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1、2019版高考化学大二轮课件专题二化学基本理论7 第77讲电化学-2-最新考纲高频考点题型预测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。 了解常见化学电源的种类及其工作原理。 2.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。 1.原电池、电解池工作原理(宏观辨识与微观探析)。 2.电极反应和总反应方程式的书写。 3.金属的电化学腐蚀及其防护。 选择题:电化学是高考中每年必考的内容,命制的角度有电极反应式的正误判断与书写,电池总反应式的书写,正负极的判断,电池充、放电时离子移动方向的判断,电极附近溶液中离子浓度的变化,电解原理的应用及相关
2、计算,金属的腐蚀与防护等。 非选择题:借助某些生产工艺考查电池、电极反应式的书写、电极产物的判断及相关计算等。 同时也借助生产、生活中的实际应用考查电化学原理及知识的迁移应用。 -3-精要排查真题示例知能提升对点演练原电池原理及应用1.判断正误,正确的划“”,错误的划“”。 (1)构成原电池正极和负极的材料必须是金属() (2)在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极上发生还原反应() (3)原电池的两个电极中,较活泼的电极一定为负极() (4)原电池工作时,阴离子向正极迁移,阳离子向负极迁移() (5)某原电池反应为Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,装臵中的盐桥中可以是装有含琼脂的
3、KCl饱和溶液() (6)铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加() (7)实验室欲快速制取氢气,可利用粗锌与稀硫酸反应() (8)氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能()-4-精要排查真题示例知能提升对点演练2.铅蓄电池的负极反应为、正极反应为、总反应:。 提示:Pb-2e-+SO42-PbSO4PbO2+2e-+4H+SO42-PbSO4+2H2O Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)-5-精要排查真题示例知能提升对点演练3.甲烷、氧气燃料电池电极反应式的书写。 (1)酸性介质中,如以硫酸为电解质溶液,负极反应:、正极反应:。 (2
4、)碱性介质中,如以KOH溶液为电解质溶液,负极反应:、正极反应:。 (3)熔融盐介质,如以熔融K2CO3为电解质,负极反应:、正极反应(同时充入CO2):。 (4)掺杂Y2O3的ZrO2固体作电解质(含可自由移动的O2-),负极反应:、正极反应:。 提示: (1)CH4-8e-+2H2O CO2+8H+O2+4H+4e-2H2O (2)CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O O2+2H2O+4e-4OH- (3)CH4-8e-+4CO32-5CO2+2H2O O2+2CO2+4e-2CO32- (4)CH4-8e-+4O2-CO2+2H2O O2+4e-2O2-6-精要排查真题示例知能
5、提升对点演练1.(2018课标,13,6分)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装臵,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。 示意图如下所示,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:-7-精要排查真题示例知能提升对点演练EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S2H+S+2EDTA-Fe2+该装置工作时,下列叙述错误的是()A.阴极的电极反应:CO2+2H+2e-CO+H2O B.协同转化总反应:CO2+H2S CO+H2O+S C.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3
6、+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性答案解析关闭根据图示可知,ZnO石墨烯电极上发生还原反应,则该电极为阴极,电极反应式为CO2+2H+2e-CO+H2O,A项正确;根据题干信息及图中两电极上的反应可知,该电化学装置(电解池)中的总反应为CO2+H2S CO+S+H2O,B项正确;石墨烯作阳极,ZnO石墨烯作阴极,阳极上的电势应高于阴极上的电势,C项错误;若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性,否则Fe3+、Fe2+可形成沉淀,且H2S和S不能稳定存在,D项正确。 答案解析关闭C-8-精要排查真题示例知能提升对点演练2.(2018课标,11,6分)一种
7、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()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+向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O2-x2Li+(1-?2)O2答案解析关闭放电时,该电池中锂作负极,多孔碳材料作正极,A项错误;放电时,外电路电子由负极流向正极,即由锂电极流向多孔碳材料电极,B项错误;充电时,锂电极作阴极,多孔碳材料电极作阳极,电解质溶液中Li+应向锂电极区移动,C项错误;充电反应与放电反应相反:Li2O2-x2Li+(1
8、-?2)O2,D项正确。 答案解析关闭D-9-精要排查真题示例知能提升对点演练3.(2018课标,12,6分)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。 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()A.放电时,Cl O4-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-2C O32-+C D.充电时,正极反应为:Na+e-Na答案解析关闭放电时装置为原电池,阴离子向负极移动,A项正确;根据总反应可知放电时二氧化碳在正极得电子被吸收,
9、充电时又被释放出来,B项正确;放电时,负极上Na失电子,正极上CO2得电子,正极电极反应式为3CO2+4e-2CO32-+C,C项正确;充电时阴极反应式为Na+e-Na,D项错误。 答案解析关闭D-10-精要排查真题示例知能提升对点演练名师揭密高考中对原电池原理的考查主要有以下几点:电解质中离子移动方向的判断(特别注意盐桥中离子的移动以及离子对于指定交换膜的通过问题),能量转换类型,正负极的判断,正负极与反应类型的对应关系,电极反应式的书写及判断,有关计算等。 -11-精要排查真题示例知能提升对点演练1.原电池的结构及工作原理(以Cu、Zn和稀硫酸构成的原电池为例)负极装置正极活泼金属,电子流
10、出,阴离子移向负极,发生氧化反应“惰性”材料,电子流入,阳离子移向正极,发生还原反应Zn-2e-Zn2+总反应:2H+ZnH2+Zn2+2H+2e-H2化学能电能-12-精要排查真题示例知能提升对点演练2.原电池正、负极的判断 (1)依据构成原电池两极的电极材料判断。 一般是较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 (2)依据原电池两极发生反应的类型判断。 负极发生氧化反应;正极发生还原反应。 (3)依据电子流动方向或电流方向判断。 电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。 (4)依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。 阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 (5)依据原
11、电池盐桥中离子的移动方向判断。 阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 -13-精要排查真题示例知能提升对点演练3.原电池电极反应式、总反应式的书写运用“3步骤”-14-精要排查真题示例知能提升对点演练题组一原电池工作原理1.(2018辽宁丹东五校协作体联考).某化学活动小组利用如下甲装臵对原电池进行研究,请回答下列问题(其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂)。 -15-精要排查真题示例知能提升对点演练 (1)在甲图装臵中,当电流计中指针发生偏转时,盐桥中的离子移动方向为:K+移向(填“A”或“B”)烧杯,装臵中电子的移动路径和方向为。 .该小组同学提出设想:如果将实验中的盐桥换为导线(金属铜),
12、电流表是否也发生偏转呢?带着疑问,该小组利用图乙装臵进行了实验,发现电流计指针同样发生偏转。 回答下列问题。 (2)该小组的一位成员认为溶液中的阴阳离子能通过铜导线从而构成闭合回路形成电流,该装臵仍然为原电池。 你对该观点的评价是(填“正确”或“不正确”)。 (3)对于实验中产生电流的原因,该小组进行了深入探讨,后经老师提醒注意到使用的是铜导线,烧杯A实际为原电池。 那么在烧杯B中铜片上发生反应的电极反应式为。 -16-精要排查真题示例知能提升对点演练 (4)对于图乙烧杯A实际是原电池的问题上,该小组成员发生了很大分歧:一部分同学认为是由于ZnSO4溶液水解使溶液显酸性,此时原电池实际是由Zn
13、、Cu作电极,H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池。 如果这个观点正确,那么原电池的正极反应式为。 另一部分同学认为是溶液酸性较弱,由于溶解在溶液中的氧气的作用,使得Zn、Cu之间形成原电池。 如果这个观点正确,那么原电池的正极反应式为。 (5)若第 (4)问中观点正确,则可以利用此原理设计电池为在偏远海岛工作的灯塔供电。 其具体装臵为以金属铝和石墨为电极,以海水为电解质溶液,请写出该电池工作时总反应的化学方程式:。 -17-精要排查真题示例知能提升对点演练答案: (1)B由Zn电极沿导线流向Cu电极 (2)不正确 (3)Cu2+2e-Cu (4)2H+2e-H2O2+4e-+2H2O4
14、OH- (5)4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3解析: (1)在甲图装置中,当电流计指针发生偏转时,形成原电池,锌为活泼金属,被氧化而失去电子,铜为原电池正极,Cu2+在正极上得电子而被还原。 原电池中,电子由负极经外电路流向正极,电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故K+移向B烧杯。 甲装置中电子由Zn电极沿导线流向Cu电极; (2)如果将盐桥换成导线(金属铜),该小组同学发现电流表指针仍然发生偏转,则说明A中可以构成原电池,锌为活泼金属,被氧化而失去电子,铜为原电池正极,正极上得电子发生还原反应。 B中铜导线和铜片分别连接电源的正、负极,因此B为电解或电镀装置,故该小组
15、同学提出的观点不正确;-18-精要排查真题示例知能提升对点演练 (3)烧杯A实际为原电池,烧杯B中铜片连接原电池负极,发生反应的电极反应式为Cu2+2e-Cu; (4)由Zn、Cu作电极,H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池,正极氢离子得电子产生氢气,电极反应式为2H+2e-H2;若溶液酸性较弱,由于溶解在溶液中的氧气的作用,使得Zn、Cu之间形成原电池,则正极氧气得电子产生氢氧根离子,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-; (5)以金属铝和石墨为电极、以海水为电解质溶液构成的原电池中,Al为负极,发生氧化反应,电极反应式为Al-3e-+3OH-Al(OH)3,正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,该电池工作时的总反应的化学方程式为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3。 -19-精要排查真
