第1章 化学反应与能量转化（复习课件） 化学鲁科版2019选择性必修1

单元复习课件 鲁科版2019选择性必修1 第一章 化学反应与 能量转化 化学能转化为电能——电池 2 化学反应的热效应 1 知识导航 电能转化为化学能——电解 3 金属的腐蚀与防护 4 知识导航 明·复习目标 1.了解化学反应中能量的常见转化形式 2.掌握热化学方程式的书写，理解盖斯定律的内容 3.掌握原电池的工作原理 4.了解不同化学电源的工作原理 5.掌握电解池的工作原理 6.理解并掌握电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理 7.理解电化学腐蚀的本质 8.能运用电化学原理解释金属腐蚀的现象并能设计防腐保护措施 化学反应与能量转化 化学反应的热效应 原电池 化学反应的反应热、焓变及计算 热化学方程式 原电池的工作原理 化学电源 理·核心要点 电解池 金属的腐蚀与防护 电解的原理 电解饱和食盐水 电镀与电解精炼铜 电冶金 金属腐蚀的本质 金属腐蚀的快慢 金属腐蚀的防护 01 化学反应的热效应 考点1 反应热与内能 化学反应的反应热、焓变 汇·考点梳理 1.(1)反应热(Q)：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所 或 的热量称为该反应在此温度下的热效应。 释放 吸收 (2)符号:用Q表示,反应吸热时,Q为正值;反应放热时,Q为负值。 (3)单位: kJ·mol-1或J·mol-1。 汇·考点梳理 能量 吸热 种类、数量及聚集状态 温度、压强 ΔU＝U(反应产物)－U(反应物) Q 放热 考点1 反应热与内能 化学反应的反应热、焓变 汇·考点梳理 考点2 焓与焓变 化学反应的反应热、焓变 (1)焓 焓是用来描述物质具有的能量的物理量,符号为H,单位为J或 kJ,其大小取决于 并受体系的 等因素的影响。 (2)焓变 ①概念:在等压反应中,如果反应中物质的能量变化没有与电能、光能等其他形 式的能量发生转化,则该反应的反应热等于焓变。 ②符号:ΔH。 ③常用单位: 。 ④表示:吸热反应的ΔH>0;放热反应的ΔH<0。 物质的种类、数量、聚集状态 温度、压强 kJ·mol-1或J· mol-1 汇·考点梳理 化学反应的反应热、焓变 考点2 焓与焓变 (2)⑤化学反应的焓变示意图——从焓(或能量)的高低角度 汇·考点梳理 化学反应的反应热、焓变 考点2 焓与焓变 (2)⑤化学反应的焓变示意图——从化学键角度 < > 吸热 放热 汇·考点梳理 化学反应的反应热、焓变 考点2 焓与焓变 (2)⑥焓变的简单计算 汇·考点梳理 化学反应的反应热、焓变 考点2 焓与焓变 (3)常见的吸热反应和放热反应 吸热反应(ΔH＞0) 放热反应(ΔH＜0) ①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 ②大多数的分解反应 ③CO、C、H2高温条件下还原金属氧化物 ④C和H2O(g)、C和CO2的反应 ①中和反应 ②燃烧反应 ③金属与酸或与氧气的反应 ④铝热反应 ⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应 ⑥大多数的化合反应 汇·考点梳理 化学反应的反应热、焓变 考点2 焓与焓变 (3)常见的吸热反应和放热反应 特别注意： ①注意过程(包括物理过程、化学过程)与化学反应的区别，有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应，如水结成冰放热但不属于放热反应。 ②化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件(如是否加热)没有必然的联系，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体在常温常压下即可发生反应，该反应是吸热反应。 汇·考点梳理 考点3 反应热的测定 化学反应的反应热、焓变 1.概念 在25 ℃和101 kPa下，在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成 时所放出的热量。 1 mol H2O(l) 反应前后 均匀 保温 反应容器 2.中和反应的反应热的测定 (1)简易量热计的构造及作用 汇·考点梳理 考点3 反应热的测定 化学反应的反应热、焓变 (2)原理计算公式：Q＝ 。其中C表示溶液及量热计的 ，T1、T2分别表示 。 (3)注意事项 ①实验过程保温且操作要快的目的： 。 ②为保证酸完全中和，采取的措施是 。 ③因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热。实验中若使用弱酸、弱碱则测得的反应热 。 －C(T2－T1) 热容 反应前和反应后体系的温度 减少实验过程中的热量损失 碱稍过量 偏小 汇·考点梳理 考点4 热化学方程式 化学反应的反应热、焓变 1.概念和意义 (1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 (2)意义：既表明了化学反应中的 变化，也表明了化学反应中的 变化。 如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1表示在25 ℃、101 kPa条件下， 。 物质 能量 2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol液态水时放出的热量为571.6 kJ 汇·考点梳理 化学反应的反应热、焓变 2.书写注意事项 (1)热化学方程式中必须标明反应物和生成物的 ，固体( )、液体( )、气体( )、水溶液( )，若为同素异形体，还要注明名称。 (2)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明，即表示在25 ℃和101 kPa下测定。 (3)热化学方程式中的化学计量数为 。故化学计量数可以是 ，也可以是 。当化学计量数改变时，其ΔH也 的改变。 (4)要注明ΔH的符号：“＋”代表 、“－”代表 ，以及单位： 。 聚集状态 s l g aq 物质的量 整数 分数 同等倍数 吸热 放热 kJ·mol－1 考点4 热化学方程式 汇·考点梳理 考点5 摩尔燃烧焓 化学反应的反应热、焓变 (1)概念：在一定反应温度和压强条件下， mol纯物质 氧化为同温下的指定产物时的焓变。 (2)注意以下几点：①研究条件：298 K、101 kPa。②反应程度：完全氧化，产物是稳定的指定产物。③研究对象：可燃物，物质的量为 mol。 燃烧元素 C H S N 稳定产物及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) 1 完全 1 汇·考点梳理 考点6 盖斯定律 化学反应的反应热、焓变 1.内容 一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的 有关，而与 无关。 2.意义 间接计算某些反应的反应热。 始态和终态 反应的途径 ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 转化关系 反应热间的关系 ΔH1＝______ ΔH1＝______   ΔH＝__________ aΔH2 －ΔH2 ΔH1＋ΔH2 汇·考点梳理 考点6 盖斯定律 化学反应的反应热、焓变 【典例01-1】【热化学方程式】 析·典型范例 (1)298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2摩尔燃烧焓的热化学方程式为 。 ΔH＝－286 kJ·mol－1 【典例01-2】【燃烧热】已知25 ℃时，相关物质的燃烧热数据如下表：则25 ℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为 。 3H2(g)＋6C(石墨，s)===C6H6(l)　ΔH＝＋49.1 kJ·mol－1 物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l) 燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) －285.8 －393.5 －3 267.5 21 【演练01】【反应热与摩尔燃烧焓】 B 练·技能实战 反应2C(s)+O2(g) ===2CO(g)的能量变化如图所示,下列说法正确的是(　　) A.12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g CO(g) 放出的热量为110.5 kJ B.该反应的热化学方程式为2C(s)+O2(g) === 2CO(g)　ΔH=-221 kJ·mol-1 C.由图可得,C(s)的摩尔燃烧焓为110.5 kJ·mol-1 D.该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量的差 22 【典例02-1】【化学反应的热效应】 析·典型范例 (不定项)某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图所示， 下列说法错误的是(　　) A．总反应为放热反应 B．使用催化剂后，活化能不变 C．反应①是吸热反应，反应②是放热反应 D．ΔH＝ΔH2－ΔH1 BD 23 【典例02-2】【焓与热效应】 下列说法正确的是（ ） A.焓的大小受体系的温度、压强等因素的影响 B.化学反应的反应热等于反应前后焓的变化 C.浓硫酸溶于水是放热反应 D.煤的液化有利于实现碳达峰、碳中和 A 析·典型范例 24 【演练02】【焓变的计算】 D 练·技能实战 已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表： 共价键 H—H H—O 键能/(kJ·mol－1) 436 463 热化学方程式 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－482 kJ·mol－1 则2O(g)===O2(g)的ΔH为（ ） A.＋428 kJ·mol－1 B.－428 kJ·mol－1 C.＋498 kJ·mol－1 D.－498 kJ·mol－1 25 【演练03】【焓变的大小比较】 B 练·技能实战 已知反应： C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3 2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)　ΔH4 CO(g)＋CuO(s)===CO2(g)＋Cu(s)　ΔH5 下列说法正确的是(　　) A．ΔH1＞0，ΔH3＜0　　　B．ΔH2＝ΔH1－ΔH3 C．ΔH2＜0，ΔH4＞0  D．ΔH5＝ΔH1＋1/2 ΔH4 26 02 化学能转化为电能 ——电池 汇·考点梳理 考点1 原电池的工作原理 原电池的工作原理 1．概念：把______能转化为____能的装置，其本质是发生___________反应。 2．构成条件 (1)有两个____________的电极(一般为金属或能导电的非金属)。 (2)将电极插入____________或熔融电解质中。 (3)两电极间构成____________(两电极接触或用导线连接)。 (4)能自发发生氧化还原反应。 化学 电 氧化还原 活泼性不同 电解质溶液 闭合回路 汇·考点梳理 3.工作原理(以锌铜原电池为例) （1）负极：Zn－2e－===Zn2＋， 反应。 正极：Cu2＋＋2e－===Cu， 反应。 总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋。 氧化 还原 考点1 原电池的工作原理 原电池的工作原理 29 汇·考点梳理 (2)盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂凝胶。 ②作用：a.连接内电路， ；b. ，使原电池不断产生电流。 ③盐桥中离子移向：阴离子移向 ，阳离子移向 。 形成闭合回路 平衡电荷 负极 正极 考点1 原电池的工作原理 原电池的工作原理 装置Ⅰ：还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，化学能既转化为电能，又转化为热能，造成能量损耗； 装置Ⅱ：还原剂Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，化学能绝大部分转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长 (3)装置的不同： 30 汇·考点梳理 考点2 正、负极的判断方法 原电池的工作原理 特别注意：原电池的正极和负极不仅与电极材料的性质有关，还与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定为负极的思维定式，如镁、铝、氢氧化钠溶液形成原电池，铝为负极。 汇·考点梳理 考点3 原电池的应用 原电池的工作原理 (1)设计制作化学电源 电极材料 汇·考点梳理 (2)比较金属的活动性强弱： 原电池中，负极一般是活动性 的金属，正极一般是活动性 的金属(或能导电的非金属)。 (3)加快化学反应速率： 氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 (4)用于金属的防护： 将需要保护的金属制品作原电池的 而受到保护。 较强 较弱 正极 考点3 原电池的应用 原电池的工作原理 33 汇·考点梳理 考点4 化学电源 原电池的工作原理 1.一次电池 放电后不可再充电的电池。 (1)碱性锌锰干电池 总反应：Zn＋2MnO2＋H2O===2MnOOH＋ZnO。 负极反应物： ； 电极反应： ； 正极反应物： ； 电极反应： 。 Zn Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O MnO2 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 34 汇·考点梳理 (2)纽扣式锌银电池 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 电解质： ； 负极反应物： ； 电极反应： ； 正极反应物： ； 电极反应： 。 KOH Zn Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 Ag2O Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 考点4 化学电源 原电池的工作原理 35 汇·考点梳理 2.二次电池：放电后可以再充电而反复使用的电池，又称为可充电电池或蓄电池。 考点4 化学电源 原电池的工作原理 铅蓄电池是常见的二次电池，负极反应物是 ，正极反应物是 。总反应为 Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。 (1)放电时：负极： ； 正极： 。 (2)充电时：阴极： ； 阳极： 。 提醒　充电时电极的连接，负接负作阴极，正接正作阳极。 Pb PbO2 汇·考点梳理 考点4 化学电源 原电池的工作原理 3.燃料电池 （1）氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,可分为酸性和碱性两种。 种类 酸性 碱性 负极反应式 2H2-4e-===4H+ 正极反应式 O2+2H2O+4e-===4OH- 电池总反应 2H2+O2===2H2O 备注 电极不参与反应,有很强的催化活性,起导电作用 2H2+4OH--4e-===4H2O O2+4e-+4H+===2H2O 燃料电池常用的电解质还有：熔融氧化物、熔融碳酸盐，如 K2CO3。 37 汇·考点梳理 考点4 化学电源 原电池的工作原理 3.燃料电池 （2）燃料电池中电极反应式及总反应式的书写 ①在书写燃料电池的电极反应时，要注意溶液的酸碱性，介质的酸碱性对半反应及总反应书写的影响。 ②书写电极反应时应注意： a.“-ne-”相当于正电荷，“+ne-”相当于负电荷，依据电荷守恒配平其他物质的系数。 b.从原子守恒的角度还应符合：电池总反应式=正极反应式+负极反应式。 ③根据移动方向，阳离子移向正极，在正极上参与反应，在负极上生成（如H+）；阴离子移向负极，在负极上参与反应，在正极上生成（如OH-、O2-、CO32-） 38 汇·考点梳理 考点4 化学电源 原电池的工作原理 3.以碱性(KOH溶液)甲烷燃料电池为例 (1)负极反应式的书写 (2)正极反应式的书写 O2+2H2O+4e-===4OH- (3)电池总反应式的书写 CH4+2O2+2OH﹣=CO3²﹣+3H2O 39 【典例01】【化学电源】 析·典型范例 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。 下列说法不正确的是( ) A.甲：Zn2＋向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H＋浓度增加 B.乙：正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－ C.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D.丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降 A 40 【演练01】【化学电源】海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是（ ） B 练·技能实战 A.海水起电解质溶液作用 B.N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D.该锂-海水电池属于一次电池 41 【典例02】【双液原电池】锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（ ） 析·典型范例 C A.铜电极上发生氧化反应 B.电池工作一段时间后，甲池的c( )减小 C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动， 保持溶液中电荷平衡 42 【演练02】【燃料电池】 C 练·技能实战 2022年北京冬奥会赛区内使用了氢燃料清洁能源车辆。某氢氧燃料电池工作示意图如下。下列说法不正确的是(　　) A.电极a为电池的负极 B.电极b表面反应为:O2+4e-+2H2O===4OH- C.电池工作过程中OH-向正极迁移 D.氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电,提高了能源利用率 43 下列说法不正确的是(　　) A.断开K2、合上K1,镍镉电池能量转化形式:化学能→电能 B.断开K1、合上K2,电极A为阴极,发生还原反应 C.电极B发生氧化反应过程中,溶液中KOH浓度不变 D.镍镉二次电池的总反应式:Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2 【典例03】【二次电池】镍镉电池是二次电池,其工作原理示意图如下(L为小灯泡,K1、K2为开关,a、b为直流电源的两极)。 析·典型范例 C 44 【典例04】【锂离子电池】某品牌全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池工作原理如图，A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应为LixC6＋Li1－xCoO2 C6＋LiCoO2。下列说法不正确的是( ) 析·典型范例 D A.隔膜只允许Li＋通过，放电时Li＋从左边流向右边 B.放电时，正极锂的化合价未发生改变 C.充电时B作阳极，电极反应式为LiCoO2－xe－=== Li1－xCoO2＋xLi＋ D.废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让Li＋ 进入石墨中而有利于回收 45 03 电能转化为化学能 ——电解 1.电解 使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起　　　　　　 的过程。在此过程中，　　　　能转化为　　能。 汇·考点梳理 考点1 电解原理 电解池的工作原理 2.电解池 （1）电解池的构成条件 ①有与　　　　相连的两个电极。 ②两个电极插入　　　　　或　　　　　中。 ③形成　　　　。 氧化还原反应　 电 化学 直流电源 电解质溶液　 熔融盐 闭合回路 47 汇·考点梳理 考点1 电解原理 电解池的工作原理 2.（2）电解池的工作原理 注意　电子不下水，离子不上线。 阴 阳 氧化 还原 48 汇·考点梳理 考点1 电解原理 电解池的工作原理 3.电解规律 (1)阳极放电规律 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。 S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。 49 汇·考点梳理 考点1 电解原理 电解池的工作原理 3.电解规律 (2)阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断。 阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞ Mg2＋。 注意　电解水溶液时，Al3＋、Mg2＋、Na＋、K＋不可能在阴极放电。 50 汇·考点梳理 考点1 电解原理 电解池的工作原理 3.电解规律(3)用惰性电极电解不同类型电解质溶液 ①电解水型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 H2SO4 阴极：_________________ 阳极：________________________ 总反应式：2H2O 2H2↑＋O2↑ ______ ______ 2H＋＋2e－===H2↑ 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 增大 加水 51 汇·考点梳理 考点1 电解原理 电解池的工作原理 ②电解电解质型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 HCl 阴极：__________________ 阳极：__________________ 总反应式：2HCl H2↑＋Cl2↑ ______ _________ ____________ CuCl2 阴极：_________________ 阳极：__________________ 总反应式：____________________ 2H＋＋2e－===H2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑ Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ 减小 通入HCl 加CuCl2固体 CuCl2 Cu＋Cl2↑ 52 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 NaCl、KCl(放H2生碱) 阳极：__________________ 阴极：_________________________ 总反应式：_______________________ ______________ 减小并生成新电解质 ____________ CuSO4、 Cu(NO3)2 (放O2 生酸) 阳极：_______________________ 阴极：_________________ 总反应式：_______________________ _____________ ___________________ _______ 汇·考点梳理 电解池的工作原理 ③电解质和水均参与电解型 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ Cu2＋＋2e－===Cu 减小并生成新电 解质 通入HCl气体 加CuO ＋H2↑＋2OH－ ＋O2↑＋4H＋ 53 汇·考点梳理 考点2 电解原理的应用 电解池的工作原理 1.氯碱工业 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。 (1)反应原理 阳极： ( 反应)。 阴极： ( 反应)。 总反应化学方程式： 。 总反应离子方程式： 。 注意　电解所用的食盐要精制。 2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 还原 54 汇·考点梳理 考点2 电解原理的应用 电解池的工作原理 (2)离子交换膜法的生产过程 加入或流出的物质a、b、c、d分别是 、 、 、 ；X、Y分别是 、 。 (3)阳离子交换膜的作用 阻止 进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 精制饱和NaCl溶液 H2O(含少量NaOH) 淡盐水 NaOH溶液 Cl2 H2 OH－ 55 汇·考点梳理 考点2 电解原理的应用 电解池的工作原理 2.电镀 (1)概念：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。 (2)目的：增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。 Cu－2e－===Cu2＋ 镀层金属 镀件 含有镀层金属离子 Cu2＋＋2e－===Cu　 56 银、金、铂等金属不放电形成 ，在阴极只有Cu2＋放电，锌、铁、镍较活泼的金属阳离子 中，故能够将杂质除去。电解过程中，Cu2＋的浓度 。 汇·考点梳理 考点2 电解原理的应用 电解池的工作原理 3.电解精炼铜 粗铜 纯铜 Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Ni－2e－===Ni2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 阳极泥 残留在电解质溶液 有所下降 57 汇·考点梳理 考点2 电解原理的应用 电解池的工作原理 4.电冶金：利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。   总反应化学方程式 电极反应式 冶炼钠 ___________________________ 阳极：_________________ 阴极：__________________ 冶炼镁 ___________________________ 阳极：__________________ 阴极：__________________ 冶炼铝 ____________________________ 阳极：____________________ 阴极：___________________ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Na＋＋2e－===2Na 2Cl－－2e－===Cl2↑ Mg2＋＋2e－===Mg 6O2－－12e－===3O2↑ 4Al3＋＋12e－===4Al 58 汇·考点梳理 考点3 离子交换膜 电解池的工作原理 59 汇·考点梳理 考点4 电化学计算 电解池的工作原理 (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 60 【典例01】【电极反应式的书写】 析·典型范例 (1)用惰性电极电解MgCl2溶液 阳极反应式：__________________； 阴极反应式：____________________________________； 总反应离子方程式：______________________________________________。 2Cl－－2e－===Cl2↑ Mg2＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋Mg(OH)2↓ (2)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜 阳极反应式：______________________________； 阴极反应式：__________________； 总反应方程式：_____________________________。 2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ 2H＋＋2e－===H2↑ 61 【典例02】【氯碱工业】 析·典型范例 D 氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池串联组合的新工艺可节能，装置图如图所示，下列叙述错误的是(注：假定空气中氧气的体积分数为20%)（ ） A.X为Cl2，Y为H2 B.c%＞a%＞b% C.若生成标准状况下22.4 L X， 则消耗标准状况下空气56 L D.两池中阳离子交换膜均可以 换为阴离子交换膜 62 【典例03】【多池串联装置】 析·典型范例 C 1.如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O，下列关于该装置工作时的说法正确的是（ ） A.该装置工作时，Ag电极上有气体生成 B.甲池中负极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋ C.甲池和乙池中溶液的pH均减小 D.当甲池中消耗3.2 g N2H4时，乙池中理论上最 多产生6.4 g固体 63 【演练01】【电解精炼】 D 练·技能实战 金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述正确的是(已知氧化性：Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)( ) A.阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni B.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等 C.电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt 64 【演练02】【多池串联装置与计算】 练·技能实战 在如图所示的装置中，若通直流电5 min时，铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题。 (1)电源中X为直流电源的______极。 负 (2)pH变化：A________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B______，C______。 不变 增大 减小 (3)通电5 min时，B中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为_______________(设电解前后溶液体积无变化)。 0.025 mol·L－1 65 【演练03】【电解池】 C 练·技能实战 污水资源化利用既可以缓解水的供需矛盾，又可以减少水污染。化学工作者提出采用电解法除去工业污水中的NaCN，其原理如图所示，通电前先向污水中加入适量食盐并调整其pH维持碱性(CN－不参与电极反应)。下列说法正确的是( ) A.b为电源的负极 B.隔膜Ⅰ为阴离子交换膜 C.X为H2，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑ ＋2OH－ D.当生成2.24 L N2时，电路中通过1 mol电子 66 04 金属的腐蚀与防护 汇·考点梳理 考点1 金属腐蚀 金属的电化学腐蚀与防护 1.金属腐蚀的本质 金属原子　　　　变为　　　　　，金属发生　　反应。 失去电子 金属阳离子 氧化 2.金属腐蚀的类型 （1）化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属跟　　　　　　接触 不纯金属或合金跟　　　　　接触 现象 　　　　电流产生 　　　电流产生 本质 金属被　　　　 较活泼金属被　　　　 联系 两者往往同时发生，　　　腐蚀更普遍 非金属单质直接 电解质溶液 无 有微弱 氧化 氧化 电化学 68 汇·考点梳理 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 电极 反应 负极 　　　　　　　   正极 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 总反应式 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 联系 　　　　更普遍 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 Fe－2e－===Fe2＋　 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 吸氧腐蚀 （2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀——钢铁的腐蚀 考点1 金属腐蚀 金属的电化学腐蚀与防护 69 汇·考点梳理 考点1 金属腐蚀 金属的电化学腐蚀与防护 3.金属腐蚀快慢的规律 对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀；外界条件相同时，电解质浓度越大，金属腐蚀越快 对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢 强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中；活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快 汇·考点梳理 考点2 金属腐蚀的防护 金属的电化学腐蚀与防护 1.电化学防护。 （1）牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理 a.　　极：比被保护金属活泼的金属； b.　　极：被保护的金属设备。 （2）外加电流的阴极保护法—电解原理 a.　　极：被保护的金属设备； b.　　极：惰性金属或石墨。 2.改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。 3.加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。 负 正 阴 阳 析·典型范例 【典例01】【金属的腐蚀】 如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为______________。 ⑤④②①③⑥ 【演练01】【金属的腐蚀】 D 练·技能实战 如图所示,将铁钉的一部分镀上不同的金属,放入培养皿中,加入含有饱和食盐水及琼脂的溶液,再各滴入几滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液。下列分析不正确的是(　　) A.a中铁钉附近呈现蓝色 B.b中铁钉附近出现红色 C.a中铜上发生反应O2+2H2O+4e-===4OH- D.b中锌上发生还原反应 73 【典例02-1】【金属的电化学腐蚀与防护】 将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是（ ） A.阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ B.金属M的活动性比Fe的活动性弱 C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 析·典型范例 C 【典例02-2】【金属的电化学腐蚀与防护】 析·典型范例 D 沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率,为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示),通入一定的电流。 下列叙述错误的是(　　) A.阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应 B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO C.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气 D.阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理 【演练02】【金属的电化学腐蚀与防护】 C 练·技能实战 我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 76 感谢 您的聆听 THANKS 鲁科版2019选择性必修1 AB aAB；AB H2(g)＋O2(g)===H2O(l) Pb＋SO－2e－===PbSO4 PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O PbSO4＋2e－===Pb＋SO PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO SO 2Cl－＋2H2OCl2↑ 2Cu2＋＋2H2O2Cu 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑ 2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑ $$