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.doc

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1、1 / 11【2019【2019 最新最新】精选备考高考化学精选备考高考化学 150150 天全方案之排查补漏提高专题天全方案之排查补漏提高专题0606 电化学讲义电化学讲义一、原电池的工作原理及应用一、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

2、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：4Al12e=4Al3；正极：3O26H2O12e=12OH；总反应式：4Al3O26H2O=4Al(OH)3。2镁铝电池(负极Al，正极Mg，电解液KOH 溶液)负极：2Al8OH6e=2AlO2-4H2O；正极：6H2O6e=3H26OH；2 / 11总反应离子方程式：2Al2OH2H2O=2AlO2-3H2。3锂电池(负极L

3、i，正极石墨，电解液LiAlCl4SOCl2)已知电池总反应式：4Li2SOCl2=SO24LiClS，则负极：4Li4e=4Li；正极：2SOCl24e=SO2S4Cl。4铁镍电池(负极Fe，正极NiO2，电解液KOH 溶液)已知 FeNiO22H2OFe(OH)2Ni(OH)2，则：V2O5高温、高压催化剂浓硫酸180催化剂充电放电催化剂放电充电负极：Fe2e2OH=Fe(OH)2；正极：NiO22H2O2e=Ni(OH)22OH。阴极：Fe(OH)22e=Fe2OH；阳极：Ni(OH)22e2OH=NiO22H2O。5LiFePO4 电池(正极LiFePO4，负极Li，含 Li导电固体为

4、电解质)已知 FePO4LiLiFePO4，则V2O5高温、高压催化剂浓硫酸180催化剂充电放电催化剂放电充电负极：Lie=Li；正极：FePO4Lie=LiFePO4。阴极：Lie=Li；阳极：LiFePO4e=FePO4Li。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：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，则：V2O5高温、高压催化剂浓硫酸180催化剂充电放电催化剂放电充电负极：3Zn6e6OH=3Zn(OH)2；3 / 11正极：2FeO42-6e8H2O=2Fe(OH)310OH。阴极：3Zn(OH)26e=3Zn6OH；阳极：2F

5、e(OH)36e10OH=2FeO42-8H2O。7氢氧燃料电池（1）电解质是 KOH 溶液(碱性电解质)负极：2H24e4OH=4H2O；正极：O22H2O4e=4OH；总反应式：2H2O2=2H2O。（2）电解质是 H2SO4 溶液(酸性电解质)负极：2H24e=4H；正极：O24H4e=2H2O；总反应式：2H2O2=2H2O。（3）电解质是 NaCl 溶液(中性电解质)负极：2H24e=4H；正极：O22H2O4e=4OH；总反应式：2H2O2=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 Na2C

6、O3)正极：2O28e4CO2=4CO32-；负极：CH48e4CO32-=5CO22H2O；总反应式：CH42O2=CO22H2O。4 / 11（2）酸性电解质(电解液为 H2SO4 溶液)正极：2O28e8H=4H2O；负极：CH48e2H2O=CO28H；总反应式：CH42O2=CO22H2O。（3）碱性电解质(电解液为 KOH 溶液)正极：2O28e4H2O=8OH；负极：CH48e10OH=CO32-7H2O；总反应式：CH42O22KOH=K2CO33H2O。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：3O212e6H2O=12OH；负极：2CH3OH1

7、2e16OH=2CO32-12H2O；总反应式：2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。（2）酸性电解质(铂为两极、电解液为 H2SO4 溶液)正极：3O212e12H=6H2O；负极：2CH3OH12e2H2O=12H2CO2；总反应式：2CH3OH3O2=2CO24H2O。三、电解池电极反应式的书写三、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：2H2e=H2；阳极：2Cl2e=Cl2；5 / 11总反应式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。（2）CuSO4 溶液阴极：2Cu24e=2Cu；阳极：4OH4e=2H2OO2；总反应式：2CuSO42

8、H2O2Cu2H2SO4O2。2用惰性电极电解下列熔融态物质（1）MgCl2阳极：2Cl2e=Cl2；阴极：Mg22e=Mg；总反应式：MgCl2(熔融)MgCl2。（2）Al2O3阳极：6O212e=3O2；阴极：4Al312e=4Al；总反应式：2Al2O3(熔融)4Al3O2。3用铜作电极电解下列溶液（1）H2O阴极：2H2e=H2；阳极：Cu2e=Cu2；总反应式：Cu2H2OCu(OH)2H2。（2）H2SO4 溶液阴极：2H2e=H2；阳极：Cu2e=Cu2；6 / 11总反应式：CuH2SO4CuSO4H2。（3）NaOH 溶液阴极：2H2O2e=H22OH；阳极：Cu2e2OH

9、=Cu(OH)2；总反应式：Cu2H2OCu(OH)2H2。4用 Al 作电极电解下列溶液（1）H2SO4 溶液阴极：6H6e=3H2；阳极：2Al6e=2Al3；总反应式：2Al3H2SO4Al2(SO4)33H2。（2）NaOH 溶液阴极：6H2O6e=3H26OH；阳极：2Al6e8OH=2AlO4H2O；总反应式：2Al2H2O2NaOH2NaAlO23H2。四、电解原理的应用四、电解原理的应用（1）CuH2SO4=CuSO4H2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

10、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。( )7 / 11【答案】 （1） （2） （3） （4） （5） （6）1化学能与电能转化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（

11、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；8 / 11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。8燃料电池电极反应式的书写

12、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：O24H4e=2H2O。（2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：O22H2O4e=4OH。（3）固体电解质(高温下能传导 O2)环境下电极反应式：O24e=2O2。（4）熔融碳酸盐(如：熔融 K2CO3)环境下电极反应式：O22CO24e=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

13、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CM 电极反应式：(C6H10O5)n7nH2O24ne=6nCO224nHD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 9 / 11N2（标况下）【答案】C2利用右图装置实现钢铁的电化学防护，下列说法错误的是AK 连 N，X 极发生氧化反应BK 连 N，称外接电流的阴极保护法CK 连 M，X 为 Zn 时，铁

14、不易被腐蚀DK 连 M，铁上电极反应为 2H+2eH2【答案】D3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)2eMn2O3(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

15、可判断正极是二氧化锰得到电子，电极反应式为 2MnO2(s)H2O（1）2eMn2O3(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10 / 11锌的质量 0.1mol65g/mol6.5g，D 正确，答案选 C。4H2S 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) H-632kJmol-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 316

16、kJ 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；B34gH2S 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。5H3BO3(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AM 室发生的电极反应式为：2H2O4e = O4HBN 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11 / 11Db 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