2013版高考化学一轮复习课件第7单元-电化学基础 -山东科技版（ 2012高考）

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由于电解池的阳极发生氧化反应，若阳极材料是活性电极(金属活动顺序表中Ag及Ag之前的金属单质)，则阳极失去电子而溶解，溶液中的阴离子不发生变化；若阳极材料是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则阳极不发生变化，而溶液中的阴离子失电子。,第21讲 考向互动探究,【要点深化】 1电解时电极产物的判断,第21讲 考向互动探究,2电极反应式、电解方程式的书写 书写电解反应方程式的一般步骤(以写出用石墨作电极电解CuSO4溶液的电极反应式及电解方程式为例) 第一步：明确溶液中存在哪些离子 溶液中的阳离子：Cu2、H， 溶液中的阴离子： OH、SO 。 第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序 阴极： Cu2H 阳极：OHSO,第21讲 考向互动探究,第三步：写电极反应式和电解方程式 阴极：2Cu24e=2Cu 阳极：4OH4e=2H2OO2或2H2O4e=O24H 使得失电子数相等，两极反应式相加得电解方程式：2Cu22H2O 2CuO24H(离子方程式)或2CuSO42H2O 2CuO22H2SO4,第21讲 考向互动探究,【特别提醒】 判断两极产物时，先看电极是活性电极还是惰性电极，活性电极在阳极上放电，而阴离子不放电。 用惰性电极电解水溶液时，应注意放电顺序中H、OH之后的离子一般不参与放电反应。 Fe作阳极，Fe失电子生成Fe2而不是Fe3；Fe3得电子能力大于Cu2，但第一阶段只能生成Fe2。,第21讲 考向互动探究,【典例精析】 例1在如图212所示的实验装置中，E为一张用淀粉、碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸，C、D为夹在滤纸两端的铂夹；x、y分别为直流电源的两极。在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中，再分别插入一多孔的惰性电极。切断电源开关S1，合闭开关S2，通直流电一段时间后，请回答下列问题：,第21讲 考向互动探究,图21-2,(1)标出电源的正、负极；x为_极，y为_极。 (2)在滤纸的C端附近，观察到的现象是_， 在滤纸的D端附近，观察到的现象是_。 (3)写出电极反应式： B中_；D中_。 (4)若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极。此时切断开关S2，闭合开关S1，则电流计的指针是否发生偏转(填“偏转”或“不偏转”)_。,第21讲 考向互动探究,答案 (1)正负 (2)试纸变蓝试纸变红 (3)4OH4e=2H2OO2 4H4e=2H2(或4H2O4e=2H24OH) (4)偏转,第21讲 考向互动探究,解析 由于A试管中气体体积是B试管中气体体积的二倍，所以A中为H2，电极反应式为4H2O4e=2H24OH，B中为O2，电极反应式为4OH4e=2H2OO2，即x为正极，y为负极。电解碘化钾溶液时，应该是I和H放电，C与电源正极相连为阳极：2I2e=I2，故试纸变蓝；D与电源负极相连为阴极：2H2O2e=H22OH，酚酞遇碱变红。切断开关S2，闭合开关S1时，由于符合原电池的条件，发生缓慢的氢氧燃料电池反应，把化学能转化为电能，故电流计的指针发生偏转。,第21讲 考向互动探究,规律方法 正确判断电解池的阴、阳极是解答这类题目的关键。电解池阴、阳极的判断方法有： 根据电源正负极来判断。 根据电极反应类型来判断，电解池中发生氧化反应的是阳极，发生还原反应的是阴极。 根据电子流动的方向来判断，电解池中电子流出的一极为阳极，电子流入的一极为阴极。 根据两极产生的现象来判断：电极增重为阴极，电极溶解为阳极；产生H2的为阴极，产生O2、Cl2的为阳极。,第21讲 考向互动探究,活动探究 (1)电解过程中，KOH溶液的浓度如何变化？ (2)写出E中电解反应的离子方程式。 活动探究 要点提示： (1)变大。惰性电极电解KOH溶液，实际就是电解水，溶剂质量减少，故溶液浓度增大。 (2)2I2H2O I2H22OH,第21讲 考向互动探究,变式题2011宁德模拟 利用如图213所示装置制取Cu2O，乙的总反应化学方程式为：2CuH2O=Cu2OH2。下列说法正确的是() 图21-3,第21讲 考向互动探究,A乙中Cu电极的电极反应式是：2Cu2OH2e=Cu2OH2O B甲中通入氢气的电极为正极 C乙中阴离子向石墨电极移动 D电路上通过0.5 mol电子，可制得0.5 mol Cu2O,第21讲 考向互动探究,答案 A 解析 甲是氢氧燃料电池，乙是电解池。甲中通入氢气的电极为负极，与之相连的石墨作阴极， 则Cu电极为阳极，电极反应式是：2Cu2OH2e=Cu2OH2O，根据阳极电极反应式可判断，电路上通过0.5 mol电子，能制得0.25 mol Cu2O，电解池中阴离子向阳极移动，即向Cu电极移动，综上分析，只有A项正确。,第21讲 考向互动探究, 探究考向二电解规律 【知识梳理】 填表：(惰性电极电解下列物质的水溶液),Cl2,H2,2HCl Cl2H2,O2,H2,2H2O O22H2,O2,H2,2H2O O22H2,O2,H2,2H2O O22H2,Cl2,H2,2NaCl2H2O Cl2H22NaOH,O2,Ag,4AgNO32H2O 4AgO24HNO3,第21讲 考向互动探究,【要点深化】 1惰性电极电解电解质溶液的类型,第21讲 考向互动探究,第21讲 考向互动探究,2电解池有关量的计算或判断 电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。有如下解题方法：,第21讲 考向互动探究,第21讲 考向互动探究,【特别提醒】 若阴极为H放电，则阴极区c(OH)增大；若阳极为OH放电，则阳极区c(H)增大；若阴、阳极同时有H、OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。 用惰性电极电解电解质溶液时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。 电解过程中产生的H或OH，其物质的量等于转移电子的物质的量。,第21讲 考向互动探究,【典例精析】 例2用铅蓄电池电解甲、乙电解池中的溶液。已知铅蓄电池的总反应为：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H2O(l)。电解一段时间后，发现a极上析出红色固体物质，下列说法正确的是() Ad极为阴极 B若利用甲池精炼铜，b极应为粗铜 C放电时铅蓄电池负极的电极反应式为：PbO2(s)4H(aq)SO (aq)4e=PbSO4(s)2H2O(l) D若四个电极材料均为石墨，当析出6.4 g Cu时，两池中共产生气体3.36 L(标准状况下),第21讲 考向互动探究,第21讲 考向互动探究,图21-4,答案 B 解析 由“a极上析出红色固体物质”知，a极为阴极，则b极为阳极，c极为阴极，d极为阳极；精炼铜时，精铜作阴极，粗铜作阳极；放电时铅蓄电池负极的电极反应式为：Pb SO2e=PbSO4；当析出6.4 g Cu时，电路中转移0.2 mol电子，b极上产生0.05 mol O2，c极上产生0.1 mol H2，d极上产生0.05 mol O2，所以两池中共产生气体0.2 mol，即标准状况下气体4.48 L。故选B项。 解题技巧 串联电路中各个电极反应得、失电子数目相等，电子守恒是解决有关电解计算题的法宝。,第21讲 考向互动探究,互动探究 (1)甲中如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？ (2)上题中：若b极为铜片，a极为铁片，铅蓄电池工作一段时间后，电解质溶液的浓度如何变化？ 互动探究 要点提示： (1)可以。因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应。 (2)不变。当铅蓄电池工作时，b极发生：Cu2e=Cu2，a极发生：Cu22e=Cu，所以电解质溶液的浓度不变。,第21讲 考向互动探究,变式题500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)6.0 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是() A原混合溶液中c(K)为1 molL1 B上述电解过程中共转移4 mol电子 C电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D电解后溶液中c(H)为2 molL1,第21讲 考向互动探究,答案 B 解析 电解过程中两极发生的反应为：阴极开始时发生反应 Cu22e=Cu，当铜离子消耗尽时发生反应2H2e=H2； 阳极一直发生反应：4OH4e=O22H2O。两极都收集1 mol气体，由阳极得到标准状况下的22.4 L氧气，则电解过程共转移了4 mol电子。又知生成1 mol H2转移电子2 mol，根据电子得失守恒，n(Cu2)1 mol。再根据溶液的电中性：2c(Cu2)c(K)c(NO )，可以求出c(K)2 molL1。电解过程中消耗的n(OH)4 mol，n(H)2 mol，则溶液中H的物质的量为2 mol，c(H)4 molL1。,第21讲 考向互动探究, 探究考向三电解原理的应用 【知识梳理】,第21讲 考向互动探究,2H2e=H2,Nae=Na,Cu22e=Cu,第21讲 考向互动探究,2Cl2e=Cl2,2Cl2e=Cl2,Zn2e=Zn2,Cu2e=Cu2,2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2,2NaCl2,第21讲 考向互动探究,镀件,镀层金属,镀层阳离子,粗铜,精铜,硫酸铜溶液,第21讲 考向互动探究,【要点深化】 原电池与电解池的区别与联系,第21讲 考向互动探究,第21讲 考向互动探究,【典例精析】 例32011山东卷 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镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用,第21讲 考向互动探究,答案 C 解析 Zn的金属性强于Fe，Fe不能从溶液中置换出Zn，电镀前不能形成原电池，A项错误；电镀时，每转移2 mol电子析出1 mol Zn，B项错误；电镀时保持电流恒定，即单位时间内转移的电子数恒定，则消耗的反应物与产生的生成物的量恒定，也就是反应速率恒定，与温度无关，C项正确；镀锌铁制品的镀层破损后，易形成ZnFe原电池，Zn作负极优先被腐蚀，铁制品仍能受到保护，D项错误。 误区警示 不熟悉电量的物理含义，误认为因为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；忽视保持电流恒定，误认为升高温度加快电解反应的速率。,第21讲 考向互动探究,互动探究 在铁制品上镀锌，电镀时用锌而不用石墨作阳极的目的是什么？ 互动探究 要点提示：锌溶解补充溶液中消耗的Zn2，保持溶液中Zn2浓度恒定。,第21讲 考向互动探究,变式题图215中，两电极上发生的电极反应为： a极：Fe2e=Fe2b极：Cu22e=Cu 下列说法中不正确的是() A装置中电解质溶液不一定含有Cu2 B该装置不一定是化学能转化为电能 Ca、b可能是同种电极材料 Db极上一定发生还原反应,第21讲 考向互动探究,图21-5,答案 A 解析 若只用导线把a、b连接起来，该装置为原电池；若外接电源，该装置为电解池，因此可判断选项B正确。由于b极发生的电极反应为Cu22e=Cu，所以不管是原电池还是电解池，装置中电解质溶液一定含有Cu2，b极上一定发生还原反应。若该装置为电解池，电解质溶液为CuSO4溶液，电极材料都是Fe，则满足题意。,第21讲 考向互动探究,【备选理由】本题集元素化合物知识、电化学知识、化学实验于一体，具有较强的综合性和较高的训练价值，但由于是2010年的高考题，故未在课时作业中列出。 2010山东卷 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：,第21讲 备用习题,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_。 aNH3bCO2cNaOHdHNO3 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_。,第21讲 备用习题,(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)利用下图所示装置，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应该置于_处。 若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。,第21讲 备用习题,答案 (1)2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2(或2Al2OH2H2O=2AlO3H2)b 2Al3H2O6e=Al2O36HHCO与H反应使H浓度减小，产生Al(OH)3沉淀 (2)补充溶液中消耗的Cu2，保持溶液中Cu2浓度恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法(或牺牲阳极保护法),第21讲 备用习题,解析 本题以“金属制品进行抗腐蚀处理”为载体，考查了元素化合物、盐类水解、金属防护等知识。(1)有气泡产生，说明金属单质铝和氢氧化钠反应，反应的离子方程式是2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2。因为槽液中铝元素以Al(OH)4的形式存在，要把铝元素沉淀，只能用CO2进行酸化，加硝酸沉淀会溶解；(2)因为在电解时会消耗Cu2，所以需要不断补充Cu2保证电解的进行；(3)只有把Fe变成电解池的阴极，这样才能保护铁，所以前提要构成电解池，即开关K置于N处。当K置于M处时，这时就构成了原电池，Fe是正极，此保护法称为牺牲阳极的阴极保护法。,第21讲 备用习题,第22讲 原电池原理,第22讲原电池原理,第22讲 课标考纲展示,第22讲 考向互动探究, 探究考向一原电池的工作原理 【知识梳理】 1概念,化学能,电能,2构成条件 (1)有两个_的电极(常见为金属或石墨)。 (2)将两极插入_中。 (3)两极间构成_。 (4)能自发进行的氧化还原反应。 3工作原理(以锌铜原电池为例),活泼性不同,电解质溶液,闭合回路,第22讲 考向互动探究,锌片,铜片,Zn2e=Zn2,Cu22e=Cu,氧化反应,还原反应,锌片,铜片,第22讲 考向互动探究,问题导思 原电池内部阴、阳离子如何移动？ 问题导思 提示： 阴离子要移向负极，阳离子要移向正极。这是因为负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。,第22讲 考向互动探究,【要点深化】 1原电池原理图解,第22讲 考向互动探究,2原电池电极的判断和电极反应式的书写 (1)正负极的判断,第22讲 考向互动探究,第22讲 考向互动探究,如CH4酸性燃料电池中，电极反应式为：CH42O2=CO22H2O(总反应式)2O28H8e=4H2O(正极反应式)CH42H2O8e=CO28H(负极反应式),第22讲 考向互动探究,3原电池原理的应用 (1)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与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。 (2)比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 (3)用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁制的输水管道或钢铁桥梁等，可在其上安装或焊接锌块，使锌作原电池的负极。,第22讲 考向互动探究,(4)设计制作化学电源 设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是： 首先将已知的氧化还原反应拆分成为两个半反应； 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。 a电极材料的选择 在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极，氧化性较强的物质作为正极。并且，原电池的电极必须导电。电池中的负极必须能够与电解质溶液或其中溶解的物质反应。,第22讲 考向互动探究,b电解质溶液的选择 电解质溶液一般能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜锌构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2的电解质溶液中。 按要求画出原电池装置图。,第22讲 考向互动探究,如根据以下反应设计的原电池：,第22讲 考向互动探究,【归纳总结】原电池原理的考查主要从三个方面考查：一是外电路电子的运动；二是电极上的氧化还原反应；三是溶液中离子的运动，溶液中离子运动的原因是浓度不均引起的扩散。,第22讲 考向互动探究,【典例精析】 例12011无锡模拟 依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计原电池如图224所示，其中盐桥为琼脂饱和KNO3盐桥。 图22-4,第22讲 考向互动探究,第22讲 考向互动探究,答案 (1)CuAgNO3溶液 (2)正2Ag2e=2AgCu2e=Cu2 (3)CuAg(4)B 解析 由方程式可知铜的价态升高发生氧化反应，应该是原电池的负极，所以X是铜，电极反应式为：Cu2e=Cu2；AgAg价态降低，发生还原反应，电极反应式为：Age=Ag；外电路的电子由铜片流向银片。盐桥中的K移向正极(Ag极)，NO移向负极(Cu极)。,第22讲 考向互动探究,解题技巧 (1)原电池正、负极的判断基础是氧化还原反应，如果给出一个反应方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断。发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。 (2)原电池正、负极的判断，不能简单地依据金属的活泼性，要看反应的具体情况。如：Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；Fe、Al在浓硝酸中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。,第22讲 考向互动探究,变式题12011安徽卷 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,第22讲 考向互动探究,答案 B 解析 A选项应该是负极反应式；C选项钠离子应向正极移动；D选项AgCl为氧化产物。,第22讲 考向互动探究,变式题2已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝，电解质溶液：氯化铜溶液、硫酸铁溶液、盐酸。按要求回答下列问题： (1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用，请从化学角度说明原因：_。 (2)有M、N两种金属分别与稀盐酸反应，产生氢气速率相近，请设计一个实验证明M、N两种金属的活泼性。 (3)请运用原电池原理设计实验，证明氧化性Fe3Cu2。请画出实验装置图并写出电极反应式。,第22讲 考向互动探究,答案(1)形成原电池加速铝导线的腐蚀，容易断路 (2)用导线连接M、N，然后插入盐酸中，构成原电池，有气泡产生的一极金属较不活泼 (3)正极反应：2Fe32e=2Fe2，负极反应：Cu2e=Cu2,第22讲 考向互动探究,解析 (1)金属铝比铜活泼，当两者一起使用时，在潮湿的环境中形成原电池，加速铝导线的腐蚀，容易断路。 (2)用实验的方法证明金属的活泼性，一看金属与酸或水反应置换出H2的难易，二看金属阳离子被还原为单质的难易，三看构成原电池后作电池的正负极。根据题意，只有构成原电池合理。 (3)要证明氧化性Fe3Cu2，需结合化学反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2，将该反应设计原电池时，负极材料选铜，正极材料选比铜活泼性弱的银或石墨，电解质溶液用硫酸铁溶液。,第22讲 考向互动探究, 探究考向二化学电源 【知识梳理】 1一次电池 (1)酸性锌锰电池 负极：_， 正极：_。 (2)碱性锌锰电池的工作原理如下：,Zn2e=Zn2,2NH4+2e=2NH3H2,第22讲 考向互动探究,MnO22H2O2e=Mn(OH)22OH,Zn2OH2e=ZnOH2O,第22讲 考向互动探究,2二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是_，正极材料是_。 (1)放电时的反应负极反应：_；正极反应：_；PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。(2)充电时的反应阳极反应：_；阴极反应：_；2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。,Pb,PbO2,PbSO 2e=PbSO4,PbO24HSO 2e=PbSO42H2O,PbSO42H2O2e=PbO24HSO,PbSO42e=PbSO,第22讲 考向互动探究,3燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。,2H24e=4H,2H24OH4e=4H2O,O24H4e=2H2O,O22H2O4e=4OH,第22讲 考向互动探究,问题导思 可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？ 问题导思 提示：可充电电池充电时的电极接法为：电池负极接电源负极，电池正极接电源正极。归纳为：正接正，负接负。,第22讲 考向互动探究,【要点深化】 新型电池的分析思路 以新型电池的研制开发为素材对原电池原理的考查是高考命题的热点题型，涉及的主要问题有： (1)正、负极的判断：发生失电子反应的电极是负极，发生得电子反应的电极是正极。 (2)电子的流向和电解质溶液中离子的流向： 电子流向：外电路：从负极流向正极； 内电路：电解质溶液中阳离子流向正极，阴离子流向负极。,第22讲 考向互动探究,(3)电极反应式的书写 负极(或还原性强的物质)失去电子发生氧化反应；正极上，溶液中阳离子(或氧化性强的物质)得到电子，发生还原反应。 两电极转移电子数守恒，符合正极反应加负极反应等于电池反应的原则。 注意电极产物是否与电解质溶液反应，若反应，一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并。如碱性氢氧燃料电池中的负极反应不能写成：2H24e=4H，因生成的H会迅速与OH反应生成H2O，所以要写成2H24OH4e=4H2O。,第22讲 考向互动探究,【典例精析】 例22011课标全国卷 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,第22讲 考向互动探究,答案 C 解析 电池充电时，阴极反应为放电时负极的逆反应，其电极方程式为Fe(OH)22e=Fe2OH，故该电极反应溶液pH升高，C项错误。 规律方法 可充电电池(二次电池)可以认为是原电池与电解池的统一体，当电池放电时即为原电池，负极失电子，发生氧化反应；正极得电子，发生还原反应。电池充电时即为电解池，阴极与直流电源的负极相连，发生还原反应；阳极与直流电源的正极相连，发生氧化反应。,第22讲 考向互动探究,变式题2011海淀模拟 查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为：CH3CH2OH2e=X2H。下列说法中正确的是() A电池内部H由正极向负极移动 B另一极的电极反应式为：O24e2H2O=4OH C乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极 D电池总反应为：2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O,第22讲 考向互动探究,答案 D 解析 A项，在电池内部H应移项正极；B项，在酸性环境中，正极反应式应为O24H4e=2H2O；C项，乙醇被氧化，应在负极反应，电子由负极经过外电路流向正极；D项，结合乙醇催化氧化的知识可知，X为乙醛(CH3CHO)，该电池负极反应式为2CH3CH2OH4e=2CH3CHO4H，将正极反应式与负极反应式相加得电池总反应式：2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O。,第22讲 考向互动探究, 探究考向三金属的腐蚀与防护 【知识梳理】 1金属腐蚀 (1)定义：金属表面与周围的物质发生_而遭到破坏。 (2)本质：金属原子_而被氧化。,化学反应或因电化学作用,失电子,第22讲 考向互动探究,化学腐蚀,电化学腐蚀,Fe2e=Fe2,2H2e=2H2,2Fe4e=2Fe2,O22H2O4e=4OH,第22讲 考向互动探究,2金属的防护 (1)电化学防护 _利用原电池原理 _极(阴极)：被保护的金属设备； _极(阳极)：比被保护的金属活泼的金属。 _利用电解池原理 _极：被保护的金属设备； _极：惰性电极。 (2)其他 改变金属内部结构，如制成合金； 使金属与空气、水等物质隔离，如电镀、喷油漆等。,牺牲阳极保护法,正,负,外加电流的阴极保护法,阴,阳,第22讲 考向互动探究,【要点深化】 1钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀,第22讲 考向互动探究,2.金属腐蚀快慢的判断规律 (1)电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀 有防护措施的腐蚀。 (2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。 (3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。 (4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,第22讲 考向互动探究,【典例精析】 例32011浙江卷 将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图226所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是() 图22-6,第22讲 考向互动探究,A液滴中的Cl由a区向b区迁移 B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O22H2O4e=4OH C液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a 区向b区迁移，与b区的OH形成Fe (OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈 D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu2e=Cu2,第22讲 考向互动探究,答案 B 解析 铁板为铁和碳的合金，滴入NaCl溶液，形成微小的原电池，显然a区为负极，溶液中Cl由b区向a区迁移，A错；液滴边缘为正极区，为溶解在溶液中的O2放电，电极反应为：O22H2O4e=4OH，B对；液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，C错；改用嵌有铜螺丝钉的铁板，则铁为负极，D错。 题后反思 本题看似复杂、起点较高，但仔细分析会发现其落脚点较低，只要熟练掌握原电池原理、钢铁的吸氧腐蚀等基础知识并保持头脑冷静，便能顺利的解答。,第22讲 考向互动探究,互动探究 (1)要保护船舶的外壳，应该在船舶外壳上装上锌还是铜？ (2)若将题中的NaCl溶液改为酸化的NaCl溶液，请写出正极的电极反应式。 互动探究 提示： (1)应在船舶外壳装上比铁活泼的锌等金属作为原电池负极，以保护船舶外壳。 (2)2H2e=2H2。,第22讲 考向互动探究,变式题 2011广州二模 下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是() A钢铁与电源的正极连接，钢铁可被保护 B钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为：Fe3e=Fe3 C镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 D钢铁在潮湿的空气中能发生电化学腐蚀,第22讲 考向互动探究,答案 D 解析 钢铁与电源正极连接，则钢铁为电解池阳极，发生氧化反应被腐蚀，A项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应应为：Fe2e=Fe2，B项错误；镀锌铁制品的镀层破损后，易形成ZnFe原电池，Zn作负极优先被腐蚀，铁制品仍能受到保护，C项错误。,第22讲 考向互动探究,第22讲 备用习题,【备选理由】虽是2010年高考题，但较全面地考查了氢氧燃料电池的工作原理，故可与探究考向二例2互补。 12010安徽卷 某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构见图，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,第22讲 备用习题,答案 D 解析 本题考查电化学知识。H2从0价升高至1价，失去电子，作为负极，所以电子从a极流向b极，A项错。电解质中传递H，b极的反应式为：O24e4H=2H2O，B项错。C项，气体的体积没有指明标准状况，错。阳离子移向正极，b极为正极，H移向b极，正确。,第22讲 备用习题,【备选理由】鉴于课时作业的容量，本题未列入课时作业。但本题集原电池原理、电解原理以及化学实验为一体，涉及了电极材料分析、电解液净化及相关电化学计算等内容，知识的覆盖面较全。 2. ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。 (1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。 (2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。,第22讲 备用习题,欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填代号)。 aNaOHbZn cFe dNH3H2O (3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是：_。 若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为_。,第22讲 备用习题,答案 (1)Zn(或锌)正极 (2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀b (3)2H2e=H287 g 解析 (1)活泼金属为负极，故 Zn为负极，电子由此经外电路流向正极。 (2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀，所以应选Zn将Cu2置换为单质而除去。 (3)阴极上得电子而发生还原反应，H得电子生成氢气。因为MnSO4MnO22e，通过2 mol电子产生1 mol MnO2，质量为87 g。,第22讲 备用习题,专题七 新型化学电源的高考命题角度及解题指导,专题七新型化学电源的高考命 题角度及解题指导,专题七 方法技能总述,高考中的新型电池，有“氢镍电池”、“高铁电池”、“锌锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”、“燃料电池”（如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池）、“锂离子电池”、“银锌电池”、“钮扣电池”等。这些电池一般具有高能环保、经久耐用，电压稳定、比能量（单位质量释放的能量）高等特点。取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以，大多数考生对这类试题感到难，而难在何处又十分迷茫。实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。具体有以下几种考查角度:,专题七 考向互动探究,角度一新型电池“放电”时正极、负极的判断 知识基础 在ZnCu原电池中，较活泼的金属材料作负极，较不活泼的金属材料或非金属材料作正极。负极：Zn2e=Zn2；正极：2H2e=H2。,专题七 考向互动探究,专题七 考向互动探究,专题七 考向互动探究,答案 A,专题七 考向互动探究,专题七 考向互动探究,变式题被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。纸内的离子“流过”水和氯化锌组成的电解液。电池总反应为： Zn2MnO2H2O=ZnO2MnO(OH)。下列说法正确的是() A该电池的正极为锌 B该电池反应中二氧化锰起催化剂作用 C当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.2041023 D电池正极反应式为2MnO22e2H2O=2MnO(OH)2OH,专题七 考向互动探究,答案 D 解析 由总反应式可知，二氧化锰为氧化剂而不是催化剂，锌为还原剂，应为原电池的负极，A、B项错误；电子只能经外电路流动，电解液内电流的形成是阴、阳离子的定向移动，C项错误；电池负极反应式为ZnH2O2e=ZnO2H，用总反应式减去负极反应式得正极反应式为2MnO22e2H2O=2MnO (OH)2OH。,专题七 考向互动探究,专题七 考向互动探究,解题指导 首先分析物质得失电子的情况，然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。对于较为复杂的电极反应，可以利用总反应较简单一极电极反应式较复杂一极电极反应式的方法解决。,专题七 考向互动探究,例2在以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_， 正极的反应式为_。 已知