高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 第1部分 知識整合 專題2 基本理論 第7講 電化學(xué)基礎(chǔ)課件

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1、第7講電化學(xué)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(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(cuò)誤的是 A負(fù)極反應(yīng)式為Mg2e===Mg2 B正極反應(yīng)式為Age===Ag C電池放電時(shí)Cl由正極向負(fù)極遷移 D負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg2H2O===Mg(OH)2H2,真題導(dǎo)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(fù)極反應(yīng)為:Mg2

2、e===Mg2,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;對原電池來說,陰離子由正極移向負(fù)極,C項(xiàng)正確;由于鎂是活潑金屬,則負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg2H2O===Mg(OH)2H2,D項(xiàng)正確。 答案B,答案C,答案B,4(2015上海高考)研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如下圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)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(dòng)性:Fe石墨,所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池,F(xiàn)e為負(fù)極,失去電子被氧化變?yōu)镕e2進(jìn)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(shí)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(dòng)性:ZnFe,Zn為原電池的負(fù)極,F(xiàn)e為正極,,首先被腐蝕的是Zn,鐵得到保護(hù),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(cuò)誤。 答案D,1理解原電池原理,突破正負(fù)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(fù)極,活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極;,考點(diǎn)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(fù)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(dòng)方向或電流方向判斷,電子流動(dòng)方向:由負(fù)極流向正極;電流方向:由正極流向負(fù)極。 (4)依據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向判斷,陽離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng)。 (5)依據(jù)原電池鹽橋中離子的移動(dòng)方向判斷,陽離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng)。,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(fù)極電極反應(yīng)式,相減時(shí)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(shí),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(fù)極 D鹽橋中的K移向ZnSO4溶液,解析該電池中鋅為負(fù)極,電極反應(yīng)為Zn2e===Zn2,銅為正極,電極反應(yīng)為Cu22e===Cu,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電池總反應(yīng)為ZnCu2===Zn2Cu,B項(xiàng)正確;原電池工作時(shí),外電路中電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極,C項(xiàng)錯(cuò)誤;負(fù)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(xiàng)錯(cuò)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(shí),C溶液中的溶質(zhì)是MgCl2 B. 電池工作時(shí),正極a附近的pH將不斷增大 C負(fù)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(fù)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(cuò)誤;根據(jù)ClOClOH知a電極是正極,反應(yīng)是ClO2eH2O===Cl 2OH,B正確;C錯(cuò)誤,應(yīng)該是Mg2e 2OH=== Mg(OH)2;b電極是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),D錯(cuò)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(diǎn)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(fù)極相連的為陰極。 (2)根據(jù)電子流動(dòng)方向判斷,電子流動(dòng)方向?yàn)椋弘娫簇?fù)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(dòng)方向判斷,陽離子向陰極移動(dòng),陰離子向陽極移動(dòng)。 (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(jìn)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(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時(shí)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(jìn)行考查,A放電時(shí),Li在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移 B放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為LixC6xe===xLiC6 C充電時(shí),若轉(zhuǎn)移1 mol e,石墨C6電極將增重7x g D充電時(shí),

11、陽極的電極反應(yīng)式為LiCoO2xe===Li1xCoO2xLi,解析A、放電時(shí),陽離子在電解質(zhì)中向正極移動(dòng),故正確;B、放電時(shí),負(fù)極失去電子,電極反應(yīng)式正確;C、充電時(shí),若轉(zhuǎn)移1 mol電子,則石墨電極質(zhì)量增重7 g,錯(cuò)誤;D、充電時(shí)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(shí),Li向負(fù)極移動(dòng) B鋰在放電時(shí)作正極,充電時(shí)作陽極 C該電池充電時(shí)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(shí),Li向負(fù)電荷較多的正極移動(dòng),A錯(cuò)誤;B.鋰在放電時(shí)作負(fù)極,充電時(shí)為陰極,B錯(cuò)誤;C、該電池充電時(shí)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(jià)也發(fā)生了變化,所以不只是鋰發(fā)生反應(yīng)的載體,D錯(cuò)誤。 答案C,方法規(guī)律 理解充、放電,準(zhǔn)確剖析電化學(xué)原理 (1)對于可充電電池,放電時(shí)為原電池,符合原電池工作原理,負(fù)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(fù)極流向正極,內(nèi)電路中陽離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng)。 (2)可充電電池充電時(shí)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(shí)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(fù)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(dāng)Zn極質(zhì)量減少3.25 g時(shí),X極生成氣體840 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),若此時(shí)燒杯中溶液的體積為500 mL,則此時(shí)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(jì)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(dāng)電路中有3 mol e通過時(shí)(忽略電解時(shí)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(jì)算題 原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算

15、、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計(jì)算等。通常有下列三種方法: (1)根據(jù)電子守恒計(jì)算 用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)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(jì)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(jì)算。 (3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)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(jì)算所需的關(guān)系式。,1. 析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較,考點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù),突破必備,2.金屬腐蝕快慢的判斷,3金屬的兩種防護(hù)方法 (1)加防護(hù)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(xué)防護(hù) 犧牲陽極的陰極保護(hù)法原電池原理:正極為被保護(hù)的金屬;負(fù)極為比被保護(hù)的金屬活潑的金屬; 外加電流的陰極保護(hù)法電解原理:陰極為被保護(hù)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(xiàng),酸性較強(qiáng)條件下,碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕,正確;B項(xiàng),在pH6的溶液中,酸性較弱,主要發(fā)生吸

17、氧腐蝕,正確;C項(xiàng),碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為O22H2O4e===4OH,錯(cuò)誤;D項(xiàng),除O2后,腐蝕速率減緩,正確。 答案C,2利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),開始時(shí),a、b兩處液面相平,密封好,放置一段時(shí)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(shí)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(fù)極:Fe2e===Fe2 ,正極:O24e2H2O===4OH;右邊電極反應(yīng):負(fù)極:Fe2e===Fe2,正極:2H2e===

18、H2,a處、b處的pH均增大,C錯(cuò)誤。 答案C,3(2016臨川模擬)下列做法有利于金屬防護(hù)的是 A鋼鐵零件表面進(jìn)行烤藍(lán)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(hù)方法,解析A一般鋼鐵容易生銹,如果將鋼鐵零件的表面進(jìn)行烤藍(lán)處理,就能大大增強(qiáng)抗蝕能力,延長使用壽命,A項(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤;C.菜刀切菜后不洗凈,容易發(fā)生吸氧腐蝕,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.鐵比銅活潑,當(dāng)埋在地下的鋼管與銅塊相連時(shí),鋼管成為原電池的負(fù)極,加快了腐蝕,應(yīng)該與鋅塊相連,D項(xiàng)錯(cuò)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(lán)色沉淀出現(xiàn) C圖3中,燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P,主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)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(dāng)于原電池的正極,解析 A項(xiàng),圖1中,鐵釘處于干燥環(huán)境,不易被腐蝕;B項(xiàng),負(fù)極反應(yīng)為Fe2e===Fe2,F(xiàn)e2與Fe(CN)63反應(yīng)生成Fe3Fe(CN)62藍(lán)色沉淀;D項(xiàng),為犧牲陽極的陰極保護(hù)法,Mg塊相當(dāng)于原電池的負(fù)極。 答案C,

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