高考化學(xué)第一輪總復(fù)習(xí) 第九章 電化學(xué)基礎(chǔ)（第27課時）課件.ppt

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化學(xué)能,電能,活潑性不同,電解質(zhì),閉合,自發(fā),Zn,Zn－2e－===Zn2＋,氧化,Cu,2H＋＋2e－===H2↑,還原,負,失去,外電路,正,得到,一次,二次,燃料,輸出電能,輸出功率,儲存時間,Zn,Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2,MnO2,Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2,Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－,Pb,Pb(s)＋SO42－(aq)－2e－===PbSO4(s),PbO2,PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO42－(aq),燃料和氧化劑,不參與氧化還原反應(yīng),催化轉(zhuǎn)化元件,2H2－4e－===4H＋,O2＋4H＋＋4e－===2H2O,2H2＋O2===2H2O,2H2＋4OH－－4e－===4H2O,O2＋2H2O＋4e－===4OH－,2H2＋O2===2H2O,B,B,B,D,負極反應(yīng)式：2CO＋2CO32－－4e－ === 4CO2； 正極反應(yīng)式：_______________________________ _________________________________________； 總反應(yīng)式：______________________________ __________________________________________。,【解析】進行逆向思維。先寫出難度較小的總反應(yīng)式，再寫出正極反應(yīng)式。由題意可知負極燃氣和正極助燃氣反應(yīng)生成CO2，而CO2又不與Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物反應(yīng)，所以總反應(yīng)式為2CO＋O2===2CO2，同時又知負極反應(yīng)式2CO＋2CO32－－4e－===4CO2，根據(jù)加和性原則可得正極反應(yīng)式。,【答案】O2＋2CO2＋4e－=== 2CO3 2- 2CO＋O2===2CO2,②是否共存原則 電極反應(yīng)式的書寫必須考慮介質(zhì)環(huán)境，物質(zhì)得失電子后在不同的介質(zhì)環(huán)境中所存在的形式不同。 思考2：燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，有利于節(jié)約能源。分別寫出甲烷燃料電池在不同的介質(zhì)環(huán)境中的電極反應(yīng)式： (1)電解質(zhì)溶液為KOH溶液時； (2)電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液時。,【解析】 CH4應(yīng)在負極參加反應(yīng)，O2應(yīng)在正極參加反應(yīng)。根據(jù)是否共存原則，堿性溶液中CO2不可能存在，也不可能有H＋參加反應(yīng)，故負極反應(yīng)式：CH4—8e－＋10OH－===CO32－＋ 7H2O，正極反應(yīng)式：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－。若電解質(zhì)溶液換成酸性溶液，根據(jù)是否共存原則，不可能有OH－參加或生成，負極反應(yīng)式：CH4 — 8e－＋2H2O===CO2＋8H＋，正極反應(yīng)式：2O2＋8e－＋ 8H＋===4H2O。,【答案](1)負極：CH4－8e－＋10OH－===CO32－＋7H2O 正極：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－,(2)負極：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ 正極：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O ③加氧失氧原則 ⅰ.加氧時，就在反應(yīng)物中加H2O或OH－ a．在中性或堿性溶液中加OH－ 如紐扣電池以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，其總反應(yīng)式： Zn＋Ag2O===2Ag＋ZnO，根據(jù)加氧原則，負極反應(yīng)式：Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O b．在酸性溶液中加H2O 如鉛蓄電池以硫酸為電解質(zhì)溶液，其充電時，總反應(yīng)式為：2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4，其陽極反應(yīng)式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋ SO42－＋ 4H＋,ⅱ.失氧時應(yīng)在反應(yīng)物中加H2O或H＋ a．在中性或堿性溶液中加H2O 如紐扣電池(堿性)正極反應(yīng)式： Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－ b．在酸性溶液中加H＋ 如鉛蓄電池在放電時的總電極反應(yīng)式：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，其正極反應(yīng)式：PbO2＋ 2e－＋SO42－＋ 4H＋===PbSO4＋2H2O ④中性吸氧反應(yīng)生堿原則 在中性電解質(zhì)溶液環(huán)境中，通過金屬吸氧所建立起來的原電池反應(yīng)，其反應(yīng)的最后產(chǎn)物是堿。 思考3：1991年，我國首創(chuàng)以鋁、空氣、海水組成的新型電池，用作航海標(biāo)志燈，這種海水電池的能量比“干電池”高20～50 倍，試寫出該電池正負極的電極反應(yīng)式。,【答案】負極：4Al－12e－===4Al3＋ 正極：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－,【解析】此原電池是在海水這個中性環(huán)境中通過鋁吸氧而建立起來的，其負極反應(yīng)式：4Al－12e－===4Al3＋，正極反應(yīng)式：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－，除此之外，如鋅電池、鐵的吸氧腐蝕等都符合這個原則。,⑤自發(fā)性原則 如果以較活潑金屬(金屬活動性順序表Pt 以前)作原電池的電極材料，一般以能自發(fā)的與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的電極材料作負極，如果正、負極都能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，則較活潑的電極材料作負極。,【解析】(1)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時，Mg、Al都能與稀硫酸反應(yīng)，但Mg比Al活潑，所以Mg作負極，Al作正極，故電極反應(yīng)式為：負極： Mg－2e－===Mg2＋，正極：2H＋＋2e－===H2↑。 (2)電解質(zhì)溶液換為NaOH溶液時，Mg不能與NaOH溶液自發(fā)的進行反應(yīng)，而Al是兩性金屬，能與NaOH溶液反應(yīng)，所以該原電池裝置中，Al作負極，Mg作正極，再結(jié)合是否共存原則，相應(yīng)的電極反應(yīng)式：負極：Al＋4OH－－3e－===AlO2－＋2H2O，正極：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。,【答案】 (1)負極：Mg－2e－===Mg2＋ 正極：2H＋＋2e－===H2↑ (2)負極：2Al＋8OH－－6e－===2AlO2－＋4H2O 正極：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－,(2)書寫技巧 ①列物質(zhì)、標(biāo)得失；②選離子、配電荷；③配個數(shù)、巧用水；④兩式加、驗總式。 強調(diào)：負極：還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物 正極：氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物 電解質(zhì)溶液中的離子(如H＋、OH－)和水等，如氧化(或還原)產(chǎn)物能與之發(fā)生反應(yīng)，則其一般書寫在電池反應(yīng)式中。 3．復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫方法 (1)首先確定總反應(yīng)。 (2)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)確定原電池的正、負極。 (3)由反應(yīng)物和生成物結(jié)合電解質(zhì)溶液寫出負極的電極反應(yīng)式，如＋4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO3 2－形式存在。,二、原電池原理的應(yīng)用 1．加快化學(xué)反應(yīng)速率 理論上，氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池，因有電流產(chǎn)生，加快了電子的轉(zhuǎn)移，從而加快了化學(xué)反應(yīng)速率。如：實驗室利用Zn與稀H2SO4反應(yīng)制取H2時，稀H2SO4中滴入幾滴CuSO4溶液，從而加快了H2的逸出。 2．比較金屬的活潑性 根據(jù)溶解(或質(zhì)量減輕)的為負極，質(zhì)量增加(或產(chǎn)生氣泡)的為正極，結(jié)合負極活潑性＞正極活潑性，便可作出結(jié)論。,3．用于金屬的防護 使被保護的金屬制品作原電池正極而得到保護。例如，要保護一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負極。 4．設(shè)計制作化學(xué)電源 設(shè)計原電池時要緊扣原電池的構(gòu)成條件。具體方法是： (1)首先將已知氧化還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)； (2)根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正、負極材料及電解質(zhì)溶液。,①電極材料的選擇 在原電池中，選擇還原性較強的物質(zhì)作為負極，并且原電池的電極必須導(dǎo)電，電池中的負極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng)。 ②電解質(zhì)溶液的選擇 電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)(如空氣中的氧氣)能與負極發(fā)生反應(yīng)。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇含有與電極材料相同的陽離子。如在銅鋅硫酸構(gòu)成的原電池中，負極金屬鋅浸泡在含有Zn2＋的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在含有Cu2＋的溶液中。,【答案】C,A,C,C,放電,充電,C,A,D,D,放電,充電,