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高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四章 电化学基础综合与测试图片课件ppt
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这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四章 电化学基础综合与测试图片课件ppt，共21页。PPT课件主要包含了专题1，专题2，专题3，专题4，专题5，原电池的工作原理，电解池的工作原理等内容，欢迎下载使用。
(1)在工作时负极失去电子,电子通过导线流向正极,溶液中氧化性物质得到电子,发生还原反应,从而使氧化反应和还原反应不断发生,负极不断地失电子,失去的电子不断地通过导线流向正极,被氧化性物质得到,这样闭合回路中不断有电子流产生,也就产生了电流,由化学能转变为电能。(2)产生明显电流的原电池,必须有一个自发的氧化还原反应对应,反之,任何一个自发的放出能量的氧化还原反应,理论上在一定条件下均能设计成一个原电池。
【例题1】 关于如图所示装置的叙述,正确的是( )A.铜是阳极,铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减少C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原答案:D点拨首先根据装置特点判断此装置为原电池;其次,根据两极材料判断电极名称,依据原电池工作原理分析各选项。
2.阴(阳)离子移动到阳(阴)极时,一定失(得)电子的原因可以这样理解:阳极是缺电子极,相当于具有极强氧化性,所以即使还原性较弱的阴离子也能在阳极失电子而被氧化(如F-、OH-等)。阴极是富电子极,有较多的多余电子,相当于具有极强还原性,可以使氧化性较弱的阳离子(如K+、Na+)得电子而被还原。较多在通常状况下很难得失电子的离子,通过电解可以被还原或氧化,利用电解的方法可以制备Na、Mg、Al等活泼金属单质。
【例题2】 (双选)用石墨作电极电解CuCl2溶液,下列说法正确的是( )A.在阳极上析出金属铜B.在阴极上析出金属铜C.在阳极上产生有刺激性气味的气体D.阳极上发生还原反应答案:BC点拨①在判断电极产物时,要先根据氧化还原的类型,写出两极的电极反应式。②根据发生的电极反应来判断产物。
电解问题的解题步骤1.明确电极反应规律(1)阴极:得电子,还原反应。①(一般)电极本身不参加反应;②一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子。(2)阳极:失电子,氧化反应。①若为金属(非惰性,Au、Pt除外)电极,电极失电子;②若为惰性电极,电解质溶液中阴离子“争”失电子。
2.准确判断离子放电顺序离子的放电顺序主要取决于离子的本性,还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。(1)阳离子放电顺序:
上述顺序表明,在金属活动性顺序中,越活泼的金属,其阳离子越难结合电子,但Fe3+氧化性较强,排在Cu2+之前。
(2)阴离子放电顺序:
若是活泼金属作阳极,因金属失电子能力强,阳极反应是电极材料本身失电子被氧化,而不是阴离子放电。
3.分析电解问题的基本思路(1)通电前:电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H+和OH-)。(2)通电时:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,结合放电顺序分析谁优先放电。(3)写电极反应式,并结合题目要求分析电解结果,如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。
4.判断电解后溶液pH变化的方法根据原溶液的酸、碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化作出正确的判断,其方法如下:(1)若电极产物只有H2而无O2,则pH变大。(2)若电极产物只有O2而无H2,则pH变小。(3)若电极产物既有O2又有H2,原溶液呈酸性则pH变小,原溶液呈碱性则pH变大,原溶液呈中性则pH不变。
【例题3】 用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,电解一段时间后,再加入W,能使溶液恢复到电解前的状态,符合题意的一组是( )
答案:C点拨先写出总化学方程式,同时根据“出谁加谁”的原则判断加入或通入什么物质。
原电池、电解池、电镀池的判定若无外接电源,可能是原电池,然后依据原电池的形成条件分析判定,主要思路是“三看”。先看电极:两极为导体且活动性不同。再看溶液:两极插入电解质溶液中。后看回路:形成闭合回路或两极接触。若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池,其余情况为电解池。
【例题4】 如图,当线路接通时,发现M(用石蕊溶液浸润过的滤纸)a端显蓝色,b端显红色,且知甲中电极材料是锌、银,乙中电极材料是铂、铜,且乙中两电极不发生变化。回答下列问题: (1)甲、乙分别是什么装置 、 。 (2)写出A、B、C、D的电极名称以及电极材料和电极反应式 。
解析:由于a端显蓝色,可推知a端附近呈碱性。显然滤纸上水电离的H+在a端获得电子发生反应,使该端OH-浓度较大。由于锌活动性大于银,甲池为原电池。乙池中Cu、Pt不参与反应,故C极为Pt,D极为Cu,显然乙池为电解池。电子从A→a,b→D,C→B。滤纸上水电离的OH-在b端反应,b端H+浓度增大,使b端出现红色。
点拨①某电极质量增加,该电极必为阴极,金属阳离子放电。②某电极质量减少,必定是阳极(且为活性电极)本身参加电极反应。③某极附近溶液呈碱性,在该极上H+参加电极反应:2H++2e- H2↑,从而产生OH-。
电化学的有关计算1.根据电子守恒法计算用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。2.根据总反应式中的计量关系进行计算先写出电极反应式,再写出总反应式,运用总反应式列比例式计算。3.根据关系式计算借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的关系式。如关系式:O2~4e-~4H+~4OH-~4Ag~2Cu。
(1)在工作时负极失去电子,电子通过导线流向正极,溶液中氧化性物质得到电子,发生还原反应,从而使氧化反应和还原反应不断发生,负极不断地失电子,失去的电子不断地通过导线流向正极,被氧化性物质得到,这样闭合回路中不断有电子流产生,也就产生了电流,由化学能转变为电能。(2)产生明显电流的原电池,必须有一个自发的氧化还原反应对应,反之,任何一个自发的放出能量的氧化还原反应,理论上在一定条件下均能设计成一个原电池。
【例题1】 关于如图所示装置的叙述,正确的是( )A.铜是阳极,铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减少C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原答案:D点拨首先根据装置特点判断此装置为原电池;其次,根据两极材料判断电极名称,依据原电池工作原理分析各选项。
2.阴(阳)离子移动到阳(阴)极时,一定失(得)电子的原因可以这样理解:阳极是缺电子极,相当于具有极强氧化性,所以即使还原性较弱的阴离子也能在阳极失电子而被氧化(如F-、OH-等)。阴极是富电子极,有较多的多余电子,相当于具有极强还原性,可以使氧化性较弱的阳离子(如K+、Na+)得电子而被还原。较多在通常状况下很难得失电子的离子,通过电解可以被还原或氧化,利用电解的方法可以制备Na、Mg、Al等活泼金属单质。
【例题2】 (双选)用石墨作电极电解CuCl2溶液,下列说法正确的是( )A.在阳极上析出金属铜B.在阴极上析出金属铜C.在阳极上产生有刺激性气味的气体D.阳极上发生还原反应答案:BC点拨①在判断电极产物时,要先根据氧化还原的类型,写出两极的电极反应式。②根据发生的电极反应来判断产物。
电解问题的解题步骤1.明确电极反应规律(1)阴极:得电子,还原反应。①(一般)电极本身不参加反应;②一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子。(2)阳极:失电子,氧化反应。①若为金属(非惰性,Au、Pt除外)电极,电极失电子;②若为惰性电极,电解质溶液中阴离子“争”失电子。
2.准确判断离子放电顺序离子的放电顺序主要取决于离子的本性,还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。(1)阳离子放电顺序:
上述顺序表明,在金属活动性顺序中,越活泼的金属,其阳离子越难结合电子,但Fe3+氧化性较强,排在Cu2+之前。
(2)阴离子放电顺序:
若是活泼金属作阳极,因金属失电子能力强,阳极反应是电极材料本身失电子被氧化,而不是阴离子放电。
3.分析电解问题的基本思路(1)通电前:电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H+和OH-)。(2)通电时:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,结合放电顺序分析谁优先放电。(3)写电极反应式,并结合题目要求分析电解结果,如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。
4.判断电解后溶液pH变化的方法根据原溶液的酸、碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化作出正确的判断,其方法如下:(1)若电极产物只有H2而无O2,则pH变大。(2)若电极产物只有O2而无H2,则pH变小。(3)若电极产物既有O2又有H2,原溶液呈酸性则pH变小,原溶液呈碱性则pH变大,原溶液呈中性则pH不变。
【例题3】 用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,电解一段时间后,再加入W,能使溶液恢复到电解前的状态,符合题意的一组是( )
答案:C点拨先写出总化学方程式,同时根据“出谁加谁”的原则判断加入或通入什么物质。
原电池、电解池、电镀池的判定若无外接电源,可能是原电池,然后依据原电池的形成条件分析判定,主要思路是“三看”。先看电极:两极为导体且活动性不同。再看溶液:两极插入电解质溶液中。后看回路:形成闭合回路或两极接触。若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池,其余情况为电解池。
【例题4】 如图,当线路接通时,发现M(用石蕊溶液浸润过的滤纸)a端显蓝色,b端显红色,且知甲中电极材料是锌、银,乙中电极材料是铂、铜,且乙中两电极不发生变化。回答下列问题: (1)甲、乙分别是什么装置 、 。 (2)写出A、B、C、D的电极名称以及电极材料和电极反应式 。
解析:由于a端显蓝色,可推知a端附近呈碱性。显然滤纸上水电离的H+在a端获得电子发生反应,使该端OH-浓度较大。由于锌活动性大于银,甲池为原电池。乙池中Cu、Pt不参与反应,故C极为Pt,D极为Cu,显然乙池为电解池。电子从A→a,b→D,C→B。滤纸上水电离的OH-在b端反应,b端H+浓度增大,使b端出现红色。
点拨①某电极质量增加,该电极必为阴极,金属阳离子放电。②某电极质量减少,必定是阳极(且为活性电极)本身参加电极反应。③某极附近溶液呈碱性,在该极上H+参加电极反应:2H++2e- H2↑,从而产生OH-。
电化学的有关计算1.根据电子守恒法计算用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。2.根据总反应式中的计量关系进行计算先写出电极反应式,再写出总反应式,运用总反应式列比例式计算。3.根据关系式计算借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的关系式。如关系式:O2~4e-~4H+~4OH-~4Ag~2Cu。
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