AgNO3溶液 依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Fe(s)==Fe2+(aq)+2Ag(s) 负极:铁 正极:银(石墨) FeSO4溶液 电极反应式 负极:Cu-2e- = Cu2+ 正极:2Ag++2e- =2Ag
D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。 原电池原理应用: (1)比较反应速率 例2:下列制氢气的反应速率最快的是 ( D ) A.纯锌和1mol/L 硫酸; B.纯锌和18 mol/L 硫酸; C.粗锌和 1mol/L 盐酸; D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
例2:下列装置中四块相同的Zn片,放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是 原电池原理应用: (2)比较金属腐蚀的快慢 例2:下列装置中四块相同的Zn片,放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3)
例3:下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的 顺序是 (5) (2) (1) (3) (4) 原电池原理应用: (3)电化学保护法 例3:下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的 顺序是 (5) (2) (1) (3) (4)
例4:下列叙述中,可以说明金属甲比乙活泼性强的是( ) C A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解,甲上有H2气放出; 原电池原理应用: (4)金属活动性比较 例4:下列叙述中,可以说明金属甲比乙活泼性强的是( ) C A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解,甲上有H2气放出; B.在氧化–还原反应中,甲比乙失去的电子多; C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极; D.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强;
原电池原理应用: (4)金属活动性比较 例5.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡,b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( ) A.a > b > c > d B.a > c > d > b C.c > a > b .> d D.b > d > c > a B
原电池原理应用: 铁、炭粉和氯化钠溶液组成原电池加速铁的氧化 (5)解释某些化学现象 例6:市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会发现有大量铁锈存在。 “热敷袋”是利用 放出热量。 2)炭粉的主要作用是 。 3)加入氯化钠的主要作用是 。 4) “热敷袋”工作原理是 _________________________________________。 铁被氧化 作原电池的正极 氯化钠溶于水形成电解质溶液 铁、炭粉和氯化钠溶液组成原电池加速铁的氧化
氢 氧 燃 料 电 池 2H2 +O2 = 2H2O 介质 电池反应: 酸性 负极 正极 中性 碱性 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
10、金属的腐蚀与防护