高考化学二轮复习 第一阶段 专题二 第5讲 电化学基础课件.ppt

专题二 第5讲 高考前沿快讯 知识升级 必考点讲透 考点锁定 常考点练清 难点速通 课时检测 知识点一 知识点二 知识点三 必考点一 必考点二 常考点 第一阶段 1 了解原电池和电解池的工作原理 能写出电极反应式和电池反应方程式 2 了解常见化学电源的种类及其工作原理 3 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 近年来 电化学知识在高考试题中出现的频率很高 与生产 生活及新科技等问题相联系的考查尤为突出 在知识点上侧重于以新型电池特别是燃料电池为背景考查原电池的相关知识 以电解原理的最新应用为背景考查电解池的相关知识 以及金属的防护 电解饱和食盐水和电解冶炼金属等内容 思考 回顾 1 原电池 上述装置中能形成原电池的是 该原电池工作时 负极发生 电极反应式为 正极发生 电极反应式为 电池总反应式为 氧化反应 b 还原反应 cu 2e cu2 2ag 2e 2ag cu 2ag cu2 2ag 2 燃料电池 燃料电池以还原剂 如氢气 烃类 甲醇等 为负极反应物 以氧化剂 如氧气 空气等 为正极反应物 以碱性溶液为电解质溶液构成的氢氧燃料电池反应方程式 2h2 o2 2h2o 负极反应 正极反应 以酸性溶液为电解质溶液构成的氢氧燃料电池反应方程式 2h2 o2 2h2o 负极反应 正极反应 2h2 4oh 4e 4h2o o2 2h2o 4e 4oh 2h2 4e 4h o2 4h 4e 2h2o 归纳 助学 1 原电池的构成条件 2 原电池正 负极的判断 鉴赏 领悟 判断下列描述的正误 正确的打 错误的打 1 cu cuso4 zn znso4 通过盐桥构成的原电池装置中 cu电极上发生氧化反应 2012 福建高考 解析 因混淆原电池装置中两极发生的反应类型而造成错误 cu cuso4 zn znso4 电池中 cu作正极 发生还原反应 2 乙醇酸性燃料电池的负极反应式为 ch3ch2oh h2o 4e ch3cooh 4h 电池工作时 电解质溶液中的h 向负极移动 2012 四川高考 解析 因混淆原电池电解质溶液中离子移动方向而造成错误 原电池工作时 电解质溶液中的阳离子向正极移动 3 zn具有还原性和导电性 可用作锌锰干电池的正极材料 2012 江苏高考 解析 易出现原电池正负极的判断错误 锌锰干电池中 锌失去电子被氧化 作电池的负极材料 思考 回顾 阴 氧化 2h 2e h2 2cl 2e cl2 2oh h2 cl2 2 电解完成后 若溶液的体积为1l 整个电解过程中共转移0 1mole 则溶液的ph为 若使电解质溶液复原 需通入氯化氢的物质的量为mol 3 若用该装置给铁钉镀铜 则应用铜作 用铁钉作 电解质溶液应为溶液 13 0 1 阳极 阴极 cuso4 1 电极反应 归纳 助学 1 阳离子在阴极上的放电顺序 ag fe3 cu2 h 2 阴离子在阳极上的放电顺序 s2 i br cl oh 2 电解规律 惰性电极 鉴赏 领悟 判断下列描述的正误 正确的打 错误的打 1 电解nacl溶液得到22 4lh2 标准状况 理论上需转移na个电子 2012 山东高考 解析 易出现电极反应式的书写错误而造成判断失误 电解nacl溶液的阴极反应式为 2h 2e h2 故生成1molh2时转移2na个电子 2 以cuso4溶液为电解质溶液进行粗铜 含al zn ag pt au等杂质 的电解精炼 溶液中的cu2 向阳极移动 2012 山东高考 解析 因忽视电解质溶液的电中性而出现判断离子移动方向的错误 溶液中的cu2 向阴极移动 3 电解alcl3 fecl3 cucl2的混合溶液时 阴极上依次析出cu fe al 2011 山东高考 解析 因忽视阳离子在阴极上的放电顺序及fe3 的放电实质而造成错误 fe3 在阴极上获得电子生成fe2 而不是单质fe 在水溶液中al3 的氧化性弱于h 思考 回顾 1 电化学腐蚀 以钢铁的腐蚀为例 1 析氢腐蚀 条件 电极反应 负极 正极 总反应 钢铁表面水膜酸性较强 fe 2e fe2 2h 2e h2 fe 2h fe2 h2 2 吸氧腐蚀 条件 钢铁表面水膜酸性很弱 或呈中性 电极反应 负极 正极 总反应 2fe 4e 2fe2 2h2o o2 4e 4oh 2fe o2 2h2o 2fe oh 2 2 金属的电化学防护 1 牺牲阳极的阴极保护法 如右图 保护铁 铁作极 锌作极 2 外加电流的阴极保护法 外加直流电源 使被保护金属与电源的极相连 正 负 负 归纳 助学 1 钢铁在潮湿空气中生成铁锈 fe2o3 nh2o 的原理fe c 电解质溶液形成原电池 其中负极反应式 2fe 4e 2fe2 正极反应式 2h2o o2 4e 4oh 电池总反应式 2fe 2h2o o2 2fe oh 2 生成铁锈的相关反应式为 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 2fe oh 3 fe2o3 nh2o 3 n h2o 2 金属腐蚀的防护方法 1 牺牲阳极的阴极保护法 原电池原理 在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如锌块 让被保护的金属作原电池的正极 2 外加电流的阴极保护法 电解池原理 让被保护的钢铁设备作阴极 惰性电极作阳极 外接直流电源 3 其他方法 改变金属内部结构 如制成不锈钢 加涂防护层如喷油漆 涂油脂 喷镀等方法 鉴赏 领悟 判断下列描述的正误 正确的打 错误的打 1 镀铜铁制品镀层受损后 铁制品比受损前更不容易生锈 2012 江苏高考 解析 易出现原电池正 负极的判断错误而造成失误 铜镀层破损后 铁作原电池的负极 更易发生腐蚀 2 用锡焊接铁质器件 焊接处不易生锈 2012 海南高考 解析 因混淆锡和铁的活泼性强弱而造成原电池正 负极的判断错误 铁比锡活泼 焊接处形成的原电池中 铁作负极 更易发生腐蚀 3 插入海水中的铁棒 越靠近底端腐蚀越严重 2012 山东高考 解析 因忽视吸氧腐蚀时o2浓度对金属腐蚀的影响而造成错误 靠近海水底端的部分与o2的接触少 腐蚀程度轻 解析 由题给总反应可知 放电时正极上是fecl2得到电子生成单质铁 fe2 2e fe 充电时 原电池的负极钠接电源的负极 电解质是 氧化铝 答案 fe2 2e fe钠 al2o3 命题角度二 2012 安徽高考 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 5mno2 2ag 2nacl na2mn5o10 2agcl 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 ag cl e agclb 每生成1molna2mn5o10转移2mol电子c na 不断向 水 电池的负极移动d agcl是还原产物 b 由于高考中的新型电池类试题题材广 信息新 陌生度大 所以 大多数考生会感到试题难度大 而实际上 这类试题一般落点较低 主要考查新型电池 放电 时正 负极的判断 电极反应式的书写及离子移动的方向等内容 其核心是电极反应式的书写 因此 只有熟悉此类试题的考查角度 才能顺利解题 新型电池充 放电时电极反应式的书写 1 新型电池的放电过程遵循原电池的工作原理 充电过程遵循电解池的工作原理 解答新型电池问题的关键在于正确书写电极反应式 2 新型电池 放电 时正 负极电极反应式的书写 根据电池反应分析物质得失电子情况 考虑电极反应生成的物质是否与电解质溶液中的离子发生反应 对于较复杂的电极反应 可以利用总反应式减去较简单一极电极反应式得到较复杂一极电极反应式的方法解决 3 原电池的负极反应与电解池的阴极反应 原电池的正极反应与电解池的阳极反应互为逆反应 据此可快速写出充 放电时的电极反应式 命题角度一 2012 山东高考 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 a 图a中 插入海水中的铁棒 越靠近底端腐蚀越严重b 图b中 开关由m改置于n时 cu zn合金的腐蚀速率减小c 图c中 接通开关时zn腐蚀速率增大 zn上放出气体的速率也增大d 图d中 zn mno2干电池自放电腐蚀主要是由mno2的氧化作用引起的 解析 选 图a中 铁棒发生电化学腐蚀 靠近底端的部分与氧气接触少 腐蚀程度较轻 选项a错误 图b中开关置于m时 cu zn合金作负极 由m改置于n时 cu zn合金作正极 腐蚀速率减小 选项b正确 图c中接通开关时zn作负极 腐蚀速率增大 但氢气在pt极上放出 选项c错误 图d中zn mno2干电池自放电腐蚀主要是由zn的还原作用引起的 选项d错误 b 命题角度二 2012 海南高考 下列叙述错误的是 a 生铁中含有碳 抗腐蚀能力比纯铁弱b 用锡焊接的铁质器件 焊接处易生锈c 在铁制品上镀铜时 镀件为阳极 铜盐为电镀液d 铁管上镶嵌锌块 铁管不易被腐蚀解析 选 在铁制品上镀铜时 铜作阳极 镀件作阴极 含cu2 的溶液作电镀液 c项错误 c 金属的腐蚀与防护措施是每年高考的必考内容 题型为选择题和填空题 命题者通常以钢铁制品在一定环境中的变化为素材 主要考查金属腐蚀的类型 金属腐蚀的快慢 电极反应式的书写及金属防护的方法等内容 题目的难度适中 主要应用原电池原理来解决生产 生活中的实际问题 金属腐蚀快慢的判断一般来说 可用下列原则判断 1 电解原理引起的腐蚀 金属作阳极 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防护措施的腐蚀 2 对同一金属来说 强电解质溶液中腐蚀 弱电解质溶液中腐蚀 非电解质溶液中腐蚀 3 对同一电解质溶液来说 一般是浓度越大 金属腐蚀越快 4 活泼性不同的两金属连接 活泼性差别越大 腐蚀越快 5 氧气的浓度越大 腐蚀越快 1 2012 安徽高考 某兴趣小组设计如下图所示的微型实验装置 实验时 先断开k2 闭合k1 两极均有气泡产生 一段时间后 断开k1 闭合k2 发现电流表a指针偏转 d 2 2012 海淀模拟 如图 a b是石墨电极 通电一段时间后 b极附近溶液显红色 下列说法正确的是 a x极是电源负极 y极是电源正极b a极的电极反应是2cl 2e cl2 c 电解过程中cuso4溶液的ph逐渐增大d pt极上有6 4gcu析出时 b极产生2 24l 标准状况 气体 解析 选 由题意可知 b为阴极 a为阳极 a极上发生的反应为 2cl 2e cl2 y为负极 x为正极 pt极上发生的反应为 4oh 4e 2h2o o2 故电解cuso4溶液的过程中 溶液的ph逐渐减小 pt电极上产生o2而不析出cu d项错误 b 3 以cuso4溶液为电解质溶液进行粗铜 含al zn ag pt au等杂质 的电解精炼 下列说法正确的是 a 电能全部转化为化学能b 粗铜接电源正极 发生还原反应c 溶液中cu2 向阳极移动d 利用阳极泥可回收ag pt au等金属解析 选 电解精炼铜过程中电能转变为化学能的同时 部分电能转化为热能 a错误 电解精炼铜时 粗铜作阳极 与电源正极相连 发生氧化反应 b错误 电解过程中cu2 向阴极移动 c错误 粗铜中ag pt au放电能力比铜弱 形成阳极泥 可以回收 d正确 d 电化学计算中的守恒关系电化学的有关计算常用守恒法或关系式法 尤其是电子守恒法和电荷守恒法 计量时 只需列出相关微粒间的计量关系式