1、一核四层四翼高考评价体系下2020届高三电化学二轮复习备考策略讲座考点考点考纲考纲1.原电池的工作原理 1.了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和总反应,了解常见化学电源及工作原理。2.电解原理及应用 2.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。3.金属的电化学腐蚀与防护 电化学 3.1.3.1.考点呈现考点呈现电电化化学学原电池原电池电解电解概念概念构成构成原理原理类型类型概念概念构成构成原理原理应用应用把把化学能化学能转化为转化为电能电能的装置。的装置。两极、电解质溶液、闭合回路两极、电解质溶液、闭合回路电子离子移动、原电池反应电子离子移动、原电池反应干电
2、池、蓄电池、燃料电池等干电池、蓄电池、燃料电池等把把电能转化为转化为化学能的装置。的装置。电源、阴阳两极、电解质溶液电源、阴阳两极、电解质溶液离子移动、放电顺序、氧化还原反应离子移动、放电顺序、氧化还原反应电解食盐水、电解精炼铜、电镀等电解食盐水、电解精炼铜、电镀等新型电源新型电源真实情境真实情境1.1.简化(简化(simplifysimplify)+3+3特点特点化学能化学能电能电能原电池原电池电解池电解池电解池工作原理33333 3构造构造3 3反应反应3 3方向方向3 3应用应用稀硫酸稀硫酸锌片锌片铜片铜片原电池工作原理33333 3构造构造3 3反应反应3 3方向方向3 3类型类型3.
3、2.3.2.模型讲解第一,第一,2能2池+四3考点!第二:辨析第二:辨析类型类型原电池原电池3 3类型类型 +电解池电解池2+42+4类型类型稀硫酸稀硫酸锌片锌片铜片铜片Zn -2e-=Zn2+2H+2e-=H2Zn+2H+=Zn2+H2Zn -2e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2Pb -2e-+SO42-=PbSO4 PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O2H2 -4e-=4H+O2+4e-+4H+=2H3+2H2O2H2+O2=2H2O1.1.电解电解H H2 2O
4、O(1)H(1)H2 2SOSO4 4 HNOHNO3 3(2)NaOH(2)NaOH(3)Na(3)Na2 2SOSO4 4 NaHSONaHSO4 42.2.电解溶质电解溶质(1)CuCl(1)CuCl2 2(2)FeCl(2)FeCl3 33.3.放放H H2 2生生碱碱(1)NaCl(1)NaCl(2)NaBr(2)NaBr4.4.放放O O2 2生生酸酸(1)CuSO(1)CuSO4 4 (2)AgNO(2)AgNO3 3溶液阳极1.1.惰性电极惰性电极2.2.活性电极活性电极1.1.简化(简化(simplifysimplify)第三:高考改进第三:高考改进类型类型桥+膜膜+新新Zn
5、 -2e-=Zn2+Cu2+2e-=CuZn+Cu2+=Zn2+Cu盐桥的作用盐桥的作用使使双液双液形成闭合回路形成闭合回路(1 1)导电,形成闭合回路;)导电,形成闭合回路;(2 2)保持正负电荷守恒;)保持正负电荷守恒;(3 3)避免电池的极化作用;)避免电池的极化作用;单(双)膜原电池单(双)膜原电池阴离子交换膜:只允许阴离子和水分子通过;阴离子交换膜:只允许阴离子和水分子通过;阳离子交换膜:只允许阳离子和水分子通过;阳离子交换膜:只允许阳离子和水分子通过;质子质子H H+交换膜:只允许交换膜:只允许H H+通过;通过;交换膜的原理交换膜的原理选择性选择性通过通过(1 1)区域隔开,形成
6、不同的区域;)区域隔开,形成不同的区域;(2 2)名称名称决定了允许通过的微粒;决定了允许通过的微粒;1.1.简化(简化(simplifysimplify)(2015-(2015-I-11)微生物电池微生物电池:C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O(2018-III-(2018-III-1111)可充电锂可充电锂-空气电空气电池:池:总反应:总反应:2Li+2Li+(1-x/2)O2=Li2 2O O2-2-x x2019-I-2019-I-12生物燃料电池:生物燃料电池:N2+3H2=2NH3负极反应:负极反应:H2+2MV2+=2H+2MV+正极反应:正极反应:N2+6e-+6H+=
7、2NH32019-2019-II-II-7.强碱性电解质的强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池二次电池,总反应:总反应:Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)=ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。1.1.简化(简化(simplifysimplify)第三:高考改进第三:高考改进类型类型桥+膜膜+新新第三:高考改进第三:高考改进类型类型桥+膜膜+新新1.1.简化(简化(simplifysimplify)第四,典型装置观察新型装置图2018-I-13我国设计CO2+H2S协同转化装置2018-I-27.(3)制备Na2S2O3三室膜电解图2018-12.可呼吸Na-CO2二次电池201
8、8-2018-2727(3 3)电解法制备)电解法制备KClOKClO32019-.生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,2019-.强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池图 第四,典型装置观察新型装置图2019-II-27(4)制备二茂铁(Fe(C5H5)2图2019-III-(4)电解HCl回收Cl2,用碳基电极材料设计图2020-I-12新型ZnCO2水介质电池2020-I-27.电池装置进行实验验证第四,典型装置观察新型装置图2020-II-12电致变色器件图2020-II-26(1)图(a)制取氯气2020-III-12碱性硼化钒(VB2)空气电池2020-山东-10微生物脱盐电池2
9、020-山东-13电解法制备双氧水图2020-II-28(3)CH4和CO2耦合转化图第四,典型装置观察新型装置图例1.2018-2018-全国卷全国卷-2727(3 3)【命题意图】【命题意图】本题以本题以新型电解新型电解为背景,考查电化学的相关知识:为背景,考查电化学的相关知识:(1)3构造:阴极/阳极、适当电解质溶液、闭合回路;(2)3方向:电子方向、电流方向、离子方向;(3)3反应:阴极还原,阳极氧化,总体氧化还原;判断产物、现象;(4)3类型:电解食盐水制备烧碱、电解精炼铜、电镀;第五,典例剖析感悟“2能2池4个3”例例22019-为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海
10、绵状为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状 Zn(3DZn)可以高效沉积)可以高效沉积ZnO的特点,的特点,设计了采用设计了采用强碱性强碱性电解质的电解质的3DZnNiOOH二次电池二次电池,结构如下图所示。,结构如下图所示。电池反应为电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是下列说法错误的是 ()A.三维多孔海绵状三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,具有较高的表面积,所沉积的所沉积的ZnO分散度高分散度高B.充电时阳极反应为充电时阳极反应为 Ni(OH)2(s)+OH(aq)e=NiOOH(s)+H2O(l)
11、C.放电时负极反应为放电时负极反应为 Zn(s)+2OH(aq)2e=ZnO(s)+H2O(l)D.放电过程中放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区通过隔膜从负极区移向正极区第五,典例剖析感悟“2能2池4个3”【命题意图】本题以【命题意图】本题以新型二次电池新型二次电池为背景,考查电化学的相关知识:为背景,考查电化学的相关知识:(1)3构造:正极/负极、适当电解质溶液、闭合回路;(2)3方向:电子方向、电流方向、离子方向;(3)3反应:负极氧化,正极还原,总体氧化还原;判断产物、现象;(4)3类型:干电池、蓄电池、燃料电池;例3.2020-III-12.一种高性能的碱性硼化钒(VB2)空气电
12、池如下图所示,其中在VB2电极发生反应:VB2+16OH=VO43+2B(OH)4+4H2O+11e该电池工作时,下列说法错误的是 ()A负载通过0.04 mol电子时,有0.224 L(标准状况)O2参与反应B正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高C电池总反应为:4VB2+11O2+20OH+6H2O=4VO43+8B(OH)4 D电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极第五,典例剖析感悟“2能2池4个3”思考:(1)本题的切入点?(2)按照认知规律,写出VB2电极反应式?2020年济南模考13.2019年诺贝尔化学奖授予了在锂离子电池领域作出巨大贡献的三位科学家。某
13、锂离子电池以C6Li为负极,Li1-xMO2 为正极,锂盐有机溶液 Li1-xMO2 作电解质溶液,电池反应为:C6Li+Li1-xMO2 LiMO2+C6Li1-x 则下列有关说法正确的是A.金属锂的密度、熔点和硬度均比同族的碱金属低B.该锂离子电池可用乙醇作有机溶剂C.电池放电时,Li+从正极流向负极D.电池充电时,阳极电极反应式为:LiMO2-xe=xLi+Li1-xMO2第五,典例剖析感悟“2能2池4个3”考点一考点一 盐桥问题面面观盐桥问题面面观 1.为什么设置盐桥?答:两极在同一容器内时,由于阴阳离子的移动速率不同,导致两极之间出现浓度差,以及电极本身直接与离子反应,导致两极之间电
14、势差变小,影响了电流的稳定。所以必须设置盐桥。2.盐桥的作用?答:盐桥的主要作用就是构建闭合回路,但不影响反应的实质,有效地解决了两极之间电势差变小的问题。2.盐桥的构造?答:盐桥内常为饱和KCl、KNO3等溶液,并用琼脂固定。盐桥是新课改教材中出现的新名词,以及新课改区域命题的热点,盐桥问题的考查思路常从以下四方面命题:(1)考查盐桥的作用;(2)考查含盐桥的电极反应式的书写;(3)考查盐桥内溶液离子的移动方向;(4)考查含盐桥的电化学装置的设计。考点一考点一 盐桥问题面面观盐桥问题面面观 1根据下图,下列判断中正确的是 ()A烧杯a中的溶液pH降低B烧杯b中发生氧化反应C烧杯a中发生的反应
15、为2H2e=H2D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2题组1明确原理,设计装置解析:答案B由题给原电池装置可知,电子经过导线,由Zn电极流向Fe电极,则O2在Fe电极发生还原反应:O22H2O4e=4OH,烧杯a中c(OH)增大,溶液的pH升高。烧杯b中,Zn发生氧化反应:Zn2e=Zn2。考点一考点一 盐桥问题面面观盐桥问题面面观 题组1明确原理,设计装置22013广东理综,33(2)(3)(2)能量之间可相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选材料:铜片,铁片,锌片和导线。ZnSO4(aq),FeSO
16、4(aq),CuSO4(aq);完成原电池甲的装置示意图(见上图),并作相应标注。要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中 组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极_。甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是_,其原因是_。(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。解析(2)根据题给条件和原电池的构成条件可得:a.若用Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)组成原电池,Zn作负极,Cu作正极,Zn插入到ZnSO4(aq)中,Cu插入到CuSO4(aq)
17、中。b.若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)组成原电池,Fe作负极,Cu作正极,Fe插入到FeSO4(aq)中,Cu插入到CuSO4(aq)中。c.注意:画图时要注意电极名称,电极材料,电解质溶液名称(或化学式),并形成闭合回路。由于金属活动性ZnFeCu,锌片或铁片作负极,由于Zn或Fe直接与CuSO4溶液接触,工作一段时间后,负极逐渐溶解,表面有红色固体析出。带有盐桥的甲原电池中负极没有和CuSO4溶液直接接触,二者不会直接发生置换反应,化学能不会转化为热能,几乎全部转化为电能;而原电池乙中的负极与CuSO4溶液直接接触,两者会发生置换反应,部分化学能转化为热能,化学能不
18、可能全部转化为电能。(3)由牺牲阳极的阴极保护法可得,铁片作正极(阴极)时被保护,作负极(阳极)时被腐蚀,所以应选择比铁片更活泼的锌作负极(阳极)才能有效地保护铁不被腐蚀。答案 (2)(或其他合理答案)电极逐渐溶解,表面有红色固体析出 甲在甲装置中,负极不和Cu2接触,避免了 Cu2直接与负极发生反应而使化学能转化为热能 (3)锌片1工作原理 (1)原电池的闭合回路有外电路与内电路之分;(2)外电路的电流是从正极流向负极,内电路是从负极流向正极,故内电路中的阳离子移向正极、阴离子移向负极;(3)盐桥中的阳离子移向正极区,阴离子移向负极区,以维持电荷守恒。2设计思路 (1)首先根据离子方程式判断
19、出氧化剂、还原剂,明确电极反应;(2)然后再分析两极状态确定电极材料,若为固态时可作电极,若为溶液时则只能作电解液。然后补充缺少的电极材料及电解液;(3)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。考点一考点一 盐桥问题盐桥问题方法归纳考点一考点一 盐桥问题面面观盐桥问题面面观 3.控制适合的条件,将反应2Fe32I=2Fe2I2 设计成如右图所示的原电池。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.电流计读数为零时,反应
20、达到化学平衡状态 D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极题组二“盐桥”的作用与化学平衡的移动解析:答案D 由图示结合原电池原理分析可知,Fe3得电子变成Fe2被还原,I失去电子变成I2被氧化,所以A、B正确;电流计读数为零时Fe3得电子速率等于Fe2失电子速率,反应达到平衡状态;D项在甲中溶入FeCl2固体,平衡2Fe32I=2Fe2I2向左移动,I2被还原为I,乙中石墨为正极,D不正确。考点一考点一 盐桥问题面面观盐桥问题面面观 题组二“盐桥”的作用与化学平衡的移动4.下图.分别是甲.乙两组同学将反应“AsO432I2H=AsO33I2H2O”设计成的原电池装置
21、,其中C1、C2均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸;乙组向图B烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液 下列叙述中正确的是 ()A甲组操作时,电流计(G)指针发生偏转 B甲组操作时,溶液颜色变浅 C乙组操作时,C2做正极 D乙组操作时,C1上发生的电极反应为:I22e=2I解析答案D装置中的反应,AsO432I2H=AsO33I2H2O,当加入适量浓盐酸时,平衡向右移动,有电子转移,但电子不会沿导线通过,所以甲组操作,电流计(G)指针不会发生偏转,但由于I2浓度增大,所以溶液颜色变深。向装置B烧杯中加入NaOH溶液中,AsO332e2H2O=AsO432H,电子沿导线到C1棒,I22e=2
22、I,所以C2为负极,C1为正极。考点一考点一 盐桥问题盐桥问题失误防范(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!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:改变条件,平衡移动;平衡移动,电子转移;电子转移,判断区域;根据区域,判断流向;根据流向,判断电极。难度主要集中在:一是得失电子数目的判断,二是电极产物的判断。考点二燃料电池与不同“介质”以CH3OH、O2燃料电池为例负极:CH3OH6eH2O=CO26H正极:3/2 O26e6H=3H2O负极:CH3OH6e3CO32=4CO22H2O正极:3/2 O26e3CO
23、2=3CO32负极:CH3OH6e8OH=CO326H2O正极:3/2O26e3H2O=6OH负极:CH3OH6e3O2=CO22H2O正极:3/2 O26e=3O2(1)酸性介质 如H2SO4(2)碱性介质 如NaOH(3)熔融盐介质 如K2CO3(4)熔融氧化物如Y2O3的ZrO3考点二燃料电池与不同“介质”1(2012四川理综,11)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4.48 L氧气C电池反应的化学方程式为CH3
24、CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为O24e2H2O=4OH题组一判断“酸、碱”介质,理清书写思路解析:解答本题时审题是关键,反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中,阳离子要往正极移动,A错;因电解质溶液是酸性的,不可能存在OH,故正极的反应式为O24H4e=2H2O,D错转移4 mol电子时消耗1 mol O2,则转移0.4 mol电子时消耗2.24 L O2,故B错;电池反应式即正负极反应式之和,将两极的反应式相加可知C正确。考点二燃料电池与不同“介质”题组一判断“酸、碱”介质,理清书写思路2将两个铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CH4和O2,即可产生电
25、流。下列叙述正确的是()通入CH4的电极为正极正极的电极反应式为O22H2O4e=4OH通入CH4的电极反应式为CH42O24e=CO22H2O负极的电极反应式为CH410OH8e=CO327H2O放电时溶液中的阳离子向负极移动放电时溶液中的阴离子向负极移动 A B C D解析:根据题意知发生的反应为CH42O2=CO22H2O,反应产生的CO2在KOH溶液中会转化为CO32。CH4为还原剂,应通入电源的负极,所以错误;正极的电极反应式为O22H2O4e=4OH,故正确,错误;放电时溶液(原电池内电路)中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,错误,正确。思路归纳对于燃料电池,正极往往通入O2,
26、书写时应注意:(1)首先书写正极反应式:酸性O24e4H=2H2O碱性O24e2H2O=4OH(2)然后用总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。考点二燃料电池与不同“介质”3某燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H,其基本结构如图所示,电池总反应可表示为2H2O2=2H2O。请回答:(1)H由_极通过固体酸电解质传递到另一极(填a或b)(2)b极上发生的电极反应式是_。解析:a极为负极,b极为正极,电极反应式分别为:负极:2H24e=4H,正极:O24e4H=2H2O,其中正极上的H来自负极生成的H。答案(1)a (2)O24e4H=2H2O题组二区分介质“状态”,判断离子
27、流向考点二燃料电池与不同“介质”题组二区分介质“状态”,判断离子流向4科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空。如下图所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体,它在高温下能传导正极生成的O2。(1)c电极的名称为_。(2)d电极上的电极反应式为_解析根据电流的流向,可判断c为正极,d为负极。在正极通入空气,电极反应式为2O28e=4O2,在负极上通入CH4,电极反应式为CH44O28e=CO22H2O。答案(1)正极(2)CH44O28e=CO22H2O失误防范根据内电路中的离子流向判断正、负极
28、,在内电路中,阳离子由负极区流向正极区,阴离子由正极区流向负极区。考点三突破电解池,应用“不寻常”“四点”突破电解池1.判断阴阳极:(1)正极-阳极,负极-阴极,两极反应-阴还阳氧;2.判断3-方向:电子、电流、离子方向;阳离子-阴极,阴离子-阳极;3.判断3-反应:注意放电顺序+电极反应+判断产物;(1)阳极产物,先看电极:活性阳极,则电极材料失电子,电极溶解(注意:铁作阳极生成Fe2);惰性电极,阴离子放电顺序为S2IBrClOH酸根 (2)阴极产物,阳离子的放电顺序:AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2H4.恢复原状态:“出什么,加什么”原则 一般情况,是加入阳极产物和阴极产物的化合物;
29、特殊情况,注意分段电解。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Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。考点三突破电解池,应用“不寻常”1Li/SO2电池具有输出功率高和低温性能好等特点,其电解质是LiBr,溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈,电池反应式为2Li2SO2 Li2S2O4。下列说法正确的是()A该电池反应为可逆反应B放电时,Li向负极移动C充电时,阴极反应式为Lie=LiD该电池的电解质溶液可以换成LiBr的水溶液题组一蓄电池的充电应用解析答案C 本题考查电化学知识。电池充放电是不同反应条件下发生的,不能叫可逆反应,A
30、项错误。放电时,Li向正极移动,B项错误。充电时,阴极发生还原反应:Lie=Li,C项正确。若电解质溶液换成LiBr的水溶液,则碱金属锂会和水发生反应,D项错误。2某种可充电聚合物锂离子电池放电时的反应为Li1xCoO2LixC6=6CLiCoO2,其工作原理示意图如右。下列说法不正确的是()A放电时LixC6发生氧化反应B充电时,Li通过阳离子交换膜从左向右移动C充电时将电池的负极与外接电源的负极相连D放电时,电池的正极反应为Li1xCoO2xLixe=LiCoO2考点三突破电解池,应用“不寻常”题组一蓄电池的充电应用解析答案B。放电时,负极:LixC6xe=xLi6C正极:Li1xCoO2
31、xexLi=LiCoO2充电时,阴极:xLi6Cxe=LixC6 阳极:LiCoO2xe=xLi Li1xCoO2左为负极,右为正极,放电时,Li在负极生成,移向正极,充电时,Li从右向左移动。方法技巧可充电电池:放电时为原电池,负极氧化,正极还原;外电路中电子由负极流向正极,内电路中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。充电时为电解池,阳极氧化,阴极还原;电池的“”极与外接直流电源的正极相连,电池的“”极与外接直流电源的负极相连。题组二电解原理的“不寻常”应用3某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,原理示意图如右,下列说法不正确的是()A.A为电源正极B.
32、阳极区溶液中发生的氧化还原反应为 Cr2O726Fe214H=2Cr36Fe37H2OC.阴极区附近溶液pH降低D.若气体不溶解,当收集到H2 13.44 L(标准状况)时,有0.1 mol Cr2O72被还原考点三突破电解池,应用“不寻常”解析答案C 根据图示,A作阳极,B作阴极,电极反应式为阳极:Fe2e=Fe2阴极:2H2e=H2然后,Cr2O726Fe214H=2Cr36Fe37H2O由于在阴极区c(H)减小,pH增大。根据6H26Fe2Cr2O72得,当有13.44 L(标准状况)H2放出时,应有0.1 molCr2O72 被还原。(一)处理废水4.电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液
33、制氢气的装置示意图如下:电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴阳两极均为惰性电极,(1)A极为_,电极反应式为_。(2)B极为_,电极反应式为_。(二)制备物质题组二电解原理的“不寻常”应用考点三突破电解池,应用“不寻常”解析答案(1)阳极CO(NH2)28OH6e=N2CO326H2O (2)阴极6H2O6e=3H26OHH2产生是因为H2O电离的H在阴极上得电子,即6H2O6e=3H26OH,所以B极为阴极,A极为阳极电极反应式为CO(NH2)26e8OH=N2CO326H2O阳极容易错写成4OH4e=2H2OO2(三)处理废气题组二电解原理的“不寻常”应用考点三突破电解池,应用“不寻常”5.用N
34、aOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示。(电极材料为石墨)(1)图中a极要连接电源的(填正/负)_极,C口流出的物质是_。(2)SO32放电的电极反应式为_。(3)电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因_。答案(1)负硫酸 (2)SO322eH2O=SO422H (3)H2O HOH,在阴极H放电生成H2,c(H)减小,水的电离平衡正向移动,c(OH)c(H),所以,溶液碱性增强。解析根据Na、SO32的移向判断阴、阳极。Na移向阴极区,a应接电源负极,b应接电源正极,其电极反应式分别为:阳极:SO
35、322eH2O=SO422H 阴极:2H2O 2e=H22OH(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较类型类型析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈酸性水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性水膜呈弱酸性或中性正极反应正极反应2H2e=H2O22H2O4e=4OH负极反应负极反应Fe2e=Fe2其他反应其他反应 Fe22OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈失去部分水转化为铁锈1两比较(2)腐蚀快慢的比较判断原则:电解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。同一金属:强电解质溶液中腐蚀弱电解质溶液中腐蚀非电解质溶液中腐蚀。
36、活泼性不同两种金属:活泼性差别越大,腐蚀越快。同种电解质溶液:电解质溶液浓度越大,金属腐蚀的速率越快。考点四“两比较+两方法”,突破金属的腐蚀与防护考点四“两比较+两方法”,突破金属的腐蚀与防护(1)加防护层 1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;2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。(2)电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法 原电池原理:正极-被保护金属,负极-较活泼的金属;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。2两方法考点四“两比较+两方法”,突破金属的腐蚀与防护1利用下图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相
37、平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是()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:Fe2e=Fe2题组一两种腐蚀的比较解析答案C根据图判断,左边铁丝发生吸氧腐蚀,右边铁丝发生析氢腐蚀,其电极反应为:左边负极:Fe2e=Fe2 正极:O24e2H2O=4OH 右边负极:Fe2e=Fe2 正极:2H2e=H2a处、b处的pH均增大,C错误。考点四“两比较+两方法”,突破金属的腐蚀与防护题组一两种腐蚀的比较2.右图是用铁铆钉固定两个铜质零件的示意图,若该零件置于潮湿空气中,下列说法正确
38、的是()A发生电化学腐蚀,铜为负极,铜极产生H2B铜易被腐蚀,铜极上发生还原反应,吸收O2C铁易被腐蚀,铁发生氧化反应,Fe2e=Fe2D发生化学腐蚀:FeCu2=CuFe2解析答案C发生吸氧腐蚀,正极反应O22H2O4e=4OH,负极反应:2Fe4e=2Fe2失误防范正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀;NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。考点四“两比较+两方法”,突破金属的腐蚀与防护题组二腐蚀快慢与防护方法的比较3(2012山东理综,13)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越
39、严重 B图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小 C图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大 D图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析答案B A项,插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触,易发生吸氧腐蚀;B项,开关由M改置于N时,Zn作负极,CuZn合金作正极,合金受到保护;C项,接通开关形成原电池,Zn作负极,Zn的腐蚀速率增大,但气体是在Pt电极上生成;D项,ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电。考点四“两比较+两方法”,突破金属的腐蚀与防护题组二腐蚀快慢与防护方法的比较4下列与金属腐蚀有关的
40、说法,正确的是()A图1中,铁钉易被腐蚀B图2中,滴加少量K3Fe(CN)6溶液,没有蓝色沉淀出现C图3中,燃气灶的中心部位容易生锈,主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D图4中,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,镁块相当于原电池的正极解析答案C A项,图1中,铁钉处于干燥环境,不易被腐蚀;B项,负极反应为Fe2e=Fe2,Fe2与Fe(CN)63反应生成Fe3Fe(CN)62蓝色沉淀;D项,为牺牲阳极的阴极保护法,Mg块相当于原电池的负极。考点五正确理解“电解池”的串联突破电化学的计算电化学计算方法和技巧电化学计 算类型两极产物的定量计算溶液pH的计算相对原子质量的计算阿伏加德罗常数的计算
41、产物的量与电量关系的计算方法根据电子守恒计算根据总反应式计算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关系式。例:M为金属,n为其离子的化合价,通过4 mol e的关系式:考点五正确理解“电解池”的串联突破电化学的计算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、丙池是化学能转化电能的装置B.甲池通入CH3OH的电极反应式为 CH3OH6e2H2O=CO328HC.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
42、准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体题组一无明显“外接电源”的电解池“串联”的判断与计算解析答案D 甲池为原电池,电解乙、丙两个电解池。根据原电池的形成条件,通入CH3OH的一极为负极,通入O2的一极为正极,所以石墨、Pt(左)作阳极,Ag、Pt(右)作阴极;B项,负极反应:CH3OH6e8OH=CO326H2O;C项,应加入CuO;D项,丙池中:MgCl22H2O=Mg(OH)2Cl2H2,消耗0.012 5 mol O2,转移0.05 mol电子,生成0.025 mol Mg(OH)2,其质量为1.45 g。考点五正确理解“电解池”的串联突破电化学的计算2在如图所示的装
43、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:(填“增大/减小/不变”)A:_,B:_,C:_(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_(设电解前后溶液体积不变)(4)若A中KCl足量且溶液的体积也是200 mL,电解后,溶液的pH为_ (设电解前后溶液体积不变)。题组二有明显“外接电源”的电解池“串联”的判断与计算答案(1)负(2)增大 减小 不变 (3)0.025 molL1 (4)13失误防范(1)无明显“外接电源”的电
44、解池的“串联”问题,根据原电池形成条件判断正负极,从而判断阴阳极;(2)有明显“外接电源”的电解池的“串联”问题,根据“电极现象”判断阴阳极,从而判断电源的正负极;考点六、典例剖析新型化学电源 建立模型:建立模型:原电池,电解池原电池,电解池 常见考点:常见考点:电极反应,离子移动方向,电极反应,离子移动方向,p pH H,电极产物,放电顺序等电极产物,放电顺序等 金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护 注意读图注意读图 注意环境注意环境 注意含有机物的电子转移注意含有机物的电子转移 命题点一 新型化学电源命题点一 新型化学电源命题点二可逆电池命题点二可逆电池命题点三 带离子交换膜的电化学装置命题点三 带离子交换膜的电化学装置命题点三 带离子交换膜的电化学装置命题点四 电解原理在环保、新材料制备中的应用命题点四 电解原理在环保、新材料制备中的应用命题点五 新环境下金属的腐蚀与防护命题点五 新环境下金属的腐蚀与防护命题点六 电化学相关计算及电极反应式的书写命题点六 电化学相关计算及电极反应式的书写
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