湖北省黄冈市2019高考化学一轮复习 电化学课件+学案+教案+练习（打包6套）.zip

1电化学专题训练李仕才1.由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰—石墨为两极，其电池反应为Al＋3MnO 2＋3H 2O===3MnO(OH)＋Al(OH) 3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是( )A．二氧化锰—石墨为电池正极B．负极反应式为 Al－3e － ＋3NH 3·H2O===Al(OH)3＋3NH ＋ 4C．OH － 不断由负极向正极移动D．每生成 1 mol MnO(OH)转移 1 mol 电子2．用图甲装置电解一定量的 CuSO4溶液，M、N 为惰性电极。电解过程实验数据如图乙所示。横轴表示电解过程中转移电子的物质的量，纵轴表示电解过程产生气体的总体积。下列说法不正确的是( )A．A 点所得溶液只需加入一定量的 CuO 固体就可恢复到起始状态B．电解过程中 N 电极表面先有红色物质生成，后有气泡产生C．Q 点时 M、N 两电极上产生的总气体在相同条件下体积相同D．若 M 电极材料换成 Cu，则电解过程中 CuSO4溶液的浓度不变3.2013 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( ) A．a 为电池的正极B．电池充电反应为 LiMn2O4===Li1－ xMn2O4＋ xLiC．放电时，a 极锂的化合价发生变化2D．放电时，溶液中 Li＋ 从 b 向 a 迁移4.一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂．电池总反应为：C 2H5OH+3O2→2CO 2+3H2O，电池示意如图，下列说法正确的是（ ）A．a 极为电池的正极B．电池工作时电流由 a 极沿导线经灯泡再到 b 极C．电池负极的电极反应为：4H ++O2+4e﹣ =2H2OD．电池工作时，1mol 乙醇被氧化时就有 12mol 电子转移5．科技工作者设计出的新型可充电锂—空气电池如图所示，该电池使用了两种电解质溶液，a 极一侧使用含有锂盐的有机电解液，b 极一侧使用水性电解液。下列有关这种电池的判断正确的是( )A．放电时，a 为负极，充电时，a 为阴极B．放电时，正极反应式为 4OH－ ＋4e － ===2H2O＋O 2↑C．充电时，Li ＋ 通过离子交换膜的方向是从左到右D．充电后，水性电解液的 pH 增大6．一种处理高浓度乙醛废水的方法﹣﹣隔膜电解法，其原理如图所示，电解质溶液为一定浓度含乙醛的 Na2SO4溶液，电解后乙醛在两个电极分別转化为乙醇和乙酸。下列说法正确的是（ ）3A．a 电极为阴极，b 电极为阳极B．阳板的电极反应式为 CH3CHO﹣2e ﹣ +H2O=CH3COOH+2H+C．设电解时溶液体积不变，则阴极区 Na2SO4的物质的量增大D．电解过程中，M 池溶液的 pH 变大，N 池溶液的 pH 变小7.空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC 是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为 RFC 工作原理示意图，有关说法正确的是( )A．当有 0.1 mol 电子转移时，a 极产生标准状况下 1.12 L O2B．b 极上发生的电极反应是：4H 2O＋4e － ===2H2↑＋4OH －C．c 极上发生还原反应，B 中的 H＋ 可以通过隔膜进入 AD．d 极上发生的电极反应是：O 2＋4H ＋ ＋4e － ===2H2O8. 下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时 M、N 两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：(1)M 电极的材料是，电极名称是，加入乙醇的铂电极的电极反应式为。写出乙池中发生的化学反应的离子方程式。(2)在此过程中，乙池中某一电极析出金属银 4.32 g 时，甲池中理论上消耗氧气为 L(标准4状况下)；若此时乙池溶液的体积为 400 mL，则乙池中溶液的 pH 为。(3)常温常压下，1 g C 2H5OH 燃烧生成 CO2和液态 H2O 时放出 29.71 kJ 的热量，该反应的热化学方程式为。9. 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入 CH4和 O2，电解质为KOH 溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为、 ；(2)闭合 K 开关后，a、b 电极上均有气体产生，其中 b 电极上得到的是，电解氯化钠溶液的总反应方程式为；(3)若每个电池甲烷通入量为 1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为C(法拉第常数 F＝9.65×10 4 C·mol－1 )，最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。10.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)：①写出阳极的电极反应式_________________________________________。②分析产品室可得到 H3PO2的原因________________________________。③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 H 3PO2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：____________________________________________________________。511．在如图中，甲烧杯中盛有 100 mL 0.50 mol/L AgNO3溶液，乙烧杯中盛有 100 mL 0.25 mol/L CuCl2溶液，A、B、C、D 均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A 极比 C 极重 1.9 g，则(1)电源 E 为极，F 为极。(2)A 极的电极反应式为，析出物质 mol。(3)B 极的电极反应式为，析出气体 mL(标准状况)。(4)C 极的电极反应式为，析出的物质 mol。(5)D 极的电极反应式为，析出气体 mL(标准状况)。(6)甲烧杯中滴入石蕊试液，极附近变红，如果继续电解，在甲烧杯中最终得到溶液。1电化学基础训练题李仕才一、选择题1．分别放置在以下装置(都盛有 0.1 mol/L H2SO4)中的四个相同的纯锌片，腐蚀最快的是( )2．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将 H2O和 CO2转化为 O2和燃料(C 3H8O)。下列说法正确的是( )A．该装置将化学能转化为光能和电能B．该装置工作时，H ＋ 从 b极区向 a极区迁移C．每生成 1 mol O2，有 44 g CO2被还原D．a 电极的反应为：3CO 2＋16H ＋ －18e － ===C3H8O＋4H 2O3．用石墨电极电解 CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是( )A．a 端是直流电源的负极B．通电使 CuCl2发生电离C．阳极上发生的反应：Cu 2＋ ＋2e － ===CuD．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体4．如图是利用一种微生物将废水中的有机物(假设是淀粉)的化学能直接转化为电能，并利用此电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是( )A．质子透过离子交换膜由右向左移动B．铜电极应与 X相连接C．M 电极反应式：(C 6H10O5)n＋7 nH2O－24 ne－ ===6nCO2↑＋24 nH＋D．当 N电极消耗 0.25 mol气体时，则铁电极增重 16 g5如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl溶液的 U型管中。下列分析正确的是( )A．K 1闭合，铁棒上发生的反应为 2H＋ ＋2e － →H 2↑B．K 1闭合，石墨棒周围溶液 pH逐渐升高C．K 2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D．K 2闭合，电路中通过 0.002 NA个电子时，两极共产生 0.001 mol气体6．下列叙述不正确的是( )2A．用惰性电极电解硫酸铜溶液一段时间后(阴极无气体放出)。可加入 CuO使溶液复原B．如图：若 X为铜棒，开关 K置于 A或 B处均可加快铁的腐蚀C．在总反应为 Zn＋2H ＋ ===Zn2＋ ＋H 2的原电池中，正极材料为石墨，稀硝酸或稀盐酸均可以用作电解质溶液D．将反应 2Cu＋O 2＋2H 2SO4===2CuSO4＋2H 2O设计成原电池，则正极电极反应式为O2＋4H ＋ ＋4e － ===2H2O7．双隔膜电解池的结构示意简图如图所示，利用该装置电解硫酸钠溶液可以制取硫酸和氢氧化钠，并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是( )A．a 气体为氢气，b 气体为氧气B．A 溶液为氢氧化钠，B 溶液为硫酸C．c 隔膜为阳离子交换膜、d 隔膜为阴离子交换膜，通过阳离子交换膜的离子总数和通过阴离子交换膜的离子总数相等D．电解反应总方程式为：2Na 2SO4＋6H 2O 2H2SO4＋4NaOH＋O 2↑＋2H 2↑= = = = =电 解 二、非选择题8．(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”)。(2)电解制备 Al(OH)3时，电极分别为 Al片和石墨，电解总反应方程 。(3)用 NaOH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)。图中 a极要连接电源的(填“正”或“负”)________极，C 口流出的物质是__________。SO 放电的电极反应式为_____________________。2－39．电解原理在化学工业中有广泛应用．如图表示一个电解池，装有电解液 a；X、Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连．请回答以下问题：3(1)若 X、Y 都是惰性电极，a 是饱和 NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则①电解池中阴极上的电极反应式为：________________ ，在 X极附近观察到的现象是溶液呈________。②阳极上的电极反应式为____________，检验该电极反应产物的方法是__________________________________________________________。(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液 a选用 CuSO4溶液，则①X 电极的材料是纯铜 ，电极反应是____________。②Y 电极的材料是粗铜 ，电极反应式是________。(说明：杂质发生的电极反应不必写出) (3)如果要在铁上银镀，则 Y极物质为________。10．(1) MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解 MnSO4溶液可制得 MnO2，其阳极的电极反应式是____________________________。(2)下图为电解精炼银的示意图，______(填 a或 b)极为含有杂质的粗银，若 b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为________________。(3) 氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点，其中电解法是一种重要方法，其原理是电解尿素[CO(NH 2)2]的碱性溶液，制氢的装置示意图如下(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为 。11．某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。(1)X极与电源的________(填“正”或“负”)极相连，氢气从________(填“A” 、 “B”、“C”或“D”)口导出。(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则 M为________(填“阴离子”或“阳离子” ，下同)交换膜，N 为________交换膜。(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的反应式为 。(4)若在标准状况下，制得 11.2 L氢气，则生成硫酸的质量是________，转移的电子数为____________。答案解析1．解析：A 项中 Zn为化学腐蚀；B 项中 Mg比 Zn活泼，Mg 作负极腐蚀，保护了Zn；C 项中 Zn比 Sn活泼，Zn 作负极腐蚀；D 项中 Zn作阴极被保护。所以，C 装置中 Zn腐蚀最快。答案：C2．解析：A 选项：根据图示可知，该装置将电能和光能转化为化学能。B 选项：根据4外接电源的正负极，可以确定外电路的电子流动方向，从而可以确定内电路的离子流动方向。C 选项：该反应的总方程式是：6CO 2＋8H 2O===2C3H8O＋9O 2。根据反应方程式可知，每生成 1 mol O2，有 2/3mol CO2被还原，其质量是 88/3 g。D 选项：根据图示可知与电源负极连接的 a 电极为阴极，发生还原反应，电极的反应式为：3CO2＋18H ＋ ＋18e － ===C3H8O＋5H 2O。答案：B3．解析：阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，可知 a为负极、b 为正极，A 项正确；阳极发生失电子的反应生成 Cl2、阴极发生得电子的反应生成 Cu，C、D 两项错误；电解质的电离与是否通电无关，B 项错误。答案：A4．解析：甲图中 M极有机物失电子为负极，N 极氧气得电子为正极，所以外电路电子从 M流向 N，交换膜处 H＋ 从左流向右，A 选项错误；镀铜时铜作阳极应接外电源的正极，所以 B选项错误。答案：C5．解析：A 选项：若闭合 K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子，Fe－2e － ===Fe2＋ ；B 选项：若闭合 K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池；不活泼的石墨棒作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应，电极反应式为 2H2O＋O 2＋4e － ===4OH－ ，所以石墨棒周围溶液 pH逐渐升高；C 选项：K 2闭合，Fe 与负极相连为阴极，铁棒不会被腐蚀，属于外加电源的阴极保护法；D 选项：K 2闭合，电路中通过 0.002 NA个电子时，阴极生成 0.001 mol氢气，阳极生成 0.001 mol氯气，两极共产生 0.002 mol气体。答案：B6．解析： 惰性电极电解硫酸铜溶液时一极析出铜，一极析出氧气，加入氧化铜可复原，A 正确；开关置于 A处时组成电解池，阳极腐蚀加快，开关置于 B处时组成原电池，负极腐蚀加快，B 正确；在上述的总反应中，电解质溶液不能选取稀硝酸，C 错误；上述反应设计成原电池时，发生吸氧腐蚀，正极反应式正确，D 正确。答案：C7．解析：根据图中外加电源，可以确定左侧为阳极，OH － 离子向左侧移动并放电产生氧气，右侧为阴极，H ＋ 通过 d隔膜向右侧移动并放电产生 H2。答案：D8．解析：(1)根据示意图，B 极区生产 H2，同时生成 LiOH，则 B极区电解液不能是LiCl溶液，如果是 LiCl溶液则无法得到纯净的 LiOH，则 B极区电解液为 LiOH溶液；电极A为阳极，阳极区电解液为 LiCl溶液，根据放电顺序，阳极电极反应式为：2Cl－ －2e － ===Cl2↑；根据电流方向，电解过程中 Li＋ 向 B电极迁移。(2)电解制备 Al(OH)3时，电极分别为 Al片和石墨，Al 作阳极，石墨作阴极。Al 在阳极放电，溶液中的 H＋ 在阴极放电，破坏了水的电离平衡，使的溶液中的 OH－ 浓度增大，与产生的 Al3＋ 结合生成 Al(OH)3，故总反应方程式为：2Al＋6H 2O 2Al(OH)= = = = =通 电 3↓＋3H 2↑。(3)从图中离子移动方向可以确定 a为阴极。答案：(1)LiOH；2Cl － －2e － ===Cl2↑；B(2)2Al＋6H 2O 2Al(OH)3↓＋3H 2↑= = = = =通 电 (3) 负 硫酸 SO －2e － ＋H 2O===SO ＋2H ＋2－3 2－459．解析：(1)①和电源的负极相连的电极 X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即 2H＋ ＋2e － ===H2↑，X 电极负极水的电离被破坏，氢氧根离子浓度增大，溶液呈红色，②和电源的正极相连的电极 Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即 2Cl－ －2e － ===Cl2↑，检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体，气体能使试纸变蓝色。(2)①X 电极材料是纯铜，阴极上铜离子放电，电极反应式为 Cu2＋ ＋2e － ===Cu，②Y 电极材料是粗铜，电极反应式为 Cu－2e － ===Cu2＋ 。答案：(1)①2H ＋ ＋2e － ===H2↑；红色； 2Cl－ －2e － ===Cl2↑；②用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体，气体能使试纸变蓝色(2)①Cu 2＋ ＋2e － ===Cu；②Cu－2e － ===Cu2＋(3)银10．解析：(1)电解池中阳极失去电子发生氧化反应，则用惰性电极电解 MnSO4溶液可制得MnO2，则阳极是 Mn2＋ 放电，其阳极电极反应式为 Mn2＋ ＋2H 2O－2e － ===MnO2 ＋ 4H ＋ 。答案：(1)Mn 2＋ ＋2H 2O－2e － ===MnO2＋4H ＋(2)a；NO ＋3e － ＋4H ＋ ===NO↑＋2H 2O－3(3)CO(NH2)2＋6OH － －6e － ===CO2↑ ＋N 2↑＋5H 2O11．解析： 题图中左边加入含硫酸的水，暗示左边制硫酸，即 OH－ 在阳极发生氧化反应，使左边溶液中 H＋ 增多，为了使溶液呈电中性，硫酸钾溶液中的 SO 通过 M交换膜向左边2－4迁移，即 M为阴离子交换膜，由此推知 X为阳极，与电源正极相连，B 出口产生氧气，A 出口流出硫酸；同理，右侧加入含 KOH的水，说明右边制备 KOH溶液，H ＋ 在 Y极发生还原反应，说明 Y极为阴极，与电源负极相连，右边溶液中 OH－ 增多，硫酸钾溶液中 K＋ 向右迁移，N为阳离子交换膜，所以 C出口产生氢气，D 出口流出 KOH溶液。(3)若将制得的氢气和氧气在氢氧化钾溶液中构成原电池，正极反应式为 O2＋2H 2O＋4e － ===4OH－ ，负极反应式为2H2－4e － ＋4OH － ===4H2O。(4) n(H2)＝0.5 mol，2H ＋ ＋2e － ===H2↑，得电子 1 mol，X 极的反应式为 4OH－ －4e － ===2H2O＋O 2↑，根据得失电子守恒知，生成 H＋ 的物质的量为 1 mol，故生成 0.5 mol H2SO4， m(H2SO4)＝49 g。答案：(1)正 C (2)阴离子 阳离子 (3)H 2－2e － ＋2OH － ===2H2O (4)49 g 6.02×1023(或 NA) 1电化学基础李仕才各位专家，评委老师：大家上午好，我是来自浠水一中的化学教师蔡婷，今天的说课选题是电化学基础。电化学高考再现率达 100﹪，近三年均在选择题中出现，电化学侧重考查工作原理、电极判断、电极反应和总反应的书写、电流(或电子流动)方向、离子移动方向、金属的腐蚀与防护、相关计算等。那么如何搞好电化学复习，我校高三化学备课组对此有一定的认识和做法，在此提出供大家参考。接下来，我将从以下四个方面展开我的说课。一、考纲要求及命题趋向 1.近三年全国卷考点分析 总结近三年的高考题涉及考点，我们发现：考点相对稳定。电池原理应用，电极反应式书写，电化学腐蚀为高频考点。对于电化学基础 2018 年考试大纲要求与 2017 年无明显变化。由于 2017 年相对于2016 年考试大纲已经过较大幅度的调整，今年大纲保持稳定在情理之中，2019 年高考化学的命题仍然保持相对稳定，在新一轮高考改革到来之前，将以平稳过渡方式进入新改革。2.高考试题特点 (1)体现教材的基础作用 例[2017 全国 I 卷] 在人教版选修四教材 P86 正文部分出现例[2016 北京] 人教版选修四教材 P88 习题部分出现例[2012 浙江卷] 在人教版选修四教材 P26 实验部分出现教材是教师施教和学生学习的主要依据，也是高考试题的来源，高考首先要考查学生基础知识、基本技能掌握情况，命题往往“源于教材而又高于教材” ，应重视回归教材，认真研究高考试题在教材中的显性和隐性呈现。(2)注重图表，巧设情景，考察化学素养 例[2018 全国 I 卷] ①信息丰富 图文符号 ②陌生情境下信息获取能力和分析解决能力例[2016 全国 I 卷] ①多室电解装置的分析 ②综合电离平衡、水解平衡、氧化还原及电解等核心知识考查全面高考化学许多试题的情境源于社会生活和科技前沿等热点问题；注重考查 的化学五大核心素养中的“证据推理与模型认识 ” ， “科学探究与创新意识” ， “宏观辨识与微观探究”， “科学精神与社会责任” 。 3.命题趋向 (1)选择题必考一题 ①以教材为依据，以二次电池或新型化学电源为载体，考查电极反应式的书写和正误判断，电子、离子的移动方向等。 ②多室电解池的电极反应式，计算等。 ③金属腐蚀与防护方面的应用。 (2)非选择题 以工艺流程题为背景考查新情景电极反应式书写及电极产物判断 (3)个人认为电化学一定会考，而且难度加大。 2二、学情分析 1 学生学习电化学时疑点及难点 新情景实物图 ①两极判断（基础） ②两极反应物及产物判断 （重难点） ③介质离子判断（易错点） ④得失电子数判断（计算）2 学生答题时出现的问题 （图片展示）①基本原理不清楚，胡乱作答 ②审题不严密，随意作答 ③处理数据的能力欠缺，直接跳过 ④丢三落四，不该失分地方失分 三、教学内容设计 1.课时设计(共 8 课时) 2.复习策略 预：看课本，会填空讲：抓住干，构网络，建模型练：精选试题，采用 7+4 模式，限时训练（展示训练题目）评：评审题，评规范，评细节以原电池为例进行建模四、教学反思 1 回归教材抓基础 回归教材仍然很重要，重点是什么？ ——绝不是教材内容的简单再现——研究问题的基本思路、方法、策略2 热点题目练解题思路和方法 以教材为原型，经过改造、 拓展、深化来考查考生知识迁移能力、创新能力 3 抓好答题的规范性 问题角度—全 因果关系—清 电极反应—细 现象事实—整 附件 1 电化学说课教案 附件 2 电化学训练题目及答案解析 3以上就是我说课全部内容，不当之处，希望大家批评指正，谢谢！1电化学专题李仕才考情分析电化学的内容是历年高考的重要知识点之一，主要以选择题的形式出现，考查的内容有：原电池、电解池、电镀池的电极名称及根据总反应方程式书写原电池各电极反应式、根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类、根据反应式进行计算、与电解池及电镀池精炼池进行综合考查、提供反应方程式设计原电池、提供电极材料电解质溶液进行原电池是否形成的判断、与图像进行结合考查各电极上质量或电解质溶液溶质质量分数的变化等。其中原电池的工作原理及其电极反应式的书写、电解产物的判断和计算是高考命题的热点。【考纲要求】1.理解原电池和电解池的工作原理，写出相应的电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理；认识化学能与电能的实际意义及其重要应用。3.理解金属发生电化学腐蚀的原理，认识金属腐蚀的危害，4.了解防止金属电化学腐蚀的主要措施【模块一】基础知识梳理第一课时 原电池【复习目标】1、使学生理解原电池工作原理，掌握形成原电池的条件以及原电池正、负极的确定、电极反应式的书写。2、了解日常生活中常用的化学电源和新型化学电池。3、了解金属腐蚀的的原理。【复习重点】1、原电池工作原理，形成原电池的条件、原电池正、负极的确定、电极反应式的书写。2、化学电源和新型化学电池。3、金属腐蚀。【考点、热点、难点】一、原电池的构成及反应原理1、定义:将化学能转变为电能的装置。实质:是依据一定条件,将氧化还原反应中还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂,使氧化反应和还原反应分别在负、正两极进行。2、形成条件:①有两种活泼性不同的金属(或一种是非金属)作电极。②有电解质溶液(一般与活泼的电极发生自发的氧化还原反应);③形闭合回路。二、原电池正负极的判断及电极反应式的书写1、电极的判断①根据电极的活泼性:较活泼的金属为负极,较不活泼的金属为正极.②根据氧化还原反应:发生氧化反应的电极为负极,发生还原反应的电极为正极。③根据电子流向或电流流向:电子流出(电流流入)的为负极,电子流入(电流流出)的为正极。2、电极反应式的书写三、化学电池的工作原理1、化学电池的主要类型:铅蓄电池、干电池、锂电池、燃料电池。22、几种化学电池的电极材料、电解质溶液、电极反应式。3、规律:在酸性介质的电极反应中不出现 OH-,在碱性介质的电极反应中不出现 H+。四、金属的腐蚀和防护1、实质:是金属原子失去电子被氧化为离子的过程,即 M-ne-=Mn+。2、分类(根据与接触的介质类型)①化学腐蚀:金属与外界物质接触直接发生化学反应。如:铁跟氯气反应而腐蚀。②电化学腐蚀(简称电化腐蚀):不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,较活泼的金属失电子而被氧化。3、防护(1)改变金属内部组织结构;(2)覆盖保护层;(3)电化学保护。4、金属腐蚀快慢的判断:电解池(阳极)原电池(负极)纯金属原电池(正极)电解池(阴极)第二课时 电解原理【复习目标】1、理解电解的基本原理,掌握一般反应产物的判断方法，学会确定电解池的阴、阳极。2、通过对比、分析,明确原电池与电解池的区别和联系。3、了解铜的电解精炼和电镀铜及氯碱工业反应原理，正确书写电极反应方程式和电解的总化学方程式。【复习重点】1、电解的基本原理。2、电解的应用。【考点、热点、难点】一、电解池1、定义:将电能转化为化学能的装置。2、形成条件：(1)两个电极:阳极(和外加电源正极相连)和阴极(和外加电源负极相连)；(2)电解质溶液或熔化的电解质；(3)形成闭合回路。3、电解池的反应原理:电源 电流 电子转移 氧化还原 二、电解池电极判断及电解规律1、阴、阳极判断依据:(1)与电源连接方式,(2)电极反应,(3)三个流向。2、电解时电极产物的判断(1)阳极产物判断①非惰性电极:电极本身失电子而溶解,②惰性电极:溶液中阴离子失电子。放电顺序：S 2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根(2)阴极产物判断:电极不参加反应,溶液中阳离子放电。放电顺序：Ag +Hg2+Fe3+Cu2+H+(酸)Fe 2+Zn2+H+(水)Al 3Mg2+Na+3、惰性电极电解的类型(1)电解水型:如电解 NaOH、H 2SO4、Na 2SO4等溶液; (2)分解电解质型:如电解 CuCl2等溶液;(3)放氢生碱型:如电解 NaCl、KBr 等溶液; (4)放氧生酸型:如电解CuSO4、AgNO 3等溶液。三、电解原理的应用：1、电解精炼铜:以精铜作阴极,以粗铜作阳极,电解硫酸铜溶液。2、电镀(1)电极:阳极—镀层金属,阴极 —待镀金属,电镀液 —含有镀层金属离子的溶液。阳极:氧化阴极:还原3(2)电镀特点:电极本身参加了反应,电镀过程中电镀液的浓度不变。3、氯碱工业(1)电解前应净制以除去 Mg2+、Ca 2+、SO 42-等杂质离子;(2)电极反应式:阳极(石墨)2Cl - - 2e- = Cl2↑,阴极(钢铁)2H + + 2e- = H2↑,总反应 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl 2↑(3)离子交换膜的作用:防止氯气和氢气接触爆炸,防止氢氧化钠进入阳极区与氯气反应。【模块二】典例讲解考向一：原电池A.原电池工作原理1.锌—空气电池是金属空气电池的一种，电解质溶液为 KOH 溶液时，反应为：2Zn+O 2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-。下列有关说法正确的是 （ ）A．石墨电极上发生氧化反应 B．正极附近溶液的 pH 不断减小C．OH -由锌电极移向石墨电极 D．Zn 电极上发生反应：Zn-2e -+4OH-=Zn(OH)42-B.盐桥原电池装置分析2．一定条件下，实验室利用如图所示装置，通过测电压求算 Ksp(AgCl)。工作一段时间后，两电极质量均增大。下列说法正确的是( )A．右池中的银电极作负极 B．正极反应为 Ag－e － ===Ag＋C．总反应为 Ag＋ ＋Cl － ===AgCl↓D．盐桥中的 NO 向右池方向移动－ 3C.可逆反应中的“盐桥”3．控制适合的条件，将反应 2Fe3＋ ＋2I － 2Fe2＋ ＋I 2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是( )4A．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考点二 原电池原理的四大应用A.设计原电池1.根据下列氧化还原反应设计一个原电池：2FeCl 3＋Fe=3FeCl 2要求：（1）画出此原电池的装置图，装置可采用烧杯和盐桥。（2）注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。（3）写出两个电极上发生的电极反应。B.金属活动性强弱的比较2.有 A、B、C、D、E 五块金属片，进行如下实验：①A、B 用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A 极为负极；②C、D 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，电流由 D→导线→C；③A、C 相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，C 极产生大量气泡；④B、D 相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，D 极发生氧化反应；⑤用惰性电极电解含 B 离子和 E 离子的溶液，E 先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是 （ ）A．ABCDE B．ACDBEC．CABDE D．BDCAE考点三 电解原理电极反应式，电解总方程式的书写51．按要求书写电极反应式和总方程式(1)用惰性电极电解 AgNO3溶液：(2)用惰性电极电解 MgCl2溶液(3)用铁作电极电解 NaCl 溶液(4)用铁作电极电解 NaOH 溶液(5)用铜作电极电解盐酸溶液考向二 电解原理和电解规律的考查1．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( )A．装置甲中阳极上析出红色固体B．装置乙中铜片应与电源负极相连C．装置丙中外电路电流方向：b 极→a 极D．装置丁中阴极反应：2Cl － －2e － ===Cl2↑2．下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的 pH 明显减小的是( )3.图中 X 为电源，Y 为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴 KMnO4溶液，通电后 Y 中央的紫红色斑向 d 端扩散。下列判断正确的是( )A．滤纸上 c 点附近会变红色B．Cu 电极质量减小，Pt 电极质量增大C．Z 中溶液的 pH 先减小，后增大D．溶液中的 SO 向 Cu 电极定向移动2－46考点四 电解原理的应用A 电解原理的“传统”应用1．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是( )A．氯碱工业中，X 电极上反应式是 4OH－ －4e － ===2H2O＋O 2↑B．电解精炼铜时，Z 溶液中的 Cu2＋ 浓度不变C．在铁片上镀铜时，Y 是纯铜D．制取金属镁时，Z 是熔融的氯化镁2．(1)①电镀时，镀件与电源的极连接。②化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。(2)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极(填图中的字母)；在电极 d 上发生的电极反应式为；若粗铜中还含有 Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为。(3)以 CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质)的电解精炼，下列说法中正确的是。a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反应c．溶液中 Cu2＋ 向阳极移动7d．利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au 等金属(4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al 2Cl 和 AlCl 组成的－ 7 － 4离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为。若改用 AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为。3．(2015·高考上海卷节选)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。如图所示是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。完成下列填空：(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式：。(2)离子交换膜的作用为：、 。(3)精制饱和食盐水从图中位置补充，NaOH 溶液从图中位置流出。(填“a” 、 “b”、 “c”或“d”)B 电解原理在物质制备中的应用1．氨是生产氮肥、尿素等物质的重要原料。电化学法是合成氨的一种新方法，其原理如图所示，下列有关说法正确的是( )A．图中所示物质中，X 为 H2，Y 为 N2B．Y 参与的电极反应为 H2＋2e － ===2H＋C．当有 3 mol H＋ 通过质子交换膜时，Z 的体积为 22.4 LD．反应过程中左边区域溶液 pH 逐渐升高2．在电解液不参与反应的情况下，采用电化学法还原 CO2可制备 ZnC2O4，原理如图所示。下列说法正确的是( )8A．电解结束后电解液Ⅱ中 c(Zn2＋ )增大 B．电解液Ⅰ应为 ZnSO4溶液C．Pt 极反应式为 2CO2＋2e － ===C2O D．当通入 44 g CO2时，溶液中转移 1 mol 电子2－43.电解尿素[CO(NH 2)2]的碱性溶液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。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，需补充物质A，A 是，说明理由：。C 电解原理在环境治理中的应用4．用 Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法不正确的是( )9A．X 为直接电源的负极，Y 为直流电源的正极B．阳极的电极反应式为 4OH－ －4e － ===2H2O＋O 2↑C．图中的 baD．该过程中的产品主要为 H2SO4和 H25．(2017·南师附中模拟)电化学降解法治理水中硝酸盐的污染原理如图所示。下列说法正确的是( )A．B 为电源正极B．电解过程中 H＋ 向阳极移动C．阴极反应式为 2NO ＋6H 2O＋10e － ===N2↑＋12OH －－ 3D．理论上电解过程中阴、阳两极产生的气体在同温同压下体积比为 2∶5D 电解原理在物质分离、提纯中的应用6．(2018·广州综合测试)用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗 KOH 溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是( )A．阳极反应式为 4OH－ －4e － ===2H2O＋O 2↑B．通电后阴极区溶液 pH 会增大C．K ＋ 通过交换膜从阴极区移向阳极区 D．纯净的 KOH 溶液从 b 口导出考点五 辨析多池组合、突破电化学计算1．辨析多池组合(1)直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。如图所示：A 为原电池，B 为电解池。10(2)根据电池中的电池材料和电解质溶液判断：原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极一个碳棒做电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图所示：B 为原电池，A 为电解池。(3)根据电极反应现象判断：在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。如图所示：若C 极溶解，D 极上析出 Cu，B 极附近溶液变红，A 极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D 是正极，C 是负极；甲是电解池，A 是阳极，B 是阴极。B、D 极发生还原反应，A、C 极发生氧化反应。2．突破电化学计算原则：电化学的反应是氧化还原反应，各电极上转移电子的物质的量相等，无论是单一电池还是串联电解池，均可抓住电子守恒计算。关键：a.电极名称要区分清楚；b.电极产物要判断准确；c．各产物间量的关系遵循电子得失守恒。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。11(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，构建计算所需的关系式。如以通过 4 mol e－ 为桥梁可构建如下关系式：(式中 M 为金属， n 为其离子的化合价数值)注意 在电化学计算中，还常利用 Q＝ I·t 和 Q＝ n(e－ )×NA×1.60×10－19 C 来计算电路中通过的电量。考向一 多池串联的分析与计算1.(2017·四川绵阳调研)按如图装置进行电解(均是惰性电极)，已知 A 烧杯中装有 500 mL 20%的 NaOH 溶液，B 烧杯中装有 500 mL pH 为 6 的 CuSO4溶液。通电一段时间后，在 b 电极上收集到 28 mL 气体(标准状况)，则 B 烧杯中溶液 pH 变为(溶液体积变化忽略不计)( )A．4 B．3C．2 D．12．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为 Al，其他电极均为 Cu，则( )A．电流方向：电极Ⅳ→A→电极ⅠB．电极Ⅰ的质量减少 2.7 g 时，电极Ⅳ的质量减少 9.6 gC．电极Ⅱ逐渐溶解D．电极Ⅲ的电极反应：Cu 2＋ ＋2e － ===Cu考向二 电解的分阶段计算3．将等物质的量浓度的 CuSO4和 NaCl 等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液 pH 随时间 t 的变化如图所示，则下列说法错误的是( )12A．阳极先析出 Cl2，后析出 O 2，阴极先产生 Cu，后析出 H2B．AB 段阳极只产生 Cl2，阴极只产生 CuC．BC 段表示在阴极上是 H＋ 放电产生了 H2D．CD 段相当于电解水4．500 mL KNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液中 c(NO )＝0.6 mol·L－1 ，用石墨作电极电解此－ 3溶液，当通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L 气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为 500 mL，下列说法正确的是( )A．原混合溶液中 c(K＋ )为 0.2 mol·L－1B．上述电解过程中共转移 0.2 mol 电子C．电解得到的 Cu 的物质的量为 0.05 molD．电解后溶液中 c(H＋ )为 0.2 mol·L－1考点六 金属的腐蚀与防护考向一 金属腐蚀快慢的比较1．(2016·浙江名校联考)如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为( )A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥2．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )13A．图 a 中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重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的氧化作用引起的考向二 对析氢腐蚀和吸氧腐蚀的考查3．利用如图装置进行实验，开始时，a、b 两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是( )A．a 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C．a 处溶液的 pH 增大，b 处溶液的 pH 减小D．a、b 两处具有相同的电极反应式：Fe－2e － ===Fe2＋考向三常见金属防护措施5.全世界每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 M 的材料应该是比镁活泼的金属C．金属棒 M 上发生反应：M－ ne－ ―→M n＋D．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法