2022年高三化學二輪復習 專題17 電化學教案

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1、2022年高三化學二輪復習 專題17 電化學教案 【考試說明】 1．掌握原電池和電解池工作原理，能寫出常見的簡單電極反應和電池反應方程式； 2．了解常見的化學電源和新型電池，了解金屬的電化學腐蝕和金屬的一般防護方法；3.了解銅的電解精煉、電鍍銅、氯堿工業(yè)反應原理； 4．運用電子守恒進行有關計算。 【要點精講】 要點一、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 實例 原理 形成條件 ①電極：兩種不同的導體相連； ②電解質(zhì)溶液：能與電極反應。 ①電源； ②電極（惰性或非惰性）； ③電解質(zhì)（水溶液或熔化

2、態(tài)）。 反應類型 自發(fā)的氧化還原反應 非自發(fā)的氧化還原反應 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； 負極：材料性質(zhì)較活潑的電極。 由外電源決定： 陽極：連電源的正極； 陰極：連電源的負極； 電極反應 負極：Zn-2e-=Zn2+ （ 反應） 正極：2H++2e-=H2↑ （ 反應） 陰極：Cu2+ +2e- = Cu （ 反應） 陽極：2Cl--2e-=Cl2↑ （ 反應） 電子流向 電流方向 能量轉化 應用 ①抗金屬的電化腐蝕； ②實用電池。 ①電解食鹽水（氯堿工業(yè)）

3、；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) 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 (B)X為正極，發(fā)生氧化反應 (C)Y與濾紙接觸處有氧氣生成 (D)X與濾紙接觸處變紅 要點二、電極反應和電池反應方程式 【典例2】（09廣東）可用于電動汽車的鋁-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

4、極，空氣電極為正極。下列說法正確的是（ ） A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應都為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ B．以NaOH溶液為電解液時，負極反應為：Al＋3OH－－3e-＝Al(OH)3↓ C．以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變 D．電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極 【練習1】科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機物轉化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負極反應為 ( ) (A)H2＋2OH－ ＝2H2O＋2e－ (B)O2＋4H＋＋4e－ ＝2H2

5、O (C)H2＝2H＋＋2e－ (D)O2＋2H2O＋4e－ ＝4OH－ 要點三、常見的化學電源 【典例3】（09廣東）下列有關電池的說法不正確的是 （ ） A．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池 B．銅鋅原電池工作時，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能轉化為電能 D．鋅錳干電池中，鋅電極是負極 【練習2】茫茫黑夜中，航標燈為航海員指明了方向。航標燈的電源必須長效、穩(wěn)定。我國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鋁合金是陽極 ②鋁合金是負極③

6、海水是電解液 ④鋁合金電極發(fā)生還原反應 （ ） A．②③ B．②④ C．①② D．①④ 要點四、電解規(guī)律及其應用 １．關鍵是放電順序： 陽極： 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極板處有無色無臭氣體放出，符合這一情況的是 ( ) a極板 b極板 x電極 Z溶液 A 鋅 石墨 負極 CuSO4 B 石墨 石墨 負極 NaOH C 銀 鐵 正極 AgNO3 D 銅 石墨 負極 CuCl2 2．電解各電解質(zhì)溶液的類型及特點（惰性電極） 類型 實例 電

7、解物質(zhì) 電解質(zhì)溶液濃度 PH 復原可加 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，下圖表示電解變化的曲線合理的是 （ ） 　 A

8、 B C D 3、電解原理的應用 （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】某同學查資料得知α-AgI是一種固體導體，導電率很高。他為了研究α-AgI究竟是Ag+ 離子導電還是I- 離子導電，設計一個如下圖所示（用鉛蓄電池做電源）的電化學實驗。已知鉛蓄電池總反應： Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O （1）該電解池的陽極電極反應式： ； 鉛蓄電池的正極電極反應式：

9、 。 （2）若Ag+ 導電，α-AgI本身質(zhì)量將 。(填不變、變大、或變小),若I- 導電，陽極附近的α-AgI晶體密度將會 。(填不變、變大、或變小) 要點五、金屬的腐蝕與防護 【典例7】 下列各情況，在 其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是 要點六、有關計算 【典例8】1L 0.1mol/L的AgNO3溶液在以Ag作陽極，F(xiàn)e作陰極的電解槽中電解，當陰極上增重2.16g時，下列判斷正確的是 ( )

10、 A．電解質(zhì)溶液的濃度變?yōu)?.08mol/L B．陽極上產(chǎn)生112mLO2(標準狀況) C．轉移12.04×1021個電子 D．反應中有0.02mol的物質(zhì)被氧化 【典例9】室溫下，用惰性電極電解V mL某二價金屬的硫酸鹽溶液一段時間后，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)，析出金屬的原子量的數(shù)字表達式為 ( ) A. B. C. D. 【考題在線】 1.（09安徽 ）Cu2O是一

11、種半導體材料，基于綠色化學理念設計的制取.Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應：2Cu+H2O==Cu2O+H2。說法正確的是( ) A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣 B.銅電極發(fā)生還原反應 C.銅電極接直流電源的負極 D.當有0.1mol電子轉移時，有0.1molCu2O生成。 2.（09浙江卷 ）市場上經(jīng)常見到的標記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它 的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導Li的 高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應為： Li+2Li 下列說法不正確的是 ( ) A．放電時，負極的電極反應式：Li-

12、e=Li B．充電時，Li既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應 C．該電池不能用水溶液作為電解質(zhì) D．放電過程中Li向負極移動 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，放置一段時間。下列有關描述錯誤的是 ( ) 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）請回答氯堿的如下問題： （1）氯氣、燒堿是電解

13、食鹽水時按照固定的比率k（質(zhì)量比）生成的產(chǎn)品。理論上k＝_______（要求計算表達式和結果）; （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，粗鹽溶于水過濾后，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） （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。在這種工藝設計中，相關物料的傳輸與轉化關系如下圖所示，其中的電極未標出，所用的離子膜都只允許陽離子通過。 ① 圖中X、Y分別是_____、_______（填化學式），分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù) a％與b％的大小_________; ②分別寫出燃料電池B中正極、負極上發(fā)生的電極反應正極：______; 負極：_____; 【教后記】