化學(xué)第1部分 核心突破 2 基本理論 第7講 電化學(xué)原理及應(yīng)用

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1、核心專題突破第一部分第一部分專題二基本理論專題二基本理論第第7 7講電化學(xué)原理及應(yīng)用講電化學(xué)原理及應(yīng)用欄目導(dǎo)航2 2年考情回顧年考情回顧熱點(diǎn)題型突破熱點(diǎn)題型突破熱點(diǎn)題源預(yù)測熱點(diǎn)題源預(yù)測對點(diǎn)規(guī)范演練對點(diǎn)規(guī)范演練2 2年考情回顧年考情回顧設(shè)問方式原電池電極的判斷、電極及電池反應(yīng)式的書寫、離子移動方向例(2016全國卷甲，11)，(2016全國卷丙，11)(2015全國卷，11)原電池能量密度、理論效率、電量的計算例(2015全國卷，26)，(2016全國卷乙，11)例(2016全國卷甲，11)，(2015山東卷，29)(2015全國卷，26)審題要點(diǎn)抓住一個本質(zhì)：原電池、電解池的基礎(chǔ)都是氧化還原反

2、應(yīng)理解兩種能量轉(zhuǎn)化的工作原理：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能原電池原理；電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解池原理正確書寫三個反應(yīng)式：電極反應(yīng)式、電池反應(yīng)式、電解反應(yīng)式靈活利用一個規(guī)律：電子守恒電化學(xué)原理問題：明確電池的類型判斷電極確定發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)分析離子的移動電極反應(yīng)書寫問題：確定電極反應(yīng)的類型(氧化或還原)找出相應(yīng)的還原劑(氧化劑)和氧化產(chǎn)物(還原產(chǎn)物)配平電化學(xué)計算問題：寫反應(yīng)標(biāo)得失根據(jù)守恒列算式求解金屬的腐蝕與防護(hù)問題：明確要求分析原理、確定腐蝕類型確定防腐方法作出相應(yīng)的判斷與評價 解題規(guī)律：1題型：選擇題、填空題。2考向：考查原電池電極的判斷、電極和電池反應(yīng)式的書寫、電子的轉(zhuǎn)移或電流方向的判斷、電解質(zhì)溶液中

3、離子的移動方向及有關(guān)簡單計算。熱點(diǎn)題型突破熱點(diǎn)題型突破題型一原電池原理及其應(yīng)用題型一原電池原理及其應(yīng)用 方法點(diǎn)撥：1原電池正極和負(fù)極的確定1(2015全國卷)微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是()A正極反應(yīng)中有CO2生成B微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D電池總反應(yīng)為C6H12O66O2=6CO26H2OA 解析：圖示所給出的是原電池裝置。A項有氧氣反應(yīng)的一極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，因為有質(zhì)子通過，故正極電極反應(yīng)式為O24e4H=2H2O；在負(fù)極，C6H12O6在微生物的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，電

4、極反應(yīng)式為 C6H12O624e6H2O=6CO224H，則負(fù)極上有CO2產(chǎn)生，故A項不正確。B項微生物電池是指在微生物作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，所以微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移，故B項正確。C項質(zhì)子是陽離子，陽離子由負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)，故C項正確。D項正極的電極反應(yīng)式為6O224e24H=12H2O，負(fù)極的電極反應(yīng)式為C6H12O624e6H2O=6CO224H，兩式相加得電池總反應(yīng)為C6H12O66O2=6CO26H2O，故D項正確。電池內(nèi)部電流方向從_到_，故H從負(fù)極產(chǎn)生，流向正極參加正極反應(yīng)。負(fù)極負(fù)極正極正極【變式考法】(1)任何化學(xué)反應(yīng)都能設(shè)計成原電池嗎？答案：必須是自發(fā)進(jìn)進(jìn)行的

5、氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池，非氧化還原反應(yīng)沒有電子的轉(zhuǎn)移，必然無法設(shè)計成原電池。(2)兩種金屬作電極時，較活潑的金屬一定作負(fù)極嗎？答案：不一定，如鎂、鋁為電極，NaOH作電解質(zhì)溶液時，由于Mg與NaOH溶液不反應(yīng)而Al能，故鋁作負(fù)極。DC 電極反應(yīng)式的書寫(1)原電池中一般電極反應(yīng)式的書寫(2)復(fù)雜的電極反應(yīng)式總反應(yīng)式較簡單一極的電極反應(yīng)式 解題規(guī)律：1題型：選擇題、填空題。2考問：根據(jù)電解現(xiàn)象判斷電源正、負(fù)極，并進(jìn)一步考查離子移向，電極反應(yīng)及簡單計算。根據(jù)電源正、負(fù)極考查電解相關(guān)基礎(chǔ)知識。電解原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。題型二電解原理及其應(yīng)用題型二電解原理及其應(yīng)用 方法點(diǎn)撥：1原電池和電解池

6、的比較原電池電解池電極及電極反應(yīng)類型正極：還原反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)陽極(電源正極)：氧化反應(yīng)陰極(電源負(fù)極)：還原反應(yīng)應(yīng)用(1)電化學(xué)腐蝕(2)金屬防護(hù)(3)新型電池(1)電鍍、電解精煉銅(2)電解飽和氯化鈉溶液(3)電解制鋁、制活潑金屬 2.“5點(diǎn)”突破電解池(1)分清陰極、陽極，與電源正極相連的為陽極，與電源負(fù)極相連的為陰極，兩極的反應(yīng)為“陽氧陰還”。(2)剖析離子移向，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。(3)書寫電極反應(yīng)式，注意得失電子守恒。(4)正確判斷產(chǎn)物。陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽極，則電極材料失電子，電極溶解(注意：鐵作陽極溶解生成Fe2，而不是Fe3)；如果是惰性

7、電極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電順序為S2IBrClOH(水)。陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進(jìn)行判斷：AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2Zn2H(水)(5)恢復(fù)原態(tài)措施。電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2完全放電之前，可加入CuO或CuCO3復(fù)原，而Cu2完全放電之后，應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。1(2016福建福州二模)如圖所示，通電5 min后，第極增重2.16 g，同時在A池中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體224 mL，設(shè)A池中原混合

8、液的體積為200 mL。(1)電源F為_極；第極為_極；B池為_池。(2)A池中第極上的電極反應(yīng)式為_；A池中第極上產(chǎn)生氣體體積為_mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。(3)通電前A池中原混合溶液中Cu2的濃度為_。正正陽陽電解電解(鍍鍍)4OH4e=H2OO2 1120.025 molL1 根據(jù)電極現(xiàn)象判斷電極屬性，在電解池中，增重的必是_；串聯(lián)的電解裝置中，每個電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)_。陰極陰極相等相等【變式考法】電解池問題中，如何判斷電極區(qū)域的酸堿性變化？有何數(shù)量關(guān)系？答案：若陰極為H放電，則陰極區(qū)c(OH)增大；若陽極為OH放電，則陽極區(qū)c(H)增大；若陰極上H放電，同時陽極上OH放電，相當(dāng)于電解水。電解過

9、程中產(chǎn)生的H或OH，其物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量。DC 有關(guān)電解池電極反應(yīng)式的書寫及解題流程(1)電極反應(yīng)式書寫 解題規(guī)律：1題型：選擇題(主)、填空題(次)。2考問：主要考查兩種電化學(xué)腐蝕的區(qū)別及有關(guān)電極方程式書寫；常見的兩種電化學(xué)防腐方法及金屬腐蝕快慢的比較題型三金屬的腐蝕與防護(hù)題型三金屬的腐蝕與防護(hù) 方法點(diǎn)撥：1金屬腐蝕的“兩種比較”(1)析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較 1(2016山東濟(jì)南一模)如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中。下列分析正確的是()AK1閉合，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H2e=H2 BK1閉合，石墨棒周圍溶液pH逐漸升高 CK2閉合，鐵棒不會被腐蝕，屬

10、于犧牲陽極的陰極保護(hù)法 DK2閉合，電路中通過0.002 NA個電子時，兩極共產(chǎn)生0.001 mol氣體B 正確判斷裝置類型，閉合K1時，裝置為_，反應(yīng)類型相當(dāng)于鐵的_腐蝕；閉合K2時，裝置為_，陽極為惰性電極，相當(dāng)于電解食鹽水。原電池原電池吸氧吸氧電解池電解池【變式考法】(1)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)嗎？答案：電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因為電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程即電解的過程。在電解的過程中，電解池的兩極分別發(fā)生氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)，有新物質(zhì)生成。(2)在原電池或電解池中，陰、陽離子及電子的運(yùn)動情況是怎樣的？答案：原電池和電解池中，陰、陽離子一定在電解質(zhì)溶液(或熔融狀態(tài)電解質(zhì))中移動

11、，電子一定在導(dǎo)線中移動?？珊営洖椤半x子不上岸，電子不下水”。2利用下圖裝置進(jìn)行實驗，開始時，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時間。下列說法不正確的是()Aa處發(fā)生吸氧腐蝕，b處發(fā)生析氫腐蝕 B一段時間后，a處液面高于b處液面 Ca處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小 Da、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe2e=Fe2C 3在日常生活中，我們經(jīng)?？吹借F制品生銹、鋁制品表面出現(xiàn)白斑等眾多金屬腐蝕現(xiàn)象?，F(xiàn)通過如圖所示裝置進(jìn)行實驗探究。下列說法正確的是()D“兩”條件與“兩”方法 解決金屬的腐蝕與防護(hù)問題時要熟記電化學(xué)腐蝕發(fā)生的“兩”條件，即強(qiáng)酸條件和弱酸性(中性及堿性)條件；熟記電化學(xué)防護(hù)“兩”

12、方法，弄清防護(hù)對象充當(dāng)何種電極。二次電源問題熱點(diǎn)題源預(yù)測熱點(diǎn)題源預(yù)測失分防范(1)對于可充電電池，放電時為原電池，符合原電池工作原理，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；外電路中電子由負(fù)極流向正極，內(nèi)電路中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動(2)可充電電池充電時為電解池，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時電池的“”極與外接直流電源的正極相連，電池的“”極與外接直流電源的負(fù)極相連AA電池充電時，陰極的電極反應(yīng)式為Cr3e=Cr2B電池放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe3C電池放電時，Cl從負(fù)極穿過選擇性透過膜移向正極D電池放電時，電路中每通過0.1 mol電子，F(xiàn)e3濃度降低0.1 molL1解析：放電時，負(fù)極Cr2發(fā)生氧化反應(yīng)：Cr2e=Cr3，則充電時陰極Cr3發(fā)生還原反應(yīng)：Cr3e=Cr2，A項正確、B項錯誤；電池放電時，陰離子應(yīng)由正極移向負(fù)極，C項錯誤；沒有給出電解液的體積，無法計算物質(zhì)的量濃度，D項錯誤。對點(diǎn)規(guī)范演練對點(diǎn)規(guī)范演練