高三化学《电化学》(课件).ppt

专题七 电化学,从上可知：电化学是高考的常青树，而且分数不少。从题型看，选择题和填空题中都有，作为一个重要的化学理论知识点，也是现代生活经常使用的，必须引起我们的充分重视。,(2011新课标全国，11)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是( ) A电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe B电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2 C电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 D电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O,透析引领 由放电时的反应可以得出铁作还原剂失去电子，Ni2O3作氧化剂得到电子，因此选项A、B均正确；充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，所以电池放电时，负极反应为：Fe2OH2e=Fe(OH)2,所以电池充电过程时阴极反应为Fe(OH)22e= Fe2OH,因此电池充电过程中，阴极附近溶液的pH会升高，C不正确；同理分析选项D正确。 答案 C,(2011全国，10)用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的( ) ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO45H2O 透析引领 用石墨作电极电解CuSO4溶液的电解方程式是2CuSO42H2O=2H2SO42CuO2，根据缺什么补什么的原则，选项C正确。 答案 C,(2011北京，26节选)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示： (1)溶液A的溶质是_； (2)电解饱和食盐水的离子方程式是_； (3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：_；,透析引领 (1)电解时在电极的作用下，溶液中的阳离子向阴极作定向运动，阴离子向阳极作定向运动，所以电解饱和食盐水时Na和H向阴极运动并放电，但H比Na易得电子，所以H首先放电，方程式为2H2e=H2。由于H是水电离出的，所以随着H的不断放电，就破坏了阴极周围水的电离平衡，OH的浓度就逐渐增大，因此溶液A的溶质是NaOH。由于Cl比OH易失电子，所以在阳极上Cl首先放电，方程式为2Cl2e=Cl2。因此电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl2H2O=2OHH2Cl2。 (2)见解析(1)。 (3)由于阳极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反应Cl2H2O=HClHClO，根据平衡移动原理可知，增大盐酸的浓度可使平衡向逆反应方向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。,答案 (1)NaOH (2)2Cl2H2O=2OHH2Cl2 (3)氯气与水反应：Cl2H2O=HClHClO，增大HCl的浓度可使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。,以新型电池为题材，考查电极的判断及电极反应的书写 【典型题例】下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏染料(S)涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：,答案 A 【归纳提升】 1新型电池的呈现方式可能不同，但工作原理却是完全相同的。电化学是以氧化还原反应为基础的，是氧化还原反应的重要应用。负极和阳极的电极反应都是氧化反应，阴极和正极的电极反应都是还原反应。所以在书写电极反应式时，首先要找出氧化还原反应，弄清氧化剂、还原剂和还原产物、氧化产物；然后要找出氧化反应(还原剂与氧化产物对应)和还原反应(氧化剂与还原产物对应)；最后是配平氧化反应和还原反应。难度较大的电极反应式书写，关键就在配平上，因为有时要借助介质来配平，一般酸性介质可添加H和H2O配平，而碱性介质可添加OH和H2O配平。,2考查新型原电池，原电池的两电极反应式，电子流向与电流流向，太阳能电池的工作原理，原电池的总反应式等，还考查考生变通能力和心理素质，能否适应陌生的情境下应用所学知识解决新的问题等。,以真实的工业生产为题材，考查电化学 【典型题例】对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。 (1)以下为铝材表面处理的一种方法： 碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_,(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。 aNH3 bCO2 cNaOH dHNO3 以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。 取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_。 (2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。,(3)利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。 若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处。 若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。 解析 (1)冒气泡的原因是Al与NaOH反应，方程式为2Al2OH2H2O=2AlO3H2;使2AlO生成沉淀，最好是通入CO2，加HNO3的话，沉淀容易溶解。,阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜还必须有H2O参加，故电极反应式为2Al3H2O6e=Al2O36H；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有Al3和HCO 发生了互促水解。 (2)电镀过程中，为保持电镀质量，必须保持电镀液浓度的稳定，因此用Cu作为阳极，这样用阳极溶解的Cu，补充阴极析出的Cu，从而保持电解液浓度的稳定。 (3)铁被保护，可以是作原电池的正极，或者电解池的阴极，故若X为碳棒,开关K应置于N处，Fe作阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁是作正极，称为牺牲阳极保护法。,【归纳提升】 1工业流程图题关键要读懂流程图，明确各步的用意，注意既要“瞻前”又要“顾后”。 2这类工业流程图问题，除了要看懂各步的用意、相互间的关系外，更要会用准确的化学用语回答问题。这类问题往往，起点很高但落点却很低，最后要求用准确的化学语言来解答。有的同学看懂了题目意思，却由于习惯不好同样失分。,电化学中的实验设计问题 【典型题例】碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘.以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如下图所示。,请回答下列问题： (1)碘是_(填颜色)固体物质，实验室常用_方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。 (2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I26KOH=5KIKIO33H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。 电解时，阳极上发生反应的电极反应式为_； 阴极上观察到的实验现象是_。,(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I。请设计一个检验电解液中是否有I的实验方案，并按要求填写下表。 要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。 试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。 (4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：,步骤的操作名称是_，步骤的操作名称是_。步骤洗涤晶体的目的是_。,(3) (4)冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质 点评 以我们每天都能接触到的食盐为基本素材命题,看起来很简单，但食盐中碘酸钾的制法却是陌生的。开始给出的信息：“碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成碘单质”，是为最后设计实验证明是否有I打下伏笔的。读题时对这些信息一定要做上一定的记号。,【归纳提升】 1设计实验验证结论是化学上要求较高的问题。虽然结论是待论证的.但我们通过课本知识甚至以前做过的信息题，对结论已经知道，所以我们的“方向”并不未知，这样设计实验方案应该是有的放矢的。例如：要实现Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2，将化学能转化为电能，则设计原电池；要实现CuH2SO4=CuSO4H2，则设计电解池才行；各类考试中还经常考查通过电解来制备一些重要物质。,1(2011北京，8)结合下图判断，下列叙述正确的是( ) A和中正极均被保护 B和中负极反应均是Fe2e=Fe2 C和中正极反应均是O22H2O4e=4OH D和中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀,解析 A 锌比铁活泼,装置中锌作负极,方程式为Zn2e=Zn2；铁作正极，但溶液显中性，所以发生锌的吸氧腐蚀，正极反应是O22H2O4e=4OH。铁比铜活泼，装置中铁作负极，负极反应为Fe2e=Fe2。铜作正极，但溶液显酸性，所以正极是溶液中的氢离子得电子，方程式为2H2e=H2。因为装置中没有Fe2生成，所以装置中加入少量K3Fe(CN)6溶液时，没有蓝色沉淀产生。综上所述，只有选项A是正确的。,2.(2011安徽，12)研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是：( ) A正极反应式：AgCle=AgCl B每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 CNa不断向“水”电池的负极移动 DAgCl是还原产物,解析 B 由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物，即银做负极，产物AgCl是氧化产物，A、D都不正确；在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应，所以阳离子向电池的正极移动，C错误；化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是18/5价，所以每生成1 mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为(418/5)52 mol，因此选项B正确。,3(2011山东，15)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( ) A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D镀锌层破损后对铁制品失去保护作用,解析 C 电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极,把镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。因此在铁制品上镀锌时，铁作阴极，锌作阳极，由于锌比铁活泼，因此未通电前可以构成原电池，但此时锌作负极失去电子，铁作正极，而电镀时锌仍然失电子，所以选项A不正确；在氧化还原反应中必需满足得失电子守恒，因此电镀时通过的电量与锌的析出量有确定关系而与能量变化无关，B不正确；由于电镀时保持电流恒定，因此导线中通过的电子速率是不变的，所以升高温度不能改变电解反应速率，C正确；镀锌层破损后，由于锌比铁活泼，所以即使发生电化学腐蚀也是锌失去电子而保护了铁，即选项D也不正确。,4(2011上海，16)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是( ) A用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片 B用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片 C用氢氧化钠溶液吸收阴极产物 D用带火星的木条检验阳极产物 解析 B 用电解法提取氯化铜废液中的铜时，铜必须作阴极，阳极是铜或惰性电极，阴极的反应式为Cu22e=Cu。,5(2010安徽，11)某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是( ) A电子通过外电路从b极流向a极 Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OH C每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 DH由a极通过固体酸电解质传递到b极 解析 D 首先明确a为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b，A错；B选项反应应为O24e4H=2H2O ; C没有告知标准状况。,6钢铁生锈过程发生如下反应： 2FeO22H2O=2Fe(OH)2； 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3； 2Fe(OH)3=Fe2O33H2O。 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 A 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。,7(2011江苏，18) Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH中加入适量AgNO3 溶液，生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80 ，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为2AgNO34KOHK2S2O8=Ag2O22KNO3K2SO42H2O 回答下列问题： (1)上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是_. (2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：_。,(3)准确称取上述制备的样品(设Ag2O2仅含有Ag2