备考高考化学150天全方案之排查补漏提高专题06电化学讲义

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备考高考化学150天全方案之排查补漏提高专题06电化学讲义

‎【2019最新】精选备考高考化学150天全方案之排查补漏提高专题06电化学讲义 一、原电池的工作原理及应用 ‎(1)在原电池中,发生氧化反应的一极一定是负极。(  )‎ ‎(2)在原电池中,负极材料的活泼性一定比正极材料强。(  )‎ ‎(3)在原电池中,正极本身一定不参与电极反应,负极本身一定要发生氧化反应。(  )‎ ‎(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。(  )‎ ‎(5)电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用,是因为铜导线价格高,尽量节省成本。(  )‎ ‎(6)原电池内部阳离子移向负极。(  )‎ ‎(7)带盐桥的原电池中,可用金属代替盐桥。(  )‎ ‎【答案】(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)×‎ 二、电池电极反应式或总反应式的书写 ‎1.铝—镍电池(负极—Al,正极—Ni,电解液—NaCl溶液、O2)‎ 负极:4Al-12e-===4Al3+;‎ 正极:3O2+6H2O+12e-===12OH-;‎ 总反应式:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3。‎ ‎2.镁—铝电池(负极—Al,正极—Mg,电解液—KOH溶液)‎ 负极:2Al+8OH--6e-===2AlO2-+4H2O;‎ 正极:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-;‎ 10 / 10‎ 总反应离子方程式:2Al+2OH-+2H2O===2AlO2-+3H2↑。‎ ‎3.锂电池(负极—Li,正极—石墨,电解液—LiAlCl4—SOCl2)‎ 已知电池总反应式:4Li+2SOCl2===SO2↑+4LiCl+S,则 负极:4Li-4e-===4Li+;‎ 正极:2SOCl2+4e-===SO2↑+S+4Cl-。‎ ‎4.铁—镍电池(负极—Fe,正极—NiO2,电解液—KOH溶液)‎ 已知Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2,则:‎ 负极:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2;‎ 正极:NiO2+2H2O+2e-===Ni(OH)2+2OH-。‎ 阴极:Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-;‎ 阳极:Ni(OH)2-2e-+2OH-===NiO2+2H2O。‎ ‎5.LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—Li,含Li+导电固体为电解质)‎ 已知FePO4+LiLiFePO4,则 负极:Li-e-===Li+;‎ 正极:FePO4+Li++e-===LiFePO4。‎ 阴极:Li++e-===Li;‎ 阳极:LiFePO4-e-===FePO4+Li+。‎ ‎6.高铁电池(负极—Zn,正极—石墨,电解质为浸湿的固态碱性物质)‎ 已知:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,则:‎ 负极:3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2;‎ 正极:2FeO42-+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-。‎ 阴极:3Zn(OH)2+6e-===3Zn+6OH-;‎ 10 / 10‎ 阳极:2Fe(OH)3-6e-+10OH-===2FeO42-+8H2O。‎ ‎7.氢氧燃料电池 ‎(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)‎ 负极:2H2-4e-+4OH-===4H2O;‎ 正极:O2+2H2O+4e-===4OH-;‎ 总反应式:2H2+O2===2H2O。‎ ‎(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)‎ 负极:2H2-4e-===4H+;‎ 正极:O2+4H++4e-===2H2O;‎ 总反应式:2H2+O2===2H2O。‎ ‎(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)‎ 负极:2H2-4e-===4H+;‎ 正极:O2+2H2O+4e-===4OH-;‎ 总反应式:2H2+O2===2H2O。‎ ‎8.甲烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入甲烷、电解液有三种)‎ ‎(1)电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)‎ 正极:2O2+8e-+4CO2===4CO32-;‎ 负极:CH4-8e-+4CO32-===5CO2+2H2O;‎ 总反应式:CH4+2O2===CO2+2H2O。‎ ‎(2)酸性电解质(电解液为H2SO4溶液)‎ 正极:2O2+8e-+8H+===4H2O;‎ 10 / 10‎ 负极:CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+;‎ 总反应式:CH4+2O2===CO2+2H2O。‎ ‎(3)碱性电解质(电解液为KOH溶液)‎ 正极:2O2+8e-+4H2O===8OH-;‎ 负极:CH4-8e-+10OH-===CO32-+7H2O;‎ 总反应式:CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O。‎ ‎9.甲醇燃料电池 ‎(1)碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH溶液)‎ 正极:3O2+12e-+6H2O===12OH-;‎ 负极:2CH3OH-12e-+16OH-===2CO32-+12H2O;‎ 总反应式:2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O。‎ ‎(2)酸性电解质(铂为两极、电解液为H2SO4溶液)‎ 正极:3O2+12e-+12H+===6H2O;‎ 负极:2CH3OH-12e-+2H2O===12H++2CO2;‎ 总反应式:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。‎ 三、电解池电极反应式的书写 ‎1.用惰性电极电解下列溶液 ‎(1)NaCl溶液 阴极:2H++2e-===H2↑;‎ 阳极:2Cl--2e-===Cl2↑;‎ 总反应式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。‎ ‎(2)CuSO4溶液 10 / 10‎ 阴极:2Cu2++4e-===2Cu;‎ 阳极:4OH--4e-===2H2O+O2↑;‎ 总反应式:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑。‎ ‎2.用惰性电极电解下列熔融态物质 ‎(1)MgCl2‎ 阳极:2Cl--2e-===Cl2↑;‎ 阴极:Mg2++2e-===Mg;‎ 总反应式:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。‎ ‎(2)Al2O3‎ 阳极:6O2--12e-===3O2↑;‎ 阴极:4Al3++12e-===4Al;‎ 总反应式:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。‎ ‎3.用铜作电极电解下列溶液 ‎(1)H2O 阴极:2H++2e-===H2↑;‎ 阳极:Cu-2e-===Cu2+;‎ 总反应式:Cu+2H2OCu(OH)2↓+H2↑。‎ ‎(2)H2SO4溶液 阴极:2H++2e-===H2↑;‎ 阳极:Cu-2e-===Cu2+;‎ 总反应式:Cu+H2SO4CuSO4+H2↑。‎ ‎(3)NaOH溶液 10 / 10‎ 阴极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-;‎ 阳极:Cu-2e-+2OH-===Cu(OH)2↓;‎ 总反应式:Cu+2H2OCu(OH)2↓+H2↑。‎ ‎4.用Al作电极电解下列溶液 ‎(1)H2SO4溶液 阴极:6H++6e-===3H2↑;‎ 阳极:2Al-6e-===2Al3+;‎ 总反应式:2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑。‎ ‎(2)NaOH溶液 阴极:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-;‎ 阳极:2Al-6e-+8OH-===2AlO+4H2O;‎ 总反应式:2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2↑。‎ 四、电解原理的应用 ‎(1)Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑可以设计成电解池,但不能设计成原电池。(  )‎ ‎(2)电解饱和食盐水时,两个电极均不能用金属材料。(  )‎ ‎(3)根据得失电子守恒可知电解精炼铜时,阳极减少的质量和阴极增加的质量相等。(  )‎ ‎(4)电解是把电能转变成化学能。(  )‎ ‎(5)电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化。(  )‎ ‎(6)任何水溶液电解时,必将导致氧化还原反应。(  )‎ ‎【答案】(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√‎ ‎1.化学能与电能转化 10 / 10‎ ‎2.金属腐蚀 ‎1.原电池中的“3”个方向 ‎(1)电子方向:电子从负极流出经外电路流入正极;‎ ‎(2)电流方向:电流从正极流出经外电路流入负极;‎ ‎(3)离子的迁移方向:电解质溶液中,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移。‎ ‎2.原电池正、负极判断的“五个角度”‎ ‎3.“三步”突破原电池电极反应式、总反应式的书写 ‎4.电解池中电极反应式的书写步骤 ‎5.有关电化学定量计算的方法 ‎(1)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。‎ ‎(2)守恒法计算。用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。‎ ‎6.金属腐蚀快慢的判断 ‎7.理解充、放电,准确剖析电化学原理 ‎(1)对于可充电电池,放电时为原电池,符合原电池工作原理,负极发生氧化反应,正极发生还原反应;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。‎ ‎(2)可充电电池充电时为电解池,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;充电时电池的“+”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。‎ 10 / 10‎ ‎8.燃料电池电极反应式的书写方法 根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是O2,随着电解质溶液的不同,其电极反应有所不同,其实,我们只要熟记以下四种情况:‎ ‎(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式:O2+4H++4e-===2H2O。‎ ‎(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-。‎ ‎(3)固体电解质(高温下能传导O2-)环境下电极反应式:O2+4e-===2O2-。‎ ‎(4)熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下电极反应式:O2+2CO2+4e-===2CO32-。‎ 再根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式:‎ 电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系:电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式。‎ 电池负极反应式=电池的总反应式-电池正极反应式,注意在将两个反应式相减时,要约去正极的反应物O2。‎ ‎1.如图是利用一种微生物将废水中的有机物(如淀粉)和废气NO的化学能直接转化为电能,下列说法中一定正确的是 A.质子透过阳离子交换膜由右向左移动 B.与X相连接是用电器标有“+”的接线柱 C.M电极反应式:(C6H10O5)n+7nH2O-24ne-===6nCO2↑+24nH+‎ D.当M电极微生物将废水中16.2 g淀粉转化掉时,N电极产生134.4 L N2(标况下)‎ ‎【答案】C 10 / 10‎ ‎2.利用右图装置实现钢铁的电化学防护,下列说法错误的是 A.K连N,X极发生氧化反应 B.K连N,称外接电流的阴极保护法 C.K连M,X为Zn 时,铁不易被腐蚀 D.K连M,铁上电极反应为2H++2e→H2↑‎ ‎【答案】D ‎3.锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:‎ Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列说法错误的是( )‎ A.电池工作时,锌失去电子,电解液内部OH-向负极移动 B.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(1)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)‎ C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极 D.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g ‎【答案】C ‎【解析】A、锌的化合价升高,失去电子,电解液内部OH-向负极移动,A正确;B、负极失去电子,正极得到电子,则根据总反应式可判断正极是二氧化锰得到电子,电极反应式为2MnO2(s)+H2O(1)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq),B正确;C、电池工作时,电子从负极经外电路流向正极,C错误;D、总的反应式可知消耗0.2mol电子时负极消耗0.1mol锌,则消耗锌的质量0.1mol×65g/mol=6.5g,D正确,答案选C。‎ ‎4.H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应原理为:2H2S(g) + O2(g) = S2(s) + 2H2O(l)‎ 10 / 10‎ ‎ H=-632kJ·mol-1。右图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法不正确的是 A.电路中每流过2mol电子,电池内部释放316kJ热能 B.每34gH2S参与反应,有2mol H+经质子膜进入正极区 C.电极a为电池的负极 D.电极b上发生的电极反应为:O2+4e-+4 H+=2H2O ‎【答案】A ‎【解析】A.根据方程式,电路中每流过2mol电子,有1molH2S发生反应,电池内部释放316kJ的总能量,部分以电能的形式发出,部分以其他形式的能量发出,A错误;B.34gH2S的物质的量为1mol,根据方程式,有2molH+经质子膜进入正极区,与氧气结合生成水,B正确;C.该电池属于燃料电池,通入燃料的为负极,通入空气或氧气的为正极,故电极a为电池的负极,C正确;D.根据图示,酸性条件下,O2 在此极上得电子变为-2价的化合物水,电极b上发生的电极反应为:O2+4H++4e= 2H2O,D正确;答案选A。‎ ‎5.H3BO3(一元弱酸) 可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备,其工作原理如图,下列叙述错误的是 A.M室发生的电极反应式为:2H2O-4e- = O2↑+4H+‎ B.N室中:a% >b%‎ C.理论上每生成1mol产品,阴极室可生成标准状况下5.6L气体 D.b膜为阴膜,产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸 ‎【答案】C 10 / 10‎
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