《2019年高考化學二輪專題復習 專題七 電化學課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019年高考化學二輪專題復習 專題七 電化學課件.ppt（51頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

專題七電化學 第二單元 PART1 考綱展示 1 了解原電池和電解池的構成 工作原理及應用 能書寫電極反應和總反應方程式 了解常見化學電源的種類及其工作原理 2 了解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因 金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施 高頻考點探究 1 原電池裝置考查變遷 核心透析 考點一原電池工作原理及化學電池 圖7 1 1 鹽橋的作用 原電池裝置由裝置 到裝置 的變化是由鹽橋連接兩個 半電池裝置 其中鹽橋的作用有三種 隔絕正 負極反應物 避免直接接觸 導致電流不穩(wěn)定 通過離子的定向移動 構成閉合回路 平衡電極區(qū)的電荷 2 離子交換膜的作用 由裝置 到裝置 的變化是 鹽橋 變成 質子交換膜 離子交換膜是一種選擇性透過膜 允許相應離子通過 離子遷移方向遵循電池中離子遷移方向 2 圖解原電池的閉合回路形成原理 圖7 2 考查角度一燃料電池 典例探究 答案 C 變式十九大報告中提出要 打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn) 意味著對大氣污染防治比過去要求更高 二氧化硫 空氣質子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硫酸 發(fā)電 環(huán)保三位一體的結合 原理如圖7 3所示 下列說法正確的是 A 該電池放電時質子從Pt2電極經(jīng)過內電路流到Pt1電極B Pt1電極附近發(fā)生的反應為SO2 2H2O 2e H2SO4 2H C Pt2電極附近發(fā)生的反應為O2 4e 2H2O 4OH D 相同條件下 放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為2 1 圖7 3 答案 D 燃料電池電極反應方程式的書寫技巧燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發(fā)電裝置 由于電池總反應式與燃料燃燒方程式相似而得名 由于條件不同 燃料并非真的燃燒 另外 燃料電池的考查重點在不同條件下的電解質溶液 如酸性 堿性 中性 熔融碳酸鹽 熔融氧化物等 其書寫關鍵可以歸結為一句話 什么環(huán)境下用什么離子平衡電性 如正極反應式書寫 方法技巧 答案 D 答案 A 突破二次電池的四個角度 方法技巧 變式 1 如圖7 6所示 某種燃料電池以熔融碳酸鹽為電解質 向電極B附近通入1m3空氣 假設空氣中O2的體積分數(shù)為20 并完全反應 理論上可消耗相同條件下CH4的體積為m3 2 用CO和H2可以制備甲醇 反應為CO g 2H2 g CH3OH g 以甲醇為燃料 氧氣為氧化劑 KOH溶液為電解質溶液 可制成燃料電池 電極材料為惰性電極 若電解質溶液中KOH的物質的量為0 8mol 當有0 5mol甲醇參與反應時 電解質溶液中各種離子的物質的量濃度由大到小的順序是 圖7 6 原電池的計算依據(jù)是電子守恒 化學與物理結合的計算 主要涉及兩個公式 Q It n e F F計算時一般取值96500C mol 1 W Uit 方法技巧 1 電解池工作原理示意圖 陽極為惰性電極 核心透析 考點二電解池的工作原理及其應用 典例探究 例4次磷酸 H3PO2 是一種精細磷化工產(chǎn)品 具有較強的還原性 H3PO2可用電滲析法制備 四室電滲析法 工作原理如圖7 7所示 陽膜和陰膜分別只允許陽離子 陰離子通過 1 寫出陽極的電極反應式 2 分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因 3 早期采用 三室電滲析法 制備H3PO2 將 四室電滲析法 中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替 并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜 從而合并了陽極室與產(chǎn)品室 其缺點是產(chǎn)品中混有雜質 該雜質產(chǎn)生的原因是 圖7 7 變式 1 甲醇電解法制氫氣比電解水法制氫氣的氫的利用率更高 電解電壓更低 電解裝置如圖7 8 電源的正極為 填序號 a 或 b 其中陽極的電極反應式為 標準狀況下 每消耗1mol甲醇 生成H2的體積為 圖7 8 2 以甲醚 空氣 氫氧化鉀溶液為原料的燃料電池為電源 以石墨為電極電解500mL滴有酚酞的NaCl溶液 裝置如圖7 9所示 請寫出電解過程中Y電極附近觀察到的現(xiàn)象 當燃料電池消耗2 8LO2 標準狀況下 時 計算此時NaCl溶液的pH 假設溶液的體積不變 氣體全部從溶液中逸出 圖7 9 電解時電極反應方程式的書寫步驟 方法技巧 1 影響金屬腐蝕的兩個因素 1 對于金屬本性來說 金屬越活潑 就越容易失去電子而被腐蝕 2 電解質溶液對金屬的腐蝕的影響也很大 如果金屬在潮濕的空氣中 接觸腐蝕性氣體或電解質溶液 都容易被腐蝕 核心透析 考點三金屬腐蝕及其防護 2 金屬腐蝕快慢的三個規(guī)律 1 金屬腐蝕類型的差異電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕 化學腐蝕 有防護措施的腐蝕 2 電解質溶液的影響 對同一金屬來說 腐蝕的快慢 濃度相同 強電解質溶液 弱電解質溶液 非電解質溶液 對同一種電解質溶液來說 一般電解質溶液濃度越大 腐蝕越快 3 活潑性不同的兩金屬與電解質溶液構成原電池時 一般活潑性差別越大 負極腐蝕越快 3 兩種腐蝕與三種保護 1 兩種腐蝕 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 關鍵在于電解液的pH 2 三種保護 電鍍保護 犧牲陽極的陰極保護法 外加電流的陰極保護法 典例探究 例5 2018 北京卷 驗證犧牲陽極的陰極保護法 實驗如下 燒杯內均為經(jīng)過酸化的3 NaCl溶液 答案 D 下列說法不正確的是 A 對比 可以判定Zn保護了FeB 對比 K3 Fe CN 6 可能將Fe氧化C 驗證Zn保護Fe時不能用 的方法D 將Zn換成Cu 用 的方法可判斷Fe比Cu活潑 解析 結合實驗現(xiàn)象 對比 可知 連接鋅片后 溶液中沒有Fe2 A項正確 對比 中鐵表面產(chǎn)生藍色沉淀 故可能是鐵被氧化產(chǎn)生了Fe2 B項正確 由前面分析可知 不能采用 的方法驗證鋅保護鐵 C項正確 由前面分析可知 無法判斷鐵是否先被腐蝕 D項錯誤 變式利用如下實驗探究鐵釘在不同溶液中的吸氧腐蝕 下列說法不正確的是 A 上述正極反應均為O2 4e 2H2O 4OH B 在不同溶液中 Cl 是影響吸氧腐蝕速率的主要因素C 向實驗 中加入少量 NH4 2SO4固體 吸氧腐蝕速率加快D 在300min內 鐵釘?shù)钠骄醺g速率酸性溶液大于中性溶液 答案 B 解析 根據(jù)圖像可知 實驗裝置中的氧氣濃度是逐漸降低的 故此腐蝕為吸氧腐蝕 其正極反應為O2 4e 2H2O 4OH A正確 根據(jù)圖像可知 的反應速率接近 的反應速率接近 且 遠大于 遠大于 故陰離子對腐蝕速率影響不大 N是影響腐蝕速率的主要因素 B錯誤 因為N是影響腐蝕速率的主要因素 能導致鋼鐵的吸氧腐蝕速率加快 故向實驗 中加入少量 NH4 2SO4固體 吸氧腐蝕速率加快 C正確 溶液顯酸性 顯中性 根據(jù)圖像可知 鐵釘?shù)钠骄醺g速率酸性溶液大于中性溶液 D正確 規(guī)律小結 1 2018 全國卷 最近我國科學家設計了一種CO2 H2S協(xié)同轉化裝置 實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除 示意圖如圖7 10所示 其中電極分別為ZnO 石墨烯 石墨烯包裹的ZnO 和石墨烯 石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應為 EDTA Fe2 e EDTA Fe3 2EDTA Fe3 H2S 2H S 2EDTA Fe2 命題考向追蹤 歷年動態(tài) 圖7 10 該裝置工作時 下列敘述錯誤的是 A 陰極的電極反應 CO2 2H 2e CO H2OB 協(xié)同轉化總反應 CO2 H2S CO H2O SC 石墨烯上的電勢比ZnO 石墨烯上的低D 若采用Fe3 Fe2 取代EDTA Fe3 EDTA Fe2 溶液需為酸性 答案 C 解析 根據(jù)圖示可知 ZnO 石墨烯電極上發(fā)生還原反應 則該電極為陰極 電極反應式為CO2 2e 2H CO H2O A項正確 根據(jù)題干信息及圖中兩電極上的反應可知 該電化學 電解池 裝置中的總反應為CO2 H2S CO S H2O B項正確 石墨烯作陽極 ZnO 石墨烯作陰極 陽極上的電勢應高于陰極上的電勢 C項錯誤 若采用Fe3 Fe2 取代EDTA Fe3 EDTA Fe2 溶液需為酸性 否則會使H2S和S不能穩(wěn)定存在 D項正確 答案 D 解析 鋰比碳活潑 故鋰作負極 A項錯誤 外電路電子由負極 Li 流向正極 多孔碳材料 B項錯誤 充電時 Li 移向陰極 對應原電池的負極 即為鋰電極 C項錯誤 充電時的反應為原電池反應的逆過程 D項正確 3 2017 全國卷 用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密 耐腐蝕的氧化膜 電解質溶液一般為H2SO4 H2C2O4混合溶液 下列敘述錯誤的是 A 待加工鋁質工件為陽極B 可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C 陰極的電極反應式為Al3 3e AlD 硫酸根離子在電解過程中向陽極移動 答案 C 解析 Al制品表面要形成氧化膜 鋁被氧化失電子 因此電解時鋁為陽極 A項正確 根據(jù)電解原理可知 不銹鋼網(wǎng)接觸面積大 電解效率高 B項正確 陰極反應為2H 2e H2 C項錯誤 電解時 電解質溶液中的陰離子向陽極移動 D項正確 4 2016 全國卷 Mg AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池 下列敘述錯誤的是 A 負極反應式為Mg 2e Mg2 B 正極反應式為Ag e AgC 電池放電時Cl 由正極向負極遷移D 負極會發(fā)生副反應Mg 2H2O Mg OH 2 H2 答案 B 解析 該電池中還原性較強的Mg為負極 失去2個電子發(fā)生氧化反應 A項正確 氧化性較強的AgCl為正極 發(fā)生還原反應 AgCl s Ag aq Cl aq Ag e Ag AgCl是難溶鹽 則正極反應式為AgCl e Ag Cl B項錯誤 4 2016 全國卷 Mg AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池 下列敘述錯誤的是 A 負極反應式為Mg 2e Mg2 B 正極反應式為Ag e AgC 電池放電時Cl 由正極向負極遷移D 負極會發(fā)生副反應Mg 2H2O Mg OH 2 H2 由于Mg失去電子成為Mg2 使負極區(qū)域帶正電 AgCl得到電子生成Ag和Cl 使正極區(qū)域帶負電 因此Cl 由正極向負極遷移 使電解質溶液保持電中性 C項正確 氧化還原反應為放熱反應 鎂與熱水能發(fā)生置換反應生成Mg OH 2和H2 D項正確 5 某手機電池采用了石墨烯電池 可充電5min 通話2h 一種石墨烯鋰硫電池 2Li S8 Li2S8 工作原理示意圖如圖7 12 下列有關該電池的說法不正確的是 A 金屬鋰是比能量相對較高的電極材料B 充電時A電極為陰極 發(fā)生還原反應C 充電時B電極的反應 Li2S8 2e 2Li S8D 手機使用時電子從A電極經(jīng)過手機電路板流向B電極 再經(jīng)過電池電解質流回A電極 2019預測 圖7 12 答案 D 解析 單位質量的電極材料失去電子的物質的量越多 則放出的電能越大 比能量越高 金屬鋰是比能量較高的電極材料 A正確 原電池中陽離子向正極移動 由圖可知 作電源時 B為正極 A為負極 負極發(fā)生失電子的氧化反應 反過來 充電時負極為陰極 發(fā)生還原反應 B正確 放電時 B電極上S8得電子生成Li2S8 反應為2Li S8 2e Li2S8 則充電時B電極反應為Li2S8 2e 2Li S8 C正確 電子只能在電極和導線中移動 不能在電解質中移動 D錯誤 6 利用電解法制備Ca H2PO4 2并得到副產(chǎn)物NaOH和Cl2 下列說法正確的是 A C膜可以為質子交換膜B 陰極室的電極反應式為2H2O 4e O2 4H C 可用鐵電極替換陰極的石墨電極D 每轉移2mole 陽極室中c Ca2 降低1mol L 1 圖7 13 答案 C 解析 通過圖示分析C膜只能是陽離子交換膜 A錯誤 陰極室的電極反應式為2H2O 2e H2 2OH B錯誤 陰極電極不參與反應 故可用鐵電極替換陰極的石墨電極 C正確 未給出溶液體積 無法計算濃度 D錯誤 1 工業(yè)上通過電化學原理在鋁表面形成氧化膜來提高其抗腐蝕能力 工作原理如圖所示 下列說法不正確的是 A 碳棒可用銅棒代替 其作用是傳遞電流B 通電一段時間后 溶液的pH減小C 通電后電子被強制從碳棒流向鋁片使鋁表面形成氧化膜D 可通過調節(jié)滑動變阻器來控制氧化膜的形成速率 教師備用習題 答案 C 2 如圖為一種固體離子導體電池與濕潤KI試紙AB連接 Ag 可以在RbAg4I5晶體中遷移 空氣中的氧氣透過聚四氟乙烯膜與AlI3反應生成I2 Ag與I2作用形成電池 下列說法中正確的是 A 試紙B端發(fā)生氧化反應B Ag 從石墨電極移向銀電極C 試紙A端發(fā)生反應2I 2e I2D 若該電池轉移1mol電子 則濾紙上生成8gO2 答案 C 解析 Ag和I2作用形成原電池 可以知道在反應中Ag被氧化 為原電池的負極反應 I2被還原 為原電池的正極反應 原電池工作時 陽離子向正極移動 陰離子向負極移動 A與正極相連為陽極 B與負極相連為陰極 試紙B端為陰極 發(fā)生還原反應 A錯誤 原電池中陽離子向正極移動 即Ag 從銀電極移向石墨電極 B錯誤 試紙A端為陽極 為碘離子失電子發(fā)生氧化反應生成單質碘 C正確 電解碘化鉀溶液 陽極碘離子先失電子變?yōu)榈鈫钨| 碘離子消耗完 才有氫氧根離子失電子變?yōu)檠鯕?因此該電池轉移1mol電子 則濾紙上生成O2的量小于0 25mol D錯誤