第四章化学反应与电能复习整理与提升 课件

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高二年级 化学选择性必修1 化学反应原理第四章化学反应与电能整理与提升学习目标1. 通过系统思想和方法梳理基础知识，能分析、解释原电池和 电解池的工作原理，金属腐蚀原理，明晰电化学认知模型。2. 在实际问题解决中认识电化学原理的广泛应用。能利用相关 信息分析化学电源、电解、电镀、电冶金和金属防护等。3. 通过复习与提高，提升对电极反应书写，新型电源和串联电 池的分析能力。知识整理电化学电解池原电池反应原理反应原理知识整理电化学电解池原电池反应原理反应原理系统思想与方法知识整理系统思想与方法电子导体离子导体电极材料电极材料电极反应电极反应电解池原电池知识整理知识整理知识整理知识整理外加电源知识整理外加电源自发化学能→电能电能→化学能知识整理外加电源自发化学能→电能电能→化学能负极阳极→电源正极知识整理外加电源自发化学能→电能电能→化学能负极阳极→电源正极正极阴极←电源负极知识整理外加电源自发化学能→电能电能→化学能负极阳极→电源正极正极阴极←电源负极知识整理思路：装置组成→电极反应→电子运动方向→阴阳离子迁移方向电解池原电池反应原理化学能电能氧化还原反应知识整理原电池盐桥中Cl−移向负极盐桥中K+移向正极自发的氧化还原反应盐桥连通内电路平衡电荷Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu知识整理原电池甲池中Zn2+移向正极自发的氧化还原反应Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu知识整理离子交换膜阳离子交换膜质子交换膜阴离子交换膜原电池甲池中Zn2+移向正极知识整理电化学电解池原电池反应原理金属腐蚀反应原理电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀系统思想与方法知识整理原电池原理电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀(−) Fe − 2e− = Fe2+(+) 2H+ + 2e− = H2↑(+) O2 + 2H2O + 4e− = 4OH−(−) 2Fe − 4e− = 2Fe2+总反应：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑总反应：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2系统思想与方法知识整理电解池 阴极：Ag+ > Cu2+ > H+ > Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ > Zn2+ 阳极：除 Pt、Au 外金属阳极材料 > S2− > I− > Br− > Cl− > OH− > SO42−一般放电顺序：知识整理电解池原电池反应原理系统思想与方法氧化反应还原反应阳离子迁移方向阴离子迁移方向氧化反应还原反应阳离子迁移方向阴离子迁移方向−知识整理电化学电解池原电池反应原理应用化学电源反应原理应用氯碱工业电镀电解精炼电冶金一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池总反应：知识整理化学电源应用原电池氢氧燃料电池总反应：总反应：铅酸蓄电池一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnO(OH) + Zn(OH)2知识整理化学电源应用原电池氢氧燃料电池总反应：2H2 + O2 = 2H2O总反应：Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq)铅酸蓄电池2PbSO4(s) + 2H2O(l) 一次电池二次电池燃料电池阳极：阴极：总反应：知识整理氯碱工业应用电解池电冶金应用电解池阳极：阴极：总反应： 冶炼金属钠阳极：2Cl− − 2e− = Cl2↑阴极：2H2O + 2e− = H2↑ + 2OH− 总反应：2NaCl + 2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑知识整理氯碱工业应用电解池电冶金应用电解池阳极：2Cl− − 2e− = Cl2↑阴极：2Na＋ + 2e− = 2Na总反应：2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ 冶炼金属钠阳极：阴极：知识整理电镀应用电解池阳极：阴极：精炼铜应用电解池阳极：Cu − 2e− = Cu2+阴极：Cu2+ + 2e− = Cu知识整理电镀应用电解池阳极：Zn − 2e− = Zn2+ 等 Cu − 2e− = Cu2+阴极：Cu2+ + 2e− = Cu精炼铜应用电解池知识整理电化学电解池原电池反应原理应用化学电源金属防护金属腐蚀反应原理应用氯碱工业电镀电解精炼电冶金一次电池二次电池燃料电池电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀牺牲阳极法外加电流法知识整理电解池原电池系统思想与方法知识整理原电池系统思想与方法牺牲阳极法牺牲阳极法——原电池原理a．负极：比被保护金属活泼的金属b．正极：被保护的金属设备电解质溶液-知识整理电解池原电池系统思想与方法牺牲阳极法外加电流法外加电流法——电解池原理a．阴极：被保护的金属设备b．阳极：惰性金属或石墨牺牲阳极法——原电池原理a．负极：比被保护金属活泼的金属b．正极：被保护的金属设备电解质溶液-知识整理电化学电解池原电池反应原理应用化学电源金属防护金属腐蚀反应原理应用氯碱工业电镀电解精炼电冶金一次电池二次电池燃料电池电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀牺牲阳极法外加电流法系统思想与方法本章整理电化学电解池原电池反应原理应用化学电源金属防护金属腐蚀反应原理应用氯碱工业电镀电解精炼电冶金一次电池二次电池燃料电池电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀牺牲阳极法外加电流法电极反应书写新型电源串联电池练习提升电极反应的书写请书写出甲烷燃料电池的总反应和电极反应。练习提升电极反应的书写CH4 + 2O2 + 2NaOH = Na2CO3 + 3H2O第一步，写出电池总反应式。CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O　 ①CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O　②请书写出甲烷燃料电池的总反应和电极反应。方法归纳电极反应的书写第一步，写出电池总反应式。CH4 + 2O2 + 2NaOH = Na2CO3 + 3H2O第二步，分析化合价变化，找出电极反应物。-4+40-2-2方法归纳电极反应的书写第一步，写出电池总反应式。CH4 + 2O2 + 2NaOH = Na2CO3 + 3H2O-4+40-2-2(−) CH4 (+) O2第二步，分析化合价变化，找出电极反应物。方法归纳电极反应的书写第一步，写出电池总反应式。CH4 + 2O2 + 2NaOH = Na2CO3 + 3H2O-4+40-2-2第三步，写出电池的电极反应式。(−) CH4− 8e− CO32−列物质配电子守恒第二步，分析化合价变化，找出电极反应物。方法归纳电极反应的书写第一步，写出电池总反应式。CH4 + 2O2 + 2NaOH = Na2CO3 + 3H2O-4+40-2-2第三步，写出电池的电极反应式。(−) CH4− 8e− CO32−列物质配电子守恒看环境配电荷守恒+10 OH− 第二步，分析化合价变化，找出电极反应物。方法归纳电极反应的书写第一步，写出电池总反应式。CH4 + 2O2 + 2NaOH = Na2CO3 + 3H2O-4+40-2-2(−) CH4− 8e− = CO32− + 7H2O 列物质配电子守恒看环境配电荷守恒查元素配质量守恒第三步，写出电池的电极反应式。+ 10 OH− 第二步，分析化合价变化，找出电极反应物。方法归纳电极反应的书写第一步，写出电池总反应式。CH4 + 2O2 + 2NaOH = Na2CO3 + 3H2O-4+40-2-2第三步，写出电池的电极反应式。三守恒(+) 2O2 + 8e− = 8OH−+ 4H2O (−) CH4− 8e− = CO32−+ 10 OH− + 7H2O第二步，分析化合价变化，找出电极反应物。 列物质配电子守恒看环境配电荷守恒查元素配质量守恒方法归纳电极反应的书写第一步，写出电池总反应式。CH4 + 2O2 + 2NaOH = Na2CO3 + 3H2O-4+40-2-2第三步，写出电池的电极反应式。列物质配电子守恒看环境配电荷守恒查元素配质量守恒三步法三守恒(+) 2O2 + 8e− = 8OH−+ 4H2O (−) CH4− 8e− = CO32−+ 7H2O+ 10 OH− 第二步，分析化合价变化，找出电极反应物。原电池练习提升电极反应的书写一种用于心脏起搏器的微型电池具有容量大、寿命长、电压稳定等特点。该电池的电极材料分别是石墨和锂，电解质溶液是由等物质的量LiCl和AlCl 3溶解在SOCl 2中形成的溶液。(注：SOCl2 是非电解质)。 这种电池的总反应为：8Li + 3SOCl2 = 6LiCl + Li2SO3 + 2S 则该电池的负极反应为 。 正极反应为 。练习提升电极反应的书写一种用于心脏起搏器的微型电池具有容量大、寿命长、电压稳定等特点。该电池的电极材料分别是石墨和锂，电解质溶液是由等物质的量LiCl和AlCl 3溶解在SOCl 2中形成的溶液。(注：SOCl2 是非电解质)。 这种电池的总反应为：8Li + 3SOCl2 = 6LiCl + Li2SO3 + 2S 则该电池的负极反应为 。 正极反应为 。0+4+10+18Li − 8e− = 8Li＋3SOCl2 + 8e− = 6Cl− + SO32− + 2S方法归纳电极反应的书写一看 电极材料二看 电解质三看 放电顺序三看法电解池 阴极：Ag+ > Cu2+ > H+ > Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ > Zn2+ 阳极：除 Pt、Au 外金属阳极材料 > S2− > I− > Br− > Cl− > OH− > SO42−方法归纳电极反应的书写三看法三守恒列物质配电子守恒看环境配电荷守恒查元素配质量守恒一看 电极材料二看 电解质三看 放电顺序练习提升电极反应的书写下图是一个用石墨作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色。（指示剂变色的pH范围：6.8~8.0，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色）。（1）下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是 ① A管溶液由红色变黄色 ② B管溶液由红色变黄色③ A管溶液不变色 ④ B管溶液不变色（2）写出A管中发生的电极反应： （3）写出B管中发生的电极反应：（4）检验a管中气体的方法是 ： （5）检验b管中气体的方法是 ： 练习提升电极反应的书写H+ , Mg2+OH− , SO42−下图是一个用石墨作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色。（指示剂变色的pH范围：6.8~8.0，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色）。（2）写出A管中发生的电极反应： （3）写出B管中发生的电极反应：练习提升电极反应的书写2H2O + 2e− = H2↑ + 2OH−;Mg2＋ + 2OH− = Mg(OH)2↓2H2O − 4e− = O2↑ + 4H＋H+ , Mg2+OH− , SO42−下图是一个用石墨作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色。（指示剂变色的pH范围：6.8~8.0，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色）。（2）写出A管中发生的电极反应： （3）写出B管中发生的电极反应：下图是一个用石墨作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色。（指示剂变色的pH范围：6.8~8.0，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色）。（1）下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是 ① A管溶液由红色变黄色 ② B管溶液由红色变黄色③ A管溶液不变色 ④ B管溶液不变色（2）写出A管中发生的电极反应： （3）写出B管中发生的电极反应：练习提升电极反应的书写√√2H2O + 2e− = H2↑ + 2OH−;Mg2＋ + 2OH− = Mg(OH)2↓2H2O − 4e− = O2↑ + 4H＋练习提升电极反应的书写H2O22H2O + 2e− = H2↑ + 2OH−;Mg2＋ + 2OH− = Mg(OH)2↓2H2O − 4e− = O2↑ + 4H＋下图是一个用石墨作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色。（指示剂变色的pH范围：6.8~8.0，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色）。（2）写出A管中发生的电极反应： （3）写出B管中发生的电极反应：下图是一个用石墨作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色。（指示剂变色的pH范围：6.8~8.0，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色）。（4）检验a管中气体的方法是 ： （5）检验b管中气体的方法是 ： 练习提升电极反应的书写用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃本章整理电化学电解池原电池反应原理应用化学电源金属防护金属腐蚀反应原理应用氯碱工业电镀电解精炼电冶金一次电池二次电池燃料电池电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀牺牲阳极法外加电流法电极反应书写三守恒三步法三看法本章整理电化学电解池原电池反应原理应用化学电源金属防护金属腐蚀反应原理应用氯碱工业电镀电解精炼电冶金一次电池二次电池燃料电池电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀牺牲阳极法外加电流法电极反应书写新型电源三守恒三步法三看法练习提升新型化学电源锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，该电池的电解质溶液为KOH溶液，总反应为 2Zn + O2 + 4OH− + 2H2O = 2Zn(OH)42− 。下列说法正确的是（　　） A. 充电时，电解质溶液中K+向阳极移动 B. 充电时，电解质溶液中c(OH−)逐渐减小 C. 放电时，负极反应为：Zn + 4OH− −2e− = Zn(OH)42− D. 放电时，电路中通过 2 mol电子，消耗氧气 22.4 L（标准状况）练习提升新型化学电源锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，该电池的电解质溶液为KOH溶液，总反应为 2Zn + O2 + 4OH− + 2H2O = 2Zn(OH)42− 。下列说法正确的是（　　）负极反应：2Zn − 4e− + 8OH− = 2Zn(OH)42−正极反应：O2 + 4e− + 2H2O = 4OH−列物质配电子守恒看环境配电荷守恒查元素配质量守恒练习提升新型化学电源负极反应：2Zn − 4e− + 8OH− = 2Zn(OH)42−正极反应：O2 + 4e− + 2H2O = 4OH−总反应：2Zn + O2+ 4OH− + 2H2O = 2Zn(OH)42−锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，该电池的电解质溶液为KOH溶液，总反应为 2Zn + O2 + 4OH− + 2H2O = 2Zn(OH)42− 。下列说法正确的是（　　）练习提升新型化学电源阴极反应：2Zn(OH)42− + 4e− = 2Zn + 8OH−阳极反应：4OH− − 4e− = O2 + 2H2O 负极反应：2Zn − 4e− + 8OH− = 2Zn(OH)42−正极反应：O2 + 4e− + 2H2O = 4OH−总反应：2Zn + O2+ 4OH− + 2H2O = 2Zn(OH)42−总反应：2Zn(OH)42− = 2Zn + O2+ 4OH− + 2H2O锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，该电池的电解质溶液为KOH溶液，总反应为 2Zn + O2 + 4OH− + 2H2O = 2Zn(OH)42− 。下列说法正确的是（　　）锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，该电池的电解质溶液为KOH溶液，总反应为 2Zn + O2 + 4OH− + 2H2O = 2Zn(OH)42− 。下列说法正确的是（　　）A. 充电时，电解质溶液中K+向阳极移动B. 充电时，电解质溶液中c(OH−)逐渐减小C. 放电时，负极反应为：Zn + 4OH− − 2e− = Zn(OH)42− D. 放电时，电路中通过 2 mol电子，消耗氧气 22.4 L（标准状况）练习提升新型化学电源电解池原电池总反应：2Zn(OH)42− = 2Zn + O2+ 4OH− + 2H2O正极反应：O2 + 4e− + 2H2O = 4OH−11.2 LC 本章整理电化学电解池原电池反应原理应用化学电源金属防护金属腐蚀反应原理应用氯碱工业电镀电解精炼电冶金一次电池二次电池燃料电池电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀牺牲阳极法外加电流法电极反应书写新型电源串联电池三守恒三看法三步法练习提升多池串联新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。练习提升多池串联新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。（1）甲烷燃料电池工作时，其电极反应分别为：正极                 ； 负极                 。阳极阴极负极正极负极正极燃料电池电解池O2 + 2H2O + 4e− = 4OH−  CH4 − 8e− + 10OH− = CO32− + 7H2O 三守恒三步法练习提升多池串联新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。三守恒（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生。其中b电极上得到的是      ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为                              H22NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑三看法燃料电池电解池阳极阴极负极正极负极正极练习提升多池串联Cl2CH4 − 8e− + 10 OH− = CO32− + 7H2O 2Cl− − 2e− = Cl2↑ 燃料电池电解池阳极阴极负极正极负极正极（3）若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生 氯气体的积为   L(标准状况)。练习提升多池串联Cl2CH4 − 8e− + 10 OH− = CO32− + 7H2O 2Cl− − 2e− = Cl2↑ 燃料电池电解池CH4 ~ 8e− ~ 4 Cl2 阳极阴极负极正极负极正极（3）若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生 氯气体的积为   L(标准状况)。（3）若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生 氯气体的积为   L(标准状况)。练习提升多池串联Cl2CH4 − 8e− + 10 OH− = CO32− + 7H2O 2Cl− − 2e− = Cl2↑ 阳极阴极负极正极负极正极燃料电池电解池CH4 ~ 8e− ~ 4 Cl2 4 L1 L4本章整理电化学电解池原电池反应原理应用化学电源金属防护金属腐蚀反应原理应用氯碱工业电镀电解精炼电冶金一次电池二次电池燃料电池电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀牺牲阳极法外加电流法电极反应书写新型电源串联电池本章整理电极反应(总反应)标化合价找物质按位置电极反应物（氧化剂和还原剂）正负极或阴阳极电子得失微观本质符号表征宏观现象课后作业1. 书第115页习题： 第1、2、4、6、7、8、12题2. 绘制思维导图整理本章知识 社会的发展进步总是由一些有着坚韧性格的人在孜孜不倦的追求中推动着。同 学 们 再 见 ！