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高三电化学基础知识课件

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目录

01

电化学基本概念

02

电化学电池

03

电解过程与应用

04

电化学腐蚀

05

电化学定量分析

06

电化学实验技巧

电化学基本概念

01

电化学定义

电化学是研究化学能与电能相互转换规律的科学，涉及电池、电解等现象。

电化学的科学领域

电化学反应包括氧化还原反应，通过电子的转移实现化学能与电能的转换。

电化学反应过程

例如燃料电池通过氢气和氧气的电化学反应产生电能，广泛应用于新能源汽车。

电化学的应用实例

电化学反应原理

电化学反应基于氧化还原反应，电子从还原剂转移到氧化剂，形成电流。

氧化还原反应

法拉第定律描述了电化学反应中物质转化量与通过电解质的电荷量之间的定量关系。

法拉第定律

电极电势是衡量电极反应倾向的物理量，决定了反应的方向和可能性。

电极电势

电极与电解质

电极的分类

电极分为阳极和阴极，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。

电解质的作用

电解质溶液的浓度影响

电解质溶液的浓度会影响电导率，进而影响电化学反应的速率和效率。

电解质提供离子导电的介质，是电化学反应中电流传递的必要条件。

电极反应的识别

通过电极反应的产物和消耗的物质，可以判断电极的氧化还原状态。

电化学电池

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电池的工作原理

电池内部发生氧化还原反应，电子从负极流向正极，产生电流。

氧化还原反应

不同电极材料影响电池的电压和容量，如锂离子电池使用锂金属氧化物作为正极材料。

电极材料

电解质提供离子传输通道，使电池内部的化学能转换为电能。

电解质的作用

常见电池类型

如碱性电池和锌碳电池，它们不可充电，使用后需丢弃。

一次电池

通过氢气和氧气的化学反应产生电能，常用于电动汽车和便携式电源。

燃料电池

例如镍镉电池和锂离子电池，可反复充电使用，广泛应用于便携式设备。

二次电池

利用光电效应将太阳光转换为电能，广泛应用于太阳能板和计算器等小型设备。

太阳能电池

01

02

03

04

电池的性能参数

电池容量通常以毫安时(mAh)表示，是衡量电池存储电能多少的重要参数。

01

放电曲线显示了电池在放电过程中电压随时间的变化情况，反映了电池的稳定性和持续供电能力。

02

电池的内阻影响其输出功率和效率，内阻越小，电池性能越好，放电时电压降越小。

03

电池的充放电循环寿命指的是电池在保持一定容量标准下，能够进行充放电的次数。

04

电池容量

放电曲线

内阻

充放电循环寿命

电解过程与应用

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电解原理

电解质溶液通过离子的移动来传导电流，这是电解过程的基础。

电解质溶液的导电性

01

在电解过程中，电流通过电解质溶液时，电极上会发生氧化还原反应。

电极反应的产生

02

法拉第定律描述了电解过程中物质的转化量与通过的电荷量之间的关系。

法拉第定律的应用

03

电解池由阳极、阴极和电解质溶液组成，不同材料和设计影响电解效率。

电解池的构造

04

电解池的组成

电解池中必须含有电解质溶液，如酸、碱或盐溶液，以提供离子进行电荷传递。

电解质溶液

电解池包含两个电极，阳极（正极）接受电子，阴极（负极）释放电子，是反应发生的场所。

阳极和阴极

外部电源提供电压，驱动电子从阴极流向阳极，维持电解过程的持续进行。

外部电源

电解的应用实例

通过电解过程，可以去除金属中的杂质，如电解铜，得到高纯度的铜。

电解精炼金属

电镀是利用电解原理在金属表面镀上一层其他金属，如镀铬用于提高耐腐蚀性和美观性。

电镀技术

电解食盐水制备氯气和氢氧化钠，是氯碱工业的基础，广泛应用于化工生产。

氯碱工业

电化学腐蚀

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腐蚀的定义

腐蚀是材料与环境中的化学物质发生反应，导致材料性能下降的过程。

腐蚀的化学过程

01

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腐蚀不仅改变材料的化学组成，还会引起物理结构的破坏，如金属表面的锈蚀。

腐蚀的物理影响

03

根据反应机理，腐蚀可分为电化学腐蚀、化学腐蚀等多种类型。

腐蚀的分类

腐蚀的类型

05

电偶腐蚀

电偶腐蚀发生在两种不同金属接触时，由于电位差导致一种金属加速腐蚀，如铁与铜接触。

04

应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂是金属在拉应力和特定腐蚀环境共同作用下发生的开裂，如黄铜在氨水中。

03

晶间腐蚀

晶间腐蚀发生在金属晶粒边界，导致材料强度下降，常见于铝合金和不锈钢中。

02

点蚀

点蚀是一种局部腐蚀，金属表面形成小孔或坑点，常见于不锈钢在含氯离子的环境中。

01

均匀腐蚀

均匀腐蚀是指金属表面各处腐蚀速率相同，常见于金属与酸性溶液接触时的全面腐蚀。

防腐蚀措施

01

使用耐腐蚀材料如不锈钢或钛合金，可以有效减少电化学腐蚀的发生。

02

通过涂覆油漆、镀层或氧化膜等方法，为金属表面提供物理屏障，防止腐蚀介质接触。

03

利用牺牲阳极或外加电流的方式，使金属结构保持在阴极状态，从而减缓腐蚀速率。

选择合适的材料

表面涂层保护