高考化学复习 专题01 电化学考点剖析.doc

电化学主标题：电化学副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。关键词：原电池，电解池难度：3重要程度：4内容：此知识点为高考的重要考查内容，考纲要求了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池总反应式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和总反应方程式。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。知识点一、原电池1、 原电池（1）把化学能转化为电能的装置。（2）工作原理(以锌铜原电池为例)：(3)原电池构成条件。两个活泼性不同的电极，(其中一极可以为非金属导体，如碳棒)。将电极插入电解质溶液中。 电极间构成闭合回路。 自发地进行氧化还原反应。（3）原电池原理的应用a、加快氧化还原反应的速率 一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在zn与稀h2so4反应时加入少量cuso4溶液能使产生h2速率加快。 b、比较金属活动性强弱 两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼。c设计制作化学电源(1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应。(2)根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正负极材料及电解质溶液。d、用于金属的防护使被保护的金属制品做原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌做原电池的负极。 2、 化学电源碱性锌锰干电池一次电池 总反应式：zn2mno22h2o=2mnoohzn(oh)2。正极反应：2mno22h2o2e=2mnooh2oh；负极反应：zn2oh2e=zn(oh)2。锌银电池一次电池 负极反应：zn2oh2e=zn(oh)2；正极反应：ag2oh2o2e=2ag2oh；总反应式：znag2oh2o=zn(oh)22ag。 二次电池(可充电电池) 铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是pb，正极材料是pbo2。(1)放电时的反应。负极反应：pbso2e=pbso4 ； 正极反应：pbo24hso2e=pbso42h2o；总反应：pbpbo22h2so4=2pbso42h2o。(2)充电时的反应。阴极反应：pbso42e=pbso；阳极反应：pbso42h2o2e=pbo24hso；总反应：2pbso42h2o=pbpbo22h2so4。 燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。酸性：负极：2h24e=4h 正极：o24h4e=2h2o碱性：负极： 2h24oh4e=4h2o 正极：o22h2o4e=4oh 总反应：2h2o2=2h2o 【典型题例】1四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()abc d答案b解析相连时，外电路电流从流向，说明为负极；相连时，为负极；相连时，上有气泡，说明为负极；相连时，的质量减少，说明为负极。综上所述可知，这四种金属活动性由大到小的顺序为，选项b正确。2有a、b、c、d四种金属，做如下实验：将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀将a、d分别投入等物质的量浓度的盐酸中，d比a反应剧烈将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()aabcd bcdabcdabc dabdc答案c 解析a与b用导线连接后浸入电解质溶液中会构成原电池，b不易腐蚀，说明b为原电池的正极，金属活动性ab；a、d与等物质的量浓度的盐酸反应，d比a反应剧烈，金属活动性da；根据置换反应规律，cu不能置换出b，说明金属活动性bcu；cu能置换出c，说明金属活动性cuc。则四种金属活动性的排列顺序是dabc。3 2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是() aa为电池的正极b电池充电时反应为limn2o4=li1xmn2o4xli c放电时，a极锂的化合价发生变化d放电时，溶液中li从b向a迁移 答案c解析图示所给出的是原电池装置。a项，由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。b项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。c项，放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。d项，放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极(a极)迁移，故正确。 4、某原电池总反应为cu2fe3=cu22fe2，下列能实现该反应的原电池是()选项 a b c d 电极材料 cu、zncu、c fe、zn cu、ag 电解液 fecl3 fe(no3)2 cuso4 fe2(so4)3 答案d 解析根据cu2fe3=cu22fe2，cu作负极，含有fe3的溶液作为电解质溶液，比cu活泼性弱的作为正极。知识点二、电解池1、 电解池电解池的组成和工作原理(用石墨电极电解cucl2溶液)阳极：2cl2e=cl2阴极: cu22e=cu总反应：cucl2cucl2电解饱和食盐水 (1) 电极反应：阳极：2cl2e=cl2阴极：2h2e=h2 (2)总反应方程式：2nacl2h2o2naohh2cl2电解精炼铜 (1)电极材料：阳极：粗铜(含zn、fe、ni、cu、ag、au)阴极：纯铜(2)电解质溶液：含cu2的盐溶液(3)电极反应：阳极：cu2e=cu2（zn2e=zn2 fe2e=fe2 ni2e=ni2 ）阴极： cu22e=cu2、分析电解过程的思维程序 首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的h和oh)。然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极：阳离子放电顺序：agfe3cu2h(酸)fe2zn2h(水)al3mg2naca2k。阳极：活泼电极s2ibrcloh含氧酸根离子。注意：(1)阴极不管是什么材料，电极本身一般不反应，是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。(2)最常用、最重要的放电顺序是：阳极，cloh；阴极：agcu2h。(3)电解水溶液时，kal3不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到k、ca、na、mg、al等金属。分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。3、 金属的腐蚀和防护判断金属腐蚀快慢的规律 对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀。对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中。活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。【典型题例】1、用石墨电极电解cucl2溶液(如右图所示)。下列分析正确的是()aa端是直流电源的负极b通电使cucl2发生电离c阳极上发生的反应：cu22e=cud通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体答案a 解析通过图中离子的运动状态可判断连接a的为阴极，连接b的为阳极，故a端为直流电源的负极，b端为直流电源的正极，a项正确；cucl2在水溶液中就能发生电离，而不是通电的结果，b项错误；阳极发生氧化反应，即2cl2e=cl2，c项错误；阴极发生还原反应，析出cu，阳极发生氧化反应，在阳极附近可观察到黄绿色气体，d项错误。2、如图x为电源，y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴kmno4溶液，通电后y中央的紫红色色斑向d端扩散。下列判断正确的是()a滤纸上c点附近会变红色bcu电极质量减小，pt电极质量增大c烧杯中溶液的ph增大d烧杯中so向cu电极定向移动3、两串联的电解池，甲池盛有cuso4溶液，乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液，用惰性电极电解，当甲池的阴极上析出1.6 g cu时，乙池的阴极上析出0.45 g固体，则乙池的溶质可能是() acu(no3)2 bal(no3)3 cnh4no3 dmg(no3)2 答案a 解析从离子的放电顺序分析，分别电解al(no3)3、nh4no3、mg(no3)2的溶液时，阴极都不会析出固体，只有电解cu(no3)2溶液时才会在阴极析出铜。 4、(1)用惰性电极电解400 ml一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol cuo后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和ph，电解过程中转移的电子为_mol。(2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol cu(oh)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和ph，电解过程中转移的电子为_mol。(3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol cu2(oh)2co3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和ph(不考虑co2的溶解)，电解过程中转移的电子为_mol。答案(1)0.2(2)0.4(3)0.6解析(1)电解硫酸铜溶液的反应方程式为2cuso42h2o2cu2h2so4o2，从方程式可以看出，电解硫酸铜过程中只析出铜和释放出氧气，加入0.1 mol cuo可以使溶液恢复至原来状态，说明参与反应的硫酸铜只有0.1 mol，转移的电子为0.2 mol。5、下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()a图1中，滴有食盐水的生铁，越靠近液滴中心腐蚀越严重b图2中，往烧杯中滴加几滴kscn溶液，溶液变红色c图