跨越高考化学二轮复习 第2专题第5讲电化学基础及其应用（二）.ppt

纵观近年来新课标省份的高考试题 电化学题已成为每套试卷的必考题 考查的主要内容为 分析带有盐桥的原电池装置 根据原电池 电解池的电极反应 比较金属活动性的强弱 判断酸 碱 盐的水溶液在电解时ph的变化趋势 对几种新型电池的电极反应的认识与书写 有关电解产物的判断和计算 预计2011年新课标省份高考命题的趋势为 技能归纳 1 氯碱工业 探究点四 电解池的应用 2 电解精炼铜 3 电镀 1 电镀是特殊情况下的电解 一般不必把它当做一个新的知识点处理 2 由于电镀的特殊性 镀层金属作阳极 失电子 发生氧化反应 镀层金属阳离子在阴极得电子 发生还原反应 因而电镀的结果是除了阳极变薄 金属溶解 阴极变厚 镀层金属吸附 之外 电解液无任何其他变化 其电极反应式一般为 4 金属冶炼电解熔融电解质 可冶炼得到活泼金属 如k na ca mg al等金属可通过电解其熔融的氯化物或氧化物而制得 如电解冶炼铝 阳极反应式为6o2 12e 3o2 阴极反应式为4al3 12e 4al 总反应式为2al2o34al 3o2 典例4 2010年海南 9 利用电解法可将含有fe zn ag pt等杂质的粗铜提纯 下列叙述正确的是 a 电解时以精铜作阳极 b 电解时阴极发生还原反应 c 粗铜连接电源负极 其电极反应是cucu2 2e d 电解后 电解槽底部会形成含少量ag pt等金属的阳极泥 解析 a项 电解精炼铜时精铜作阴极 粗铜作阳极 b项 电解时阴极发生还原反应 阳极发生氧化反应 c项 粗铜作阳极 应与电源正极相连 d项 电解时 粗铜中比铜活动性弱的杂质单质会沉积在阳极附近电解槽的底部 从而形成阳极泥 故b d两项正确 答案 bd 演练4某研究性学习小组的学生在一次活动中 设计出如下方案来测定铜的相对原子质量 指导老师认为此方案可行 并提供了一瓶含有一定量h2so4 fe2 so4 3杂质的cuso4溶液及其他相关药品 器材 1 同学们首先讨论不纯的cuso4是否需要进行处理 假如你是学习小组的学生 请阐明你的看法 结合你的意见 只需选择a b中一题作答 a 需要进行处理 加入 填试剂的化学式 反应后经过滤即可得到符合要求的cuso4溶液 b不必进行处理 理由是 2 用铜和石墨两个电极电解cuso4溶液时 铜电极应接电源的极 石墨电极上的电极反应式为 电解总反应式为 3 该实验测得铜的相对原子质量是 用含m v的代数式表示 答案 1 cu 2 负 4oh 4e o2 2h2o 2cuso4 2h2o2cu o2 2h2so4 3 技能归纳 1 是否为原电池的判断 1 先分析有无外接电源 有外接电源的为电解池 无外接电源的可能为原电池 然后依据原电池的形成条件分析判断 主要是 四看 看电极 两极为导体且存在活泼性差异 燃料电池的电极一般为惰性电极 看溶液 两极插入溶液中 看回路 形成闭合回路或两极直接接触 看本质 有无氧化还原反应发生 2 多池相连 但无外接电源时 一般来说 两极活泼性差异最大的一池为原电池 其他各池可看做电解池 探究点五 原电池与电解池的综合应用 2 电化学计算的基本方法原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算 溶液的ph计算 相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算 根据电量求产物的量或根据产物的量求电量等的计算 不论哪类计算 均可概括为下列三种方法 1 根据电子守恒法计算 用于串联电路 阴阳两极产物 正负两极产物 相同电量等类型的计算 其依据是电路上转移的电子数相等 2 根据总反应式计算 先写出两极的电极反应式 再写出总反应式 最后根据总反应式列出比例式计算 3 根据关系式计算 利用得失电子守恒关系建立已知量和未知量之 间的桥梁 列出所需的关系式计算 3 电化学中的图表问题 1 实物图问题这一类问题是近几年电化学综合测试中的重要考查形式 需加以注意 其设题方式较多 且灵活多变 如 实物图接线柱的连接 电极情况分析 与化学实验 化学计算相联系等 解题时 要充分利用题给实物图 从实物图中获得解题信息 如从所给装置及题给条件判断气体成分 电源的正负极等 并提炼信息 从而正确解题 2 坐标图问题对此类问题要注意三点 一是横坐标 纵坐标的含义 二是点的意义 三是曲线的变化或走势 弄清这三个点 问题就迎刃而解了 3 表格类问题 解答此类问题的基本思路是 抓住表格中数据的特征或变化规律等 以理论 规律 物质性质 反应原理等为依据 寻找解决问题的切入点等 典例5 2010年福建理综 11 铅蓄电池的工作原理为 pb pbo2 2h2so42pbso4 2h2o 研读下图 下列判断不正确的是 a k闭合时 d电极反应式 pbso4 2h2o 2e pbo2 4h s b 当电路中转移0 2mol电子时 中消耗的h2so4为0 2mol c k闭合时 中s向c电极迁移 d k闭合一段时间后 可单独作为原电池 d电极为正极 解析 由图可知 为原电池 为电解池 a为正极 b为负极 c为阴极 d为阳极 故a b两项均正确 c项错误 k闭合一段时间后 中c d电极上的物质由pbso4分别变为pb pbo2 d项正确 答案 c 演练5用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水 含cl br na mg2 的装置如图所示 a b为石墨电极 下列说法中正确的是 a 电池工作时 正极反应式为o2 2h2o 4e 4oh b 电解时 a电极周围首先放电的应该是cl 而不是br c 电解时 电子流动路径是 负极 外电路 阴极 溶液 阳极 正极 d 忽略能量损耗 当电池中消耗0 02gh2时 b极周围会产生0 02gh2 答案 d 1 关于原电池内电路的问题误点 原电池内电路中 阳离子向负极移动 阴离子向正极移动 辨析 在原电池外电路中 电子由负极沿导线传递给正极 电流方向与电子流向恰好相反 在内电路中 电流方向即电解液中阳离子定向移动的方向 阳离子向正极移动 阴离子向负极移动 2 忽略了金属电极放电误点 电解饱和食盐水时 用石墨作电极或用cu作电极 两极反应方程式 总反应方程式完全相同 辨析 电解饱和食盐水 1 石墨作电极阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 总离子方程式 2cl 2h2ocl2 h2 2oh 2 用cu作电极阳极 cu 2e cu2 或cu 2e 2h2ocu oh 2 2h 阴极 2h 2e h2 总离子方程式 cu 2h2ocu oh 2 h2 3 关于原电池 电解池电极的判定误点 电解池中负极发生了还原反应 正极发生了氧化反应 辨析 原电池考查正 负极 而电解池只有阴 阳极 电解池中阳离子在阴极表面得电子发生还原反应 阴离子在阳极表面失去电子发生氧化反应 误点 在电解池工作时 阴离子如oh cl 等在阳极放电产生o2 cl2等 因此产生气体的电极一定为电解池的阳极 辨析 在电解池工作时 阴离子在阳极失电子产生非金属单质 但阴极区也可能产生h2 误点 在原电池中 较活泼的金属作负极 因此可以通过金属电极的活泼性确定原电池的正 负极 如用mg al作电极 naoh溶液作电 解液 则mg为负极 al为正极 辨析 在mg al作电极 naoh溶液作电解液时 由于al与naoh反应 即在naoh溶液中 al更易失电子 从而可判定al为负极 mg为正极 4 关于镁 铝金属的冶炼误点 电解冶炼金属镁常用电解熔融的mgcl2 而不采用电解熔融的mgo 铝与镁性质相似 电解冶炼金属铝时也可用电解熔融的alcl3 辨析 mgo的熔点很高 工业上电解冶炼镁采用熔点稍低的mgcl2 alcl3为共价化合物 其熔融时由于没有自由移动的离子而不导电 因此工业冶炼金属铝时不用alcl3 而用电解熔融的al2o3 1 右图装置中 两电极上发生的电极反应式分别为 a极2h 2e h2 b极zn 2e zn2 则下列说法中不正确的是 a 该装置可能是电解池 b 溶液ph可能变大 c a b可能是同种电极材料 d 该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能 答案 d 2 控制适合的条件 将反应2i 2fe3 i2 2fe2 设计成一个原电池 如图 下列有关该原电池的叙述中正确的是 反应开始时 甲中石墨电极上发生氧化反应 反应开始时 乙中石墨电极上发生的反应为fe3 e fe2 反应开始时 外电路中电子由乙中石墨流向甲中石墨 电流计读数为零时 反应达到化学平衡状态 电流计读数为零后 向乙中加入feso4 7h2o后 甲中的石墨电极为负极 a b c d 答案 a 3 li socl2锂电池可用于心脏起搏器 该电池用金属锂和石墨作电极材料 电解液是lialcl4 socl2 电池的总反应可表示为8li 3socl26licl li2so3 2s 则下列叙述中正确的是 a 金属锂作电池的正极 石墨作电池的负极 b 电池工作过程中 socl2被还原为li2so3 c 电池正极发生的电极反应为3socl2 8e 6cl s 2s d 电池总反应方程式中氧化剂与还原剂的质量比为357 56 解析 从总反应方程式可知li失去电子 应作负极 故a项错误 socl2与li2so3中硫的价态均为 4价 故b项错误 总反应方程式中的3molsocl2只有2mol作氧化剂 故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1 4 质量比为17 4 故d项错误 c项正确 答案 c 4 甲装置是铜锌原电池 乙装置是常见的电解池 电子流动的方向如图所示 下列有关叙述中不合理的是 a a极是原电池的负极 b 甲中阳离子向b极移动 c c极上发生的反应是还原反应 d m极是直流电源的正极 答案 c 5 用na2so3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫 将所得的混合液进行电解循环再生 这种新工艺叫再生循环脱硫法 其中阴 阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示 则下列有关说法中不正确的是 a x为直流电源的负极 y为直流电源的正极 b 阴极的电极反应式为2h 2e h2 c 该过程中的产品主要为h2so4和h2 d 图中的b a 解析 pt 电极表面发生的电极反应为2h 2e h2 所以pt 电极为电解池的阴极 x为直流电源的负极 y为直流电源的正极 pt 电极表面发生的电极反应为hs h2o 2e 3h s和s h2o 2e 2h s h2so4的浓度增大 所以b a 故d项不正确 答案 d 6 近年来 加 碘 食盐使用较多的是碘酸钾 kio3 碘酸钾在工业上可用电解法制取 以石墨和不锈钢为电极 以ki溶液为电解液 在一定条件下电解 反应的化学方程式为ki 3h2okio3 3h2 下列有关说法中正确的是 a 电解时 石墨作阴极 不锈钢作阳极 b 电解后溶液的ph变小 设溶液体积不变 c 电解时 阳极上有无色气泡产生 d 电解时 阳极反应式为i 3h2o 6e i 6h 解析 由电解反应方程式 可知 阳极反应式为i 3h2o 6e i 6h 阴极反应式为6h 6e 3h2 电解时 不锈钢作阴极 石墨作阳极 答案 d 7 新型 锌空气电池 正逐步取代目前广泛使用的传统 锌锰干电池 如图 它具有容量大 污染小的特点 其电池总反应为2zn o22zno 原料为锌 空气和强碱性电解质溶液 已知 锌锰干电池 的电池总反应为zn 2mno2 2nh4clzncl2 mn2o3 h2o 2nh3 则下列有关叙述中不正确的是 a 锌空气电池 锌锰干电池 中锌均为负极 发生氧化反应 b 锌空气电池 中 负极反应式为zn 2e 2oh zno h2o c 锌锰干电池 中 正极反应式为2mno2 2n 2e mn2o3 2nh3 h2o d 锌空气电池 中 正极区的ph减小 解析 锌空气电池 的正极反应式为o2 2h2o 4e 4oh 正极区生成oh 该极附近溶液的ph增大 答案 d 8 生物燃料电池 bfc 是以有机物为燃料 直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池 其能量转化效率高 是一种真正意义上的绿色电池 其工作原理如右图所示 已知c1极的电极反应式为c2h5oh 3h2o 12e 2co2 12h 下列有关说法不正确的是 a c1极为电池负极 c2极为电池正极 b c2极的电极反应式为o2 4h 4e 2h2o c 该生物燃料电池的总反应为c2h5oh 3o22co2 3h2o d 电子由c2极经外电路导线流向c1极 答案 d 9 1l某溶液中所含有的离子如下表所示 用惰性电极对该溶液进行电解 当电路中有3mol电子通过时 假设电解后溶液的体积不变 忽略电解产生的气体在溶液中的溶解 下列说法中正确的是 a 阴极析出的金属是铜和铝 b c n 1mol l 1 c 阳极生成的气体是cl2和h2 d 电解后溶液的ph 7 解析 阴极放电顺序为cu2 h al3 故得不到金属铝 a项错误 由电荷守恒可知 c n 4mol l 1 b项错误 阳极生成的气体是cl2和o2 c项错误 电解后溶液为al no3 3和hno3溶液 呈酸性 ph 7 d项正确 答案 d 10 现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水 并测量电解产生的氢气的体积 约6ml 和检验氯气的氧化性 1 试从上图中选用几种必要的仪器 连成一整套装置 各种仪器接口的连接顺序是 a b 填字母 2 a极是直流电源的极 碳棒上发生的电极反应为 3 能说明氯气具有氧化性的实验现象是 4 已知u形管中装入的饱和食盐水为50ml 电解前后溶液体积变化可忽略 当测得的氢气体积为5 6ml 标准状况下 时停止通电 摇匀u形管内的溶液后溶液的ph约为 5 摇匀u形管内的溶液后 将铁棒与电源b极相连 碳棒与电源a极相连 此时铁棒周围的溶液中观察到的实验现象是 答案 1 g f i d e c 2 负 2cl 2e cl2 3 淀粉ki溶液变成蓝色 4 12 5 先产生白色沉淀 沉淀迅速变为灰绿色 最后变为红褐色 11 某化学兴趣小组按如图所示的装置进行实验 玻璃管内装有滴有不同溶液的白色棉球 实验过程中 两极均有气体生成 1 碳棒一极的电极反应式为 2 处白色棉球变为色 处白色棉球变为色 3 处棉球的作用是 4 在20 时饱和食盐水的质量分数为26 当阳极析出1 12l 标准状况下 气体时 cl 完全放电 试计算 电解时 所取饱和食盐水的质量为g 要使溶液恢复原状态 需加入物质的化学式为 其质量为g 答案 1 2cl 2e cl2 2 橙黄 蓝 3 吸收未反应的氯气 防止其污染环境 4 22 5 hcl 3 65 12 第29届夏季北京奥运会火炬燃料为丙烷 c3h8 某科学家以丙烷为燃料制成一种新型燃料电池 如图所示 据此回答下列问题 1 电池总反应方程式为 2 放电时 通入o2和co2的一极为 填 正 或 负 下同 极 c移向电池的极 3 放电时 正极反应式为 4 若用该燃料电池作电源 以导电性较好的铜作电极材料 电解氯化钠溶液 则起始阶段时的电解总反应方程式为 解析 燃料电池中燃料一极为负极 氧气一极为正极 放电时 氧气得到电子 形成氧离子 其与二氧化碳结合生成碳酸根离子 电解氯化钠时 以铜作阳极 其为活性电极 电解时失去电子变为cu2 对阴极 水电离出的h 放电生成h2 阴极区富集下来的oh 向阳极移动 在两极之间与cu2 反应生成氢氧化铜 则其电解总反应方程式为cu 2h2ocu oh 2 h2 答案 1 c3h8 5o23co2 4h2o 2 正 负 3 o2 2co2 4e 2c 或5o2 10co2 20e 10c 4 cu 2h2ocu oh 2 h2 13 熔融盐燃料电池具有较高的发电效率 因而受到重视 某燃料电池以熔融的k2co3 其中不含o2 和hc 为电解质 以高炉煤气 co和co2的体积比为1 4 为燃料 以空气为氧化剂 以具有催化作用和导电性能的多孔稀土金属材料为电极 电池结构示意图如图甲 该燃料电池的正极反应式为2co2 o2 4e 2c 试回答下列问题 1 该燃料电池的总反应方程式为 2 负极反应式为 3 某学生想用该