xx年高三复习专题讲座电化学.doc

2008年高三复习专题讲座－电化学 一、本周教学进度及主要内容： 必修二第二章第三节和选修四第四章 本讲主要内容： 理解电解池的形成条件、基本原理，并比较原电池。 理解并运用两极放电规律 3．掌握各类酸、碱、盐溶液电解产物、溶液pH变化等情况(用惰性电极) 二、学习指导 (一)比较原电池和电解池 原电池 电解池 一般 组成 条件 ① 两种活泼性不同的电极材料 金属或石墨均可作电极 ② 两电极用导线连接(或直接接触) 外接直流电源 ③ 两电极插在电解质溶液中(或闭合回路) 两电极插在同一电解质溶液中(或熔融状态) e电极确定的依据、方法和名称 e 电极材料活泼性差异 与外电源的连接方式 负极——较活泼金属 阳极—与电源正极相接 e正极——较不活泼材料 e e阴极—与电源负极相接 e 电极反应 负极 正极 (氧化) (还原) 阳极 阴极 (氧化) (还原) 能量转化形式 化学能转为电能 电能转为化学能 实例装置 通电电极方程式 通电 (－)Fe－2e＝Fe2＋ (＋)2H＋＋2e＝H2↑ (阳)2Cl－－2e＝Cl2↑ (阴)2H＋＋2e＝H2↑ 电池总反应 Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ 2HCl H2↑＋Cl2↑ 电池作用 ①氧化和还原反应分在两极进 行，形成电流 ②加快了电子转移 外电源犹如“电子泵”使通常难以进行的氧化还原反应变成可能；使通常能进行的反应变得更加容易. (二)放电规律 (1)原电池的正极和电解池中的阴极本身均不放电.不论其材料活泼性如何,不参与电极反应,故受到保护. (2)原电池的负极、电解池的阳极为非惰性电极时,一般是电极本身即金属放电. (3)电解池中若阳极为惰性电极,由溶液中的离子放电. 一般离子的放电次序如下: ①阴离子在阳极放电顺序: SO42－、NO3－、OH－、Cl－、Br－、I－、S2－ 失电子能力依次增强 ②阳离子在阴极放电顺序 K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋、Zn2＋、Fe2＋、H＋、Cu2＋、Ag＋ 得电子能力依次增强 (三)各类酸、碱、盐溶液电解产物、溶液pH变化等情况小结(用惰性电极) 电解液 (实例) 电极产物 相当于电 解何物 pH值变化 为恢复可加 入的物质 阳极 阴极 含氧酸(H2SO4) O2 H2 H2O 减小 H2O 可溶性强碱(NaOH) O2 H2 增大 活泼金属含氧酸盐(Na2SO4) O2 H2 由盐种类定 无氧酸(HCl) Cl2 H2 电 解 质本身 增大 HCl 不活泼金属无氧酸盐(CuCl2) Cl2 Cu / CuCl2 活泼金属无氧酸盐(NaCl) Cl2 H2 水 和 电解质 增大 HCl 不活泼金属含氧酸盐(CuSO4) O2 Cu 减小 CuO 思考1: 电解一段时间，为了恢原到电解前的溶液,如何确定所加入物质的种类?(惰性电极) 分析 随着电解的进行,电解液或是浓度改变,或是溶质的种类改变,或是两者均有变化.为了恢复到原溶液,既要考虑“质”又要考虑“量”. 电 解例如:电解CuSO4溶液： 电 解 2H2O＋2CuSO4 2Cu＋O2↑＋2H2SO4 思路一 抓住溶液的变化 若加入CuO、Cu(OH)2，均能与H2SO4反应生成CuSO4.方程式如下: CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O ② Cu(OH)2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O 比较①、②消耗的H2SO4、生成的CuSO4、H2O即可知道:加入1mol Cu(OH)2能与1mol H2SO4反应能生成1mol CuSO4和2H2O.不符合电解时的相关物质的比例.若改加CuO，则很合适. 思路二 抓住两极产物.“合二为一”. 原理 电解时电解质溶液减少的质量即为两极上产物的质量和，符合守恒原理,但直接通入或加入所得的产物,可能有的根本不反应,即使有的反应又有其它产物,如电解食盐水,若再通入H2和Cl2,则Cl2与NaOH反应生成NaCl和NaClO，H2与NaOH根本不反应。何况一般只允许加入一种物质。 从守恒角度考虑，电解CuSO4溶液，阴极析出Cu,阳极生成O2，H元素的质量并未减少。因而当加入Cu(OH)2时，从元素种类的守恒考虑就不符合，更不必考虑量是否符合了.故可将两极产物中元素合为一种化合物. 思考2 如何确定所加物质的量?(惰性电极) 分析 由于两极上通过的电子数相等,故阴、阳两极产物的物质的量间一定满足确定的关系.因而加入物与其也有一定关系. 例如 电解含0.4mol CuSO4溶液一段时间后，阳极上生成2.24L气体(S.T.P),则应加入CuO多少克？(用惰性