第四章章末復(fù)習(xí)課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修1

第四章化學(xué)反應(yīng)與電能章末復(fù)習(xí)1.通過(guò)系統(tǒng)思想和方法梳理基礎(chǔ)知識(shí)，能分析、解釋原電池和電解池的工作原理，金屬腐蝕原理，明晰電化學(xué)認(rèn)知模型。2.在實(shí)際問(wèn)題解決中認(rèn)識(shí)電化學(xué)原理的廣泛應(yīng)用。能利用相關(guān)信息分析化學(xué)電源、電解、電鍍、電冶金和金屬防護(hù)等。3.通過(guò)復(fù)習(xí)與提高，提升對(duì)電極反應(yīng)書(shū)寫(xiě)，新型電源和串聯(lián)電池的分析能力。知識(shí)點(diǎn)一：原電池1.原電池的形成條件(1)有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。(2)有兩種活動(dòng)性不同的能導(dǎo)電的電極。

(3)兩極相連形成閉合回路。2.原電池的工作原理（鋅銅原電池）CuSO4溶液ZnCuZnSO4溶液e-鋅片：Zn－2e－===Zn2+銅片：Cu2++2e－===Cu總反應(yīng)：Cu2++Zn===Cu+Zn2+（還原反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）3.原電池的應(yīng)用(1)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱(2)加快氧化還原反應(yīng)的速率(3)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)知識(shí)點(diǎn)二：化學(xué)電源1.一次電池放電后不可再充電的電池，也叫干電池，如堿性鋅錳電池。2.二次電池放電后可以再充電而反復(fù)使用的電池，又稱(chēng)可充電電池或蓄電池?；瘜W(xué)能電能放電充電3.燃料電池一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。[燃料電池的規(guī)律]①燃料做負(fù)極，助燃劑氧氣為正極②電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。知識(shí)點(diǎn)三：化學(xué)電源電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)總結(jié)②正極:陽(yáng)離子得到電子生成單質(zhì)或O2得到電子,若反應(yīng)物是O2,則：電解質(zhì)溶液呈堿性或中性:O2+2H2O+4e-=4OH-;電解質(zhì)溶液呈酸性:O2+4H++4e-=2H2O。③總反應(yīng)式:正、負(fù)電極反應(yīng)式在得失電子相等的前提下相加得到電池反應(yīng)的總方程式。1.根據(jù)裝置書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式先分析題目給定的圖示裝置,確定原電池正、負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì)。①負(fù)極:活潑金屬或燃料失去電子生成陽(yáng)離子;若電解質(zhì)溶液中的陰離子與生成的陽(yáng)離子不共存,則該陰離子應(yīng)寫(xiě)入負(fù)極反應(yīng)式。2.給出總反應(yīng)式,寫(xiě)電極反應(yīng)式若給定的是總反應(yīng)式,可分析此反應(yīng)中的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)(即有關(guān)元素的化合價(jià)變化情況),先寫(xiě)出反應(yīng)相對(duì)較簡(jiǎn)單的一極的電極反應(yīng)式,另一極的電極反應(yīng)式可用總反應(yīng)式減去已寫(xiě)出的電極反應(yīng)式,即得結(jié)果。3.可充電電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)在書(shū)寫(xiě)可充電電池電極反應(yīng)式時(shí),要明確電池和電極,放電時(shí)為原電池,充電為放電的逆過(guò)程。①放電時(shí)的負(fù)極與充電時(shí)的陽(yáng)極均發(fā)生氧化反應(yīng),對(duì)應(yīng)元素化合價(jià)升高。②放電時(shí)的正極與充電時(shí)的陰極均發(fā)生還原反應(yīng),對(duì)應(yīng)元素化合價(jià)降低。(4)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)過(guò)程歸納①列物質(zhì),標(biāo)得失:根據(jù)負(fù)極(陽(yáng)極)發(fā)生氧化反應(yīng),正極(陰極)發(fā)生還原反應(yīng),判斷出電極的產(chǎn)物,分析得失電子的數(shù)目,利用得失電子守恒配平。②選離子,配電荷:根據(jù)溶液的酸堿性選擇合適的離子,確保電極產(chǎn)物能在電解質(zhì)溶液中穩(wěn)定存在,然后利用電荷守恒進(jìn)行配平。③巧用水,配個(gè)數(shù):通常介質(zhì)為水溶液,根據(jù)需要選擇水為反應(yīng)物或生成物,利用質(zhì)量守恒進(jìn)行配平。知識(shí)點(diǎn)四：電解池1.電解池：2.電解池構(gòu)成直流電源兩個(gè)電極電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)形成閉合回路3.電解：使電流通過(guò)熔融電解質(zhì)或電解質(zhì)溶液，在陽(yáng)極、陰極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。4.電解原理：直流電源－＋e－e－陽(yáng)極陰極氧化反應(yīng)還原反應(yīng)陽(yáng)離子遷移方向陰離子遷移方向5.離子放電順序：（1）陰極放電順序（陽(yáng)離子得電子能力）Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+

>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+活性金屬電極>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞非還原性含氧酸根>F-（2）陽(yáng)極放電順序（陰離子失電子能力）6.電解池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)看電極→找離子→分陰陽(yáng)→排順序→寫(xiě)反應(yīng)7.電解類(lèi)型（用惰性電極電解某電解質(zhì)的水溶液）電解質(zhì)組成特點(diǎn)實(shí)例電解質(zhì)濃度變化pH復(fù)原需加入分解電解質(zhì)型電解水型放氫生堿型放氧生酸型無(wú)氧酸(除HF)不活潑金屬無(wú)氧酸鹽HClCuCl2可溶性強(qiáng)堿活潑金屬含氧酸鹽NaOHH2SO4含氧酸Na2SO4活潑金屬無(wú)氧酸鹽NaCl不活潑金屬含氧酸鹽CuSO4增大增大增大不變—減小減小水水水氯化氫氯化銅氯化氫氧化銅減小減小增大增大增大增大減小知識(shí)點(diǎn)五：電解原理的應(yīng)用1.電解飽和食鹽水——氯堿工業(yè)離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖陽(yáng)極：2Cl－-2e－===Cl2↑陰極：2H2O+2e－===H2↑+2OH－總反應(yīng)：2NaCl+2H2O===Cl2↑+H2↑+2NaOH電解2Cl－+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH－電解2.電鍍（1）電鍍池的構(gòu)成：陰極：待鍍金屬——鍍件陽(yáng)極：鍍層金屬（如Cr、Ni、Ag和合金）電解質(zhì)溶液：含有鍍層金屬陽(yáng)離子的電解質(zhì)溶液——電鍍液（2）特點(diǎn)：一多：陰極上有鍍層金屬沉積一少：陽(yáng)極上鍍層金屬溶解一不變：電解質(zhì)溶液濃度不變3.電解精煉銅電解質(zhì)溶液濃度減小，因?yàn)閙Cu（溶解）<mCu（析出）4.電冶金Mn＋＋ne－===M。NaCl—NaMgCl2—MgAl2O3—Al知識(shí)點(diǎn)六：金屬的腐蝕1.本質(zhì)金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程。2.分類(lèi)化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件電流現(xiàn)象本質(zhì)影響因素聯(lián)系金屬或合金與氧化劑直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕M?ne?=Mn+M?ne?=Mn+與氧化劑的氧化性及溫度等有關(guān)與電解質(zhì)溶液的酸堿性及金屬活動(dòng)性等有關(guān)兩者往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍。類(lèi)型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件

電極反應(yīng)負(fù)極

正極

總反應(yīng)式

聯(lián)系

更普遍水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性Fe－2e－===Fe2＋吸氧腐蝕2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)23.電化學(xué)腐蝕知識(shí)點(diǎn)七：金屬的防護(hù)1.改變金屬材料的組成2.在金屬表面覆蓋保護(hù)層3.電化學(xué)防護(hù)犧牲陽(yáng)極法原電池原理正極：被保護(hù)金屬外加電流法電解池原理陰極：被保護(hù)金屬【考點(diǎn)一】燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)【例1】科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池,其效率更高,可用于航天航空。如圖所示裝置中,以稀土金屬材料電極作惰性電極,在電極上分別通入CH4和空氣,其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2固體,它在高溫下能傳導(dǎo)O2-(O2+4e-=2O2-)。c電極為該燃料電池的

,d電極上的電極反應(yīng)式為

。

CH4+4O2--8e-==CO2+2H2O正極【方法歸納】

1.用兩根鉑絲作電極插入KOH溶液中,再分別向兩極通入甲烷氣體和氧氣,可形成燃料電池,該電池放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為CH4+2KOH+2O2=K2CO3+3H2O,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.通甲烷的一極為負(fù)極,通氧氣的一極為正極B.放電時(shí),通入O2一極附近溶液的pH升高C.放電一段時(shí)間后,KOH的物質(zhì)的量不發(fā)生變化C[練一練]【考點(diǎn)二】“三池”的比較和聯(lián)系【例1】下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯(cuò)誤的是(

)C

1.將Fe片和Zn片放入盛有NaCl溶液(其中滴有酚酞)的表面皿中,

如圖所示。最先觀察到變?yōu)榧t色的區(qū)域?yàn)?

)A.Ⅰ和Ⅲ B.Ⅰ和Ⅳ

C.Ⅱ和Ⅲ D.Ⅱ和ⅣB【方法歸納】區(qū)分原電池、電解池、電鍍池方法:首先看有無(wú)外接電源:①若無(wú)則可能是原電池,然后按照原電池形成條件分析判定(看電極材料、電解質(zhì)溶液,是否形成閉合回路等)。②若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液中,當(dāng)電解質(zhì)溶液中含陽(yáng)極金屬離子時(shí)則為電鍍池,否則為電解池。[練一練]【考點(diǎn)三】電化學(xué)組合裝置的分析【例1】?jī)?chǔ)氫材料是當(dāng)前新能源領(lǐng)域研究的一類(lèi)熱門(mén)材料。在一定條件下,以Cu-Zn原電池作電源,利用下圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的儲(chǔ)氫,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.在Cu-Zn原電池裝置工作時(shí),鹽橋內(nèi)的Cl-向銅電極一端移動(dòng)B.電極C為陽(yáng)極,在電極D上發(fā)生還原反應(yīng)C.氣體X的主要成分是H2D.H+透過(guò)高分子膜從右室進(jìn)入左室,在電極C上發(fā)生還原反應(yīng)D【方法歸納】判斷“多池組合”中裝置的種類(lèi)(1)直接判斷非常直觀明顯的裝置,如燃料電池、鉛酸蓄電池等在電路中為原電池,則其他裝置為電解池。如下圖,A為原電池,B為電解池?！痉椒w納】(2)根據(jù)電池中的電極材料判斷原電池一般是兩種不同的金屬電極或一種金屬電極、一種導(dǎo)電的非金屬電極;而電解池則一般是兩個(gè)惰性電極,如兩個(gè)鉑電極或兩個(gè)石墨棒。(3)根據(jù)電池中的電解質(zhì)溶液判斷原電池中的負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液之間一般能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng),電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。如下圖,B為原電池,A為電解池。【方法歸納】(4)根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷在某些裝置中,根據(jù)電極反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極類(lèi)型,并由此判斷裝置類(lèi)型。如下圖,若C極溶解,D極上析出Cu,B極附近溶液變紅,A極上放出黃綠色氣體,則可知乙是原電池,D是正極,C是負(fù)極;甲是電解池,A是陽(yáng)極,B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng),A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。[練一練]1.如圖A為堿性硼化釩(VB2)—空氣電池示意圖，兩極用離子交換膜隔開(kāi)，VB2放電時(shí)生成兩種氧化物。若用該電池為電源，用惰性電極電解硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖B所示。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．堿性硼化釩(VB2)—空氣電池中使用陰離子交換膜B．外電路中電子由VB2電極流向c電極C．電解過(guò)程中，b電極表面產(chǎn)生的氣體可以收集后充入A池中的電極循環(huán)利用D．VB2電極發(fā)生的電極反應(yīng)為2VB2-22e-+11H2O=V2O5+2B2O3+22H+D【考點(diǎn)四】有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算【例1】一種利用LiCl、Li2CO3制備金屬鋰的裝置如圖所示，

下列說(shuō)法正確的是（

）A．電極M應(yīng)與電源負(fù)極相連B．每產(chǎn)生22.4LCl2，將有2molLi+通過(guò)隔膜C．隔膜右電極室每產(chǎn)生1.4gLi，消耗0.1molLi2CO3D．電解過(guò)程中需不斷從外界補(bǔ)充LiClC【方法歸納】電化學(xué)計(jì)算的基本方法和技巧：原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液的pH算、相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算，根據(jù)電量求產(chǎn)物的量或根據(jù)產(chǎn)物的量求電量等。通常有下列三種方法。1.根據(jù)電子守恒法計(jì)算用于串聯(lián)電路中陰、陽(yáng)兩極產(chǎn)物或正、負(fù)兩極產(chǎn)物的量的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。2.根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再寫(xiě)出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。3.根據(jù)關(guān)系式計(jì)算運(yùn)用得失電子守恒建立已知量與未知量之間的關(guān)系式。1.氫氧化鋰(LiOH)可用作光譜分析的展開(kāi)劑、潤(rùn)滑油，某興趣小組利用三室電解法制備氫氧化鋰，同時(shí)得到重要工業(yè)原料硫酸，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（

）A．a(chǎn)為負(fù)極B．N為陽(yáng)離子交換膜C．石墨電極Ⅱ的電極反應(yīng)式為：

O2＋4e-＋2H2O=4OH-D．制備2.4g氫氧化鋰，理論上生成氣體A1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)[練一練]