高考化学复习专题06电化学学生版高考化学三轮复习精品资料docxWord文档下载推荐.docx

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现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）

回答下列问题：

⑴LiCoO2中，Co元素的化合价为___________。

⑵写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_________________________________。

⑶“酸浸”一般在80oC下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_____________;

可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_________。

⑷写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_____________。

⑸充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式_____________。

⑹上述工艺中“放电处理”有利于锂在正极的回收。

其原因是___________________________。

在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有_________________（填化学式）。

☆★命题意图猜想★☆

电化学部分主要考查原电池与电解池的工作原理、电极反应及电池反应的方程式、电解产物、电池中溶液pH的变化以及有关电化学的计算等。

有时会有一条选择题，在非选择题多以综合题形式出现。

由于能源问题已成为社会热点，从能源问题切入，结合新能源开发及新型电池仍将会出现在2014年高考试卷中。

要特别注意第Ⅱ卷中的化学反应中的能量变化与电化学相结合的综合问题的训练。

☆★最新考纲解读★☆

1．了解原电池和电解池的工作原理。

2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。

3．理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。

☆★回归课本整合★☆【知识回扣】

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一、原电池和电解池电极确定的方法

电化学中电极的确定是电池反应式正确书写的前提，判断的方法有：

1．根据反应本质速判电极

不论是原电池还是电解池，阳极总是发生氧化反应，阴极总是发生还原反应（原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应），若能找出电极发生的反应是氧化反应，还是还原反应，则可迅速确定电极。

2．根据电子、离子移动方向判断电极

不论是在原电池还是在电解池中，电子总是从阳极（负极）流向外电路；

电解液中总是阳离子移向阴极（正极），阴离子移向阳极（负极）。

3．根据溶液pH变化或电极现象判断电极

无论是在原电池还是在电解池中，只要是有H2生成的电极，该电极区溶液的pH就增大，该电极上发生还原反应，该电极为正极；

只要是有O2生成的电极，该电极区pH就减小，该电极发生氧化反应，该电极为负极（阳极）。

二、电极反应式的书写

1、原电池电极反应式的书写

（1）一般电极反应式的书写

（2）复杂电极反应式的书写

2、电解池电极反应式的书写

首先分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；

然后分别对阴阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式；

最后合并两个电极反应式得出电解总方程式。

注意事项：

（1）书写电解池中电极反应式时，要以实际参加放电的离子表示，但书写总方程式时，弱电解质要写成分子式；

（2）要确保两极电子转移数目相等，且注明条件“电解”。

三、电解计算

1、根据电子守恒法计算：

用于串联电路、阴、阳两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。

2、根据总反应式计算：

凡是总反应式反映出的物质的量关系都可以列比例式计算。

3、根据关系计算：

由得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算的关系式，如

物质：

H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H+～OH—～e—

mol21224444

☆★方法技巧提炼★☆

1．燃料电池的电极反应式和总反应方程式的书写步骤：

（1）写出燃烧反应正确的化学方程式；

（2）根据电解质溶液的酸碱性改写燃料电池总反应；

（3）写出正极的电极反应式（一般较简单）；

（4）由燃料电池总反应方程式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。

2．原电池电极反应式的书写除注意正确判断正、负极外，还应充分考虑介质的影响。

一般而言，中性溶液中反应物不可出现H+和OH一；

酸性溶液中反应物、生成物不会有OH一；

碱性溶液中反应物、生成物不会有H+；

水溶液中不会出现O2－。

特别要注意的是介质还能影响正、负极的改变，如Mg－A1－NaOH原电池中，Mg为正极，Al为负极。

3．电解池的电极反应和总反应式的书写方法

（1）先检查阳极电极材料和确定溶液中的离子种类；

（2）由放电顺序确定放电产物和电极反应；

（3）将电极反应相加得总反应式。

☆★考场经验分享★☆

1、解决电化学一系列问题的基本步骤是：

首先是判断是原电池，还是电解池―→根据题目条件判断出正负极（阴阳极）―→电极上的物质（阴阳离子）―→发生的电极反应―→带来的变化（离子浓度变化、pH变化、电子流向、现象等等）―→得出合理答案。

2、关于充电电池的氧化还原问题是常考点，也是一个难点，但这类题还是有规律。

原电池时，先要分析氧化剂与还原剂，氧化剂被还原、还原剂被氧化；

充电时（电解池），原电池负极反应反着写为还原过程，发生在阴极，原电池中的正极反应反着写为氧化过程，发生在阳极。

正极反应式颠倒即为阳极反应式，负极反应式颠倒即为阴极反应式。

☆★新题演练★☆

1．（2014届福州市期末）A1-H2O2电池功率大，可作为许多机械的动力电池，其结构如右图所示。

下列说法不正确的是

A．铝作负极，电池工作时将不断溶解

B．该电池不是二次电池，不可充电

C．碳纤维电极的电极反应是H2O2+2e一+2H+=2H2O

D．电池工作时OH一从碳纤维电极透过离子交换膜移向Al电极

2．（2014届洛阳市期末）如图是一种可充电的锂离子电池充、放电的工作示意图。

该电池的反应式为：

LiMnO2＋C6

Li1－xMnO2＋LixC6

（LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）下列有关说法正确的是

A．K与N相接时，A极为负极，该电极反应式为：

LixC6－xeˉ＝C6＋xLi+

B．在整个充电或放电过程中都只存在一种形式的能量转化

C．K与N相接时，Li＋由A极区迁移到B极区

D．K与M相接时，A极发生氧化反应，LiMnO2－xeˉ＝Li1－xMnO2＋xLi+

3．（2014届临沂市一模）下列有关电化学装置的说法正确的是

A．利用图a装置处理银器表面的黑斑Ag2S，银器表面发生的反应为Ag2S＋2e－＝2Ag＋S2－

B．图b电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出

C．图c中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼

D．图d中若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀

4．（2014届陕西省宝鸡市第一次质检理综）优质的锂碘电池可用于心脏起搏器延续患者的生命，它的正极是聚2-乙烯吡啶（简写P2VP）和I2的复合物，电解质是固态薄膜状的碘化锂，电池的总反应为：

2Li+P2VP·

nI2＝P2VP·

（n-1）I2+2LiI,则下列说法正确的

A．该电池的电势低，使用寿命比较短

B．电池工作时，碘离子移向P2VP一极

C．聚2-乙烯吡啶的复合物与有机物性质相似，因此不会导电

D．正极的反应为：

P2VP·

nI2+2Li++2e－＝P2VP·

（n-1）I2+2LiI

5．（2014届海淀区期末）利用右图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是

A．b电极上发生氧化反应

B．该装置能将化学能转变成电能

C．电解质溶液中Cu2+从b电极向a电极迁移

D．若a为铜，则a的电极反应式为：

Cu-2e-===Cu2+

6．（2014届资阳二诊）甲醇燃料电池工作原理如右图，下列说法不正确的是

A．盐桥中的K+向负极移动

B．负极电极反应方程式为：

CH3OH－6e-＋8OH-＝CO32-＋6H2O

C．每消耗1mol甲醇，需消耗33.6L标况下的氧气

D．正极烧杯中溶液pH增大

7．（2014届福建龙岩市期末）全世界短年钢铁因锈蚀造成大量的损失。

某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。

关于此方法，下列说法不正确的是

A．土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池

B.金属棒X的材料应该是比镁活泼的金属

C．金属棒X上发生反应：

M一ne一——Mn+

D．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法

8．（2014届扬州期末）电浮选凝聚法处理污水的原理如图所示。

电解过程生成的胶体能使污水中的悬浮物凝聚成团而除去，电解时阳极也会产生少量气体。

下列说法正确的是

A．可以用铝片或铜片代替铁片B．阳极产生的气体可能是O2

C．电解过程中H+向阳极移动D．若污水导电能力较弱，可加入足量硫酸

9．（2014届烟台期末）用下图装置模拟人工肾脏的工作原理，电解生成的Cl2将尿素［CO（NH2）2］氧化成N2排出，则下列说法错误的是

A．电源的正极为b

B．尿素被氧化的化学方程式为CO（NH2）2＋3Cl2＋H2O＝N2＋CO2＋6HCl

C．电解结束后，阴极室溶液与电解前相比pH增大

D．阳极收集到气体4.48L（标准状况）时，被氧化的尿素为6.0g

10．（2014届海淀区期末）人类活动产生的CO2长期积累，威胁到生态环境，其减排问题受到全世界关注。

（1）工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如下：

①在阳极区发生的反应包括和H++HCO3-===H2O+CO2↑。

②简述CO32-在阴极区再生的原理。

（2）再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇。

已知：

25℃，101KPa下：

H2（g）+1/2O2（g）===H2O（g）ΔH1=-242kJ/mol

CH3OH（g）+3/2O2（g）===CO2（g）+2H2O（g）ΔH2=-676kJ/mol

①写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式。

②下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是（填字母序号）。

（3）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。

已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：

①该电池外电路电子的流动方向为（填写“从A到B”或“从B到A”）。

②工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将（填写“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计）。

③A电极附近甲醇发生的电极反应式为。

☆★名师预测★☆【预测1】将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环（b），如图所示。

导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。

A.液滴中的Cl—由a区向b区迁移

B.液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：

O2＋2H2O＋4e－=4OH－

C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b

区迁移，与b区的OH—形成Fe（OH）2，进一步氧化、脱水形成铁锈

D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，

则负极发生的电极反应为：

Cu－2e－=Cu2＋

【预测2】有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成燃料电池。

电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（）

A.每消耗1molCH4可以向外电路转移4mol电子

B.负极上CH4失去电子，电极反应式为CH4+10OH—=CO32—+7H2O+8e—

C.负极上是O2获得电子，电极反应式为：

O2+2H2O+4e—=4OH—

D.电池放电后，溶液pH不断升高

【预测3】下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。

据此回答问题：

①电源的N端为极；

②电极b上发生的电极反应为；

③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：

；

④电极c的质量变化是g；

⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因

甲溶液；

乙溶液；

丙溶液；

（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？

。