化学能与电能相互转化.docVIP

第6章 化学反应与能量变化 第2、3讲 电化学基础 ★考试说明：1、理解原电池和电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式2、了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用 3、理解金属发生电化学腐蚀的原因4、金属腐蚀的危害考纲解读电化学知识是理论部分的一个重要内容，也是历年高考考查的一个重点。电化学知识既可以综合学科内的知识，如联系到：化学实验现象的判断和分析、定量实验的操作要求、离子方程式的书写、氧化还原反应问题分析、化学计算等。也可以涉及到学科间的知识的运用，如联系到物理学的“有关电流强度的计算、有关电量和阿伏加德罗常数的计算”等，还可以与生产生活(如金属的腐蚀和防护、电镀废液的危害与环保)、新科技及新技术(新型电池)等问题相联系命题预测 ★知识框架 化学电池化学能转变为电能 原电池金属的电化学腐蚀（自发进行） 氧化还原反应——能量变化 电解 电解池电镀电能转变为化学能 电冶金 （外界能量推动）电解池 1定义： 2、电极名称的判断方法电极名称：判定方法： ；阳极： 3、工作原理： 电极反应式和总反应式的书写书写方法如果题目给定的是图示装置，先分析阴、阳极，再根据阴、阳极反应规律去写电极反应式；如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应（即分析有关元素的化合价变化情况），再选择一个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。特别需要指出的是：对于可逆电池的反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。 书写方法步骤 以铅蓄电池充电时的反应为例，总反应为2PbSO4+2H2O ==== Pb+PbO2+2H2SO4，电极反应式的书写步骤如下： 阴极：PbSO4==== Pb-2e- PbSO4====Pb+ -2e- 阳极：PbSO4==== PbO2+2e- PbSO4==== PbO2+ +2e- PbSO4+2H2O====PbO2+4H++ +2e- （也可用总反应式减去负极反应式得到正极反应式）阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。放电顺序是：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Fe+、Hg2+、Ag+、Au3+阳极：若是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电顺序是：S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子(NO3-、SO42-、CO32-)、F- 若是性电极作阳极氯碱工业 3、电解精炼铜 ⑴装置粗铜锌、铁、镍、银、金和铂等杂质电极反应阳极泥铜的电解精炼过程中，粗铜中的金属与其他不溶性杂质混在一起沉积在电解池底部形成的物质有关电解的计算1、电解的有关计算常涉及的问题 两极产物的定量计算溶液pH的计算{pH＝－lgc(H＋)相对原子质量的计算和阿伏加德罗常数的值的测定根据转移电子的量求产物的量或根据产物的量求转移电子的量2、步骤 根据与电源的连接情况或实验现象，准确判断电极上发生氧化还原反应的类型和电极名称准确写出电极反应式根据题目所给条件和所要求解的问题，使用上述合适的方法建立等量关系求解电解的计算常用的三种方法根据电子得失守恒法计算：用于串联电路，阴、阳两极产物，正、负两极产物，相同电荷量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算根据关系式计算：根据得失电子守恒关系找到已知量与未知量之间的桥梁，得出计算所需的关系式 1、概念：利用反应原理将能转化为能的装置原电池工作原理(以锌铜原电池为例)装置 示意图 现象锌片，铜片上有，电流表指针发生电极Zn电极Cu电极电极名称得失电子电子电子电子流向反应类型电极反 应式总反应式两个不同的电极(材料可以是金属或非金属) 负极：活泼性，电子发生氧化反应正极：活泼性，电子发生还原反应电极均插入中构成能自发地发生的反应在原电池工作时,电解质溶液中的阴、阳离子如何移动?原电池的正负极的判断方法1、由组成原电池的两极材料判断 较活泼的金属为极，较不活泼的金属或能导电的非金属为极2、根据电流方向或电子流向判断 外电路中，电流由极流向极，电子由极流向极3、根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断 在原电池电解质溶液中，阳离子移向极，阴离子移向极4、根据原电池中两极发生的反应判断 原电池中，负极总是发生反应，正极总是发生反应若给出一个总方程式，则可根据化合价升降来判断5、根据电极质量的变化判断 原电池