2018届二轮复习电化学原理课件（76张）（全国通用）

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专题八 电化学原理 高考导航 考纲要求 考点归纳 高考示例 1.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。 考点一　原电池原理 2017课标Ⅲ,11;2016课标Ⅱ,11;2016课标Ⅲ,11;2015课标Ⅰ,11;2014课标Ⅱ,12 考点二　电解原理 2017课标Ⅱ,11;2016课标Ⅰ,11;2016课标Ⅲ,11;2014课标Ⅰ,27;2014课标Ⅱ,27 考点三　金属的腐蚀与防护 2017课标Ⅰ,11 热点题型　电化学中的“膜”化学 2016课标Ⅰ,11;2015课标Ⅰ,11,2014课标Ⅰ,27 总纲目录 考点一 原电池原理 考点二 电解原理 考点三 金属的腐蚀与防护 热点题型突破 6 电化学中的 “ 膜 ” 化学 考点一　原电池原理 主干回扣 1.原电池 (1)概念:把化学能转化为电能的装置。 (2)构成条件 ①有两个 　　　　　　　     电极; ②将电极插入 　　　　　　　     中并形成 　　　     ; ③能自发进行的 　　　     反应。 (3)工作原理 负极:失电子,发生氧化反应; 正极:得电子,发生还原反应。 娟 外电路中,电子从负极流出经 　　　     流入正极。电解质溶液中,阳离 子移向 　　　     ,阴离子移向 　　　     。 (4)原电池原理的应用 ①比较金属的活动性强弱;②加快化学反应速率;③用于金属的防护;④ 设计制作原电池。 答案　(2)①活泼性不同的　②电解质溶液或熔融电解质 闭合回路　③氧化还原　(3)导线　正极　负极 2.正误判断,正确的划“√”,错误的划“ ✕ ”。 (1)铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极   (　　) (2)原电池的负极材料一定比正极材料活泼   (　　) (3)原电池的负极发生氧化反应,正极发生还原反应   (　　) (4)原电池工作时负极材料一定发生损耗   (　　) (5)实现Zn+2H +   Zn 2+ +H 2 ↑的反应装置只能是原电池   (　　) 答案　(1) ✕ 　(2) ✕ 　(3)√　(4) ✕ 　(5) ✕ 3.根据要求填空: (1)根据反应2FeCl 3 +Cu   2FeCl 2 +CuCl 2 设计原电池: 　　　　　　     　　　　　     ,并指出使用盐桥的优点 　　　　　　　　　　         。 (2)碱性锌锰电池的负极反应: 　　　　　　　　　　　　　　     ,正极 反应: 　　　　　　　　　　　　　     ,总反应: 　　　　　　　　　     　　　　　　　     。 (3)铅蓄电池的负极反应: 　　　　　　　　　　     ,正极反应: 　　　     　　　　　　　　　     ,总反应: 　　　　　　　　　　　　　    　     。 (4)碱性氢氧燃料电池的负极反应: 　　　　　　　　　     ,正极反应:      　　　　　　　　　     ;酸性氢氧燃料电池的负极反应: 　　　　　     　　     ,正极反应: 　　　　　　　　　　     。 答案　(1)   减少能量损耗,使电流稳定,持续时间长 (2)Zn-2e - +2OH -   Zn(OH) 2 　2MnO 2 +2e - +2H 2 O   2MnOOH+2OH -      Zn+2MnO 2 +2H 2 O   Zn(OH) 2 +2MnOOH (3)Pb-2e - +S     PbSO 4 　PbO 2 +2e - +4H + +S     PbSO 4 +2H 2 O　 Pb(s)+PbO 2 (s)+2H 2 SO 4 (aq)   2PbSO 4 (s)+2H 2 O(l) (4)H 2 -2e - +2OH -   2H 2 O　O 2 +4e - +2H 2 O   4OH -      H 2 -2e -   2H + 　O 2 +4e - +4H +   2H 2 O 1.(2017山东青岛二模,12)Zn-ZnSO 4 -PbSO 4 -Pb电池装置如下图,下列说 法错误的是   (　　)   典题精练 题组一　原电池原理及应用 A.S   从右向左迁移 B.电池的正极反应为:Pb 2+ +2e -   Pb C.左边ZnSO 4 浓度增大,右边ZnSO 4 浓度不变 D.若有6.5 g锌溶解,有0.1 mol S   通过离子交换膜 答案    B　A项,原电池中阴离子向负极移动,故S   从右向左迁移,正 确;B项,正极反应为PbSO 4 +2e -   Pb+S   ,错误;C项,左侧电极上Zn失 去电子生成Zn 2+ ,S   通过阴离子交换膜向左迁移,故左边 c (ZnSO 4 )增大, 右边PbSO 4 得电子产生的S   全部移向左边,故右边 c (ZnSO 4 )不变,正确; D项,据Zn~PbSO 4 ~S   可知,若溶解6.5 g Zn,则正极有0.1 mol S   生成, 其通过阴离子交换膜移向左边,正确。 2.(2017山东潍坊一模,11)通过NO传感器可监测汽车排放的尾气中NO 的含量,其工作原理如图所示,下列说法正确的是   (　　)   A.O 2- 向正极移动 B.负极的电极反应式为:NO-2e - +O 2-   NO 2 C.O 2 的电极反应产物是H 2 O D.反应消耗的NO与O 2 的物质的量之比为1∶2 答案    B　A项,O 2- 向负极(NiO电极)移动,故错;B项,负极反应式为NO+ O 2- -2e -   NO 2 ,正确;C项,O 2 的电极反应产物为O 2- ,故错;D项,根据得失 电子守恒可知反应消耗的NO与O 2 的物质的量之比为2∶1,故错。 3.(2017福建厦门一模,13)铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性 污水的一种工艺,装置如图所示。若上端开口关闭,可得到强还原性的 H·(氢原子);若上端开口打开,并鼓入空气,可得到强氧化性的·OH(羟基 自由基)。下列说法错误的是       (　　)   A.无论是否鼓入空气,负极的电极反应式均为Fe-2e -   Fe 2+ B.不鼓入空气时,正极的电极反应式为H + +e -   H· C.鼓入空气时,每生成1 mol ·OH有2 mol电子发生转移 D.处理含有草酸(H 2 C 2 O 4 )的污水时,上端开口应打开并鼓入空气 答案    C　若上端开口打开,鼓入空气时,正极反应式为O 2 +2e - +2H +   2OH - , 每生成1 mol ·OH有1 mol e - 发生转移,故C错误。 方法归纳　原电池解题“四步曲”   题组二　生活中形形色色的化学电源 4.将CH 4 设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图所示(A、B为多孔性 碳棒)。持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积 V L。则下列说法 正确的是   (　　)   A.OH - 由A端移向B端 B.0< V ≤ 22.4时,电池总反应的化学方程式为:CH 4 +2O 2 +KOH   KHCO 3 +2H 2 O C.22.4< V ≤ 44.8时,负极的电极反应为:CH 4 -8e - +9C   +3H 2 O   10HC   D. V =33.6时,溶液中阴离子浓度大小关系为: c (C   )> c (HC   )> c (OH - ) 答案    C　燃料电池中,通入CH 4 的一端为原电池的负极,通入空气的一 端为原电池的正极,在原电池中,OH - 移向负极,即从B端移向A端,故A错 误;当0< V ≤ 22.4时, n (CH 4 )∶ n (KOH) ≤ 1∶2,则生成K 2 CO 3 ,故电池总反应 的化学方程式为CH 4 +2O 2 +2KOH   K 2 CO 3 +3H 2 O,B错误;当22.4< V ≤ 44.8时,CH 4 失电子后与C   结合转化为HC   ,故负极反应式为CH 4 -8e - + 9C   +3H 2 O   10HC   ,C正确;当 V =33.6时, n (CH 4 )=1.5 mol,电池总反 应为3CH 4 +6O 2 +4KOH   K 2 CO 3 +2KHCO 3 +7H 2 O,得到0.5 mol K 2 CO 3 和 1 mol KHCO 3 ,则 c (HC   )> c (C   )> c (OH - ),故D错误。 5.(2017东北三省四市二模,12)我国对可呼吸的钠—二氧化碳电池的研 究取得突破性进展,该电池的总反应式为4Na+3CO 2   2Na 2 CO 3 +C,其 工作原理如图所示(放电时产生的碳酸钠固体储存于碳纳米管中)。关 于该电池,下列说法错误的是   (　　)   A.充电时,Na + 从阳极向阴极移动 B.可以用乙醇代替TEGDME做有机溶剂 C.放电时,转移1 mol电子,负极质量减轻23 g D.放电时,正极反应为3CO 2 +4Na + +4e -   2Na 2 CO 3 +C 答案    B　由于乙醇可以与金属钠反应,故不能用乙醇代替TEGDME做 有机溶剂。 6.(2017湖南长沙二模,11)一种以NaBH 4 和H 2 O 2 为原料的新型电池的工 作原理如图所示。下列说法错误的是   (　　)   A.电池的正极反应式为H 2 O 2 +2e -   2OH - B.电池放电时Na + 从a极区移向b极区 C.电子从电极b经外电路流向电极a D.b极室的输出液经处理后可输入a极室循环利用 答案    C　由图示可知b极H 2 O 2 →OH - ,发生还原反应,为正极,则a极为负 极,故电子从电极a经外电路流向电极b,C错误。 归纳总结　燃料电池电极反应式的书写 第一步:写出电池总反应 首先写出燃料的燃烧反应,若产物能和电解质反应,则总反应为加和后 的反应。 如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为: CH 4 +2O 2   CO 2 +2H 2 O   ① CO 2 +2NaOH   Na 2 CO 3 +H 2 O   ② ①式+②式得燃料电池总反应式为:CH 4 +2O 2 +2NaOH   Na 2 CO 3 +3H 2 O。 第二步:写出电池的正极反应式 根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质是O 2 ,因电解 质溶液不同,其电极反应式有所不同,大致有以下四种情况: (1)酸性电解质溶液 O 2 +4H + +4e -   2H 2 O (2)碱性电解质溶液 O 2 +2H 2 O+4e -   4OH - (3)固体电解质(高温下能传导O 2- ) O 2 +4e -   2O 2- (4)熔融碳酸盐(如熔融K 2 CO 3 ) O 2 +2CO 2 +4e -   2C   第三步:根据电池总反应式和正极反应式,写出负极反应式 在转移电子数相同时,电池总反应式-正极反应式=负极反应式。 考点二　电解原理 主干回扣 1.电解池的工作原理 (1)电解原理 使 　　　     通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极引起氧化 还原反应的过程叫电解。 将电能转化为化学能的装置叫电解池。 阴、阳离子在电极上失去或得到电子发生氧化、还原反应的过程就叫 放电。 (2)电解池的构成条件: 　　　     ,两个电极,电解质溶液(或熔融电解质), 闭合回路。 (3)电解池的工作原理 阳极:与电源 　　　     极相连,失电子,发生氧化反应; 阴极:与电源 　　　     极相连,得电子,发生还原反应。 电子从电源的负极沿导线流入电解池的 　　　     ,再从电解池的 　　          流出,并沿导线流回电源的正极;电解质溶液中,阳离子移向 　　　     , 阴离子移向 　　　     。 答案　(1)电流　(2)直流电源　(3)正　负　阴极　阳极　阴极　阳极 2.电解原理的应用 (1)用惰性电极电解足量CuSO 4 溶液、NaCl溶液要恢复至原状态需分别 加入 　　　     、 　　　     。 (2)用化学方程式表示氯碱工业、Al的制备原理: 　　　　　　　　     　　　　     、 　　　　　　　　　　　　　     。 (3)电解精炼铜、电镀铜的阴、阳极材料分别为 　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　     。 答案　(1)CuO　HCl (2)2NaCl+2H 2 O   2NaOH+H 2 ↑+Cl 2 ↑ 2Al 2 O 3 (熔融)   4Al+3O 2 ↑ (3)电解精炼铜的阳极:粗铜　阴极:精铜;电镀铜的阳极:铜　阴极:镀件 1.(2017安徽淮南二中高三月考)用石墨作电极完全电解含1 mol 溶质X 的溶液后,向溶液中加入一定量的物质Y能使电解液恢复到起始状态的 是   (　　) 典题精练 题组一　电解规律及电极反应式的书写 选项 X溶液 物质Y A CuCl 2 1 mol Cu(OH) 2 B KOH 1 mol KOH C Na 2 SO 4 1 mol H 2 SO 4 D AgNO 3 0.5 mol Ag 2 O 答案    D    A项,电解氯化铜溶液的反应为CuCl 2   Cu+Cl 2 ↑,电解液 复原需加入氯化铜,错误;B项,电解氢氧化钾溶液的实质是电解水,所以 电解液复原加入水即可,错误;C项,电解硫酸钠溶液的实质是电解水,所 以电解液复原加入水即可,错误;D项,电解硝酸银溶液两极上分别产生 金属银和氧气,结合量的关系可知,要使电解液复原需加入0.5 mol Ag 2 O, 正确。 2.(2017湖南永州高三月考)关于下图所示电解池工作时的相关叙述正 确的是   (　　)   A.Fe电极作阳极,发生氧化反应 B.Cl - 向石墨极做定向运动 C.石墨电极反应式:Fe 3+ +3e -   Fe D.电解池总反应:2Cl - +2Fe 3+   Cl 2 +2Fe 2+ 答案    A　由电子转移方向可知石墨为阴极,铁为阳极。A项,Fe为阳极, 发生氧化反应,故A正确;B项,电解质溶液中,阴离子向阳极移动,故Cl - 向 Fe极做定向运动,故B错误;C项,石墨是电解池的阴极,发生还原反应,电 极反应式为Fe 3+ +e -   Fe 2+ ,故C错误;D项,电解池总反应为Fe+2Fe 3+   3Fe 2+ ,故D错误。 归纳总结　电解池电极反应式的书写   题组二　电解原理的应用 3.(2017安徽安庆六校联考)下列图示中关于铜电极的连接错误的是   (　　)   答案    C　A项,锌比铜活泼,锌作负极,铜作正极,连接正确;B项,电解精 炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,连接正确;C项,电镀时,镀件作阴极,镀 层金属作阳极,连接错误;D项,电解氯化铜溶液,铜作阴极,石墨作阳极,连 接正确。 4.纳米氧化亚铜在制作陶瓷等方面有广泛应用。利用电解的方法可得 到纳米Cu 2 O,电解原理如图所示。下列有关说法不正确的是   (　　)   A.b极为负极 B.铜极的电极反应式为2Cu-2e - +2OH -   Cu 2 O+H 2 O C.钛极附近逸出O 2 D.每生成1 mol Cu 2 O,理论上有2 mol OH - 从离子交换膜左侧向右侧迁移 答案    C　A项,要制得纳米Cu 2 O,则铜为阳极,所以b极为负极。B项,铜 极上发生氧化反应生成氧化亚铜,电极反应式为2Cu-2e - +2OH -   Cu 2 O +H 2 O。C项,钛极的电极反应式为2H 2 O+2e -   2OH - +H 2 ↑。D项,分 析两极上的电极反应式可知,每生成1 mol Cu 2 O,理论上有2 mol OH - 从 离子交换膜左侧向右侧迁移。 方法归纳　电极判断的“五”方法 判断依据 电极材料或 连接方式 电极反应 电子流向 离子移向 电极现象 原电池 负极 活泼金属 氧化反应 流出 阴离子 移向 电极质量减小 正极 不活泼金属或非金属 还原反应 流入 阳离子 移向 电极增重或质量 不变 电解池 阳极 与电源正极相连 氧化反应 流出 阴离子 移向 电极溶解 阴极 与电源负极相连 还原反应 流入 阳离子 移向 电极增重或质量不变 5.(2017河北邯郸一模,11)根据下图回答,下列说法错误的是   (　　) A.电子经导线流入b电极 B.若b极增重5.4 g,燃料电池负极消耗CH 4 的体积为140 mL C.燃料电池中正极反应为O 2 +4e - +2H 2 O   4OH - 题组三　多池串联装置 D.此装置用于电镀银时,一段时间后硝酸银溶液的浓度不变 答案    B　A项,通入CH 4 的电极为负极,则电子经导线流入b电极,正确;B 项,未指明CH 4 所处的状况,无法计算CH 4 的体积,错误;C项,燃料电池正极 发生还原反应,在碱性电解质中O 2 得电子生成OH - ,正确;D项,右侧装置 为电镀池时,a极为Ag,阳极溶解的Ag的质量等于阴极析出的Ag的质量, c (AgNO 3 )不变,正确。 6.(2017黑龙江哈尔滨六中高三月考)某同学组装了如图所示的电化学 装置,则下列说法正确的是   (　　)   A.图中甲池为原电池装置,Cu电极发生还原反应 B.实验过程中,甲池左侧烧杯中N   的浓度不变 C.若甲池中Ag电极质量增加5.4 g,乙池某电极析出1.6 g金属,则乙中的 某盐溶液可能是AgNO 3 溶液 D.若用铜制U形物代替“盐桥”,工作一段时间后取出U形物称量,质量 会减小 答案    C　A项,图中甲池为原电池装置,Cu电极为负极,发生氧化反应, 错误;B项,实验过程中,铜放电生成铜离子,盐桥中的硝酸根离子向左侧 烧杯移动,所以左侧烧杯中N   的浓度变大,错误;C项,若甲池中Ag电极 质量增加5.4 g,即生成5.4 g银,物质的量为   =0.05 mol,所以整个 电路中转移0.05 mol电子,如果乙池中硝酸银足量应生成5.4 g银,现只析 出1.6 g金属,说明硝酸银不足,正确;D项,用铜制U形物代替“盐桥”,右 边铜的质量减少,而左边铜的质量增加,且减少的质量与增加的质量相 等,所以U形物的质量不变,错误。 方法归纳　电化学计算的常用方法   考点三　金属的腐蚀与防护 主干回扣 1.金属的腐蚀 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗;化学腐蚀与电化学腐蚀往往 同时发生,但 　　　　　     更普遍,腐蚀速率更大,危害更严重。 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强 水膜酸性较弱或呈中性 负极反应 Fe-2e -   Fe 2+ Fe-2e -   Fe 2+ 正极反应 　　　　　　　　　　    　　　　　　　　　　     总反应 Fe+2H +   Fe 2+ +H 2 ↑ 2Fe+2H 2 O+O 2   2Fe(OH) 2 其他反应 4Fe(OH) 2 +2H 2 O+O 2   4Fe(OH) 3 Fe(OH) 3 脱水生成Fe 2 O 3 · n H 2 O 普遍性 吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍 (2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 答案　(1)电化学腐蚀 (2)2H + +2e -   H 2 ↑　O 2 +2H 2 O+4e -   4OH - 2.电化学防护方法   答案　原电池　电解 3.正误判断,正确的划“√”,错误的划“ ✕ ”。 (1)纯银器在空气中因化学腐蚀表面渐渐变暗   (　　) (2)金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍   (　　) (3)金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程   (　　) (4)铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e -   F   ,继 而形成铁锈   (　　) (5)铜在酸性环境中易发生析氢腐蚀   (　　) (6)生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀   (　　) (7)当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用   (　　) (8)牺牲阳极的阴极保护法是利用电解原理防腐的   (　　) (9)将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连,正极连接到一块 废铁上可防止水闸被腐蚀   (　　) (10)将钢闸门与浸入海水的锌块用导线相连,可防止钢闸门被腐蚀   (    　) 答案　(1)√　(2)√　(3) ✕ 　(4) ✕ 　(5) ✕ 　(6) ✕ 　(7) ✕ 　(8) ✕ 　(9) √　(10)√ 典题精练 题组一　金属的腐蚀与防护 1.(2017湖北恩施建始一中高三月考)钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生 的电极反应为   (　　) A.2H + +2e -   H 2 ↑　　B.Fe 2+ +2e -   Fe C.2H 2 O+O 2 +4e -   4OH - 　　D.Fe 3+ +e -   Fe 2+ 答案    C　钢铁发生吸氧腐蚀时,负极反应为Fe-2e -   Fe 2+ ,正极反应 为O 2 +2H 2 O+4e -   4OH - 。 2.(2017湖南长沙长郡中学高三月考)下列有关金属腐蚀与保护的说法 正确的是   (　　)   A.常温下,断开K时,若M溶液为浓硫酸,则铁发生化学腐蚀 B.关闭K,若M为氯化钠,则铁极的电极反应式为O 2 +4e - +2H 2 O   4OH - C.关闭K,若M为硫酸铵,则石墨极的电极反应式为2H + +2e -   H 2 ↑ D.关闭K,若M溶液为海水,石墨换成铜或银,则为外加电流的阴极保护法 答案    C　A项,常温下,铁在浓硫酸中易发生钝化,错误;B项,关闭K时, 若M为氯化钠,则金属铁发生析氧腐蚀,金属铁是负极,铁电极反应式为 Fe-2e   Fe 2+ ,错误;C项,关闭K时,若M为硫酸铵,则金属铁发生析氢腐 蚀,石墨极为正极,电极反应式为2H + +2e -   H 2 ↑,正确;D项,关闭K时, 若M溶液为海水,石墨换成铜或银,此时金属铁是负极,会加快金属Fe的 腐蚀速率,故D错误。 3.如图所示的装置中,在U形管底部盛有CCl 4 ,分别在U形管两端小心倒 入饱和食盐水和稀硫酸,并使a、b两端液面相平,然后分别塞上插有生 铁丝的塞子,密封好,放置一段时间后,下列有关叙述中错误的是   (    　)   A.铁丝在两处的腐蚀速率:a

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