一、原電池: 鹽橋的作用 (1)使整個(gè)裝置構(gòu)成閉合回路,代替兩溶液直接接觸。 (2)通過帶電離子的定向移動(dòng),平衡燒杯中電解質(zhì)溶液的電荷。通過鹽橋中陰陽離子定向移動(dòng)而使兩極電解質(zhì)溶液中正負(fù)電荷守恒而保持電中性。 (3)不能用一根導(dǎo)線連接,因?yàn)閷?dǎo)線是不能傳遞陰陽離子的。 1、原電池電極的有關(guān)判定方法: 2、原電池原理在化工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科研中的應(yīng)用 ①加快氧化還原反應(yīng)的速率:一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大。 ②比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱:兩種金屬分別做原電池的兩極時(shí),一般做負(fù)極的金屬比做正極的金屬活潑。 ③用于金屬的防護(hù):使被保護(hù)的金屬制品做原電池正極而得到保護(hù)。 ④設(shè)計(jì)電池,制造化學(xué)電源。 ⑤探究金屬腐蝕的快慢規(guī)律,不同類型的腐蝕規(guī)律:電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕 二、常見化學(xué)電源 電極反應(yīng)式的書寫:原電池反應(yīng)的本質(zhì)就是氧化還原反應(yīng)。因此正確書寫氧化還原反應(yīng)方程式并能標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目是正確書寫電極反應(yīng)式的基礎(chǔ),通過電池反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目可確定電極反應(yīng)中得失的電子數(shù)目,通過電池反應(yīng)中的氧化劑、還原劑和氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物可確定電極反應(yīng)中的反應(yīng)物和產(chǎn)物。具體步驟如下: (1)首先根據(jù)題意寫出電池反應(yīng)。 (2)標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目,指出氧化劑、還原劑。 (3)根據(jù)還原劑——負(fù)極材料,氧化產(chǎn)物——負(fù)極產(chǎn)物,氧化劑——正極材料,還原產(chǎn)物——正極產(chǎn)物來確定原電池的正、負(fù)極和反應(yīng)產(chǎn)物。根據(jù)電池反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目來確定電極反應(yīng)中得失的電子數(shù)目。 (4)注意環(huán)境介質(zhì)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響。 (5)寫出正確的電極反應(yīng)式。流程如下: 三、電解原理: 1、“三池”的判斷技巧:原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律:若無外接電源,可能是原電池,然后依據(jù)原電池的形成條件分析判定,若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液中,則可能是電解池或電鍍池。當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同則為電鍍池,其他情況為電解池。 2、電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷——“陽失陰得”,即 3、電解池中電極反應(yīng)式的書寫 (1)根據(jù)裝置書寫 ①根據(jù)電源確定陰、陽兩極→確定陽極是否是活性金屬電極→據(jù)電極類型及電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式。 ②在確保陰、陽兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相同的條件下,將兩極電極反應(yīng)式合并即得總反應(yīng)式。 (2)由氧化還原反應(yīng)方程式書寫電極反應(yīng)式 ①找出發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的物質(zhì)→兩極名稱和反應(yīng)物→利用得失電子守恒分別寫出兩極反應(yīng)式。 ②若寫出一極反應(yīng)式,而另一極反應(yīng)式不好寫,可用總反應(yīng)式減去已寫出的電極反應(yīng)式即得另一電極反應(yīng)式。 (3)電極反應(yīng)式的書寫——“二判二析一寫” 二判:①判斷陰陽極;②判斷是電極材料放電還是溶液中的離子放電。 二析:①分析溶液中離子的種類;②根據(jù)離子放電順序,分析電極反應(yīng)。 一寫:根據(jù)電極產(chǎn)物,寫出電極反應(yīng)式。 4、應(yīng)對(duì)電化學(xué)定量計(jì)算的三種方法 (1)計(jì)算類型: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pH的計(jì)算、相對(duì)原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計(jì)算等。 (2)方法技巧: ①根據(jù)電子守恒計(jì)算:用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(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:先寫出電極反應(yīng)式,再寫出總反應(yīng)式,最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。 ③根據(jù)關(guān)系式計(jì)算:根據(jù)得失電子守恒定律關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁,構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。例如: (式中M為金屬,n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值,熟記電極反應(yīng)式,靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計(jì)算問題。在電化學(xué)計(jì)算中,還常利用Q=I·t和Q=n(e-)×NA×1.60×10-19C來計(jì)算電路中通過的電量。 5、電解池的“兩看、五注意”審題法: (1)兩看:一看“電極材料”:若陽極材料是除金、鉑以外的其他金屬,則在電解過程中,優(yōu)先考慮陽極材料本身失去電子被氧化,而不考慮溶液中陰離子放電的難易。再看“離子放電的難易”:若陽極材料是惰性電極,則在電解過程中首先分析溶液中離子放電的難易。 (2)五注意: ①注意正、負(fù)(陰、陽),抓守恒(電子、電荷),關(guān)注介質(zhì)。當(dāng)缺氧時(shí),需加H2O生成H+或加OH-生成H2O或加CO32-生成CO2或加O2-生成H2O。 ②在堿性介質(zhì)中不能出現(xiàn)H+或CO2,酸性介質(zhì)中不能出現(xiàn)OH-,特別要關(guān)注非水溶液介質(zhì)(如熔融碳酸鹽、熔融金屬氧化物及氫化物)。 ③Fe作電極失2e-生成Fe2+。 ④二次電池放電時(shí)體現(xiàn)原電池原理,充電時(shí)體現(xiàn)電解池原理。 ⑤電解池陽極陰離子的放電順序(失電子由易到難)為S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根;陰極陽離子的放電順序(得電子由易到難)為Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。 6、分析電解過程的思維程序 (1)首先判斷陰、陽極,分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。 (2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成,找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的H+和OH-)。 (3)然后排出陰、陽兩極的放電順序。 7.規(guī)避電解池中方程式書寫的3個(gè)易失分點(diǎn) (1)書寫電解池中電極反應(yīng)式時(shí),要以實(shí)際放電的離子表示,但書寫總電解反應(yīng)方程式時(shí),弱電解質(zhì)要寫成分子式。 (2)要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同,且注明條件“電解”。 (3)電解水溶液時(shí),應(yīng)注意放電順序中H+、OH-之后的離子一般不參與放電。 四、金屬的腐蝕與防護(hù) 1、金屬腐蝕的本質(zhì):金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子,金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。 2、金屬腐蝕的類型: (1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕: (2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕:以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析: (3)鐵銹的形成:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(鐵銹)+(3-x)H2O。 3、金屬的防護(hù): (1)電化學(xué)防護(hù): ①犧牲陽極保護(hù)法—原電池原理 ②外加電流的陰極保護(hù)法—電解原理 (2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),如制成合金、不銹鋼等。 (3)加防護(hù)層,如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。 1、影響金屬腐蝕的因素:影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性和介質(zhì)兩個(gè)方面。就金屬本性來說,金屬越活潑,就越容易失去電子而被腐蝕。介質(zhì)對(duì)金屬的腐蝕的影響也很大,如果金屬在潮濕的空氣中,接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液,都容易被腐蝕。 2、金屬腐蝕的快慢規(guī)律: (1)不同類型的腐蝕規(guī)律:電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。反之,防腐措施由好到差的順序?yàn)椋和饨与娫吹年帢O保護(hù)法防腐>犧牲陽極的陰極保護(hù)法防腐>有一般防護(hù)條件的防腐>無防護(hù)條件的防腐。 (2)電化學(xué)腐蝕規(guī)律:對(duì)同一種金屬來說,腐蝕的快慢:強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。 (3)活動(dòng)性不同的兩金屬:活動(dòng)性差別越大,活動(dòng)性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。 (4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說,電解質(zhì)溶液濃度越大,腐蝕越快,且氧化劑的濃度越高,腐蝕越快。 (5)對(duì)于不同氧化劑來說,氧化性越強(qiáng),金屬腐蝕越快。 |
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