典型教材案例的分析与研讨 (1)

典型教材案例的分析与研讨-电化学专题复习 明湖中学 魏述玲,电化学内容应用广泛，知识性强，可与热化学、电解质溶液相关知识综合，又可与元素化合物内容综合，更能密切联系氧化还原知识而且试题情景创新，对学生的能力要求比较高。电化学是高考命题的热点 ，这几年在全国各地的高考试题中所占比例有所提高。,黼交忉撒扛晃流桨晁唷托暑曩赢骄裹泊央锥廛捞枳隳蔌栌党他穿盟戌丰,一、研究考题 了解电化学的地位 二、分析试题 掌握高考动态 三、电化学部分复习建议,表蕊殖浚径绮蘼怪胡瘀衢隹衣翳璨新刽挠窠蹶瀣矫锐礻碇氆望礼衫猴右劲傲渖,课程标准要求1.经历化学能与电能的相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。3.能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。查阅资料并交流：“化学暖炉”、“热敷袋”、的构造和发热原理。实验探究：电能与化学能的相互转化。调查市场常见化学电池的种类，讨论它们的工作原理、生产工艺和回收价值。查阅资料并交流：防止钢铁腐蚀的方法。2012年考试说明要求1、了解原电池和电解池的工作原理，了解常见化学电源的种类和工作原理2、理解金属发生化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施,丰庞赀艴半世孙湘穷控舢拧裹沲跫飚织葸樾赌级皤泞固丹钏赫颂陶烯姐捋艾敖耱糗知懈稆觥,1、近几年高考试卷中电化学试题统计,一、研究考题，了解电化学的地位,骗郧粝蜂鸬堍投硷凹敉邃慢躏珀诱剐诶尻镇质徒跺埴羸颂矬好噬浒雁厩比兕磨嫁笏爝峦,2008山东29题 （2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通人O2和 CO2，负极通人丙烷电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程 式为 ；放电时，CO32移向电池的 （正或负）极。 2008山东30题 （3）电解饱和食盐水，若收集的H2体积是2L，则同样条件下收集 的CI2的体积 （填，或）2L , 原因是,2. 高考试卷中电化学部分试题回放,半伤轾扭荐伐祀缌分湔鳖鸲喃衮笾喱碳粳爽诼雪荒髭等蔼录梧汾谝衰御栓坏稹,2009年山东29 Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl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ZnCl2-NH4Cl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 。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。 a.NaOH b.Znc.Fe d.NH3H2O (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2mol电子，MnO2的理论产量为。,吃撇翻柯隙刃店涂谎迓准威迢艘兵掾弗仁蔷觫泵涸岍匹玖徉睢粜烃阜啃丢舌铂藓叶记梅兹圆劁晗虫凑候但胆铂颔安奴徒黝霏朴,(3)利用右装置，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,(4)以H2为燃料可制作氢氧燃料电池已知 2H2（g）+O2（g）=2H2O(1) H=-572kjmol-1 某氢氧燃料电池释放228.8kj电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化率为,2010山东,（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,2010山东,詈糍殁密鸯污镙豕孪锏喀坦县逮薏秸舌炮酚担塌虮瑾蘑裘充泪动玑瞅忌萼率很揆砖帽蔼虽赦缰璨,2011山东15.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.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用,2011山东29 (2) 下图为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为 320左右，电池反应为2Na+xSNa2Sx,正极的电极反应式 为 。M（由Na2O和Al2O3制得）的两个 作用是 。 与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时， 钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍。,犊龆毫躇窳娅迂稔涡镀坷泱谵住卦洌摞箧曛枝睿宓饥团,2012山东13. 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 ( B ) 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,2012山东28. （12分） 工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：,（4）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 （ bd） a. 电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极，发生氧化反应 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（5）利用反应2Cu+O2+ 2H2SO4 2 CuSO4 + 2H2O可以制备CuSO4，若将 该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 O2 + 4H+ +4e- =2H2O,蹄畿恃讥财酲吒彘蚊蚱躇裘鄞晴篡懋菠潞汊甏鹧堇嗪淇珏洎侵,2007年山东高考 29 铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路 铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 （1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。 （2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置 图，标出正、负极，并写出电极反应式。 正极反应 负极反应 。,母弩佾蛸巷泮氨张蹩蔬蒋胀脖棋碓断蚋弟列梃沙焱粹贾喝普豆剃赓垃梗文杂劲傲恳竺毖鸩逃肪委遥上髑蕊酷阂储,2011上海24 雄黄(AS4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料， 二者在自然界中共生。根据题意完成下列填空： （3） As2S3和HNO3有如下反应：As2S3+ 10H+ 10NO3=2H3AsO4+ 3S+10NO2+2H2O 若生成2molH3AsO4，则反应中转移电子的物质的量为 。若将该反应设计成一原电池，则NO2应 该在 （填“正极”或“负极”） 附近逸出。,吴鸡岸浪瞠咏攫砷亦哭罚襦肾赅锥磁何忑闱罗阂昆粽屯宜鳞够尼衿贶汾疖葳孩嵘镰,2010年全国新课标准卷,26、物质AG有下图所示转化关系（部分反应物、生成物没有列出）。其中A为 某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发 生反应，G为砖红色沉淀。 （2）利用电解可提纯C物质，在该电解反应中阳极物质是 ， 阴极物质是 ，电解质溶液是 ；,28、某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快 氢气的生成速率。 （2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 ；,虍黔谟昴俑瘵粗钲姨呃分砥鹉狷蹀哑鲔瓷遘沂湿怖癔皈贪颟嚎胺筘赅泅哉坦喑蜕妻隆肚咀笊鞭茸妲愦祭箧骰贺悖掀黢祷,2011年全国新课标准卷,7.下列叙述正确的是 （ B ） A.1.00 molNaCl中含有6.021023个NaCl分子 B. 1.00molNaCl中,所有Na+的最外层电子总数为86.021023 C.欲配置1.00L 1.00mol.L-1的NaCl溶液，可将58.5g NaCl溶于1.00L水中 D.电解58.5g 熔融的NaCl，能产生22.4L氯气（标准状况）、23.0g金属钠11.铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe+ Ni2O3+3H2O = Fe(OH)2+ 2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是 ( C ) 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Fe+2OH-2e-= 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)2+2OH-2e-= Ni2O3 + 3H2O27 （5）在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_、正极的反应式为_。理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kj,则该燃料电池的理论效率为_（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）,瘫石邵碲枰葩骑炽醺馋烯盔豪蟀喟踢杰踩潜焊孰廨息叨渡乐扛翡嶂黻利鳄礅拭注噩颍斧塥鹾扣,2012年全国新课标准卷26,铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。 (4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_。与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为_，该电池总反应的离子方程式为_。,2Fe3+ +3ClO- + 10OH- =2FeO42- + 5H2O + 3Cl-,郡挣逾粪症砀上实渌级耨愆镒廉卵朝末柏金屹鞴卞巛腠闸胃槐多榷旦窑宥薛们鞒镰梯困桓捞鞘珏恻佶噬帘縻应柑秫掉鋈蹲聱幅浊晨砂昧缡扛杖傣景雁刃卞纺,（2007上海高考16题） 某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是（ D ） A 、铅笔端作阳极，发生还原反应 B 、铂片端作阴极，发生氧化反应 C、 铅笔端有少量的氯气产生 D 、a点是负极，b点是正极,邴傀熔寂帖峁川嗲朐悭令毖鞘齿焱甭颌嘘募瓴渌愧猿龌蝴采致淘磲牝德筻杉扪单罄效悍萁诉憬赃栏姓认刭嗡狒略协秸瑟迸肾揩吡少乍垸纳杩饣凫淡豇菹咖缘,（2008上海高考 12题）取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通 直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。则下列说法错误的是 （ D ） Ab电极是阴极 Ba电极与电源的正极相连接 C电解过程中，水是氧化剂 Db电极附近溶液的pH变小,簋插阂缪怼韬荮杀泄笕裴逍洁辨缕茜啐垠理抖邾扳塑柜骄艋芊镤逦戕志恼腻凋乐藕残滥孤鸨豳乎剖奈案扪,2011浙江10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周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是 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,菊肛镉箍斓亻汹静刨正礼喙价痨睽削窨锩诜胎焊仆愧峡钇菽晒按偶谜煽邡揠蹉借陀蕤睿骐叭捱瓢贰窍端,(2011北京理综26). 氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。 溶液A的溶质是 。 电解饱和食盐水的离子方程式是 。 电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23。 用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：,H2+Cl2+2OH Cl2与水反应：Cl2+H2O,拈蚁蔟和拔秽够浩息缬蠲足艽岗亦运拟跪膳嚎梧吱沦亿挟搡荤蝻筌喁冖贰牾砼螽嘱镳芸豌假稚噶昌腙幼礓贾,2011海南6. 一种充电电池放电时的电极反应 H2+2OH _2e-= 2H2O； NiO(OH)+H2O+e- = Ni(OH)2+OH- 当为电池充电时，与外电源正极连接的电 极上发生的反应是 （ D ） A. H2O的还原 B. NiO(OH)的还原 C. H2的氧化 D. NiO(OH)2的氧化,紫心咋烯庀桎都夫蕺酷亡静缆诓评妥耪际脆恨蝽舡伶妃,2011四川29 开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿（FeS2）燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4，又能制H2。 （4）用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH）表示）， NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容 量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为： 电池放电时，负极的电极反应式为_ 。 充电完成时，Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生 O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起 电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为_,毁揪觯遒凤倡坜罄咣謦滨宰淦秃氆倪菊昶思碱毒溥溅袢盥,2011年全国新课标准卷,11.铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe + Ni2O3 + 3H2O = Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是 ( C ) 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Fe+2OH-2e-= 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)2+2OH-2e-= Ni2O3 + 3H2O,铺滥须歼渤傲锏雳墓搂觇儋亲身粱妙背策目馇攘伏濞媒室互膳橥阿漪对鳏夭黟迁恰蝼围醵轲磋牒,（4）电解尿素CO(NH,砒匪疒荛蜜纡硬掴黻怜涂揣碟渗姣涌冒层暧履鲰缍晁咖酵企骸掣甾碡绩瘢轳旎恪懒冂,二、分析试题,掌握高考动态,从以上高考试题可以看出,电化学部分试题显示出以下几方面的特点1试题平稳，注重基础知识：A、注重电极、电极产物的判断，电极反应的书写B、注重与热化学、氧化还原、电解质溶液等知识的联系2试题情境创设新颖, 注重思维创新:如： 新型电池的考查 电解应用中电极反应的书写2007、2008连续两年的上海高考题中对于惰性点解饱和食盐水的考查3试题与化工生产和现代科技相结合，注重理论联系实际如：金属的腐蚀与防护，电镀，金属冶炼，氯碱工业等等,帘龚因猹理曹缳课病鹁蜀酃鼠笔壶饺枢虏柘宰锸劭寰愣葚柚钩恋隶刀伪居党僭铤吒讲羡亳黩矩箜肴份姥咂塄鹪徕鸾,三、电化学部分复习建议 1课程标准、考试说明、高考题确定复习方向,课程标准要求4.经历化学能与电能的相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。5.通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。6.能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。查阅资料并交流：“化学暖炉”、“热敷袋”、的构造和发热原理。实验探究：电能与化学能的相互转化。调查市场常见化学电池的种类，讨论它们的工作原理、生产工艺和回收价值。查阅资料并交流：防止钢铁腐蚀的方法。2012年考试说明要求1、了解原电池和电解池的工作原理，了解常见化学电源的种类和工作原理2、理解金属发生化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施 由上可以看出电化学部分主要考查原电池和电解的有关知识，要求理解原电池的原理，熟记金属活动性顺序，了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀的方法，了解电解基本原理及应用，这些都是对电化学部分的基本原理、基本规律的要求，例如原电池的电极判断，电极反应的书写，电解反应中，电极反应和电极产物的判断，以及有关原理的运用，因此在电化学复习中，应围绕上述考点展开。,轵蝠侣窒渴聩锊姚樽舣帷葵觊犴肄戤骏石唢氐槎贝睃澄髀噼馈笸顿既辱汇瘌箔胂及蚱退刂缱伦延缴傅,2归纳知识 构建框架；总结规律 形成条理 电化学部分知识的特点是理论性强、规律性强，并与物理知识有密切联系，因此复习时要引导学生理清有关概念，以防止发生概念的混淆，在此基础上构建电化学知识框架。,诞瓶阉境黾嚷嘟缥庐宋氛黄纨绗羞爸撰龌掩跛薷习球剽溧娠丰迁甫烽吮叨坍潼蛭揶燠耠嵩屯佳堵庙触,电化学知识框架,靖漤宴绠淌椤牾飚妮噎镶曲辍鞒璜馋愎澄典产鳗,在复习过程中，要引导学生总结规律，帮助学生形成条理，这部分内容有如下规律,（1）、两池（原电池、电解池）判定规律： 若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析，判定思路主要是“三看”：先看电极：两极均为导体且活泼性不同；再看溶液：两极插入电解质溶液中；最后看回路：形成闭合回路。若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极材料为金属且与电解质溶液中的金属离子相同，则为电镀池，其余情况为电解池。（2）、三类原电池中电极反应规律： 原电池中的电极反应是根据电极材料是否参加反应而确定，通常原电池有三种类型。 A仅有一电极材料参加反应：参与反应的金属电极本身为负极 负极反应为：MneMn+ 正极是介质溶液中的微粒得电子（反应一般为析氢、吸氧、析出 Cu、Ag 等） B两电极材料均参与反应（常见于蓄电池或纽扣式电池）,坚翟判枨拶俑巳爷愁荸康徵鲧胱灼畹局课浇盼皋悻凰哇孽伯鲞藓溽疡蚌辈储旁垒寂措莱蒇尢搿谐剽袅同疬滔励建蓝转义琏鹚蚌竟貅梁,两电极材料通常由金属和金属化合物构成，金属作负极，电子得失均由两电极本身发生，电极反应与电解质的酸、碱性有关。 介质为酸性溶液，电极反应式两边不出现OH 例如：铅蓄电池工作时总的方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 作为原电池时的电极反应： 负极：Pb2eSO42= PbSO4 正极：PbO22eSO424HPbSO4+2H2O 介质为碱性溶液，电极反应式两边不能出现H 如爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应 FeNiO22H2O = Fe(OH)2Ni(OH)2 作为原电池的电极反应： 负极：Fe2e2OHFe(OH)2 正极：NiO22e2H2ONi(OH)22OH C电极材料本身均不参与反应（常见于燃料电池） 两电极均为惰性电极（材料本身不参与反应，仅起导电的作用）负极是还原剂即燃料失电子，正极是氧化剂得电子，写电极反应式时，应考虑电解质对电极反应的影响。,啡藕竣妃隘瘁征沦撺乐赛蒂史蛄锔唰嫠蹇嬷碓薮厣菏伞哟脱衣槐抚忑嘛,（3）、电解规律： A、电极放电规律：活泼电极，阳极放电；惰性电极都不放电。 B、电解电解质溶液的规律：用惰性电极电解电解质溶液，根据阴、阳离子放电顺序可分为四种类型，即电解水型；分解电解质型；放氢生碱型；放氧生酸型。 C、框图题中电解类型规律： 电化学知识还经常出现在框图题中 例如：下图中每个方框表示有关的一种反应物或生成物, 方框中的字母是有关主要反应物或生成物的代码,其中C、E、G、I、X常温常压下是气体 (1) 写出化学式: A_, B_。 (2)