化學第六單元 化學反應與能量 熱點題型6 電化學原理綜合考查

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1、電化學原理綜合考查電化學原理綜合考查-2-將原電池和電解池結合在一起,綜合考查化學反應中的能量變化、氧化還原反應、化學實驗和化學計算等知識,是高考試卷中電化學部分的重要題型。該類題目的考查內容通常有以下幾個方面:電極的判斷、電極反應式及電池反應總方程式的書寫、實驗現象的描述、溶液中離子的移動、溶液pH的變化、電解質溶液的恢復及運用得失電子守恒進行相關計算等。-3-1.多池串聯裝置中電池類型的判斷(1)直接判斷。非常直觀明顯的裝置,如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中時,則其他裝置為電解池。如下圖:A為原電池,B為電解池。-4-(2)根據電池中的電極材料和電解質溶液判斷。原電池一般是兩種不同的金屬電極

2、或一種金屬電極和一個碳棒做電極;而電解池則一般都是兩個惰性電極,如兩個鉑電極或兩個碳棒。原電池(燃料電池除外)中的負極材料和電解質溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應,電解池的電極材料一般不能和電解質溶液進行自發(fā)反應。如圖:B為原電池,A為電解池。-5-(3)根據電極反應現象判斷。在某些裝置中根據電極反應或反應現象可判斷電極,并由此判斷電池類型,如圖:若C極溶解,D極上析出Cu,B極附近溶液變紅,A極上放出黃綠色氣體,則可知乙是原電池,D是正極,C是負極;甲是電解池,A是陽極,B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應,A、C極發(fā)生氧化反應。-6-2.有關概念的分析和判斷在確定了原電池和電解池后,有關概念的分

3、析和判斷如:電極的判斷、電極反應式的書寫、實驗現象的描述、溶液中離子的移動方向、溶液pH的變化及電解質溶液的恢復等,只要按照各自的規(guī)律分析就可以了。3.原電池電極反應式的書寫(1)水溶液中電極反應式的書寫方法。例如:堿性CH3OH燃料電池電極反應式的書寫步驟:步驟1,確定正負極和得失電子數目:負極為還原劑失電子:CH3OH-6e-、正極為氧化劑得電子:O2+4e-;-7-8-9-注意:中性水溶液“=”前不能出現H+和OH-,“=”后可能出現H+或OH-;酸性水溶液“=”前后均不能出現OH-;堿性水溶液“=”前后均不能出現H+;水溶液中不能出現O2-;生成物是否與介質發(fā)生反應,如堿性介質中SO2

4、、CO2、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Al3+均會與OH-反應。-10-(2)非水溶液中電極反應式的書寫。書寫步驟與水溶液中類似,只是步驟4中改用題中所給陰、陽離子配平電荷。(3)分析實驗現象、判斷電極反應式的正誤。分析電極及電極附近的pH及實驗現象時,要從電極反應式入手;分析電解質溶液的pH及實驗現象時,要從電池反應入手。-11-4.電解池電極反應式的書寫電解池電極反應式的書寫可總結為五步:一判、二看、三分、四寫、五平。一判:判斷陰、陽極。二看:要看清陽極電極材料。對于鐵、鋁、銅、銀等活潑電極,則陽極金屬電極失電子變成陽離子進入溶液(Fe變成Fe2+),陰離子不失電子;如果是惰性電極(Pt

5、、Au、石墨等)材料,應是溶液中的陰離子失電子。三分:將離子分成陽離子組、陰離子組(注意:水溶液中一定不要漏掉H+、OH-),陽離子向陰極移動,在陰極得電子;陰離子向陽極移動,在陽極失電子。根據得失電子能力對離子排序,得電子能力:Ag+Fe3+Cu2+H+;失電子能力:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-。四寫:由放電順序及信息確定電極產物和電極反應式。-12-五平:配平方法與原電池電極反應式基本相同:找化合價變化的物質;確定電極產物;配平除氫、氧之外的其他原子;依據電荷守恒配平電荷;依據氫守恒配平氫原子;用氧原子檢查配平情況。-13-5.電化學綜合裝置中的有關計算原電池和電解池綜合裝置的

6、有關計算的根本依據就是電子轉移的守恒,分析時要注意兩點:串聯電路中各支路電流相等;并聯電路中總電流等于各支路電流之和。在此基礎上分析處理其他各種數據。如圖中裝置甲是原電池,乙是電解池,若電路中有0.2mol電子轉移,則Zn極溶解6.5g,Cu極上析出H22.24L(標準狀況),Pt極上析出Cl20.1mol,C極上析出Cu6.4g。甲池中H+被還原,產生H2,負極Zn被氧化生成ZnSO4溶液,pH變大;乙池中是電解CuCl2溶液,由于Cu2+濃度減小使溶液pH微弱增大,電解后加入適量CuCl2固體可使溶液復原。-14-典例SO2、CO、CO2、NOx是對環(huán)境影響較大的幾種氣體,對它們的合理控制

7、和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。(1)利用電化學原理可將CO、SO2轉化為重要的化工原料,裝置如圖所示:-15-若A為CO,B為H2,C為CH3OH,則通入CO的一極為極,該極的電極反應式為。若A為SO2,B為O2,C為H2SO4,則負極的電極反應式為。若A為NH3,B為O2,C為HNO3,則正極的電極反應式為。若用上述作電池電解200mL含有0.1molL-1NaCl和0.1molL-1CuSO4的混合溶液(電極均為惰性電極),當消耗標準狀況下0.448LH2時,陽極產生的氣體為(填化學式),其物質的量分別為,溶液的pH=(忽略銅離子的水解,假設電解前后溶液體積不變)。-16-17-18

8、-19-121.某同學組裝了如圖所示的電化學裝置,電極為Al電極,其他均為Cu電極,則下列敘述正確的是()A.電子流動方向:電極電極B.電極發(fā)生氧化反應C.電極質量不變D.電極的電極反應:Cu2+2e-=Cu 答案解析解析關閉 答案解析關閉-20-122.下圖是一個化學過程的示意圖。-21-12(1)圖中甲池是(填“電解池”或“原電池”)裝置,其中OH-移向(填“CH3OH”或“O2”)極。(2)寫出通入CH3OH的電極反應式:。(3)向乙池兩電極附近分別滴加適量紫色石蕊溶液,附近變紅的電極為極(填“A”或“B”),并寫出此電極的電極反應式:。(4)乙池中總反應的離子方程式為。(5)常溫下,當乙池中B(Ag)極的質量增加5.40g時,乙池的pH是(此時乙池中溶液的體積為500mL);此時丙池某電極析出1.60g某金屬,則丙中的某鹽溶液可能是(填序號)。A.MgSO4B.CuSO4C.NaClD.AgNO3-22-12-23-12