2017高考化學二輪復習2.1.5電化學基次件

1、第5講　電化學基礎(chǔ),-2-,專題知識脈絡(luò),能力目標解讀,熱點考題詮釋,-3-,專題知識脈絡(luò),能力目標解讀,熱點考題詮釋,-4-,專題知識脈絡(luò),能力目標解讀,熱點考題詮釋,-5-,專題知識脈絡(luò),能力目標解讀,熱點考題詮釋,1,2,3,1.(2016全國乙)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和 可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子

2、被阻擋不能進入中間隔室。,答案,解析,-6-,專題知識脈絡(luò),能力目標解讀,熱點考題詮釋,1,2,3,答案,解析,-7-,專題知識脈絡(luò),能力目標解讀,熱點考題詮釋,1,2,3,3.(2015全國課標Ⅱ,節(jié)選)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH。回收處理該廢電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:溶解度/(g/100

3、 g水),-8-,專題知識脈絡(luò),能力目標解讀,熱點考題詮釋,1,2,3,回答下列問題:(1)該電池的正極反應(yīng)式為　　　　　　　　　,電池反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　。 (2)維持電流強度為0.5 A,電池工作5分鐘,理論上消耗鋅　　　　 g。(已知F=96 500 C·mol-1),-9-,專題知識脈絡(luò),能力目標解讀,熱點考題詮釋,1,2,3,,-10-,熱點一,熱點二,熱點三,原電池原理及電極

4、反應(yīng)式的書寫有關(guān)原電池解題的思維路徑,-11-,熱點一,熱點二,熱點三,問題探究1.如何確定正負極?(1)根據(jù)電極材料判斷:活潑金屬作負極、不活潑金屬(或非金屬)作正極。燃料電池:燃料在負極,氧氣在正極。(2)由反應(yīng)類型判斷:失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的是負極;得電子發(fā)生還原反應(yīng)的是正極。(3)依據(jù)電子流向、陰陽離子流向、電流流向判斷:電子流出、電流流入、陰離子流向的電極為負極;電子流入、電流流出、陽離子流向的電極為正極。,-12-,

5、熱點一,熱點二,熱點三,2.怎樣正確書寫電極反應(yīng)?(1)電極反應(yīng)的書寫是關(guān)鍵。常見的步驟及方法:,-13-,熱點一,熱點二,熱點三,-14-,熱點一,熱點二,熱點三,(2)書寫電極反應(yīng)式應(yīng)充分注意介質(zhì)影響。①中性溶液反應(yīng)物中若是H+得電子或OH-失電子,H+和OH-均來自于水的電離;②酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均不出現(xiàn)OH-;③堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均不出現(xiàn)H+;④水溶液中不能出現(xiàn)O2-。3.如何分析實驗現(xiàn)象?分析電極及電

6、極區(qū)的pH及實驗現(xiàn)象時,要從電極反應(yīng)入手;分析電解質(zhì)溶液中的pH及實驗現(xiàn)象時,要從電池反應(yīng)入手。,-15-,熱點一,熱點二,熱點三,例1(1)(2013全國課標Ⅰ)二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點,其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93 kW·h·kg-1)。若電解質(zhì)為酸性,二甲醚直接燃料電池的負極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　,一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化,可以產(chǎn)生　　　個電子的電量。 (2

7、)(2012課標全國部分)與MnO2-Zn電池類似,K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　,該電池總反應(yīng)的離子方程式為　。,-16-,熱點一,熱點二,熱點三,-17-,熱點一,熱點二,熱點三,-18-,熱點一,熱點二,熱點三,-19-,熱點一,熱點二,熱點三,題后反思(1)在書寫負極反應(yīng)時,因為不遵循守恒規(guī)律,導致書寫錯誤,若忽略溶液的酸堿性,寫出了堿性環(huán)境下的反應(yīng),沒

8、有分清正負極,寫出了正極的電極反應(yīng)。有考慮溶液為堿性環(huán)境而不得分,未配平不得分。(3)總方程式書寫常見的兩個問題:第一是寫成化學方程式,題干要求寫離子方程式;第二是沒有配平或不該拆開的物質(zhì)拆開了。,-20-,熱點一,熱點二,熱點三,對點訓練1(2013安徽理綜)熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后,電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為:下列

9、有關(guān)說法正確的是(　　)B.放電過程中,Li+向負極移動C.每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,理論上生成20.7 g PbD.常溫時,在正負極間接上電流表或檢流計,指針不偏轉(zhuǎn),答案,解析,-21-,熱點一,熱點二,熱點三,電解原理及電極反應(yīng)式的書寫有關(guān)電解池解題的思維路徑,-22-,熱點一,熱點二,熱點三,問題探究1.如何判斷陰陽極?判斷原電池和電解池的電極是解題的關(guān)鍵,為了方便記憶,我們可采取口訣或諧音的方法記憶。原電池,正負

10、極;電解池,陰陽極;失去電子負(原電池)陽(電解池)極;發(fā)生氧化定無疑。2.怎樣判斷電解產(chǎn)物?(1)陽極產(chǎn)物的判斷。首先看電極,如果是活性電極(金屬活動性順序中Ag以前的金屬,包括Ag)作陽極,則電極材料本身失電子,電極溶解。如果是惰性電極,則看溶液中陰離子的失電子能力,陰離子的放電順序為S2->I->Br->Cl->OH-,其氧化產(chǎn)物依次對應(yīng)為單質(zhì)S、I2、Br2、Cl2和O2。,-23-,熱點一,熱

11、點二,熱點三,(2)陰極產(chǎn)物的判斷。直接根據(jù)陽離子放電順序(如下)進行判斷:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+,其還原產(chǎn)物依次對應(yīng)為金屬單質(zhì)或低價態(tài)陽離子:Ag、Fe2+、Cu、H2、Pb、Sn、Fe、Zn。3.如何正確書寫電極反應(yīng)式?根據(jù)溶液環(huán)境,結(jié)合電解產(chǎn)物的判斷,書寫出陰陽極的電極反應(yīng)方程式。,-24-,熱點一,熱點二,熱點三,例2(1)(201

12、4全國課標Ⅰ)H3PO2也可用電滲析法制備,“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過):①寫出陽極的電極反應(yīng)式　。 ②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因  　。 ③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2,將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜,從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。其缺點是產(chǎn)品中混有　　　　雜質(zhì),該雜

13、質(zhì)產(chǎn)生的原因是　 　。,-25-,熱點一,熱點二,熱點三,(2)(2014課標全國Ⅱ)PbO2也可以通過石墨為電極,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　,陰極上觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　;若電解液中不加入Cu(NO3)2,陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　,這樣做的主要缺點是　　　　　　　　　　　。,-26-,熱點一,熱點二,熱點三,

14、分析推理 (1)如何判斷陰陽極電解產(chǎn)物?根據(jù)電子的流動方向及溶液中離子的放電順序,可知陽極只能是氫氧根離子失電子,轉(zhuǎn)化為O2,陰極為氫離子得電子轉(zhuǎn)化為H2。(2)如何判斷溶液中離子的移動方向?根據(jù)離子交換膜的性質(zhì)與溶液中離子的移動要形成閉合回路這一特點,陽極室中的氫離子移向產(chǎn)品室,因為產(chǎn)品室與原料室之間有陰膜,阻止了陽離子向陰極室移動,為了形成閉合回路,只能是原料室中 移向產(chǎn)品室,同時鈉離子移向陰

15、極室。,-27-,熱點一,熱點二,熱點三,(3)若采用“三室電滲析法”,則雜質(zhì)是如何產(chǎn)生的?此時可以根據(jù)放電順序及所給物質(zhì)性質(zhì)判斷,因為H3PO2中P為+1價,具有較強的還原性,會被陽極產(chǎn)生的氧氣氧化為 。(4)對于Pb(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液,陽極產(chǎn)物是O2嗎?陰陽極產(chǎn)物如何判斷?一般要依據(jù)離子在溶液中的放電順序,活性電極作陽極要先放電溶解,結(jié)合題給信息,知道PbO2可以由電解得到,則Pb2+的化

16、合價升高,失電子,只能在陽極產(chǎn)生,所以陽極產(chǎn)生的是PbO2而非O2。根據(jù)放電順序,陰極產(chǎn)生的是銅單質(zhì)。,-28-,熱點一,熱點二,熱點三,-29-,熱點一,熱點二,熱點三,題后反思(1)寫電極反應(yīng)時電子的得失易寫反,如寫成2H2O+4e- O2↑+4H+而丟分。(2)得到H3PO2的原因,雜質(zhì)產(chǎn)生的原因,學生給出的答案千奇百怪,說明對原理不清楚。即使清楚原理,很多學生語言敘述存在很大問題,沒有說出關(guān)鍵點而丟分。由此提

17、醒我們在今后的學習中多在課堂中練習表述,學會表述。(3)對于Pb(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中陽極反應(yīng)很多學生沒有審清題,寫成4OH--4e- 2H2O+O2↑而丟分。同樣“陰極上觀察的現(xiàn)象”,而許多學生寫成溶液中的現(xiàn)象而丟分。審清題意成為此題得分的關(guān)鍵點。,-30-,熱點一,熱點二,熱點三,對點訓練2(2015河北邯鄲模擬)用Na2SO3溶液吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫,將所得的混合液進行電解循環(huán)再生

18、,這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。其中陰、陽離子交換膜組合循環(huán)再生機理如圖所示,則下列有關(guān)說法中不正確的是(　　),A.X為直流電源的負極,Y為直流電源的正極B.陽極區(qū)pH增大 C.圖中的b>aD.該過程中的產(chǎn)品主要為H2SO4和H2,答案,解析,-31-,熱點一,熱點二,熱點三,金屬的腐蝕與防護　電化學定量計算金屬的腐蝕與防護的解題思維路徑,-32-,熱點一,熱點二,熱點三,問題探究1.金屬防腐

19、的電化學方法有哪些?(1)犧牲陽極的陰極保護法——原電池原理:在被保護的鋼鐵設(shè)備上裝若干較活潑金屬如鋅塊,讓被保護的金屬作原電池的正極,簡稱“犧陽保陰”。(2)外加電流的陰極保護法——電解池原理:讓被保護的鋼鐵設(shè)備作陰極,惰性電極作陽極,外接直流電源,簡稱“外流保陰”。(3)其他方法:改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu),如制成不銹鋼;加涂防護層如噴油漆、涂油脂、噴鍍等方法。,-33-,熱點一,熱點二,熱點三,2.有關(guān)電化學定量計算的方法有哪些

20、?(1)根據(jù)總反應(yīng)式計算。先寫出電極反應(yīng),再寫出總反應(yīng)式,然后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算。(2)守恒法計算。用于串聯(lián)電路中電極反應(yīng)物、產(chǎn)物及電子轉(zhuǎn)移的有關(guān)計算,其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)守恒。,-34-,熱點一,熱點二,熱點三,例3(2014上?；瘜W)如下圖所示,將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中。下列分析正確的是 (　　)B.K1閉合,石墨棒周圍溶液pH逐漸升高C.K2閉合,鐵棒不會被腐蝕,屬于犧牲陽

21、極的陰極保護法D.K2閉合,電路中通過0.002NA個電子時,兩極共產(chǎn)生0.001 mol氣體,-35-,熱點一,熱點二,熱點三,,-36-,熱點一,熱點二,熱點三,對點訓練3為增強鋁的耐腐蝕性,現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源,以Al作陽極、Pb作陰極,電解稀硫酸,使鋁表面的氧化膜增厚。反應(yīng)原理如下:電池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)電解池:2Al+3H2O

22、 Al2O3+3H2↑電解過程中,以下判斷正確的是(　　),-37-,熱點一,熱點二,熱點三,答案,解析,-38-,1,2,3,4,答案,解析,-39-,1,2,3,4,-40-,1,2,3,4,A.當外電路中有0.2 mol e-轉(zhuǎn)移時,A極區(qū)增加的H+的個數(shù)為0.1NAC.電流方向從B極沿導線經(jīng)小燈泡流向A極D.B為電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng),答案,解析,-41-,1,2,3,4,答案,解析,-42-,1,2

23、,3,4,4.Ⅰ.某同學用FeCl3溶液吸收H2S,得到單質(zhì)硫;過濾后,再以石墨為電極,在一定條件下電解濾液。(1)FeCl3與H2S反應(yīng)的離子方程式為 　。 (2)電解池中H+在陰極放電產(chǎn)生H2,陽極的電極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.電化學法降解 的原理如圖所示。,-43-,1,2,3,4,(1)電源正極為　　　(填“A”或“B”),陰極反應(yīng)式為　 　。&#