广东省2021高考化学一轮复习 专题六 化学能与电能的转化课件.pptx

考点清单3.原电池的两极负极:活泼性较强的金属,发生③氧化反应。正极: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,如下图) 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:Zn+Cu2+ Zn2++Cu。(2)电子移动方向电子由⑨负极释放,经外电路流入⑩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。二、化学电源一次电池又称为干电池,二次电池又称为充电电池或蓄电池。三、原电池原理的应用1.设计化学电源利用原电池的原理,结合现代生活、生产和科学研究的实际需求,制作了多种电池,如碱性锌锰干电池、铅蓄电池、锂离子电池以及航空航天电池。2.比较金属活动性强弱一般来说,原电池负极材料比正极材料活泼。通常情况下,发生溶解的电极为 负极,有气体或固体生成的电极为 正极。3.加快氧化还原反应的速率对于自发的氧化还原反应,将其设计成原电池时反应速率 加快,如实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气,往稀硫酸中加入少量CuSO4溶液,可使产生H2的速率加快。4.用于金属的防护考点二电解原理及应用一、电解原理1.电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2.电解池(1)装置特点 电能转化为 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 负极相连, 得到电子发生 还原反应。(2)阳极与电源 正极相连, 失去电子发生 氧化反应。二、电解原理的应用1.氯碱工业(1)食盐水的精制说明阳离子交换膜(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: 2Cl--2e- Cl2↑。阴极: 2H2O+2e- H2↑+2OH-。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 基本不变。(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↑。三、原电池、电解池及电镀池的区别形成条件 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)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>有防护措施的腐蚀二、金属的防护(1)改变金属的内部结构。例如把Ni、Cr等加入普通钢中制成不锈钢。(2)覆盖保护层:a.涂油脂、喷油漆、搪瓷、覆盖塑料等;b.电镀耐腐蚀的金属(Zn、Sn、Cr、Ni等)。(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。知能拓展注意原电池的正、负极不仅跟电极材料有关,还与电解质溶液的性质有关,如Mg、Al在稀硫酸中构成原电池时,Mg作负极,Al作正极,但若以NaOH溶液为电解质溶液,则Al为负极,Mg为正极。2.原电池电极反应式的书写(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:解题导引根据LiFePO4电池的反应原理分析各元素的化合价变化可知,放电时Li为负极,FePO4为正极,据此写出电极反应式,进而分析选项,需注意的是Li为活泼金属,能与水、酸发生反应。二、惰性电极电解电解质溶液的