《河北省邯鄲市高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)09 電化學(xué)課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《河北省邯鄲市高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)09 電化學(xué)課件（70頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、電化學(xué)考綱要求考綱要求 1、了解原電池和電解池的工作原理，能正確書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2、了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。3、理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。考綱解讀考綱解讀 對于原電池和電解池的工作，需要學(xué)生從氧化還原反應(yīng)的角度正確理解原電池和電解池的工作原理，掌握原電池電解池的電極反應(yīng)、電極產(chǎn)物與反應(yīng)方程式的分析與判斷，熟知電子與電流方向及電解質(zhì)溶液中陰陽離子的移動方向 ，能結(jié)合兩極電子守恒進(jìn)行簡單計算；對于常見化學(xué)電源，主要是以化學(xué)電源為背景考查學(xué)生原電池原理；對于電化學(xué)腐蝕，主要是結(jié)合實際生產(chǎn)、生活考查金屬的電化學(xué)腐蝕及其危害與防護(hù)。要點回
2、顧要點回顧 1原電池原電池 原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 1.形成條件：形成條件：活動性不同的兩電極活動性不同的兩電極(連接連接)；電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液(插入其中插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng)并與電極自發(fā)反應(yīng))；電極形成閉合電路電極形成閉合電路能自發(fā)的發(fā)生氧化還原能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)反應(yīng) 原電池的兩極分別稱為正極和負(fù)極。兩極中相對活潑原電池的兩極分別稱為正極和負(fù)極。兩極中相對活潑(易失電子易失電子)的作的作為負(fù)極，相對不活潑的為正極。負(fù)極應(yīng)要能與電解質(zhì)溶液發(fā)生自發(fā)的為負(fù)極，相對不活潑的為正極。負(fù)極應(yīng)要能與電解質(zhì)溶液發(fā)生自發(fā)的氧化反應(yīng)。當(dāng)兩電極材料均插入電解質(zhì)溶
3、液中并將兩極相連構(gòu)成閉合氧化反應(yīng)。當(dāng)兩電極材料均插入電解質(zhì)溶液中并將兩極相連構(gòu)成閉合電路，原電池裝置才能發(fā)生電化反應(yīng)產(chǎn)生電流。電路，原電池裝置才能發(fā)生電化反應(yīng)產(chǎn)生電流。 2.電極名稱：電極名稱： 負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬(電子流出的一極電子流出的一極) 正極：較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬正極：較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬(電子流入的一極電子流入的一極) 3.電極反應(yīng)：電極反應(yīng)： 負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子 正極：還原反應(yīng)，溶液中的陰離子得電子或氧氣得電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陰離子得電子或氧氣得電子(吸氧腐蝕吸氧腐蝕) 要點回顧要點回顧 4.電子流向
4、：由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極 鋅-銅電池，負(fù)極-Zn，正極-Cu。 負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+，電解質(zhì)溶液稀硫酸。 正極：2H+2e-=H2 總反應(yīng)：2H+Zn=H2+Zn2+ 鹽橋的作用：鹽橋起到了使整個裝置構(gòu)成通路的作用 若溶液中OH-有參與電極反應(yīng)必發(fā)生在負(fù)極。若結(jié)果H+有增加，酸性增強，PH降低，必在負(fù)極區(qū)；若溶液中H+有參與電極反應(yīng)必發(fā)生在正極;若結(jié)果OH-有增加，堿性增強，pH升高，必在正極區(qū) 化學(xué)上規(guī)定，凡發(fā)生氧化變化的電極均為陽極，而發(fā)生還原的電極均為陰極。據(jù)此，從發(fā)生的化學(xué)變化角度看，原電池中的負(fù)極(-)又叫陽極，正極(+)又叫陰極。要點回顧要點回顧 2化學(xué)電源化學(xué)電源 化學(xué)電源
5、又稱電池，是一種能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，它通過化學(xué)反應(yīng)，消耗某種化學(xué)物質(zhì)，輸出電能。它包括一次電池、二次電池和燃料電池等幾大類。 判斷一種電池的優(yōu)劣或是否符合某種需要，主要看這種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少(比能量，單位是(Wh)/kg, (Wh)/L),或者輸出功率的大小(比功率，W/kg,W/L)以及電池的可儲存時間的長短。除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出點能多、功率大、可儲存時間長的電池，更適合使用者的需要。要點回顧要點回顧 1.一次電池 (1)普通鋅錳電池(“干電池”) 一次電池的活性物質(zhì)(發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì))消耗到一定程度，就不能使用了。一次電池中電解質(zhì)溶液
6、制成膠狀，不流動，也叫干電池。常用的有普通的鋅錳干電池、堿性鋅錳電池、鋅汞電池、鎂錳干電池等 “干電池”是用鋅制筒形外殼作負(fù)極，位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作正極，在石墨周圍填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2黑色粉末，作去極劑(吸收正極放出的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象)。 電極反應(yīng) 負(fù)極：Zn2e-Zn2+ 正極： 2NH4+2e-2NH3+H2 H2+2MnO2Mn2O3+H2O 正極產(chǎn)生的NH3又和ZnCl2作用： Zn2+4NH3Zn(NH3)42+ 淀粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩個電極的遷移速度。 電池總反應(yīng)式：2Zn+4NH4Cl+2MnO2Zn(NH3)4Cl2
7、+ZnCl2+Mn2O3+H2O “干電池”的電壓通常約為1.5 V，不能充電再生。要點回顧要點回顧 2.二次電池 (1)鉛蓄電池 二次電池又稱充電電池或蓄電池，放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生。這類電池可以多次重復(fù)使用。鉛蓄電池是最常見的二次電池，它由兩組柵狀極板交替排列而成，正極板上覆蓋有PbO2，負(fù)極板上覆蓋有Pb，電介質(zhì)是H2SO4 . 鉛蓄電池放電的電極反應(yīng)如下： 負(fù)極：Pb(s)SO42(aq)2e-PbSO4(s)(氧化反應(yīng)) 正極：PbO2(s)SO42-(aq)十4H(aq)2e-PbSO4(s)2H2O (l)(還原反應(yīng)) 總反應(yīng)：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(a
8、q)2PbSO4(s)十2H2O (l) 鉛蓄電池充電的反應(yīng)是上述反應(yīng)的逆過程： 陰極：PbSO4(s)2e-Pb(s)SO42-(aq)(還原反應(yīng)) 陽極：PbSO4(s)2H2O (l) 2e-PbO2(s)SO42-(aq)十4H(aq)(氧化反應(yīng)) 總反應(yīng)：2PbSO4(s)十2H2O (l) Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq) 可以把上述反應(yīng)寫成一個可逆反應(yīng)方程式： Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)十2H2O (l)要點回顧要點回顧 3.燃料電池 燃料電池是一種連續(xù)的將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。燃料電池的電極本身不包含活性
9、物質(zhì)，只是一個催化轉(zhuǎn)化元件。它工作時，燃料和氧化劑連續(xù)的由外部供給，在電極上不斷的進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)不斷的提供電能。 (1)氫氧燃料電池以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，鉑做電極，使用酸性電解質(zhì)。它的的工作原理： 負(fù)極：2H2 - 4e- 4H 正極：O2十4H(aq)4e-2H2O 總反應(yīng)：2H2十O22H2O要點回顧要點回顧 (2)以堿性氫氧燃料電池為例，它的燃料極常用多孔性金屬鎳，用它來吸附氫氣。空氣極常用多孔性金屬銀，用它吸附空氣。電解質(zhì)則由浸有KOH溶液的多孔性塑料制成，其電極反應(yīng)為： 負(fù)極反應(yīng)：2H24OH-4H2O4e- 正極反應(yīng)：O22H2O4e-4OH-
10、總反應(yīng)：2H2O22H2O 除氫氣以外，烴、肼、甲醇、氨等液體或氣體，均可作燃料電池的燃料；除純氧外，空氣中的氧氣也可以做氧化劑。 (3)甲烷燃料電池(KOH做電解質(zhì)) 用金屬鉑片插入KOH溶液作電極，又在兩極上分別通甲烷燃料和氧氣氧化劑。電極反應(yīng)式為： 負(fù)極：CH410OH-8e-CO32-7H2O 正極：4H2O2O28e-8OH- 電池總反應(yīng)式為：CH42O22KOHK2CO33H2O要點回顧要點回顧 3電解池電解池 1.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電金屬導(dǎo)電時，是金屬內(nèi)部的自由電子發(fā)生的定向移動，而電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電不同。通電前電解質(zhì)溶液中陰、陽離子在溶液中自由地移動；通電后在電場的作用下，
11、這些自由移動的離子改作定向移動，帶負(fù)電荷的陰離子由于靜電作用向陽極移動，帶正電荷的陽離子則向陰極移動。電極名稱：電解池中與直流電源負(fù)極相連的電極叫陰極，與直流電源正極相連的電極叫陽極。物質(zhì)能否導(dǎo)電是由其內(nèi)部能否形成定向移動的自由電荷所決定的，對金屬就是自由電子，而對電解質(zhì)溶液就是自由移動的陰陽離子。要點回顧要點回顧 2.電解 (1)概念：使電流流過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程叫電解。 (2)電子流動的方向：電子從外接直流電源的負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線到達(dá)電解池的陰極，電解池溶液中的陽離子移向陰極，并在陰極獲得電子而被還原，發(fā)生還原反應(yīng)；與此同時，電解池溶液中的陰離子移向陽極，并在陽極
12、上失去電子(也可能是陽極很活潑而本身失去電子)而被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。這樣，電子又從電解池的陽極流出，沿導(dǎo)線而流回外接直流電源的正極。 (3)電極反應(yīng)的類型：陽極反應(yīng)為氧化反應(yīng)，陰極反應(yīng)為還原反應(yīng)，故而陰極處于被保護(hù)的狀態(tài)，而陽極則有可能被腐蝕。要點回顧要點回顧 1.電解飽和食鹽水反應(yīng)原理飽和食鹽水成分：溶液存在Na+、Cl、H+、OH四種離子。電極反應(yīng)式：陰極：2H+2e=H2(還原反應(yīng))； 陽極：2Cl2e=Cl2(氧化反應(yīng))。實驗現(xiàn)象解釋：(1)陰極區(qū)域變紅原因：由于H+被消耗，使得陰極區(qū)域OH離子濃度增大(實際上是破壞了附近水的電離平衡，由于KW為定值，c(H+)因電極反應(yīng)而降低，導(dǎo)致
13、c(OH)增大，使酚酞試液變紅)。(2)濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)原因：氯氣可以置換出碘化鉀中的碘，Cl2+2KI=2KCl+I2，I2使淀粉變藍(lán)。要點回顧要點回顧 注意：如果試紙被熏蒸的太久，藍(lán)色會因為濕氯氣的漂白作用而褪去。電解飽和食鹽水的總反應(yīng)式： 該電解反應(yīng)屬于放氫生堿型，電解質(zhì)與水均參與電解反應(yīng)，類似的還有K2S、MgBr2等。要點回顧要點回顧 注意：如果試紙被熏蒸的太久，藍(lán)色會因為濕氯氣的漂白作用而褪去。電解飽和食鹽水的總反應(yīng)式： 該電解反應(yīng)屬于放氫生堿型，電解質(zhì)與水均參與電解反應(yīng)，類似的還有K2S、MgBr2等。要點回顧要點回顧 2.銅的電解精煉原理：電解時，用粗銅板作陽極，與直流
14、電源的正極相連；用純銅板作陰極，與電源的負(fù)極相連，用CuSO4溶液(加入一定量的硫酸)作電解液。CuSO4溶液中主要有Cu2+、 、H+、OH，通電后H+和Cu2+移向陰極，并在陰極發(fā)生Cu2+2e=Cu，OH和移向陽極，但陽極因為是活性電極故而陰離子并不放電，主要為陽極(活潑及較活潑金屬)發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解，陽極反應(yīng)：Cu2e=Cu2+。要點回顧要點回顧 電解過程中，比銅活潑的Zn、Fe、Ni等金屬雜質(zhì)，在銅溶解的同時也會失電子形成金屬陽離子而溶解，此時陰極仍發(fā)生Cu2+2e=Cu，這會導(dǎo)致電解液濃度不發(fā)生變化；Ag、Au不如Cu易失電子，Cu溶解時它們以陽極泥沉積下來可供提煉Au、Ag等貴
15、金屬。該過程實現(xiàn)了提純銅的目的。離子在電極上得失電子的能力與離子的性質(zhì)、溶液的濃度、電流的大小、電極的材料等都有關(guān)系。中學(xué)階段我們一般只討論電極材料的性質(zhì)、離子的氧化性強弱和還原性強弱對它們得失電子能力的影響要點回顧要點回顧 3.電解冶煉鋁工業(yè)上，用純凈的氧化鋁為原料，采用電解的方法制取鋁。純凈的氧化鋁熔點很高(2045)，很難熔化，現(xiàn)在都用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔劑，使氧化鋁在1000左右溶解在液態(tài)的冰晶石里，成為冰晶石和氧化鋁的熔融體，然后進(jìn)行電解。電極反應(yīng)式：陰極： 4Al3+12e-4Al陽極： 6O212e-3O2總反應(yīng)式：2Al2O3 4Al3O2 (只能電解Al2O3，
16、不能是AlCl3)在冶煉鋁時，陽極產(chǎn)生氧氣，石墨陽極在如此高溫條件下，將不斷被氧氣氧化而消耗，因而需不斷補充石墨陽極。要點回顧要點回顧 4.電鍍銅原理：電鍍時，一般都是用含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液為電鍍液；把待鍍金屬制成品浸入電鍍液中與直流電源的負(fù)極相連，作為陰極，而用鍍層金屬為陽極，陽極金屬溶解在溶液中成為陽離子，移向陰極，并在陰極上被還原成金屬析出。電鍍銅規(guī)律可概括為“陽極溶解，陰極沉積，電解液不變”。工業(yè)上電鍍常使用有毒電鍍液，因此電鍍廢水應(yīng)回收有用物質(zhì)、降低有害物質(zhì)含量后，達(dá)標(biāo)排放，以防污染環(huán)境。要點回顧要點回顧 5金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 1.金屬腐蝕的類型： (
17、1)化學(xué)腐蝕：金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。例如鐵絲在氧氣中燃燒、銅在氯氣中燃燒等。 (2)電化學(xué)腐蝕：不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸時比較活潑的金屬失電子而被氧化的腐蝕。 (3)金屬的電化學(xué)腐蝕：金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。 不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。鋼鐵在潮濕的空氣中所發(fā)生的腐蝕是電化學(xué)腐蝕最突出的例子。 金屬腐蝕的本質(zhì)：M-ne-=Mn+要點回顧要點回顧 2.鋼鐵的電化學(xué)腐蝕 (1)析氫腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較強時) 陽極(Fe)：Fe-2e-=Fe2+ Fe
18、2+2H2O=Fe(OH)22H+ 陰極(雜質(zhì))：2H+2e-=H2 電池反應(yīng)：Fe2H2O=Fe(OH)2H2 由于有氫氣放出，所以稱之為析氫腐蝕。 (2)吸氧腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較弱時) 陽極(Fe)：Fe-2e-=Fe2+ 陰極：O22H2O4e-=4OH- 總反應(yīng)：2FeO22H2O=2Fe(OH)2 由于吸收氧氣，所以也叫吸氧腐蝕。要點回顧要點回顧 析氫腐蝕與吸氧腐蝕生成的Fe(OH)2被氧所氧化，生成Fe(OH)3脫水生成Fe2O3 鐵銹。鋼鐵制品在大氣中的腐蝕主要是吸氧腐蝕。 Fe2H2O=Fe(OH)2H2 O22H2O4e-4OH- 2FeO22H2O=2Fe(OH)2
19、 2H+2e-H2 要點回顧要點回顧 3.金屬的防護(hù) (1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法：利用原電池反應(yīng)將需要保護(hù)的金屬作為電池的正極而受到保護(hù)。 正極：要保護(hù)的金屬 負(fù)極：比要保護(hù)金屬活潑的金屬 (2)外加電流的陰極保護(hù)法：利用電化學(xué)反應(yīng)使金屬鈍化而受到保護(hù)(比組成原電池防護(hù)更好) 陰極：被保護(hù)的金屬 陽極：惰性電極 兩者均存在于電解質(zhì)溶液中接上外接直流電源。 (3)覆蓋保護(hù)膜及其他保護(hù)方法 在金屬表面覆蓋保護(hù)保護(hù)層，使金屬和周圍物質(zhì)隔離開來(涂油漆，電鍍，鈍化等) 改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將金屬制成合金，增強抗腐蝕能力(鋼不銹鋼，在鋼中加入鎳和鉻) 4.金屬腐蝕速率大小 電解池陽極原電池負(fù)極化學(xué)腐蝕原
20、電池正極電解池陰極高考方向高考方向 1.2012江蘇化學(xué)卷10下列有關(guān)說法正確的是 A.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說明該反應(yīng)的H0 B.鍍銅鐵制品鍍層受損后，鐵制品比受損前更容易生銹 C.N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0，其他條件不變時升高溫度，反應(yīng)速率(H2)和氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率均增大 D.水的離子積常數(shù)Kw隨著溫度的升高而增大，說明水的電離是放熱反應(yīng)高考方向高考方向 【答案】B 【解析】：本題是化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)、電化學(xué)等的簡單綜合題，著力考查學(xué)生對熵變、焓變，水解反應(yīng)、原電池電解池、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等方面的能力。 A.分解反應(yīng)一般是常識吸熱
21、反應(yīng)，熵變、焓變都大于零，僅在高溫下自發(fā)。內(nèi)容來源于選修四P34-P36中化學(xué)方向的判斷。 B.鐵比銅活潑，組成的原電池中鐵為負(fù)極，更易被氧化。 C.據(jù)平衡移動原理，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡轉(zhuǎn)化率減小。 D.水的離子積常數(shù)Kw隨著溫度的升高而增大，說明水的電離是吸熱反應(yīng)，越熱越電離，水的離子積常數(shù)Kw隨著溫度的升高而增大。高考方向高考方向 2. 2012江蘇化學(xué)卷5下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用不相對應(yīng)的是 A.明礬能水解生成Al(OH)3膠體,可用作凈水劑 B.FeCl3溶液能與Cu反應(yīng)，可用于蝕刻印刷電路 C.SO2具有氧化性，可用于漂白紙漿 D.Zn具有還原性和導(dǎo)電性，可用作鋅錳干電
22、池的負(fù)極材料高考方向高考方向 【答案】C 【解析】：本題屬于元素及其化合物知識的考查范疇，這些內(nèi)容都來源于必修一、和必修二等課本內(nèi)容。鋁離子水解、膠體的吸附性、Fe3的氧化性、SO2和Zn的還原性等內(nèi)容，看來高三一輪復(fù)習(xí)圍繞課本、圍繞基礎(chǔ)展開，也不失為一條有效途徑。高考方向高考方向 3. 2012海南化學(xué)卷3下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時只生成氫氣和氧氣的是 A. HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2 B. NaOH、CuSO4、 H2SO4 C. NaOH、H2SO4、 Ba(OH)2 D. NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2高考方向高考方向 【答案】C 【解析】電解時只生成氫氣和
23、氧氣，則電解質(zhì)所含的陽離子在金屬活動性順序表中銅之前，陰離子不能是簡單離子；電解HCl的方程式為：2HClCl2 + H2，A選項錯；電解CuSO4溶液的方程式為：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2，B選項錯；電解NaBr的方程式為：2NaBr+2H2O2NaOH+H2+Br2，D選項錯。高考方向高考方向 4. 2012海南化學(xué)卷10下列敘述錯誤的是 A生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱 B用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹 C在鐵制品上鍍銅時，鍍件為陽極，銅鹽為電鍍液 D鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕高考方向高考方向 【答案】C 【解析】生鐵中含有碳，構(gòu)成原電池加快了腐蝕速率，故A
24、選項正確；用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹，是因為構(gòu)成的原電池中Fe作負(fù)極，加快了腐蝕速率，故B選項正確；在鐵制品上鍍銅時，鍍件應(yīng)為陰極，故C選項錯；鐵管上鑲嵌鋅塊，構(gòu)成的原電池中Fe作正極，受到保護(hù)，故D選項正確。高考方向高考方向 5. 2012安徽理綜化學(xué)卷11某興趣小組設(shè)計如下微型實驗裝置。實驗時，先斷開，閉合，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時間后，斷開，閉合，發(fā)現(xiàn)電流發(fā)A指針偏轉(zhuǎn)。 下列有關(guān)描述正確的是 A斷開，閉合時，總反應(yīng)的離子方程式為： B斷開，閉合時，石墨電極附近溶液變紅 C斷開，閉合時，銅電極上的電極反應(yīng)為： D斷開，閉合時，石墨電極作正極高考方向高考方向高考方向高考方向 【答案】D
25、 【解析】本題考查原電池及電解池工作原理，旨在考查考生對知識的綜合應(yīng)用能力。斷開K2，閉合K1時，裝置為電解池，兩極均有氣泡產(chǎn)生，則反應(yīng)為2Cl2H2O H22OHCl2，石墨為陽極，銅為陰極，因此石墨電極處產(chǎn)生Cl2，在銅電極處產(chǎn)生H2，附近產(chǎn)生OH，溶液變紅，故A、B兩項均錯誤；斷開K1、閉合K2時，為原電池反應(yīng)，銅電極反應(yīng)為H22e2OH=2H2O，為負(fù)極，而石墨電極反應(yīng)為Cl22e=2Cl，為正極，故C項錯誤，D項正確。高考方向高考方向6.2012福建理綜化學(xué)卷9將右圖所示實驗裝置的K閉合，下列判斷正確的是 ACu電極上發(fā)生還原反應(yīng) B電子沿ZnabCu路徑流動 C片刻后甲池中c（SO
26、42）增大 D片刻后可觀察到濾紙b點變紅色高考方向高考方向【解析】：【解析】：Zn作原電池的負(fù)極，作原電池的負(fù)極，Cu作原電池的正極，作原電池的正極，Cu電電極是發(fā)生還原反應(yīng)。極是發(fā)生還原反應(yīng)。B選項貌似正確，迷惑學(xué)生。電子流選項貌似正確，迷惑學(xué)生。電子流向是負(fù)極到正極，向是負(fù)極到正極， 但但ab這一環(huán)節(jié)是在溶液中導(dǎo)電，是這一環(huán)節(jié)是在溶液中導(dǎo)電，是離子導(dǎo)電，電子并沒沿此路徑流動。離子導(dǎo)電，電子并沒沿此路徑流動。C選項中硫酸根離子選項中硫酸根離子濃度基本保持不變。濃度基本保持不變。D選項中是濾紙選項中是濾紙a點是陰極，氫離子點是陰極，氫離子放電，溶液中氫氧根暫時剩余，顯堿性變紅色。這題是考放電，
27、溶液中氫氧根暫時剩余，顯堿性變紅色。這題是考查學(xué)生的電化學(xué)知識，裝置圖設(shè)計有些復(fù)雜，查學(xué)生的電化學(xué)知識，裝置圖設(shè)計有些復(fù)雜，B選項干擾選項干擾作用明顯，設(shè)問巧妙。作用明顯，設(shè)問巧妙。高考方向高考方向7.2012浙江理綜化學(xué)卷10已知電極上每通過96 500 C的電量就會有1 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。精確測量金屬離子在惰性電極上以鍍層形式沉積的金屬質(zhì)量，可以確定電解過程中通過電解池的電量。實際測量中，常用銀電量計，如圖所示。下列說法不正確的是 A電量計中的銀棒應(yīng)與電源的正極相連，鉑坩堝上 發(fā)生的電極反應(yīng)是：Ag+ + e- = Ag B稱量電解前后鉑坩堝的質(zhì)量變化，得金屬銀的沉積量為108.0 mg
28、，則電解過程中通過電解池的電量為96.5 C C實驗中，為了避免銀溶解過程中可能產(chǎn)生的金屬顆粒掉進(jìn)鉑坩堝而導(dǎo)致測量誤差，常在銀電極附近增加一個收集網(wǎng)袋。若沒有收集網(wǎng)袋，測量結(jié)果會偏高。 D若要測定電解飽和食鹽水時通過的電量，可將該銀電量計中的銀棒與待測電解池的陽極相連，鉑坩堝與電源的負(fù)極相連。高考方向高考方向高考方向高考方向 【答案】D 【解析】：電量計中的銀棒應(yīng)與電源的正極相連，銀棒作陽極，若要測定電解飽和食鹽水時通過的電量，該銀電量計中的銀棒應(yīng)與待測電解池的陰極相連（見下圖），D選項錯。高考方向高考方向高考方向高考方向 8.2012廣東理綜化學(xué)卷10下列應(yīng)用不涉及氧化還原反應(yīng)的是 A、Na
29、2O2用作呼吸面具的供氧劑 B、工業(yè)上電解熔融狀態(tài)Al2O3制備Al C、工業(yè)上利用合成氨實現(xiàn)人工固氮 D、實驗室用NH4Cl 和Ca(OH)2制備NH3高考方向高考方向 【答案】D 【解析】：A有單質(zhì)O2生成。B有單質(zhì)Al生成。C有單質(zhì)H2和N2反應(yīng)高考方向高考方向 9. 2012山東理綜化學(xué)卷8下列與含氯化合物有關(guān)的說法正確的是AHClO是弱酸，所以NaClO是弱電解質(zhì) B向沸水中逐滴加入少量飽和FeCl3溶液，可制得Fe(OH)3膠體 CHCl溶液和NaCl溶液均通過離子導(dǎo)電，所以HCl和NaCl均是離子化合物 D電解NaCl溶液得到22.4LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，理論上需要轉(zhuǎn)移NA個電子(
30、NA表示阿伏加德羅常數(shù))高考方向高考方向 【答案】B 【解析】NaClO屬于鹽，為強電解質(zhì)，A項錯誤；向沸水中滴加飽和FeCl3制備Fe(OH)3膠體，B項正確；HCl屬于共價化合物，C項錯誤；根據(jù)電解NaCl溶液的陰極反應(yīng):2H+2e=H2，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LH2，轉(zhuǎn)移2NA個電子，D項錯誤。高考方向高考方向 10. 2012山東理綜化學(xué)卷13下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是Fe海水圖aZnCuCuZn 合金NM圖b稀鹽酸稀鹽酸PtZn圖c圖dZnMnO2NH4Cl糊狀物碳棒A圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B圖b中，開關(guān)由M改置于N時，Cu-Zn合金的腐蝕速率減小C圖c
31、中，接通開關(guān)時Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D圖d中，Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的高考方向高考方向Fe海水圖aZnCuCuZn合金NM圖b稀鹽酸稀鹽酸PtZn圖c圖dZnMnO2NH4Cl糊狀物碳棒高考方向高考方向 【答案】B 【解析】圖a中，鐵棒發(fā)生化學(xué)腐蝕，靠近底端的部分與氧氣接觸少，腐蝕程度較輕，A項錯誤；圖b中開關(guān)由M置于N，Cu一Zn作正極，腐蝕速率減小，B對；圖c中接通開關(guān)時Zn作負(fù)極，腐蝕速率增大，但氫氣在Pt上放出，C項錯誤；圖d中干電池放電時MnO2發(fā)生還原反應(yīng)，體現(xiàn)還原性，D項錯誤。高考方向高考方向 11. 2012四川理綜化
32、學(xué)卷11一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀，負(fù)極上的反應(yīng)為 CH3CH2OH4e+H2O=CH3COOH+4H。下列有關(guān)說法正確的是 檢測時，電解質(zhì)溶液中的H向負(fù)極移動 若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣 電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CHO+O2=CH3COOH+H2O 正極上發(fā)生的反應(yīng)是：O2+4e+2H2O=4OH高考方向高考方向 【答案】C 【解析】本題考查的是原電池和電解池原理。原電池中H移向電池的正極，A項錯誤；該原電池的總反應(yīng)為乙醇的燃燒方程式，C項正確，用C項的方程式進(jìn)行判斷，有0.4 mol的電子轉(zhuǎn)移，消耗氧氣為0.11 mol，B項錯誤；酸性電
33、池不可能得到OH，D項錯誤。高考方向高考方向 12. 2012全國大綱理綜化學(xué)卷11 四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池 ，相連時，外電路電流從流向 ；相連時，為正極，相連時，有氣泡逸出 ； 相連時， 的質(zhì)量減少 ，據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是 A B C D 高考方向高考方向 【答案】B 【解析】由題意知： 四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池 ，相連時，外電路電流從流向，則 大于；相連時，為正極，則 大于；相連時，有氣泡逸出 ，則大于； 相連時， 的質(zhì)量減少，則大于 ，答案：。 【考點】原電池的正負(fù)極的判斷(從原電池反應(yīng)實質(zhì)角度確定)： （1）由兩極的相對活潑
34、性確定：相對活潑性較強的金屬為負(fù)極，一般地，負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液要能發(fā)生反應(yīng)。 （2）由電極變化情況確定：某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，則此電極為負(fù)極；若某一電極上有氣體產(chǎn)生、電極的質(zhì)量不斷增加或不變，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，則此電極為正極，燃料電池除外。高考方向高考方向 13. 2012江蘇化學(xué)卷20(14分)鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質(zhì)及合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日趨廣泛。 (1)真空碳熱還原-氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁，其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下： Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g) H=a kJmol1 3AlCl(g)=3
35、Al(l)AlCl3(g) H=b kJmol1 反應(yīng)Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)的H= kJmol1(用含a、b的代數(shù)式表示)。 Al4C3是反應(yīng)過程的中間產(chǎn)物。Al4C3與鹽酸反應(yīng)(產(chǎn)物之一是含氫量最高的烴)的化學(xué)方程式 。 (2)鎂鋁合金(Mg17Al12)是一種潛在的貯氫材料，可在氬氣保護(hù)下，將一定化學(xué)計量比的Mg、Al單質(zhì)在一定溫度下熔煉獲得。該合金在一定條件下完全吸氫的反應(yīng)方程式為 Mg17Al1217H2=17MgH212Al。得到的混合物Y(17MgH212Al)在一定條件下釋放出氫氣。 熔煉制備鎂鋁合金(Mg17Al12)時通入氬氣的目的是 。 在6.
36、0molL1HCl溶液中，混合物Y能完全釋放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氫后得到的混合物Y與上述鹽酸完全反應(yīng)，釋放出H2的物質(zhì)的量為 。高考方向高考方向 在0.5 molL1 NaOH和1.0 molL1 MgCl2溶液中， 混合物Y均只能部分放出氫氣，反應(yīng)后殘留固體物質(zhì)X-射線衍射譜圖如右圖所示(X-射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在，不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH溶液中，混合物Y中產(chǎn)生氫氣的主要物質(zhì)是 (填化學(xué)式)。 (3)鋁電池性能優(yōu)越，Al-AgO電池可用作水下 動力電源，其原理如右下圖所示。該電池反應(yīng) 的化學(xué)方程式為：高考方向高考方向高考方向高考
37、方向 【答案】 (1)ab Al4C312HCl=4AlCl33CH-4 (2)防止Mg Al被空氣氧化 52 mol Al (3)2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O 【解析】本題以新能源、新材料為背景涉及元素化合物性質(zhì)、熱化學(xué)方程式和電極反應(yīng)方程式的書寫、讀圖讀表計算與分析的綜合題，是以常見物質(zhì)相關(guān)的化學(xué)知識在生產(chǎn)、生活中具體運用的典型試題。 【備考提示】高三復(fù)習(xí)一定要關(guān)注社會、關(guān)注生活、關(guān)注新能源新材料、關(guān)注環(huán)境保護(hù)與社會發(fā)展，適度加強綜合訓(xùn)練，把學(xué)生的能力培養(yǎng)放在高三復(fù)習(xí)的第一位。高考方向高考方向 14. 2012海南化學(xué)卷13(8分) 氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)
38、和國防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用，回答下列問題： (1)氮元素原子的L層電子數(shù)為 ； (2)NH3與NaClO反應(yīng)可得到肼(N2H4)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ； (3)肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N2H4反應(yīng)生成N2和水蒸氣。 已知：N2(g)+2O2(g)= N2H4 (1) H1= -195kJmol-1 (1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O H2= -534.2kJmol-1 寫出肼和N2H4 反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 ； (4)肼一空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時，負(fù)極的反應(yīng)式為 高考方向高考方向 【答案】(1)5 (2)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O
39、 (3)2N2H4 (1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) H= -1048.9kJmol-1 (4)2N2H4 -4e-+4 OH-=2N2+4H2O 【解析】 (1)N原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為： ， 故其L層上有5個電子； (2)NH3+NaClON2H4，根據(jù)元素守恒還應(yīng)生成NaCl和H2O，觀察法可配平方程式為 2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O； (3)肼與N2O4反應(yīng)生成N2和水蒸氣：2N2H4 +N2O4=3N2+4H2O，觀察已知的兩個熱方程式可知，2-得：2N2H4 (1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) H=H22-H1= -1048
40、.9kJmol-1 (4)“肼空氣燃料電池是一種堿性電池”中O2在正極反應(yīng)，故負(fù)極是肼發(fā)生反應(yīng)：2N2H4 -4e-+4 OH-=2N2+4H2O。高考方向高考方向15. 2012海南化學(xué)卷16(9分) 新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2 ，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氧化鈉轄液電解實驗，如圖所示。高考方向高考方向 回答下列問題： (1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為 、 。 (2)閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生其中b電極上得到的是 ，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為 ； (3)若每個電池甲烷通如量為1
41、 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上通過電解池的電量為 （法拉第常數(shù)F=9.65l04C mol-1列式計算)，最多能產(chǎn)生的氯氣體積為 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。高考方向高考方向 【答案】(1)2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH- CH4 -8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O (2)H2 2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2 (3) 3.45104C 4L 【解析】(1)在堿性溶液中，甲烷燃料電池的總反應(yīng)式為：CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O，正極是：2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-，負(fù)極是：CH4 -8e- + 10OH
42、- = CO32- + 7H2O。 (2) b電極與通入甲烷的電極相連，作陰極，是H+放電，生成H2；電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2。 (3)根據(jù)得失電子守恒，可得：1 mol CH4 8 mol e- 4 mol Cl2，故若每個電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，生成4L Cl2；電解池通過的電量為 1/22.4 89.65l04C mol-1=3.45104C(題中雖然有兩個燃料電池，但電子的傳遞量只能用一個池的甲烷量計算)。 名師指點名師指點 一、原電池中電極反應(yīng)式的書寫一、原電池中電極反應(yīng)式的書寫 原則：負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)
43、 1判定正、負(fù)極 (1)據(jù)電極材料：一般情況下，較活潑的金屬作負(fù)極，較不活潑的金屬或?qū)щ姺墙饘僮髡龢O (2)據(jù)電子的流動方向：電子流出的一極為負(fù)極，電子流入的一極為正極 (3)據(jù)離子的移動方向：陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極 (4)據(jù)兩電極的現(xiàn)象：溶解(或減輕)的一極為負(fù)極，金屬沉積(或增重)或放出氣體的一極為正極 名師指點名師指點 2書寫電極反應(yīng)式 (1)直接書寫 在判斷出原電池的正、負(fù)極后，再搞清正、負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)或離子，結(jié)合得失電子數(shù)即可寫出電極反應(yīng)式注意，若是正、負(fù)極得失電子后的粒子能與電解質(zhì)溶液繼續(xù)反應(yīng)，則應(yīng)加和寫出總的反應(yīng)方程式 (2)按要求書寫 若給出兩電極方程式，只要依據(jù)得
44、失電子守恒，即得總反應(yīng)方程式 若給出某一電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式，則依據(jù)得失電子守恒，用總反應(yīng)方程式減去某一電極反應(yīng)式，即得另一電極反應(yīng)式 若根據(jù)給出的總反應(yīng)方程式來分析兩電極反應(yīng)，只需據(jù)氧化還原反應(yīng)的知識，結(jié)合負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)(元素化合價升高)，正極發(fā)生還原反應(yīng)(元素化合價降低)，即可作出分析名師指點名師指點二、二、 原電池原理的應(yīng)用原電池原理的應(yīng)用1加快化學(xué)反應(yīng)速率 理論上，氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池，因有電流產(chǎn)生，加快了電子的轉(zhuǎn)移，從而加快了化學(xué)反應(yīng)速率如：實驗室利用Zn與稀H2SO4反應(yīng)制取H2時，稀H2SO4中滴入幾滴CuSO4溶液，從而加快了H2的逸出2比較金屬的活潑性 據(jù)溶解(
45、或質(zhì)量減輕)的為負(fù)極，質(zhì)量增加(或產(chǎn)生氣泡)的為正極，結(jié)合負(fù)極活潑性正極活潑性，便作出結(jié)論名師指點名師指點 3設(shè)計原電池 以ZnH2SO4=ZnSO4H2 為例說明(充分利用氧化還原反應(yīng)的知識) (1)電極材料 負(fù)極：還原劑(Zn)；正極：比負(fù)極(Zn)活潑性差的金屬(如Cu)或非金屬(如石墨) (2)電解質(zhì) 一般選用反應(yīng)物中的電解質(zhì)溶液即可，如本例中可用H2SO4作電解質(zhì)溶液 (3)電極反應(yīng) 氧化反應(yīng)：負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)，即Zn2e=Zn2； 還原反應(yīng)：正極發(fā)生的反應(yīng)，即：2H2e=H2. (4)構(gòu)成閉合回路并畫出原電池裝置圖名師指點名師指點 三、三、 電解池電極產(chǎn)物的判斷電解池電極產(chǎn)物的判斷
46、1陰、陽極的判定 (1)據(jù)直流電源：與電源正極相連的是電解池的陽極，與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極 (2)據(jù)離子移動方向：陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動 (3)據(jù)兩電極現(xiàn)象：有金屬沉積的是電解池的陰極，則另一極為陽極名師指點名師指點 2產(chǎn)物的判斷 (1)陽極產(chǎn)物的判斷 看陽極材料，若為活性電極(除Au、Pt以外的金屬)，則電極材料失電子，電極溶解 若為惰性電極(Au、Pt或石墨)，根據(jù)陰離子放電順序判斷陰離子放電順序為： S2IBrClOH含氧酸根 （如SO42、 NO3） (2)陰極產(chǎn)物的判斷 此時電極材料不會放電，只根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷 陽離子放電順序為：AgFe3Cu2HCu2
47、+名師指點名師指點 四、四、 電解規(guī)律及有關(guān)計算電解規(guī)律及有關(guān)計算 用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律如下表所示.名師指點名師指點方法歸納： 1.有關(guān)電解的計算通常是求電解后產(chǎn)物的質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價以及溶液的pH、物質(zhì)的量濃度等. 名師指點名師指點 2.解答此類題的方法有兩種：一是根據(jù)電解方程式或電極反應(yīng)式，應(yīng)用陰、陽兩極得失電子守恒進(jìn)行有關(guān)的計算；二是用惰性電極進(jìn)行電解的過程，若電解質(zhì)的陰陽離子不同時,在兩極上放電，則陽離子放電的同時必有H生成，n(H)n(陽離子)電荷數(shù)；陰離子放電的同時必有OH生成，n(OH)n(陰離子)電荷數(shù)也可利用物質(zhì)的量的相當(dāng)量關(guān)系(由電子得失守恒得)，如H2Cl2 O2 Cu2Ag2H2OH.名師指點名師指點 3計算方法 (1)根據(jù)電子守恒法計算：串聯(lián)電路各電極上得失電子數(shù)目相等 (2)根據(jù)電解方程式計算 (3)根據(jù)關(guān)系式計算，由得失電子守恒關(guān)系建立各量間的關(guān)系，如串聯(lián)電池各電極產(chǎn)物的關(guān)系：
河北省邯鄲市高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)09 電化學(xué)課件
