高考化学一轮复习 第二单元第7讲 化学能与电能课件

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1、第 7 讲化学能与电能第二单元化学基本理论2011 考纲展示2012 高考导视1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。2.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。1.对电化学的考查，主要是原电池和电解池的原理、电极反应、应用。2.高频考点是二次电池和电化学腐蚀。要熟练掌握电极反应式的书写。考点考点 1 原电池原电池1原电池化学能电能氧化还原(1)定义：把_转化为_的装置叫原电池。从理论上讲，可自发进行的_反应都可以设计成原电池。(2)原电池的构成：_。(3)原电池的工作原理电极、电解质、闭合回路图 271

2、图 272图 272 是以铜锌为电极、以硫酸为电解质构成的原电池的简易装置图(为单液原电池，为双液原电池)。(4)电极氧化还原电极：发生_反应的一极为负极，发生_反应的一极为正极。电极反应：一般为离子反应式。2化学电源干电池可充电电池(1)一次电池：也就是_，如锌锰干电池、银锌电池等。(2)二次电池：又叫_。如铅蓄电池、现在广泛使用的手机电池、便携式计算机用电池等。(3)燃料电池：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。电极本身不包含活性物质，只是催化转化元件，本身不发生氧化还原反应。如氢氧燃料电池等。除氢气外，还有一些燃料如肼、甲醇、氨、煤气等都可作燃料电池的燃料。燃料电池的能

3、量转化率远高于普通的燃烧过程，有利于节约能源。(4)废旧电池要回收，既保护环境又节约资源。3电极及应式的书写(1)一般电极反应式的书写(普通原电池)负极材料：_，正极材料：_。 (2)复杂电极反应式的书写(燃料电池)复杂电极反应式较简单一极的 电极反应式如碱性锌锰干电池 铅蓄电池PbPbO2 总反应式 正极反应：_；负极反应：_；电池酸性碱性负极反应式正极反应式总反应式氢氧燃料电池1原电池工作时内部阴阳离子如何移动？答：原电池中阴离子向负极定向移动，阳离子向正极移动。总反应：_；2对于原电池，书写电极反应式要注意什么问题？答：一般要先分析该氧化还原反应，进而判断什么物质在负极发生氧化反应，什么

4、物质在正极发生还原反应，另外还要看反应的环境(是酸性还是碱性)，最后把总反应拆分成两个电极反应式(离子方程式)。3构成原电池能不能加快反应速率？答：能。以锌与硫酸反应为例，溶液中氢离子氧化锌，使之形成锌离子，随着溶液中锌离子浓度增大，氢离子不易靠近锌表面，氧化还原反应速率明显下降，但构成铜锌原电池后，氢离子在铜的表面得到锌失去的电子，这样上述阻碍作用减轻，反应速率加快。1用铜片、银片、Cu(NO3)2 溶液、AgNO3 溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3 的 U 型管)构成一个原电池，以下有关该原电池的叙述正确的是()在外电路中，电流由铜电极流向银电极实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片

5、浸入 AgNO3 溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同ABCD解析：中电子流向错，正确，实验过程中取出盐桥即断路，此原电池的原理就是铜置换银。答案：C解析：A 项发生的反应是放电时发生的反应，C 项不能用含活泼氢的物质作电解质，Li 的相对原子质量小，比能量大。答案：B考点考点 2 电解原理及其应用电解原理及其应用1电解池(1)定义电流氧化还原电解：在_作用下，在阴阳两极发生_反应的过程。电解池：把_转化为_的装置。与电源正极相连的叫_，与电源负极相连的叫_。电能化学能(2)电解原理阳极阴极图 273用惰性电极电解氯化铜溶液时，电子从电源_流出沿导线流入电解池的_，经阴、阳离子定向移动形成内

6、电路，再在电解池的阳极产生电子经导线流入电源_。阴极(3)电解池的构成：电源、电极、_、闭合回路。(4)电极的放电顺序正极电解质H+(酸)负极(5)电解池中溶液 pH 值变化规律当用惰性电极电解电解质溶液时，由于电解质的不同，发生的反应也不同，溶液的 pH 呈现不同的变化，总结起来，基本有以下几种情况：2.电解原理的应用(1)氯碱工业电极反应：应用：实际工业生产过程中，还包括粗盐的精制等过程。生产设备如图 274 所示。图 274总反应：_； 阳极：_；阴极：_；(2)电镀应用电解原理在某些物质表面镀上一层金属或合金的方法就是电镀。阳阴如图 275，镀层金属作_极，镀件作_极，含镀层金属的阳离

7、子的电镀液做电解质溶液。如电镀锌时的电极反应：图 275阳极：_；阴极： _。(3)电解精炼铜以粗铜为_极，以纯铜为_极，以 CuSO4 溶液为电解质溶液(如图 276)。阳阴阴极反应：_ 。图 2761电解池的阳极发生什么反应？和原电池的哪一极发生相同类型的反应？阴极发生什么反应：2为什么粗铜通过电解精炼可以提纯？(4)电解冶炼钠答：氧化反应；负极；还原反应。4(双选)某同学按图 277 所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是()图 277A电解过程中，铜电极上有 H2 产生C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出5(2010 年全国卷)图 278 是一个用铂丝作电极，电解稀的 MgSO4 溶

8、液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的 pH 变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色)图 278回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号)。A 管溶液由红变黄A 管溶液不变色B 管溶液由红变黄 B 管溶液不变色(2)写出 A 管中发生反应的反应式：_。(3)写出 B 管中发生反应的反应式：_。(4)检验 a 管中气体的方法是_。(5)检验 b 管中气体的方法是_。(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_。 析氢腐蚀吸氧腐蚀环境_负极反应_正极反应_考点考点 3 3金属腐蚀及其防护金属腐蚀及其防护1金

9、属腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀(1)金属腐蚀包括_。金属直接跟氧化剂反应被腐蚀是化学腐蚀。金属发生_是电化学腐蚀。实质都是金属被氧化。原电池反应被腐蚀(2)电化学腐蚀又分为_和_。以铁发生电化学腐蚀为例：析氢腐蚀吸氧腐蚀酸性中性或弱酸性2.金属防护(1)保护方法：改变金属内部结构、金属表面涂油漆、电化学保护法等。(2)电化学保护法分为牺牲阳极的阴极保护法和外加电源的阴极保护法。保护原理：用更活泼的金属作负极，以被保护金属为正极构成原电池，这样金属即得到保护。外加电源，将被保护金属作阴极这样也达到保护金属的目的。电化学腐蚀很微弱，现象也不明显，什么原因导致金属腐蚀严重呢？答：腐蚀时间长。6(双选)为

10、了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是()A将青铜器放在银质托盘上B将青铜器保存在干燥的环境中C将青铜器保存在潮湿的空气中D在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜解析：铜比银活泼，将青铜器放在银质托盘上，形成原电池时铜作负极而被腐蚀，A 错；将其放置在潮湿的空气中，可与空气中的水分和 CO2 等物质接触，易发生腐蚀，C 错 B 对；在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜能隔绝铜与介质的接触，可以达到防腐作用，D 对。答案：BD热点热点 1二次电池二次电池这类电池是原电池和电解池二原理最直接的应用。注意几点：放电是原电池，充电是电解池；一般先写原电池反应，电解池的阴极反应就是原电池负极反应的逆反应，

11、阳极反应就是原电池正极反应的逆反应；二次电池在充电时，正接线柱接外接直流电源的正极，负接线柱接负极。 热点热点 2 2电化学腐蚀电化学腐蚀【典例 2 】(2011 年广东广州检测) 下列叙述不正确的是()A原电池是将化学能转化为电能的装置B铁船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀2钢铁生锈过程发生如下反应：下列说法正确的是()A反应、中电子转移数目相等B反应中氧化剂是氧气和水C与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析：反应中消耗 O2 的量相等，两个反应也仅有 O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A 项正确；中 H2O 的H、O 两元素的化合价没有

12、变，故不作氧化剂，B 项错；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，C 项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故 D 项错。答案：A1(2010 年广东理综，双选)铜锌原电池(如图 279)工作时，下列叙述正确的是()图 279 C在外电路中，电子从负极流向正极D盐桥中的 K+移向 ZnSO4 溶液 解析：阳离子移向正极，C 错。答案：C池如图 2710 所示。放电时，下列说法错误的是(图 27102(2011 年广东深圳调研)离子可在琼脂中移动，某简易电)Zn、Ag、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()3(2011 年广东广州调研，双选)利用电解法可将含

13、有 Fe、解析：电解精炼铜，粗铜作阳极，连接电源的正极，故 A、C 错误。答案：BD 5(2010 年广东湛江模拟)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以 KOH 溶液为Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)。下列说法正确的是() 解析：这是锌锰碱性电池。锌做负极，二氧化锰是氧化剂。电池工作时，外电路中电子由负极流向正极。答案：B6(2011 年广东佛山质检，双选)一种甲醇、氧气和强碱溶液做电解质的新型手机电池，可连续使用一个月。该电池反应确的是( )下列说法不正确的是()图 2720A该装置一定是电解池Ba、b 可能是同种电极材料C装置中电解质溶液不一定含有 A

14、g+2(2006 广东)某可充电的锂离子电池以 LiMn2O4 为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含 Li+导电固体为电解质。放电时的电3(2009 年安徽)Cu2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取 Cu2O 的电解池示意图如图 2721，电解总A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有 0.1 mol 电子转移时，0.1 mol Cu2O 生成图 2721解析：生成氢气的反应是还原反应应该在阴极发生，铜电极应该发生氧化反应，最终要得到 Cu2O，所以铜电极应该接正极，当有 0.1 mol 电子转移时，应该有 0.05 mol Cu2O 生成。答案：AO2

15、2H2O4e =4OHB以 NaOH 溶液为电解液时，负极反应为 Al3OH -3e4(2009 年广东)可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是()A以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为=Al(OH)3C以 NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH 保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极解析：B 中不能得到 Al(OH)3沉淀；C 中氢氧根被消耗；D中电子流向错。答案：A)的燃料电池发电。电池负极反应为(解析：该电池是以磷酸为电解质的酸性氢氧燃料电池。答案

16、：C 5(2007 年广东)科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质6如图 2722 所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的 NaCl 饱和溶液，C()、C()为多孔石墨电极。接通 S1后，C()附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极)，断开 S1，接通 S2，电流表的指针发生偏转。此时：图 2722Cl22e =2Cl(1)C()的电极名称是_(填写正极或负极)。(2)C()的电极反应式是_。答案：负极7(2009 年天津)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。图 2723 为电池示意图，该电池电极表

17、面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是_，在导线中电子流动方向为_(用 a、b 表示)。(2)负极反应式为_。解析：在接通 S1 时是电解饱和的食盐水的装置，切换到 S2时又是原电池在工作。(3)电极表面镀铂粉的原因为_。(4)该电池工作时，H2 和 O2 连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：图 2723反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。已知 LiH 固体密度为 0.82 g/cm3。用锂吸收 224 L(标准状况)H2，生成的 LiH 体积与被吸收的 H2 体积比为_。由生成的 LiH 与 H2O 作用，放出的 H2 用作电池燃料，若能量转化率为 80%，则导线中通过电子的物质的量为_mol。