高考化學二輪復習攻略 專題8 電化學基礎課件

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1、專題專題8電化學基礎電化學基礎1了解原電池的工作原理，能寫出電極反應和電池了解原電池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。反應方程式。2了解常見化學電源的種類及其工作原理。了解常見化學電源的種類及其工作原理。3了解電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池了解電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。反應方程式。4理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，金屬腐蝕的危理解金屬發(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。害，防止金屬腐蝕的措施。(2011新課標，新課標，11)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為：電時的總反應為：FeNi2O33H2O

2、=Fe(OH)22Ni(OH)2下列有關該電池的說法不正確的是下列有關該電池的說法不正確的是()A電池的電解液為堿性溶液，正極為電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極、負極為為FeB電池放電時，負極反應為Fe2OH2e= Fe(OH)2C電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D電池充電時，陽極反應為2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O解析：放電時作原電池，負極失電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應；正極得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應；由題給電池的總反應式可知，鐵元素的化合價升高，F(xiàn)e失電子，作負極；鎳元素化合價降低，Ni2O3得電子，作正極；負極反應為Fe2OH2e=Fe(OH)

3、2，A、B正確。充電時作電解池，陰極得電子，發(fā)生還原反應，即Fe(OH)2在陰極上放電生成Fe和OH，陰極的電極反應式為：Fe(OH)22e=Fe2OH，由于生成了OH，故陰極附近溶液的pH升高，C錯；陽極失電子，發(fā)生氧化反應，即Ni(OH)2在陽極上放電，生成Ni2O3和水，D正確；選C。 答案：C2(2011全國卷，10)用石墨作電極電解CuSO4溶液。通電一段時間后，欲使電解質溶液恢復到起始狀態(tài)，應向溶液中加入適量的()ACuSO4BH2OCCuO DCuSO45H2O答案：答案：C3(2011安徽，12)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電，

4、在海水中電池總反應可表示為：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。下列“水” 電池在海水中放電時的有關說法正確的是()A正極反應式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10轉移2 mol電子CNa不斷向“水”電池的負極移動DAgCl是還原產(chǎn)物解析：本題綜合考查原電池和氧化還原反應的相關知識。正極反應應該得電子，因此A錯；原電池中電解質溶液中的陽離子應該向正極移動，C錯；Ag是反應的還原劑，因此AgCl是氧化產(chǎn)物，D錯。答案：B4(2011山東，15)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是()A未通電前上述鍍鋅裝置可構成原電池，電

5、鍍過程是該原電池的充電過程B因部分電能轉化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關系C電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應速率D鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用解析：電鍍時Zn為陽極，F(xiàn)e為陰極，KCl、ZnCl2的混合溶液為電解質溶液，若未通電，不存在自發(fā)進行的氧化還原反應，故不能構成原電池，故A錯；電鍍時，導線中每通過2 mol電子，就會析出1 mol鋅，通過的電量與析出的鋅量的關系確定，故B錯；電鍍時保持電流恒定，則反應的速率就不會改變，故升高溫度對反應的速率無影響，故C正確；鍍鋅層破損后，鋅與鐵可構成原電池的兩個電極，鐵做正極受到保護，故D錯。答案：C5(2011浙江，10

6、)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說法正確的是()A液滴中的Cl由a區(qū)向b區(qū)遷移B液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應為：O22H2O4e=4OHC液滴下的Fe因發(fā)生還原反應而被腐蝕，生成的Fe2由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH形成Fe(OH)2，進一步氧化、脫水形成鐵銹D若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負極發(fā)生的電極反應為：Cu2e=Cu2解析：本題考查電化學內(nèi)容中金屬吸氧腐蝕的原理的分析。液滴邊緣O2多，在

7、鐵板的碳粒上發(fā)生正極反應O22H2O4e=4OH，液滴下的Fe發(fā)生負極反應，F(xiàn)e2e=Fe2，為腐蝕區(qū)(a)。A項錯誤，Cl應該由b區(qū)向a區(qū)遷移；液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應而被腐蝕，C項錯誤；Cu更穩(wěn)定，作正極，反應為O22H2O4e=4OH，D項錯誤。答案：B電化學內(nèi)容是高考試卷中的?？?，對原電池和電解池電化學內(nèi)容是高考試卷中的?？停瑢υ姵睾碗娊獬氐目疾橥赃x擇題的形式考查兩電極反應式的書寫、的考查往往以選擇題的形式考查兩電極反應式的書寫、兩電極附近溶液性質的變化、電子的轉移或電流方向的兩電極附近溶液性質的變化、電子的轉移或電流方向的判斷等。判斷等。在第卷中會以應用性和綜合性進行命題，如

8、與生產(chǎn)生活(如金屬的腐蝕和防護等)相聯(lián)系，與無機推斷、實驗及化學計算等學科內(nèi)知識綜合，尤其特別注意燃料電池和新型電池的正、負極材料分析和電極反應式的書寫。題型新穎、但不偏不怪，只要注意基礎知識的落實，以及能力的訓練便可以從容應對。 考點考點 1 原電池的工作原理原電池的工作原理2電極反應式及總反應式的書寫無論是原電池還是電解池，其電極反應均是氧化還原反應，因此電極反應式的書寫要遵循質量守恒、電子守恒及電荷守恒。書寫時應先對電極材料和溶液介質情況分析，再書寫電極反應式和總反應式。(1)原電池的電極反應式和總反應式的書寫方法第一步：確定電極的正、負；第二步：根據(jù)溶液中離子參加反應的情況確定電極反應

9、；第三步：將電極反應相加得總反應式。(2)電解池的電極反應和總反應式的書寫方法第一步：先檢查陽極電極材料和確定溶液中的離子種類；第二步：由放電順序確定放電產(chǎn)物和電極反應；第三步：將電極反應相加得總反應式。例1甲、乙兩池電極材料都是鐵棒與碳棒(如圖)。請回答下列問題：(1)若兩池中均盛放CuSO4溶液，反應一段時間后：有紅色物質析出的是：甲池中的_棒；乙池中的_棒。在乙池中陽極的電極反應式是_。(2)若兩池中均盛放飽和NaCl溶液。寫出甲池中正極的電極反應式：_。寫出乙池中的總反應的離子方程式：_。據(jù)資料顯示電解氯化鈉稀溶液可制備“84消毒液”(主要成分為NaClO)，通電時氯氣被溶液完全吸收，

10、若所得消毒液僅含一種溶質，寫出該電解過程的化學方程式：_。解析：甲為原電池，乙為電解池。當溶液均為CuSO4溶液時，甲中的碳棒為正極，電極反應式為Cu22e=Cu；乙中的鐵棒為陰極，電極反應式為Cu22e=Cu。當溶液均為NaCl溶液時，甲池發(fā)生吸氧腐蝕，乙池為氯堿工業(yè)的反應，生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉。制備“84消毒液”時，由于其溶質只有一種，故陽極只產(chǎn)生NaClO，陰極只產(chǎn)生氫氣。歸納總結：有關原電池問題的解題思路解決原電池問題時，一般的思維程序是：根據(jù)電極材料的活潑性判斷出正、負極電極反應的類型(氧化反應、還原反應)電極反應方程式原電池反應方程式A正極反應為：Zn2eZn2B電池反應為：Z

11、nCu2Zn2CuC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：銅鋅原電池工作時，負極反應為：Zn2e=Zn2，正極反應為：Cu22e=Cu，電池總反應為：ZnCu2=Zn2Cu，故A項錯誤，B項正確。原電池工作時，電子從負極由外電路流向正極，由于左池陽離子增多、右池陽離子減少，為平衡電荷，則鹽橋中的K移向CuSO4溶液，而Cl則移向ZnSO4溶液，故C、D項錯誤。答案：B2(2010浙江理綜)LiAl/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應式為：2LiFeS2e=Li2SFe有關該電池的下列說法中，正確的是()ALiAl在電池中作為負極材料，該材料中

12、Li的化合價為1價B該電池的電池反應式為：2LiFeS=Li2SFeC負極的電極反應式為：Al3e=Al3D充電時，陰極發(fā)生的電極反應式為：Li2SFe2e=2LiFeS解析：在LiAl/FeS電池中，負極材料為LiAl，該材料中Li以游離態(tài)存在，為0價，故A錯；負極反應式為2Li2e=2Li或2Li2Li2e，C錯；已知正極反應式為2LiFeS2e=Li2SFe或2LiFeS2eLi2SFe，則總反應為2LiFeS=Li2SFe，故B對；充電時，陰極應發(fā)生還原反應得電子，故D錯。新型可充電電池是近年來高考的熱點，旨在考查學生對原電池工作原理的理解，注意充分利用題給信息、準確判斷電池正、負極材

13、料的反應特點，綜合分析選項即可作出判斷。答案：B考點 2 電解原理(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)溶液中陽離子放電順序加以判斷。陽離子放電順序：AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2Al3Mg2NaCa2K2電解規(guī)律(惰性電極)類型電極反應特點實例電解物質電解質溶液濃度pH電解質溶液復原所需加入物質電解水型陰極：4H4e=2H2或4H4e2H2陽極：4OH4e=2H2OO2或4OH2H2OO24eNaOH溶液水增大增大水H2SO4溶液水增大減小水Na2SO4溶液水增大不變水電解電解質型電解質電離出的陰、陽離子分別在兩極放電HCl溶液電解質本身減小增大氯化氫CuCl2溶液電解質本身減小氯化

14、銅放H2生堿型陰極：放出H2生成堿陽極：電解質陰離子放電NaCl溶液電解質和水生成新電解質增大氯化氫放O2生酸型陰極：電解質陽離子放電陽極：OH放電生成酸CuSO4溶液電解質和水生成新電解質減小氧化銅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0.1mol Cu2O生成解析：由總反應知失電子的為Cu，得電子的是H2O中的氫元素。因此Cu極為電解池的陽極，接電源的正極，石墨為陰極，接電源的負極。當有0.1 mol電子轉移時，應有0.05 mol Cu2O生成。答案：A變式訓練 3下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g 5.00%

15、的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。(1)接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質量增加。據(jù)此回答問題：電源的N端為_極；電極b上發(fā)生的電極反應為_；列式計算電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積：_；電極c的質量變化是_g；電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_；(2)如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行，為什么？_。解析：本題的突破口之一在于發(fā)現(xiàn)丙中K2SO4濃度前后變化情況濃度由10.00%變?yōu)?0.47%，結合陰、陽離子放電順序可知，丙中實

16、質是電解水。經(jīng)過簡單計算：10010.00%(100 x)10.47%，可知x4.5 g，答案：(1)正4OH4e=O22H2O2.8 L16堿性增大，因為電解后，水量減少，溶液中NaOH濃度增大酸性增大，因為陽極上OH放電生成O2，H濃度增加酸堿性大小沒有變化，因為K2SO4是強酸強堿鹽，濃度增加不影響溶液酸堿性(2)可以。因為CuSO4溶液已轉變?yōu)镠2SO4溶液，反應也就變?yōu)樗碾娊夥磻绢}考查電化學電解池原理相關知識。圖中給出三個串聯(lián)的電解池，電解質溶液互不相同，因而電解過程及結果都不同，但它們有一個聯(lián)系點，就是導線上通過的電子相等，即電子守恒。這是解該類計算題的基本依據(jù)。4500mL

17、KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)6molL1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4 L氣體(標準狀況)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說法正確的是()A原混合溶液中c(K)為2molL1B上述電解過程中共轉移4 mol電子C電解得到的Cu的物質的量為0.5 molD電解后溶液中c(H)為2molL1答案：答案：AB考點 3 金屬的腐蝕與防護1.金屬腐蝕的本質金屬腐蝕的本質就是金屬失電子被氧化。金屬腐蝕有化學腐蝕和電化學腐蝕兩種類型。若金屬與接觸到的物質直接發(fā)生氧化還原反應而引起腐蝕，則是化學腐蝕，此類腐蝕無電流發(fā)生；若合金或不純金屬接觸到電解質

18、溶液構成原電池，其中活潑金屬作負極失去電子被腐蝕，稱為電化學腐蝕，此類腐蝕伴隨電流產(chǎn)生，且腐蝕速率比化學腐蝕快。電化學腐蝕又分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕，水膜酸性較強時發(fā)生析氫腐蝕，水膜酸性很弱或非酸性時發(fā)生吸氧腐蝕。2判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕有防護腐蝕措施的腐蝕(電解原理的防護原電池原理的防護)。(2)對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：強電解質溶液弱電解質溶液非電解質溶液。 (3)活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快。(4)對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，腐蝕越快。例3 (2010北京理綜)下列有關鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是()A

19、鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護B鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護內(nèi)部不被腐蝕C鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕D鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應是Fe3e=Fe3解析：A項，鋼管與電源正極連接，則鋼管為電解池的陽極，發(fā)生氧化反應被腐蝕；B項，鐵遇冷濃硝酸，表面形成致密的氧化膜可保護內(nèi)部不被腐蝕；C項，鋼管與銅管露天堆放在一起時易形成原電池，鋼管作負極被腐蝕；D項，負極反應應為Fe2e=Fe2或FeFe22e。答案：B變式訓練5下列有關金屬腐蝕與防護的說法正確的是()純銀器表面在空氣中因化學腐蝕漸漸變暗當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用

20、了犧牲陽極的陰極保護法可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護它不受腐蝕A B C D解析：純銀器表面在空氣中易生成硫化物失去光澤；當鍍錫鐵制品鍍層破損時，由于鐵比錫活潑，形成原電池時，鐵作原電池的負極，加快鐵的腐蝕；鋅比鐵活潑，當在海輪外殼上連接鋅塊后，鋅失電子而海輪外殼被保護；要采用電解原理保護金屬，應將金屬與電源的負極相連，即作電解池的陰極。綜合上述分析，可知、正確。答案：C6下圖裝置中，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)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應式

21、是：Fe2e=Fe2Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕解析：a、b試管中均發(fā)生鐵的電化學腐蝕，在食鹽水中的Fe發(fā)生吸氧腐蝕，正極為碳：2H2OO24e= 4OH，負極為鐵：2Fe4e=2Fe2，由于吸收O2，a管中氣壓降低；b管中的電解質溶液是酸性較強的NH4Cl溶液，故發(fā)生析氫腐蝕，正極：2H2e=H2，負極：Fe2e=Fe2，由于放出氫氣，b管中氣壓增大，故U型管中的紅墨水應是左高右低，B選項錯誤。答案：B2無論什么樣的電極材料、電解質溶液無論什么樣的電極材料、電解質溶液(或熔融狀態(tài)的或熔融狀態(tài)的電解質電解質)構成原電池，只要是原電池就永遠遵守電極的規(guī)構成原電池，只要是原電池

22、就永遠遵守電極的規(guī)定：電子流出的電極是負極，電子流入的電極是正極。定：電子流出的電極是負極，電子流入的電極是正極。3在化學反應中，失去電子的反應在化學反應中，失去電子的反應(電子流出的反應電子流出的反應)是是氧化反應，得到電子的反應氧化反應，得到電子的反應(電子流入的反應電子流入的反應)是還原反是還原反應，所以在原電池中，負極永遠發(fā)生氧化反應，正極永應，所以在原電池中，負極永遠發(fā)生氧化反應，正極永遠發(fā)生還原反應。遠發(fā)生還原反應。4在電解池中分析陽極上的電極反應，應首先看陽極在電解池中分析陽極上的電極反應，應首先看陽極材料，因為活潑電極作陽極會先放電。材料，因為活潑電極作陽極會先放電。5在原電池

23、中兩種金屬電極的活動性是相對的，即相在原電池中兩種金屬電極的活動性是相對的，即相對活潑的金屬作負極，而相對不活潑的金屬作正極，在對活潑的金屬作負極，而相對不活潑的金屬作正極，在不同的電解質溶液中，它們活動性的相對強弱可能會改不同的電解質溶液中，它們活動性的相對強弱可能會改變。變。 如如Mg和和Al，在以稀硫酸為電解質溶液的原電池中，在以稀硫酸為電解質溶液的原電池中，Mg比比Al金屬性強，所以金屬性強，所以Mg作負極，作負極，Al作正極；將電解質作正極；將電解質溶液換為溶液換為NaOH溶液，由于溶液，由于Mg不能與不能與NaOH溶液發(fā)生反溶液發(fā)生反應，而應，而Al易與易與NaOH溶液發(fā)生反應，所以在溶液發(fā)生反應，所以在NaOH溶液溶液中中Al比比Mg活潑，活潑，Al作負極，而作負極，而Mg作正極。由此可見，作正極。由此可見，在判斷原電池的正負極時，不僅要比較兩種金屬的金屬在判斷原電池的正負極時，不僅要比較兩種金屬的金屬活動性，還要注意電解質溶液的性質?；顒有裕€要注意電解質溶液的性質。