高考化學大二輪復習 第1部分 知識整合 專題2 基本理論 第7講 電化學基礎(chǔ)課件

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1、第7講電化學基礎(chǔ),1了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。 2了解常見化學電源的種類及其工作原理。 3理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。,考綱要求,1(2016全國卷)MgAgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是 A負極反應(yīng)式為Mg2e===Mg2 B正極反應(yīng)式為Age===Ag C電池放電時Cl由正極向負極遷移 D負極會發(fā)生副反應(yīng)Mg2H2O===Mg(OH)2H2,真題導航,解析根據(jù)題意，電池總反應(yīng)式為：Mg2AgCl===MgCl22Ag，正極反應(yīng)為：2AgCl2e===2Cl 2Ag，負極反應(yīng)為：Mg2

2、e===Mg2，A項正確，B項錯誤；對原電池來說，陰離子由正極移向負極，C項正確；由于鎂是活潑金屬，則負極會發(fā)生副反應(yīng)Mg2H2O===Mg(OH)2H2，D項正確。 答案B,答案C,答案B,4(2015上海高考)研究電化學腐蝕及防護的裝置如下圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是 Ad為石墨，鐵片腐蝕加快 B. d為石墨，石墨上電極反應(yīng)為O22H2O4e4OH Cd為鋅塊，鐵片不易被腐蝕 Dd為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為2H2eH2,解析由于活動性：Fe石墨，所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負極，失去電子被氧化變?yōu)镕e2進入溶液，溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原，比沒有形成原電池時的速率快

3、，正確。B.d為石墨，由于是中性電解質(zhì)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O22H2O4e4OH，正確。C.若d為鋅塊，則由于金屬活動性：ZnFe，Zn為原電池的負極，F(xiàn)e為正極，,首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護，鐵片不易被腐蝕，正確。D.d為鋅塊，由于電解質(zhì)為中性環(huán)境，發(fā)生的是吸氧腐蝕，在鐵片上電極反應(yīng)為O22H2O4e4OH，錯誤。 答案D,1理解原電池原理，突破正負極判斷 (1)依據(jù)構(gòu)成原電池兩極的電極材料判斷，一般是較活潑的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極；,考點一原電池的工作原理及應(yīng)用,突破必備,(2)依據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化判斷，原

4、電池的負極發(fā)生氧化反應(yīng)；正極發(fā)生還原反應(yīng)。 (3)依據(jù)電子流動方向或電流方向判斷，電子流動方向：由負極流向正極；電流方向：由正極流向負極。 (4)依據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。 (5)依據(jù)原電池鹽橋中離子的移動方向判斷，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。,2. 燃料電池電極反應(yīng)式的書寫方法 (1)燃料電池中，通入O2的一極為正極，書寫方法： 首先書寫正極反應(yīng)式： 酸性介質(zhì)：4HO24e===2H2O； 堿性介質(zhì)：2H2OO24e===4OH。 然后用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得到負極電極反應(yīng)式，相減時要求兩極得失電子總數(shù)相等(即將總反應(yīng)式中的O2按

5、比例消去),1(2016泰安模擬)銅鋅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是,典題沖關(guān),A正極反應(yīng)為：Zn2e===Zn2 B電池反應(yīng)為：ZnCu2===Zn2Cu C在外電路中，電子從正極流向負極 D鹽橋中的K移向ZnSO4溶液,解析該電池中鋅為負極，電極反應(yīng)為Zn2e===Zn2，銅為正極，電極反應(yīng)為Cu22e===Cu，A項錯誤；電池總反應(yīng)為ZnCu2===Zn2Cu，B項正確；原電池工作時，外電路中電子從負極經(jīng)導線流向正極，C項錯誤；負極上由于鋅放電，ZnSO4溶液中Zn2濃度增大，故鹽橋中的Cl移向ZnSO4溶液，D項錯誤。 答案B,2(2016淮北模擬)鎂次氯酸鹽燃料電池的工作原理

6、如圖，該電池反應(yīng)為： Mg ClOH2O===Mg(OH)2 Cl。下列有關(guān)說法正確的是,A電池工作時，C溶液中的溶質(zhì)是MgCl2 B. 電池工作時，正極a附近的pH將不斷增大 C負極反應(yīng)式：ClO-2e+H2O===Cl+2OH D. b電極發(fā)生還原反應(yīng)，每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，理論上生成0.1 mol Cl,解析根據(jù)反應(yīng)方程式知鎂作負極而溶解，并與OH反應(yīng)剛好生成氫氧化鎂沉淀，因此C溶液的溶質(zhì)不含鎂離子，A錯誤；根據(jù)ClOClOH知a電極是正極，反應(yīng)是ClO2eH2O===Cl 2OH，B正確；C錯誤，應(yīng)該是Mg2e 2OH=== Mg(OH)2；b電極是負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，D錯誤。 答

7、案B,方法技巧 “三步”突破原電池電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式的書寫,1牢記電解池的電極反應(yīng)及其放電順序,考點二電解的工作原理及應(yīng)用,突破必備,(1)陽離子在陰極上的放電順序：AgFe3Cu2H (2)陰離子在陽極上的放電順序：S2IBrClOH 2判斷電解池陰陽極的“四方法” (1)根據(jù)所連接的外加電源判斷，與直流電源正極相連的為陽極，與直流電源負極相連的為陰極。 (2)根據(jù)電子流動方向判斷，電子流動方向為：電源負極流向陰極，陽極流向電源正極。,(3)根據(jù)電解池里電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動。 (4)根據(jù)電解池兩極產(chǎn)物判斷，一般情況下： 陰極上的現(xiàn)象是：析出金屬

8、(質(zhì)量增加)或有無色氣體(H2)放出； 陽極上的現(xiàn)象是：有非金屬單質(zhì)生成，呈氣態(tài)的有Cl2、O2或電極質(zhì)量減小(活性電極作陽極)。,3掌握電解的四大類型及規(guī)律,1按題意要求書寫電極反應(yīng)式 (1)用Al單質(zhì)作陽極，石墨作陰極，NaHCO3溶液作電解液進行電解，生成難溶物Al(OH)3，Al(OH)3受熱分解生成化合物Al2O3。寫出陽極生成Al(OH)3的電極反應(yīng)式：__________________________________________。,典題沖關(guān),題組一電解池中電極反應(yīng)式的書寫,(2)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是_______

9、______ ______________________________________________，陽極的電極反應(yīng)式是______________________________ _____________________________________________ 。 (3)工業(yè)上用鐵作陽極，電解KOH溶液可制備K2FeO4，陽極的電極反應(yīng)式為____________________ ______________________________________________。,(4)用如圖所示裝置電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液可以制取N2、H2(注：電解池中隔膜僅阻止氣體通

10、過)。該電解池的陽極反應(yīng)式為__________________________ ______________________________________________。,解題策略 電解池中電極反應(yīng)式的書寫步驟,2(2016四川高考)某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時電池的總反應(yīng)為：Li1xCoO2LixC6===LiCoO2C6(x<1)。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是,題組二以可充電電池為載體進行考查,A放電時，Li在電解質(zhì)中由負極向正極遷移 B放電時，負極的電極反應(yīng)式為LixC6xe===xLiC6 C充電時，若轉(zhuǎn)移1 mol e，石墨C6電極將增重7x g D充電時，

11、陽極的電極反應(yīng)式為LiCoO2xe===Li1xCoO2xLi,解析A、放電時，陽離子在電解質(zhì)中向正極移動，故正確；B、放電時，負極失去電子，電極反應(yīng)式正確；C、充電時，若轉(zhuǎn)移1 mol電子，則石墨電極質(zhì)量增重7 g，錯誤；D、充電時陽極失去電子，為原電池的正極的逆反應(yīng)，故正確。 答案C,A電池在放電時，Li向負極移動 B鋰在放電時作正極，充電時作陽極 C該電池充電時陽極的反應(yīng)為 LixV2O5 xe===V2O5xLi DV2O5只是鋰發(fā)生反應(yīng)的載體，不參與電池反應(yīng),解析A電池在放電時，Li向負電荷較多的正極移動，A錯誤；B.鋰在放電時作負極，充電時為陰極，B錯誤；C、該電池充電時陽極發(fā)生氧

12、化反應(yīng)，電極反應(yīng)式是：LixV2O5xe===V2O5xLi，C正確；D.在反應(yīng)中V2O5中的V元素的化合價也發(fā)生了變化，所以不只是鋰發(fā)生反應(yīng)的載體，D錯誤。 答案C,方法規(guī)律 理解充、放電，準確剖析電化學原理 (1)對于可充電電池，放電時為原電池，符合原電池工作原理，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；外電路中電子由負極流向正極，內(nèi)電路中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。 (2)可充電電池充電時為電解池，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時電池的“”極與外接直流電源的正極相連，電池的“”極與外接直流電源的負極相連。,4(2016長春模擬)按如圖所示裝置連接，X、Y均為惰性電極，常溫下

13、，當Zn極質(zhì)量減少3.25 g時，X極生成氣體840 mL(標準狀況)，若此時燒杯中溶液的體積為500 mL，則此時燒杯中溶液的pH(不考慮生成氣體溶于水及與溶液的反應(yīng)) A11B12C13D14,題組三考查電解的相關(guān)計算,解析n(Zn)=3.25 g65 gmol1=0.05 mol，則轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，如果全部生成氯氣則有0.05 mol氯氣生成，如果全部生成氧氣，則有0.025 mol氧氣生成，而X極生成氣體的物質(zhì)的量為0.84 L22.4 Lmol1=0.037 5 mol，說明生成氣體為氯氣和氧氣的混合物，設(shè)生成x mol氯氣，y mol氧氣，則xy=0.037 52x4y=0

14、.1，解之得x=0.025，y=0.012 5，由2NaCl2H2O通電,2NaOHH2Cl2，可知生成0.05 mol NaOH，則c(OH)=0.1 molL1，pH=13。 答案C,5(2016衡水模擬)1 L某溶液中含有的離子如下表：,用惰性電極電解該溶液，當電路中有3 mol e通過時(忽略電解時溶液體積的變化及電解產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)，下列說法正確的是 A電解后溶液pH=0 Ba=3 C陽極生成1.5 mol Cl2 D陰極析出的金屬是銅與鋁,答案A,方法技巧 “三法”破解電解計算題 原電池和電解池的計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算

15、、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計算等。通常有下列三種方法： (1)根據(jù)電子守恒計算 用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。,(2)根據(jù)總反應(yīng)式計算 先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。 (3)根據(jù)關(guān)系式計算 根據(jù)得失電子守恒定律關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。,1. 析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較,考點三金屬的腐蝕與防護,突破必備,2.金屬腐蝕快慢的判斷,3金屬的兩種防護方法 (1)加防護層 如在金屬表面加上油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠等耐腐蝕的非金屬材料；采用電鍍或表面鈍化等方法在金屬表面鍍上

16、一層不易被腐蝕的金屬。 (2)電化學防護 犧牲陽極的陰極保護法原電池原理：正極為被保護的金屬；負極為比被保護的金屬活潑的金屬； 外加電流的陰極保護法電解原理：陰極為被保護的金屬，陽極為惰性電極。,1一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下：,典題沖關(guān),題組一考查析氫腐蝕和吸氧腐蝕,下列說法不正確的是 A在pH4溶液中，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕 B在pH6溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕 C在pH14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為O24H4e===2H2O D在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會減緩,解析 A項，酸性較強條件下，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，正確；B項，在pH6的溶液中，酸性較弱，主要發(fā)生吸

17、氧腐蝕，正確；C項，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為O22H2O4e===4OH，錯誤；D項，除O2后，腐蝕速率減緩，正確。 答案C,2利用下圖裝置進行實驗，開始時，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時間。下列說法不正確的是 Aa管發(fā)生吸氧腐蝕，b 管發(fā)生析氫腐蝕 B一段時間后，a管液面 高于b管液面 Ca處溶液的pH增大，b 處溶液的pH減小 Da、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe2e===Fe2,解析根據(jù)裝置圖判斷，左邊鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕，右邊鐵絲發(fā)生析氫腐蝕。左邊電極反應(yīng)：負極：Fe2e===Fe2 ，正極：O24e2H2O===4OH；右邊電極反應(yīng)：負極：Fe2e===Fe2，正極：2H2e===

18、H2，a處、b處的pH均增大，C錯誤。 答案C,3(2016臨川模擬)下列做法有利于金屬防護的是 A鋼鐵零件表面進行烤藍處理 B將鋼鐵制成的閘門與直流電源正極相連 C菜刀切菜后不洗凈就放回刀架 D埋在地下的鋼管與銅塊相連,題組二考查金屬腐蝕的快慢與防護方法,解析A一般鋼鐵容易生銹，如果將鋼鐵零件的表面進行烤藍處理，就能大大增強抗蝕能力，延長使用壽命，A項正確；B.鋼鐵制成的閘門與直流電源的正極相連，閘門成為電解池的陽極，能加速腐蝕，B項錯誤；C.菜刀切菜后不洗凈，容易發(fā)生吸氧腐蝕，C項錯誤；D.鐵比銅活潑，當埋在地下的鋼管與銅塊相連時，鋼管成為原電池的負極，加快了腐蝕，應(yīng)該與鋅塊相連，D項錯誤。 答案A,4下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法，正確的是,A圖1中，鐵釘易被腐蝕 B圖2中，滴加少量K3 Fe(CN)6 溶液，沒有藍色沉淀出現(xiàn) C圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕 D圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當于原電池的正極,解析 A項，圖1中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕；B項，負極反應(yīng)為Fe2e===Fe2，F(xiàn)e2與Fe(CN)63反應(yīng)生成Fe3Fe(CN)62藍色沉淀；D項，為犧牲陽極的陰極保護法，Mg塊相當于原電池的負極。 答案C,