2021高考化学一轮复习 专题六 化学能与电能的转化课件.pptx

考点一原电池原理及其应用3.原电池的两极负极:通常是活泼性较强的金属,发生③氧化反应。正极:通常是活泼性较弱的金属或能导电的非金属,发生④还原反应。4.电极反应式的书写和电子移动方向(1)电极反应式的书写(以Zn-Cu原电池为例,如图) 负极:⑤Zn,电极反应式:⑥Zn-2e- Zn2+。正极:⑦Cu,电极反应式:⑧Cu2++2e- Cu。电池总反应:⑨Zn+Cu2+ Zn2++Cu。(2)电子移动方向电子由⑩负极释放,经外电路流入 正极,电解质溶液中的阳离子移向正极,某些阳离子在正极上得电子被 还原,形成一个闭合回路。电池氢镍电池CH4燃料电池(H2SO4作电解质)三、原电池原理的应用1.金属的腐蚀(1)化学腐蚀:金属跟接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。(2)电化学腐蚀a.定义:不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫电化学腐蚀。注意金属的腐蚀主要是发生电化学腐蚀。b.吸氧腐蚀与析氢腐蚀(以钢铁的电化学腐蚀为例)(3)电化学保护法:通常采用如下两种方法。a.牺牲阳极的阴极保护法。这种方法通常是在被保护的钢铁设备上(如锅炉的内壁、船舶的外壳等)装上若干镁合金或锌块。b.外加电流的阴极保护法。这种方法是把被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为 阴极,用惰性电极作为 阳极,两者均存在于电解质溶液(如海水)里,外接直流电源。通电后,电子被强制流向被保护的钢铁设备,使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近于零,从而起到保护作用。3.金属腐蚀快慢的比较不纯的金属在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀,活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关:(1)与构成原电池的材料有关,两极材料的活泼性差别越大,电动势越大,进行氧化还原反应的速率越快,活泼金属被腐蚀的速率就越快。(2)与金属所接触的介质有关,通常活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀,在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般来说,可用下列原则判断金属腐蚀的快慢:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀考点二电解原理及其应用2.电解池(1)装置特点①电能转化为②化学能。(2)形成条件a.与直流电源相连的两个电极。b.电解质溶液(或熔融态电解质)。c.形成闭合回路。3.电极反应规律(1)阴极与电源③负极相连,④得到电子发生⑤还原反应。(2)阳极与电源⑥正极相连,⑦失去电子发生⑧氧化反应。二、电解原理的应用1.氯碱工业(1)食盐水的精制(2)主要生产过程说明阳离子交换膜(以电解饱和NaCl溶液为例)只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通过,这样既能阻止H2和Cl2混合爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO影响烧碱质量。(3)电极反应及总反应阳极:⑨2Cl--2e- Cl2↑。阴极:⑩2H++2e- H2↑。总反应(离子方程式): 2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2↑+H2↑。2.电镀(1)电镀的特点电镀时,阳极是 镀层金属,阴极是 镀件,一般用含有镀层金属离子的溶液作电镀液;电镀池工作时,阳极质量 减小,阴极质量 增大,电解质溶液浓度 不变。(2)铜的电解精炼阳极(用 粗铜): Cu-2e- Cu2+。粗铜中的金、银等金属杂质,因失电子能力比铜弱,难以在阳极失去电子变成阳离子,以阳极泥的形式沉积下来。阴极(用 纯铜): Cu2++2e- Cu。3.电冶金金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得电子,从其化合物中还原出来。通式为 Mn++ne- M。钠的冶炼:NaCl在熔融状态下发生电离,通直流电,阴极反应式为 2Na++2e- 2Na,阳极反应式为 2Cl--2e- Cl2↑。核心精讲一、惰性电极电解电解质溶液的规律电解电解质型说明(1)用惰性电极电解强碱、含氧酸、活泼金属的含氧酸盐的稀溶液时,实际上是电解H2O,溶质的质量分数增大,浓度增大。(2)电解时产物的判断要遵循阴、阳离子的放电顺序。(3)电解后要恢复原电解质溶液的浓度,需加适量的某物质,该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。例如用惰性电极电解CuSO4溶液,要恢复原溶液的浓度,可向电解后的溶液中加入CuO,但不能加入Cu(OH)2,因为Cu(OH)2与生成的H2SO4反应后使水量增加。形成条件一、原电池电极反应式的书写方法1.一般电极反应式的书写2.复杂电极反应式的书写总体思路:复杂电极反应式=总反应式-较简单一极电极反应式(1)燃料电池正极反应式的书写正极通入的气体一般是氧气,根据电解质的不同,分以下几种情况:①在酸性溶液中生成水:O2+4H++4e- 2H2O;②在碱性溶液中生成氢氧根离子:O2+2H2O+4e