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1、专题八电化学,第一部分 知能方法大提升,高考定位,知识对接,1.原电池和电解池的工作原理及形成条件。 2原电池和电解池的电极反应式的书写。 3金属电化学腐蚀与防护。,1原电池正负极、电解池阴阳极判断的依据是什么？ 答案(1)原电池正负极判断的依据是：,(2)电解池阴阳极判断的依据是：,2怎样书写电极反应式及总反应式？ 答案无论是原电池还是电解池，其电极反应不是氧化反应就是还原反应，因此电极方程式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。书写时应先对电极材料和溶液介质情况分析后，再书写。,(1)原电池：确定电极的正、负，并分析是发生还原还是氧化反应，确定得失电子数目；分析电解质溶液(介质)中哪些
2、微粒参与反应，进而写出电极反应；合并两电极反应式后，消去得失电子数目及两边的介质离子，得到总的氧化还原反应的方程式。也可首先分析氧化还原反应，写出较易的电极反应式和总反应式，然后用总反应式减去较易的电极反应式，即得另一极的电极反应式。 (2)电解池：第一步：先确定阳极电极材料和溶液中的离子种类；第二步：由离子放电顺序确定放电产物和电极反应； 第三步：将电极反应式相加得总反应式。,3电化学的计算常见方法有哪些？ 答案电化学的计算常见方法有三种：(1)根据电子守恒计算，用于串联电路、阴阳电极产物和正负两极产物的计算，其依据是电路中转移电子数相等；(2)根据总反应式计算：根据总反应式列比例式计算；(
3、3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的关系式。,4电化学腐蚀的种类、区别和联系是什么？ 答案电化学腐蚀主要包含吸氧腐蚀和析氢腐蚀。吸氧腐蚀是电化学腐蚀的主要类型，它主要是在弱酸性、中性、碱性的条件下，O2在正极上得到电子被还原；析氢腐蚀主要是在较强的酸性条件下，H在正极上得到电子被还原生成H2而逸出，无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀负极都是较活泼金属的氧化反应。,能力对接,考点一原电池的工作原理 根据原电池的工作原理，考查电极判断、电子的流向、离子的移向、电极反应式的书写以及某些反应现象的解释和有关的计算。,【典例1】 (2012四川，11)一种基于酸性燃料电池原理设计的
4、酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是 ()。 A检测时，电解质溶液中的H向负极移动 B若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气 C电池反应的化学方程式为：CH3CH2OHO2=CH3COOHH2O D正极上发生的反应是：O24e2H2O=4OH,解析原电池反应中阳离子H移向电池的正极，A项错误；该原电池的总反应为乙醇的燃烧化学方程式，C项正确；用C项的化学方程式进行判断，若有0.4 mol 电子转移则消耗0.1 mol O2在标准状况下为2.24 L，B项错误；由于是酸性燃料电池，正极反应为：O24H4e=2H2O
5、，D项错误。 答案C,答案D,1原电池工作时，电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极。不要混淆。 2不要认为负极材料不与电解质溶液反应就不能构成原电池，如燃料电池的负极为惰性电极，就不和电解质溶液反应。 3活泼金属不一定做负极如MgNaOH溶液Al构成的原电池，Al自发的与NaOH溶液发生氧化反应，作负极。,4不要错误地认为电子通过电解质溶液，在闭合电路中电子走陆路(导线)，离子走水路(电解质溶液)，电子不能通过电解质溶液。 5在书写电极反应式时，不要只关注得失电子，而忽略电解质溶液中的某些微粒也有可能参加反应。如酸性氢氧燃料电池中的正极反应式为O24e4H=2H2O，而不是O2 4e=2
6、O2或O24e2H2O=4OH。 6在碱性燃料电池中有时易把正极反应错写为：4OH4e=O22H2O，应为O24e2H2O=4OH。,考点二电解原理及其应用 通常考查根据题设条件(图示，电极表面变化等)正确判断电极名称、书写电极反应式、电池反应方程式、电极附近反应现象以及离子在电解质溶液中的移动方向等知识点，考查形式为选择题和填空题。,【典例2】 (2012安徽，11)某兴趣小组设计如下图所示微型实 验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是 ()。,答案D,【预测2】 如图所示装置中，a、b 都是惰性电极
7、，通电一段时 间后，b极附近溶液呈红色， 则下列说法中正确的是 ()。 AX是正极，Y是负极，CuSO4溶液的pH逐渐减小 BX是正极，Y是负极，CuSO4溶液的pH保持不变 CX是负极，Y是正极，CuSO4溶液的pH逐渐减小 DX是负极，Y是正极，CuSO4溶液的pH不变,解析由题中信息“a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色”可知b极是阴极，则Y为负极，X为正极；Pt为阳极，电解CuSO4溶液时在Cu极上发生还原反应生成Cu，在Pt上OH放电，则溶液转化为H2SO4，溶液pH减小。 答案A,电解产物的判断 (1)阳极产物的判断： 首先看电极，如果是活性电极(金属活动性顺序表
8、Ag以前的金属，包括Ag)作阳极，则电极材料本身失电子，电极溶解。如果是惰性电极，则看溶液中的阴离子的放电能力，阴离子的放电顺序为S2IBrClOH，其氧化产物依次对应为S、I2、Br2、Cl2和O2。,(2)阴极产物的判断： 直接根据阳离子放电顺序(如下)进行判断：AgFe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2，其还原产物依次对应为Ag、Fe2、Cu、H2、Pb、Sn、Fe、Zn。,1电解质溶液复原的原则：“减少什么补什么”，即加入的物质与析出的物质相同或等价。不要只注意恢复电解前的电解质的量，而忽视了溶液的浓度。如恢复电解CuSO4溶液原状，应加入CuO或CuCO3，不能加Cu(OH)2或Cu
9、2(OH)2CO3，这样会使“H2O”增加；电解盐酸从溶液中出去的是H2和Cl2(11)，故补入时应通入HCl气体而不是加入盐酸。,5在电解食盐水的过程中，阴极区显碱性。不要错误认为阴极上产生的OH因带负电荷，移向阳极，使阳极显碱性。 6只有水被电解时，不要误认为溶液的pH不变化或一定变化。若电解NaOH溶液pH增大、电解H2SO4溶液pH减小、电解Na2SO4溶液pH不变。,考点三金属的电化学腐蚀与防护 通常考查影响金属电化学腐蚀快慢的因素和防护方法并常常结合原电池和电解池知识以选择题或填空题考查。,【典例3】 (2012山东，13)下列与金属腐蚀有关的说法正确的 是()。,A图a中，插入海
10、水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小 C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的,解析图a中，铁棒发生化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，A项错误；图b中开关由M置于N，CuZn作正极，腐蚀速率减小，B项正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt上放出，C项错误；图d中干电池放电时MnO2发生还原反应，体现还原性，D项错误。 答案B,【预测3】 下列关于铁作电极的说法不正确的是 ()。 A钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负
11、极 B利用牺牲阳极的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，铁作正极 C利用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，铁作阳极 D在铁制品上电镀铜时，铁作阴极,解析在电解池中，阳极发生氧化反应，若阳极为活泼金属，则金属要失去电子，所以铁作阴极，阴极上溶液中的阳离子放电，铁受保护，C选项错误。 答案C,1判断金属腐蚀快慢的规律 (1)电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护腐蚀措施的腐蚀。 (2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。 (3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。 (4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,2金属的电化学防护 (1
12、)牺牲阳极的阴极保护法：在被保护的钢铁设备(如海水中的闸门、地下的天然气管道、轮船的船体等)上连接或直接安装若干锌块、使锌、铁形成原电池，锌作负极，从而保护了钢铁免受腐蚀。 (2)外加电流的阴极保护法：外加电源的阴极保护法是使被保护的钢铁作为阴极(连接电源的负极)，用惰性电极作为阳极(连接电源的正极)，在两者之间连接直流电源。通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，从而使钢铁表面产生电子积累，抑制钢铁设备失去电子，起到保护作用。,解题技法：关系式法 关系式是化学计算中用来表示已知量和未知量成比例关系的式子。根据关系式确定的数量关系进行化学计算的方法称为关系式法。此法关键在于找准物质变化过程中已
13、知物与待求物之间的数量关系(即找准关系式)，常用于多步反应及电化学的计算。,方法对接,1如图a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解，b极有64 g Cu析出。下列说法不正确的是()。,A甲中a电极反应式为：4OH4e=O22H2O B电解时向乙中滴入酚酞试剂，d电极附近变红 C向乙中通入2 mol HCl气体，溶液组成可以恢复 Dc电极产生2 g气体,解析a极与电源的正极相连，a为电解池的阳极，b为阴极，电解硫酸铜溶液，则OH在阳极上放电，电极反应式为：4OH4e=O22H2O，A项正确；在乙中c为阳极，d为阴极，电解饱和氯化钠溶液，阳极：2Cl2e=Cl2，阴极：2H2e=H2，加入酚酞试
14、剂，在阴极(d极)附近变红，B项正确；b极有64 g Cu析出，则电子转移的物质的量为2 mol，根据关系式：Cu2eH2Cl22HCl可得：通入HCl的物质的量为2 mol时，乙中溶液可复原，C项正确，c电极产生的是1 mol Cl2，质量为71 g，D不正确。 答案D,该题首先根据图示中的电源推出a、b、c、d电极名称，然后判断A、B两项的正误；再根据串联电路的电子守恒找出关系式Cu2eH2Cl22HCl可判断C、D两项的正误。,(2)用铅蓄电池电解1 L饱和食盐水(食盐水足量、密度为1.15 gcm3)时，若收集到11.2 L(标准状况下)氯气，则至少转移电子_mol。 若蓄电池消耗H2SO4 2 mol，则可收集到H2的体积(标准状况下)为_L。 若蓄电池消耗H2SO4 a mol，则所得溶液中NaOH的质量分数为_。,回答本题的关键在于抓住电池总反应式中各反应物和生成物之间质和量的关系。,
