高考化学大二轮总复习 专题七 电化学讲练Word文档格式.docx

1、（3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（2）的材料中应选_作阳极。方法归纳原电池的设计思路首先根据离子方程式判断出氧化剂、还原剂，明确电极反应。然后再分析两剂状态确定电极材料，若为固态时可作电极，若为溶液时则只能作电解质溶液。然后补充缺少的电极材料及电解质溶液。电极材料一般添加与电解质溶液中阳离子相同的金属作电极（使用惰性电极也可），电解质溶液则是一般含有与电极材料形成的阳离子相同的物质。最后再插入盐桥即可。题组二“盐桥”的作用与化学平衡的移动2控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是（）A反应开始时，乙中石墨电极

2、上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原C电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极3（2015宿迁二模）某同学为探究Ag和Fe2的反应，按下图连接装置并加入药品（盐桥中的物质不参与反应），发现电压表指针偏移。电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后，向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2（SO4）3溶液，发现电压表指针的变化依次为偏移减小回到零点逆向偏移。则电压表指针逆向偏移后，银为_极（填“正”或“负”）。由实验得出Ag和Fe2反应的离子方程式是_。失误防范1把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥

3、才能实现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。2电子流向的分析方法（1）改变条件，平衡移动；（2）平衡移动，电子转移；（3）电子转移，判断区域；（4）根据区域，判断流向；（5）根据流向，判断电极。考点二几种重要的化学电池高考中常见的新型电池有“氢镍电池”、“高铁电池”、“碱性锌锰电池”、“海洋电池”、“燃料电池”（如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池）、“锂离子电池”、“锌银电池”、“纽扣电池”、“MgAgCl电池”、“MgH2O2电池”等。新型电池是对电化学原理的综合考查，在高考中依托新型电池考查的电化学原理知识有以下几点。1判断电极

4、（1）“放电”时正、负极的判断负极：元素化合价升高或发生氧化反应的物质；正极：元素化合价降低或发生还原反应的物质。（2）“充电”时阴、阳极的判断阴极：“放电”时的负极在“充电”时为阴极；阳极：“放电”时的正极在“充电”时为阳极。2微粒流向（1）电子流向电解池：电源负极阴极，阳极电源正极；原电池：负极正极。提示：无论是电解池还是原电池电子均不能流经电解质溶液。（2）离子流向阳离子移向阴极，阴离子移向阳极；阳离子移向正极，阴离子移向负极。3书写电极反应式（1）“放电”时电极反应式的书写依据条件，指出参与负极和正极反应的物质，根据化合价的变化，判断转移电子的数目；根据守恒书写负极（或正极）反应式，特

5、别应注意电极产物是否与电解质溶液共存。（2）“充电”时电极反应式的书写充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。特别提醒在书写“放电”时电极反应式时，要注意：（1）阳离子在正极上参与反应，在负极上就必须生成；（2）阴离子在负极上参与反应，在正极上就必须生成。题组一“一池多变”的燃料电池1一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是（）A检测时，电解质溶液中的H向负极移动B若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗2.24 L氧气C

6、电池反应的化学方程式为CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为O24e2H2O=4OH2（2015江苏，10）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（）A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO类型“全”归纳不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写，大多数学生感到较难。主要集中在：一是得失电子数目的判断，二是电极产物的判断。下面以CH3OH、O2燃料电池为例，分析电极反应式的书写。（1

7、）酸性介质，如H2SO4。CH3OH在负极上失去电子生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在H作用下生成H2O。电极反应式为负极：CH3OH6eH2O=CO26H正极： O26e6H=3H2O（2）碱性介质，如KOH溶液。CH3OH在负极上失去电子，在碱性条件下生成CO，1 mol CH3OH 失去6 mol e，O2在正极上得到电子生成OH，电极反应式为CH3OH6e8OH=CO6H2O O26e3H2O=6OH（3）熔融盐介质，如K2CO3。在电池工作时，CO移向负极。CH3OH在负极上失去电子，在CO的作用下生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在CO2的作用下生成CO，其电极反应式为C

8、H3OH6e3CO=4CO22H2O O26e3CO2=3CO（4）掺杂Y2O3的ZrO3固体作电解质，在高温下能传导正极生成的O2。根据O2移向负极，在负极上CH3OH失电子生成CO2气体，而O2在正极上得电子生成O2，电极反应式为CH3OH6e3O2=CO22H2O O26e=3O2题组二“久考不衰”的可逆电池（一）“传统”可逆电池的考查3镍镉（NiCd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd2NiOOH2H2OCd（OH）22Ni（OH）2。有关该电池的说法正确的是（）A放电时负极得电子，质量减轻B放电时电解质溶液中的OH向正

9、极移动C充电时阴极附近溶液的pH减小D充电时阳极反应：Ni（OH）2eOH=NiOOHH2O（二）“新型”可逆电池的考查4（2014新课标全国卷，12）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是（）Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li从b向a迁移5（1）2015四川理综，11（5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2（二硫化亚铁）纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4LiFeS2=Fe2Li2S，正极反应式是_（2）2015广东理综，32（5）一种

10、可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl和Al2Cl两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为_锂离子电池充放电分析常见的锂离子电极材料正极材料：LiMO2（M：Co、Ni、Mn等）LiM2O4（M：LiMPO4（M：Fe等）负极材料：石墨（能吸附锂原子）负极反应：LixCnxe=xLinC正极反应：Li1xMO2xLixe=LiMO2总反应：Li1xMO2LixCnnCLiMO2。题组三“广泛应用”的高科技电池6气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。下图为电池的工作示意图，气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号。下表列

11、出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。则下列说法中正确的是（）待测气体敏感电极部分产物NO2NOCl2HClCOCO2H2SH2SO4A.上述气体检测时，敏感电极均作原电池正极B检测Cl2气体时，敏感电极的电极反应为Cl22e=2ClC检测H2S气体时，对电极充入空气，对电极上电极反应式为O22H2O4e=4OHD检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同考点三电解池的“不寻常”应用“六点”突破电解池1分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。2剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。3注意放电顺序。4书写电极反

12、应式，注意得失电子守恒。5正确判断产物。（1）阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解（注意：铁作阳极溶解生成Fe2，而不是Fe3）；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2IBrClOH（水）。（2）阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2Zn2H（水）6恢复原态措施。电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2完全放电之后，应加入C

13、u（OH）2或Cu2（OH）2CO3复原。题组一电解原理在“治理环境”中的不寻常应用1（2015四川理综，4）用下图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是（）A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O22015北京理综，27（4）利用如图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提取CO2的原理：_。用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排

14、回大海。处理至合格的方法是_题组二电解原理在“制备物质”中的不寻常应用3（1）2014新课标全国卷，27（4）H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：写出阳极的电极反应式：_。分析产品室可得到H3PO2的原因：_早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有_杂质。该杂质产生的原因是_。（2）2014北京理综，26（4）电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需

15、补充物质A，A是_，说明理由：_。42015山东理综，29（1）利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为_溶液（填化学式），阳极电极反应式为_，电解过程中Li向_电极迁移（填“A”或“B”）。考点四金属腐蚀与防护的“两种比较”、“两种方法”1两种比较（1）析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性反应2H2e=H2O22H2O4e=4OH负极反应Fe2e=Fe2其他Fe22OH=Fe（OH）24Fe（OH）2O22

16、H2O=4Fe（OH）3 Fe（OH）3失去部分水转化为铁锈（2）腐蚀快慢的比较一般来说可用下列原则判断：电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀；对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中；活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快；对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀的速率越快。2两种保护方法（1）加防护层如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。（2）电化学防护牺牲阳极的阴极保护法原电池原理：正极为被保护的金属，负

17、极为比被保护的金属活泼的金属；外加电流的阴极保护法电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。题组一两种腐蚀的比较1利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。Aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B一段时间后，a管液面高于b管液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小Da、b两处具有相同的电极反应式：22014福建理综，24（1）铁及其化合物与生产、生活关系密切。下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。该电化腐蚀称为_。图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是_（填字母）。3铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀

18、，示意图如下。A因铁的金属性比铜强，所以铁铆钉被氧化而腐蚀B若水膜中溶解了SO2，则铁铆钉腐蚀的速率变小C铜极上的反应是2H2e=H2，O24e4H=2H2OD在金属表面涂一层油脂，能防止铁铆钉被腐蚀题组二腐蚀类型与防护方法4（2015上海，14）研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是（）Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2eH25（2014安徽理综，28）某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。从

19、胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响36.00.2（2）编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了_（填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式是_。（3）该小组对图2中0t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：_；（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2

20、的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）：考点五利用“电子守恒”思想突破电化学的计算电化学计算的基本方法和技巧：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：1根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、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根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。3根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的

21、关系式。如以通过4 mol e为桥梁可构建如下关系式：该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。题组一无明显“外接电源”的电解池“串联”的判断与计算1如下图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。下列说法正确的是（）A甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置B甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH6e2H2O=CO8HC反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu（OH）2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度D甲池中消耗280 mL（标准状况下）O2，此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体题组二有明显“外接电源”的电解池“串联”的判断与计算南京联考）在如图所示的装置中，若通直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g。试回答下列问题。（1）电源中X电极为直流电源的_极。（2）pH变化：A：_，B：_，C：_（填“增大”、“减小”或“不变”）。（3）通电5 min时，B中共收集224 mL（标准状况下）气体，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为_