《2019高考化学二轮复习 第二篇 题型五 电化学教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考化学二轮复习 第二篇 题型五 电化学教案（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、题型五电化学1.(2018全国卷,13)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示,其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:EDTAFe2+-e-EDTAFe3+2EDTAFe3+H2S2H+S+2EDTAFe2+该装置工作时,下列叙述错误的是(C)A.阴极的电极反应:CO2+2H+2e-CO+H2OB.协同转化总反应:CO2+H2SCO+H2O+SC.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTAFe3+/EDTAFe2+,溶液需为酸性解析:由题中信息可知,石
2、墨烯电极发生氧化反应,为电解池的阳极,则ZnO石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极,电势高,阴极接电源负极,电势低,故石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的高,C错误;由题图可知,电解时阴极反应式为CO2+2H+2e-CO+H2O,A正确。2.(2018全国卷,12)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是(D)A.放电时,ClO4-向负极移动B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2C.放电时,正极反应为3CO2+4e-2CO32-+CD.充电
3、时,正极反应为Na+e-Na解析:根据电池的总反应知,放电时负极反应:4Na-4e-4Na+,正极反应:3CO2+4e-2CO32-+C;充电时,阴(负)极:4Na+4e-4Na;阳(正)极: 2CO32-+C-4e-3CO2,放电时,ClO4-向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知,充电时释放CO2,放电时吸收CO2。3.(2018全国卷,11)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是(D)A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔
4、碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O2-x 2Li+(1-x2)O2解析:由题意知,放电时负极反应为Li-e-Li+,正极反应为(2-x)O2+4Li+4e-2Li2O2-x(x=0或1),电池总反应为(1-x2)O2+2LiLi2O2-x。该电池放电时,金属锂为负极,多孔碳材料为正极,A错误;该电池放电时,外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极,B错误;该电池放电时,电解质溶液中的Li+向多孔碳材料区迁移,充电时电解质溶液中的Li+向锂材料区迁移,C错误;充电时的电池总反应与放电时的电池总反应互为逆反应,故充电时电池总反应为Li2O2-x2Li+(1-x2)O2,D正确。4.(2017
5、全国卷,11)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(C)A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整解析:支撑海港码头基础的钢管桩应用电解原理防腐,钢管桩作为电解池的阴极被保护,高硅铸铁作为惰性辅助阳极起传递电流的作用。通电后,外电路电子从阳极高硅铸铁流出,流入直流电源的正极,从直流电源的负极流出,流入阴极钢管桩,通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零,通入的保护电
6、流根据环境条件变化进行调整。表述不正确的是C选项。5.(2017全国卷,11)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(C)A.待加工铝质工件为阳极B.可选用不锈钢网作为阴极C.阴极的电极反应式为:Al3+3e-AlD.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动解析:此电解反应中Al0Al2+3O3发生氧化反应,所以Al作阳极,A正确;阴极反应为2H+2e-H2,所以可用不锈钢网作阴极,所以B正确,C错误;SO42-带负电,所以向阳极移动,D正确。1.电化学题型是一个常考不衰的重点题型,一般会结合生产实际考查电解及金属防护问题
7、,结合新型电池考查原电池原理。2.此类问题的解决,主要应该在氧化还原知识基础之上,充分运用电化学一般原理来综合处理,特别注意读题要仔细,要能抓住关键词来分析。3.注意提高新型电池的读图能力。考向1原电池原理及应用(对应学生用书第1819页) 1.原电池基本模型2.解决原电池问题基本流程(1)分析电池内存在的氧化还原反应,若存在多个氧化还原反应还要分析先后顺序。(2)画出双线桥,分析“半反应”;根据电极材料,电子、电流流动方向,离子移动方向或者题目所给图示分析出正负极。(3)综合考虑电极材料、电解质特点以及题目所给的电池构造图写出正负极电极反应式。3.原电池基本解题规律(1)大部分电池一般先写负
8、极电极反应式,燃料电池一般先写正极反应式;然后用总反应(离子方程式)减去负极(燃料电池为正极)电极反应式即得正极(燃料电池为负极)电极反应式。(2)燃料电池常见的四种正极反应式:酸性燃料电池:O2+4H+4e-2H2O中碱性燃料电池:O2+2H2O+4e-4OH-熔融碳酸盐燃料电池:O2+2CO2+4e-2CO32-熔融氧化物燃料电池:O2+4e-2O2-(3)可充电二次电池:先写放电(原电池)电极反应式,把放电电极反应式“颠倒过来”即是充电(电解)电极反应式。(4)注意近些年一些非常规原电池问题时而有所考查,这些电池有浓差电池、温差电池、非氧化还原型原电池等,这些电池不符合原电池基本理论(高
9、中所学原电池理论是基于自发的氧化还原反应理论)。遇到此类问题要根据题意进行分析,而不能死套我们所学的原电池理论。【例1】 (2017全国卷,11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS88Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是(D)A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e-3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多精讲精析:据题意本题属于二次电池问题,根据上面所述规律,应
10、该先分析放电过程,且由于此电池不属于“燃料电池”,所以一般应先分析“负极”。根据电池反应,Li失电子作负极,所以负极为金属锂(电极b),电极a(掺有石墨烯的S8)为正极。根据元素化合价变化以及图中所给的Li+的移动可以写出负极反应式:Li-e-Li+,由于是“全固态电池”,所以Li2Sx应该没有发生电离(电离条件是溶于水或受热熔化),因此不能“拆”,所以电池反应总离子方程式就是题目所给的方程式16Li+xS88Li2Sx(2x8),用此方程减去负极反应式16Li-16e-16Li+,即得正极反应式为xS8+16Li+16e-8Li2Sx(2x8),但根据题目所给图示,应该是先产生Li2S8,把
11、x换成8得此时的电极反应式为S8+2Li+2e-Li2S8,然后Li2S8会陆续转变为Li2S6、Li2S4、Li2S2,发生一系列电极反应,其中之一就是A项中反应,所以A正确;根据负极电极反应有如下关系式:Lie-,外电路流过0.02 mol电子,负极反应的Li为 0.02 mol,即0.14 g,所以B正确;S8属于比较典型的非金属单质,很难导电,结合石墨可以导电的事实,判断C正确;图中所给的Li2S8Li2S2一系列电极反应是接“用电器”时(即原电池放电)的情形,而D问的是充电,显然应该是逆向转化,即Li2S2的量越来越少,所以D错误。【例2】 锌空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的
12、电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O2Zn(OH)42-。下列说法正确的是(C)A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小C.放电时,负极反应为Zn+4OH-2e-Zn(OH)42-D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)精讲精析:由于是燃料电池,所以根据前面所述规律,应该先写负极电极反应式,因为是碱性燃料电池,所以负极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,用总方程式“2Zn+O2+4OH-+2H2O2Zn(OH)42-”减掉“负极”得正极反应式为2Zn+8OH-4e-2Zn(OH)42-,化简即可
13、判断C正确;根据正极反应得关系式:O24e-,所以通过2 mol电子时消耗氧气0.5 mol(即标准状况下11.2 L),所以D错误;电池反应“颠倒过来”即是充电反应,所以充电反应为2Zn(OH)42-2Zn+O2+4OH-+2H2O,显然充电时产生OH-,所以其浓度应该不断增大,所以B错误;离子移动规律是:原电池中“正正负负即正离子(中学一般叫阳离子)移向正极,负离子(中学一般叫阴离子)移向负极”;电解池中是“正阴负阳”;据此判断“充电(电解池)”K+应该移向阴极,所以A错误。特别提醒:有些所谓的“燃料电池”,正极没有使用氧气或空气,则不能死搬硬套这一解题规律方法。1.(2016全国卷,11
14、)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是(B)A.负极反应式为Mg-2e-Mg2+B.正极反应式为Ag+e-AgC.电池放电时Cl-由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg+2H2OMg(OH)2+H2解析:MgAgCl电池以海水为电解质溶液,其负极失电子发生氧化反应:Mg-2e-Mg2+,正极得电子发生还原反应:2AgCl+2e-2Cl-+2Ag;电池放电时,电子由负极移向正极,Cl-则相应地由正极移向负极;负极为Mg失电子发生氧化反应,Mg金属活泼性强,易与水反应,故负极会发生副反应Mg+2H2OMg(OH)2+H2。2.(2015全国卷,11)微生物电池是
15、指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(A)A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O解析:负极发生氧化反应,生成CO2气体,A项错误;微生物电池中的化学反应速率较快,即微生物促进了反应中电子的转移,B项正确;原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,C项正确;电池总反应是C6H12O6与O2反应生成CO2和H2O,D项正确。3.一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是(D)A.反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为H2+2OH-2e-2H2OC.电池工作时,CO32-向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e-2CO32-解析:A项,CH4-4CO+2,则该反应中每消耗1 mol CH4转移6 mol电子,错误;该电池的传导介质为熔融的碳酸盐,所以A电极即负极上H2参与的电极反应为
