2019-2020年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題17 電化學(xué)教案.doc

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2019-2020年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題17 電化學(xué)教案 【考試說(shuō)明】 1．掌握原電池和電解池工作原理，能寫出常見(jiàn)的簡(jiǎn)單電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式； 2．了解常見(jiàn)的化學(xué)電源和新型電池，了解金屬的電化學(xué)腐蝕和金屬的一般防護(hù)方法；3.了解銅的電解精煉、電鍍銅、氯堿工業(yè)反應(yīng)原理； 4．運(yùn)用電子守恒進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 【要點(diǎn)精講】 要點(diǎn)一、原電池和電解池的工作原理 原電池和電解池的比較： 裝置 原電池 電解池 實(shí)例 原理 形成條件 ①電極：兩種不同的導(dǎo)體相連； ②電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。 ①電源； ②電極（惰性或非惰性）； ③電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）。 反應(yīng)類型 自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 非自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 電極名稱 由電極本身性質(zhì)決定： 正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極； 負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。 由外電源決定： 陽(yáng)極：連電源的正極； 陰極：連電源的負(fù)極； 電極反應(yīng) 負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+ （ 反應(yīng)） 正極：2H++2e-=H2↑ （ 反應(yīng)） 陰極：Cu2+ +2e- = Cu （ 反應(yīng)） 陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2↑ （ 反應(yīng)） 電子流向 電流方向 能量轉(zhuǎn)化 應(yīng)用 ①抗金屬的電化腐蝕； ②實(shí)用電池。 ①電解食鹽水（氯堿工業(yè)）；②電鍍（鍍銅）；③電冶（冶煉Na、Mg、Al）；④精煉（精銅）。 ZnSO4 溶液 隔膜 (只允許SO42 －通過(guò)) CuSO4 溶液 濾紙 (滴加了Na2SO4、酚酞溶液) 表面皿 Y Zn Cu 銅絲 X 【典例1】如圖所示，下列敘述正確的是( ) (A)Y為陰極，發(fā)生還原反應(yīng) (B)X為正極，發(fā)生氧化反應(yīng) (C)Y與濾紙接觸處有氧氣生成 (D)X與濾紙接觸處變紅 要點(diǎn)二、電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式 【典例2】（09廣東）可用于電動(dòng)汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶 液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是（ ） A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ B．以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al＋3OH－－3e-＝Al(OH)3↓ C．以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變 D．電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極 【練習(xí)1】科學(xué)家近年來(lái)研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負(fù)極反應(yīng)為 ( ) (A)H2＋2OH－ ＝2H2O＋2e－ (B)O2＋4H＋＋4e－ ＝2H2O (C)H2＝2H＋＋2e－ (D)O2＋2H2O＋4e－ ＝4OH－ 要點(diǎn)三、常見(jiàn)的化學(xué)電源 【典例3】（09廣東）下列有關(guān)電池的說(shuō)法不正確的是 （ ） A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池 B．銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極 C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極 【練習(xí)2】茫茫黑夜中，航標(biāo)燈為航海員指明了方向。航標(biāo)燈的電源必須長(zhǎng)效、穩(wěn)定。我國(guó)科技工作者研制出以鋁合金、Pt-Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中 ①鋁合金是陽(yáng)極 ②鋁合金是負(fù)極③海水是電解液 ④鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng) （ ） A．②③ B．②④ C．①② D．①④ 要點(diǎn)四、電解規(guī)律及其應(yīng)用 １．關(guān)鍵是放電順序： 陽(yáng)極： 陰極： 【典例4】右圖中x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出，符合這一情況的是 ( ) a極板 b極板 x電極 Z溶液 A 鋅 石墨 負(fù)極 CuSO4 B 石墨 石墨 負(fù)極 NaOH C 銀 鐵 正極 AgNO3 D 銅 石墨 負(fù)極 CuCl2 2．電解各電解質(zhì)溶液的類型及特點(diǎn)（惰性電極） 類型 實(shí)例 電解物質(zhì) 電解質(zhì)溶液濃度 PH 復(fù)原可加 電解水型 NaOH H2SO4 Na2SO4 電解電解質(zhì)型 HCl CuCl2 放H2生堿 NaCl 放O2生酸 CuSO4 【典例5】用石墨做電極電解3mol/L KCl和0.5mol/L Al2(SO4)3，混合液時(shí)，下圖表示電解變化的曲線合理的是 （ ） 　 A B C D 3、電解原理的應(yīng)用 （1）氯堿工業(yè) （2）活潑金屬的制取 （3）金屬精煉 （4）電鍍 【典例6】某同學(xué)查資料得知α-AgI是一種固體導(dǎo)體，導(dǎo)電率很高。他為了研究α-AgI究竟是Ag+ 離子導(dǎo)電還是I- 離子導(dǎo)電，設(shè)計(jì)一個(gè)如下圖所示（用鉛蓄電池做電源）的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)。已知鉛蓄電池總反應(yīng)： Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O （1）該電解池的陽(yáng)極電極反應(yīng)式： ； 鉛蓄電池的正極電極反應(yīng)式： 。 （2）若Ag+ 導(dǎo)電，α-AgI本身質(zhì)量將 。(填不變、變大、或變小),若I- 導(dǎo)電，陽(yáng)極附近的α-AgI晶體密度將會(huì) 。(填不變、變大、或變小) 要點(diǎn)五、金屬的腐蝕與防護(hù) 【典例7】 下列各情況，在 其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是 要點(diǎn)六、有關(guān)計(jì)算 【典例8】1L 0.1mol/L的AgNO3溶液在以Ag作陽(yáng)極，F(xiàn)e作陰極的電解槽中電解，當(dāng)陰極上增重2.16g時(shí)，下列判斷正確的是 ( ) A．電解質(zhì)溶液的濃度變?yōu)?.08mol/L B．陽(yáng)極上產(chǎn)生112mLO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況) C．轉(zhuǎn)移12.041021個(gè)電子 D．反應(yīng)中有0.02mol的物質(zhì)被氧化 【典例9】室溫下，用惰性電極電解V mL某二價(jià)金屬的硫酸鹽溶液一段時(shí)間后，陰極有m mg金屬析出，溶液的pH值由6.5變?yōu)?.0(電解前后溶液體積的變化可忽略不計(jì))，析出金屬的原子量的數(shù)字表達(dá)式為 ( ) A. B. C. D. 【考題在線】 1.（09安徽 ）Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取.Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應(yīng)：2Cu+H2O==Cu2O+H2。說(shuō)法正確的是( ) A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣 B.銅電極發(fā)生還原反應(yīng) C.銅電極接直流電源的負(fù)極 D.當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成。 2.（09浙江卷 ）市場(chǎng)上經(jīng)常見(jiàn)到的標(biāo)記為L(zhǎng)i-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它 的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li的 高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)為： Li+2Li 下列說(shuō)法不正確的是 ( ) A．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e=Li B．充電時(shí)，Li既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng) C．該電池不能用水溶液作為電解質(zhì) D．放電過(guò)程中Li向負(fù)極移動(dòng) 3.（09上海 ）右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是 ( ) A．生鐵塊中的碳是原電池的正極 B．紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋? C．兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe - 2e = Fe2＋ D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕 4.（09寧夏）請(qǐng)回答氯堿的如下問(wèn)題： （1）氯氣、燒堿是電解食鹽水時(shí)按照固定的比率k（質(zhì)量比）生成的產(chǎn)品。理論上k＝_______（要求計(jì)算表達(dá)式和結(jié)果）; （2）原料粗鹽中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等雜質(zhì)，必須精制后才能供電解使用。精制時(shí)，粗鹽溶于水過(guò)濾后，還要加入的試劑分別為①Na2CO3、②HCl（鹽酸）③BaCl2，這3種試劑添加的合理順序是______________（填序號(hào)） （3）氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)（電）能 30％以上。在這種工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽(yáng)離子通過(guò)。 ① 圖中X、Y分別是_____、_______（填化學(xué)式），分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù) a％與b％的大小_________; ②分別寫出燃料電池B中正極、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)正極：______; 負(fù)極：_____; 【教后記】