【学海导航】高中化学第2轮总复习 专题2 第11课时原电池、电解池原理及其应用课件.ppt

第课时 11 原电池 电解池原理及其应用 专题二化学基本理论 理解原电池原理 初步了解化学电源 了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法 理解电解原理 了解铜的电解精炼 镀铜 氯碱工业反应原理 考标 电化学是高考命题的热点之一 试题常以选择题居多 也有以填空 简答 实验 计算等形式命题 由于电化学中的电路 电量等与物理学联系紧密 在今后的理综考试中该部分不仅不会 降温 还有 变热 的趋势 在题型上应以传统题为主 主要考查点 电解池 原电池 电镀池的构成条件及区别 电路中的电子流向 电极反应类型与电极种类关系 金属活泼性与电极关系 阴 阳极放电顺序及应用 电极反应式的书写 两极产物判断 电解质溶液中离子浓度变化 ph变化 离子 电解产物的计算 反应时的现象等 考情 一 原电池原理 1 区分正 负极 电子流入的一极 得电子 发生还原反应的一极 较不活泼的一极 电解质溶液中阳离子流向的一极 电子流出的一极 失电子 发生氧化反应的一极 较活泼的一极 电解质溶液中阴离子流向的一极 2 原电池的电极反应式的书写 1 半反应叠加法 已知电极材料 粒子 无论原电池还是电解池 其反应都是氧化还原反应 应根据氧化还原反应书写电极反应式 分析氧化还原反应 初步写出半反应式 负极 还原剂 ne 氧化产物 正极 氧化剂 ne 还原产物 根据题目中的介质 常见的有 水溶液 有机溶剂 熔融盐 固体电解质 选择在相应介质中的适当的粒子来配平上述半反应式 此步骤是书写电极反应式的难点 合并两极电极反应式 消去得失电子数及两边的介质离子 即得到总的氧化还原方程式 可与原反应式进行比较从而检验其正误 2 拆分法 已知总反应 有人设计出利用ch4和o2的反应 用铂电极在koh溶液中构成原电池 电池的总反应类似于ch4在o2中燃烧 则下列说法正确的是 每消耗1molch4可以向外电路提供8mole 负极上ch4失去电子 电极反应式ch4 10oh 8e co32 7h2o 负极上是o2获得电子 电极反应式为o2 2h2o 4e 4oh 电池放电后 溶液ph不断升高a b c d ch4在铂电极上发生类似于ch4在o2中的燃烧反应 即ch4生成co2 严格讲生成的co2还与koh反应生成k2co3 化合价升高 失去电子 是电池的负极 电极反应式ch4 10oh 8e co32 7h2o 1molch4参加反应有8mole 发生转移 o2在正极上发生反应 获得电子 电极反应式为o2 2h2o 4e 4oh 虽然正极产生oh 负极消耗oh 但从总反应ch4 2o2 2kohk2co3 3h2o可看出是消耗koh 所以电池放电时溶液的ph不断下降 故a选项正确 不久前 美国一个海军航空站安装了一台250kw的mcfc型燃料电池 该电池可同时供应电和水蒸气 其工作温度为600 700 所用燃料为h2 电解质为熔融的k2co3 已知该电池的总反应为 2h2 o22h2o 则下列推断中正确的是 a 正极反应为 4oh o2 2h2o 4e b o2从正极通入 发生氧化反应c 电池供应1mol水蒸气 转移的电子数4mold 负极反应为 h2 co32 2e h2o co2 本题考查的是原电池相关知识及其电极方程式的书写 该电池的负极反应为 h2 co32 2e h2o co2 正极反应为 o2 4e 2co22co32 负极通入h2 发生氧化反应 正极通入o2 发生还原反应 关键注意选用co32 和co2作介质来平衡电极反应式 由总反应得 每生成1molh2o时 转移电子为2mol 故答案为d 二 电解池原理 1 电解时阴 阳两极的放电次序阳极放电次序 cu ag cl oh 阴极放电次序 ag cu2 h fe2 zn2 注意 活泼金属离子k ca2 na mg2 al3 在溶液中不会得到电子 f 和so co no等在溶液中不会失去电子 当c zn2 c h 或c fe2 c h 时 zn2 和fe2 先得电子 而h 后得电子 2 用惰性电极电解电解质溶液的变化情况 3 电解法精炼铜 电镀铜 某溶液中含有两种溶质 氯化钠和硫酸 它们的物质的量之比为3 1 用石墨做电极电解溶液时 根据反应产物 电解可明显分为三个阶段 下列叙述中不正确的是 a 阴极析出氢气b 阳极先析出氯气后析出氧气c 电解最后阶段为电解水d 电解过程中溶液的ph不断增大 最后ph为7 解析 根据离子放电顺序电解分为以下三阶段 电解hcl 电解氯化钠溶液 电解水 d 将0 2molagno3 0 4molcu no3 2和0 6molkcl溶于水 配成100ml混合液 用惰性电极电解一段时间后 在一极上析出0 3mol铜 此时另一极上收集到的气体的体积为 标准状况 a 4 48lb 5 6lc 6 72ld 7 84l解析 首先分析混合液中发生的反应 因ag cl agcl 混合液中cl 为0 4mol cu2 为0 4mol 当析出0 3molcu转移0 6mole 时 cl 全部放电转化成0 2molcl2 余0 2mole 使oh 放电生成0 05molo2 共放出气体0 25mol cl2 o2 b 三 有关电化学的计算 不管是求生成物的质量 浓度 ph 电子转移数目等 首先就是要分析总反应方程式 把已知量和待求量建立起关系 除此之外 经常用到电子守恒解题 如右图所示将质量均为8g的铜片和铂片插入200mlcuso4溶液中 以电流强度i 通电5min 然后反接电源继续通电10min 此时cuso4恰好被完全电解 铂电极产生的气体为1 12l 标准状况下 1 请依次写出0 15min内铂电极上的电极反应式 2 电解后所得的溶液ph是 假设反应前后溶液体积不变 3 若要使电解后所得溶液恢复至与原溶液完全一样 可加入物质 填化学式 其质量为 g 4 在下图中画出铜电极质量随时间变化的关系曲线 答案 1 铂电极 cu2 2e cu cu 2e cu2 2h2o 4e o2 4h 2 0 3 cuo8 4 如下图所示 0 5min为向pt极上电镀铜 5 10min 反电镀 前10min相当于没有任何反应 可以认为直接把电源正极与铂极相连 每5min转移电子的电量相等 根据放出气体 氧气 的量可求得从10 15min转移电子所得物质的量 进而可求得其他问题 1 固体氧化物燃料电池是由美国西屋 west inhouse 公司研制开发的 它以固体氧化锆 氧化钇为电解质 这种电解质在高温下允许氧离子 o2 在其间通过 该电池的工作原理如图所示 其中多孔电极a b均不参与电极反应 下列说法正确的是 a 有o2放电 a极为电池的负极b 有h2放电 b极为电池的正极c a极对应的电极反应为 o2 2h2o 4e 4oh d b极对应的电极反应为 h2 o2 2e h2o解析 此题需要注意的是用氧离子 o2 来平衡电极反应式 负极发生的氧化反应为 h2 o2 2e h2o 正极发生的还原反应为 o2 4e 2o2 总反应为 2h2 o22h2o 故答案选d 答案 d li 还原剂 2 li socl2电池可用于心脏起搏器 该电池的电极材料分别为锂和碳 电解液是lialcl4 socl2 电池的总反应可表示为 4li 2socl24licl s so2 请回答下列问题 1 电池的负极材料为 发生的电极反应为 2 电池正极发生的电极反应为 3 socl2易挥发 实验室中常用naoh溶液吸收socl2 有na2so3和nacl生成 如果把少量水滴到socl2中 实验现象是 反应的化学方程式为 4 组装该电池必须在无水 无氧的条件下进行 原因是 构成电池的两个主要成分li能和氧气 水反应 且socl2也与 出现白雾 有刺激性气体生成 因为 水反应 分析反应的化合价变化 可得li为还原剂 socl2为氧化剂 1 负极材料为li 还原剂 li e li 2 正极反应式可由总反应减去负极反应式得到 2socl2 4e 4cl s so2 3 题中给出有碱液吸收时的产物 则没有碱液吸收时的产物应为so2和hcl 所以现象应该为出现白雾和有刺激性气体生成 4 因为构成电池的两个主要成分li能和氧气水反应 且socl2也与水反应 3 按装置图甲进行实验 若图乙的x轴表示流入阴极的电子的量 则y轴不可能表示的是 a ag 物质的量浓度b no 3物质的量浓度c 溶液的phd 银棒的质量 解析 此实验为电镀银 所以答案选d d 4 用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液 通电一段时间后 向所得的溶液中