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文档简介

1、一核四层四翼高考评价体系下2022届高三化学后期复习备考策略讲座考点考点考纲考纲1.原电池的工作原理 1.了解原电池和电解池的工作原理, 能写出电极反应和总反应, 了解常见化学电源及工作原理。2.电解原理及应用 2. 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。3.金属的电化学腐蚀与防护3.3.电化学的电化学的 “4“4个个3”3”专题专题3.1.3.1.考点呈现考点呈现电电化化学学原电池原电池电解电解概念概念构成构成原理原理类型类型概念概念构成构成原理原理应用应用把把化学能化学能转化为转化为电能电能的装置。的装置。两极、电解质溶液、闭合回路两极、电解质溶液、闭合回路

2、电子离子移动、原电池反应电子离子移动、原电池反应干电池、蓄电池、燃料电池等干电池、蓄电池、燃料电池等把把电能电能转化为转化为化学能化学能的装置。的装置。电源、阴阳两极、电解质溶液电源、阴阳两极、电解质溶液离子移动、放电顺序、氧化还原反应离子移动、放电顺序、氧化还原反应电解食盐水、电解精炼铜、电镀等电解食盐水、电解精炼铜、电镀等新型电源新型电源真实情境真实情境1.1.简化(简化(simplifysimplify)+3+3特点特点化学能化学能电能电能原电池原电池电解池电解池电解池工作原理电解池工作原理333333333 3构造构造3 3反应反应3 3方向方向3 3应用应用稀硫酸稀硫酸锌片锌片铜片铜

3、片原电池工作原理原电池工作原理333333333 3构造构造3 3反应反应3 3方向方向3 3类型类型3.2.3.2.模型讲解模型讲解第一,第一,2 2能能2 2池池+ +四四3 3考点!考点!第二:辨析第二:辨析类型类型原电池原电池3 3类型类型 + + 电解池电解池2+42+4类型类型稀硫酸稀硫酸锌片锌片铜片铜片Zn - 2e- = Zn2+2H+ + 2e- = H2 2Zn + 2H+ = Zn2+H2 2Zn - 2e- = Zn2+2NH4 4+ + 2e- = 2NH3 3 +H2 2Zn +2NH4 4+=Zn2+2NH3 3+H2 2Pb - 2e- + SO42- = Pb

4、SO4 PbO2 +2e- +SO42-+4H+=PbSO4+2H2 2OPb + PbO2 + 2H2 2SO4 = 2PbSO4+2H2 2O2H2 2 - 4e- = 4H+O2 2 +4e- +4H+= 2H3 3 + 2H2 2O2H2 2+O2 2 =2H2 2O1.1.电解电解H H2 2O O(1)H(1)H2 2SOSO4 4 HNOHNO3 3(2)NaOH(2)NaOH(3)Na(3)Na2 2SOSO4 4 NaHSONaHSO4 42.2.电解溶质电解溶质(1)CuCl(1)CuCl2 2(2)FeCl(2)FeCl3 33.3.放放H H2 2生碱生碱(1)NaCl

5、(1)NaCl(2)NaBr(2)NaBr4.4.放放O O2 2生酸生酸(1)CuSO(1)CuSO4 4 (2)AgNO(2)AgNO3 3溶液阳极1.1.惰性电极惰性电极2.2.活性电极活性电极1.1.简化(简化(simplifysimplify)第三:高考改进第三:高考改进类型类型桥桥+ +膜膜+ +新新Zn - 2e- = Zn2+Cu2+ + 2e- =CuZn + Cu2+ = Zn2+Cu盐桥的作用盐桥的作用使使双液双液形成闭合回路形成闭合回路(1 1)导电,形成闭合回路;)导电,形成闭合回路;(2 2)保持正负电荷守恒;)保持正负电荷守恒;(3 3)避免电池的极化作用;)避免

6、电池的极化作用;单(双)膜原电池单(双)膜原电池阴离子交换膜:只允许阴离子和水分子通过;阴离子交换膜:只允许阴离子和水分子通过;阳离子交换膜:只允许阳离子和水分子通过;阳离子交换膜:只允许阳离子和水分子通过;质子质子H H+交换膜:只允许交换膜:只允许H H+通过;通过;交换膜的原理交换膜的原理选择性选择性通过通过(1 1)区域隔开,形成不同的区域;)区域隔开,形成不同的区域;(2 2)名称名称决定了允许通过的微粒;决定了允许通过的微粒;1.1.简化(简化(simplifysimplify)(2015-(2015-I I- -11) )微生物电池微生物电池 :C6H12O6+6O2=6CO2+

7、6H2O(2018-III-(2018-III-1111) )可充电锂可充电锂-空气电池:空气电池:总反应:总反应:2Li+2Li+( (1-x/2) O2=Li2 2O O2-2-x x2019-I -2019-I -12生物燃料电池:生物燃料电池:N2+3H2=2NH3负极反应:负极反应:H2+2MV2+ = 2H+2MV+正极反应:正极反应:N2+6e-+6H+=2NH32019-2019-II-II-7.强碱性电解质的强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池二次电池,总反应:总反应:Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l) = ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。1.1.简化(简

8、化(simplifysimplify)第三:高考改进第三:高考改进类型类型桥桥+ +膜膜+ +新新第三:高考改进第三:高考改进类型类型桥桥+ +膜膜+ +新新1.1.简化(简化(simplifysimplify)2020-I-122020-I-12新型新型ZnZnCOCO2 2水介质电池水介质电池2020-I-27.2020-I-27.电池装置进行实验电池装置进行实验验证验证第四,典型装置第四,典型装置观察观察新型装置图新型装置图2020-II-12电致变色器件图2020-II-26(1)图(a)制取氯气2020-III-12碱性硼化钒(VB2)空气电池2020-山东-10微生物脱盐电池202

9、0-山东-13电解法制备双氧水图2020-II-28(3)CH4和CO2耦合转化图第四,典型装置第四,典型装置观察观察新型装置图新型装置图考点一考点一 盐桥问题面面观盐桥问题面面观 1.1.为什么设置盐桥?为什么设置盐桥?答:两极在同一容器内时,由于答:两极在同一容器内时,由于阴阳离子的移动速率不同,导致两极之间出现浓度差,以及电阴阳离子的移动速率不同,导致两极之间出现浓度差,以及电极本身直接与离子反应,极本身直接与离子反应,导致两极之间电势差变小,影响了电流的稳定。导致两极之间电势差变小,影响了电流的稳定。所以必须设置盐桥。所以必须设置盐桥。2.2.盐桥的作用?盐桥的作用?答:盐桥的主要作用

10、就是答:盐桥的主要作用就是构建闭合回路构建闭合回路,但不影响反应的实质,有效地,但不影响反应的实质,有效地解决了解决了两极之间电势差两极之间电势差变小的问题变小的问题。2.2.盐桥的构造?盐桥的构造?答:盐桥内常为答:盐桥内常为饱和饱和KClKCl、KNOKNO3 3等溶液等溶液,并用,并用琼脂琼脂固定固定。盐桥是新课改教材中出现的新名词,盐桥是新课改教材中出现的新名词,以及以及新课改区域新课改区域命题的热点命题的热点,盐桥问题的考查思路常从以下四方面命题盐桥问题的考查思路常从以下四方面命题:(1)考查考查盐桥的作用盐桥的作用;(2)考查含盐桥的考查含盐桥的电电极极反应式反应式的书写;的书写;

11、(3)考查盐桥内溶液考查盐桥内溶液离子的移动方向离子的移动方向;(4)考查含盐桥的考查含盐桥的电化学装置的设计电化学装置的设计。考点一考点一 盐桥问题面面观盐桥问题面面观 1 1根据下图,下列判断中正确的是根据下图,下列判断中正确的是 ( () )A A烧杯烧杯a a中的溶液中的溶液pHpH降低降低B B烧杯烧杯b b中发生氧化反应中发生氧化反应C C烧杯烧杯a a中发生的反应为中发生的反应为2H2H2e2e=H=H2 2D D烧杯烧杯b b中发生的反应为中发生的反应为2Cl2Cl2e2e=Cl=Cl2 2题组题组1 1明确原理,设计装置明确原理,设计装置解析:解析:答案答案B B由题给原电池

12、装置可知,电子经过导线,由由题给原电池装置可知,电子经过导线,由ZnZn电极流向电极流向FeFe电极,电极,则则O O2 2在在FeFe电极发生还原反应:电极发生还原反应:O O2 22H2H2 2O O4e4e=4OH=4OH,烧杯烧杯a a中中c c(OH(OH) )增大,溶液的增大,溶液的pHpH升高。升高。烧杯烧杯b b中,中,ZnZn发生氧化反应:发生氧化反应:ZnZn2e2e=Zn=Zn2 2。1工作原理工作原理 (1)(1)原电池的闭合回路有外电路与内电路之分;原电池的闭合回路有外电路与内电路之分; (2) (2)外电路的电流是从正极流向负极,内电路是从负极流向正极,外电路的电流

13、是从正极流向负极,内电路是从负极流向正极, 故内电路中的阳离子移向正极、阴离子移向负极;故内电路中的阳离子移向正极、阴离子移向负极; (3) (3)盐桥中的阳离子移向正极区,阴离子移向负极区,以维持电荷守恒。盐桥中的阳离子移向正极区,阴离子移向负极区,以维持电荷守恒。2设计思路设计思路 (1)(1)首先首先根据离子方程式根据离子方程式判断出氧化剂、还原剂,明确电极反应;判断出氧化剂、还原剂,明确电极反应; (2) (2)然后然后再分析两极状态再分析两极状态确定电极材料,若为固态时可作电极,确定电极材料,若为固态时可作电极, 若为溶液时则只能作电解液。然后补充缺少的电极材料及电解液;若为溶液时则

14、只能作电解液。然后补充缺少的电极材料及电解液; (3)(3)电极材料一般添加与电解质溶液中阳离子相同的金属作电极电极材料一般添加与电解质溶液中阳离子相同的金属作电极(使用惰性电极也可使用惰性电极也可), 电解液则是一般含有与电极材料形成的阳离子相同的物质。最后再插入盐桥即可。电解液则是一般含有与电极材料形成的阳离子相同的物质。最后再插入盐桥即可。考点一考点一 盐桥问题盐桥问题方法归纳方法归纳考点一考点一 盐桥问题面面观盐桥问题面面观 3. .控制适合的条件,将反应控制适合的条件,将反应2Fe32I=2Fe2I2 设计成如右图所示的原电池。设计成如右图所示的原电池。 下列判断不正确的是下列判断不

15、正确的是 ( ) A. .反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应 B. .反应开始时,甲中石墨电极上反应开始时,甲中石墨电极上Fe3被还原被还原 C. .电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态 D. .电流计读数为零后,在甲中溶入电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极固体,乙中的石墨电极为负极题组二题组二“盐桥盐桥”的作用与化学平衡的移动的作用与化学平衡的移动解析:答案解析:答案D D 由图示结合原电池原理分析可知,由图示结合原电池原理分析可知,FeFe3 3得电子变成得电子变成FeFe2 2

16、被还原,被还原,I I失去电子变成失去电子变成I I2 2被氧化,所以被氧化,所以A A、B B正确;正确; 电流计读数为零时电流计读数为零时FeFe3 3得电子速率等于得电子速率等于FeFe2 2失电子速率,反应达到平衡状态;失电子速率,反应达到平衡状态; D D项在甲中溶入项在甲中溶入FeClFeCl2 2固体,平衡固体,平衡2Fe2Fe3 32I2I=2Fe2Fe2 2I I2 2向左移动,向左移动,I I2 2被还原为被还原为I I,乙中石墨为,乙中石墨为正极,正极,D D不正确。不正确。考点一考点一 盐桥问题面面观盐桥问题面面观 题组二题组二“盐桥盐桥”的作用与化学平衡的移动的作用与

17、化学平衡的移动4. .下图下图.分别是甲分别是甲. .乙两组同学将反应乙两组同学将反应“AsO432I2H=AsO33I2H2O” ” 设计成的原电池装置,其中设计成的原电池装置,其中C1、C2均为碳棒。均为碳棒。 甲组向图甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓烧杯中逐滴加入适量浓盐酸;盐酸; 乙组向图乙组向图B烧杯中逐滴加入适量烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液溶液 下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是 () A甲组操作时,电流计甲组操作时,电流计(G)指针发生偏转指针发生偏转 B甲组操作时,溶液颜色变浅甲组操作时,溶液颜色变浅 C乙组操作时,乙组操作时,C2做正极做正极 D乙组操作时,乙组操作时,

18、C1上发生的电极反应为:上发生的电极反应为: I22e=2I解析答案解析答案D D装置装置中的反应,中的反应,AsOAsO4 43 32I2I2H2H=AsOAsO3 33 3I I2 2H H2 2O O,当加入适量浓盐酸时,平衡向右移动,有电子转移,但电子不会沿导线通过,当加入适量浓盐酸时,平衡向右移动,有电子转移,但电子不会沿导线通过,所以甲组操作,电流计所以甲组操作,电流计(G)(G)指针不会发生偏转,但由于指针不会发生偏转,但由于I I2 2浓度增大,所以溶液颜色变深。浓度增大,所以溶液颜色变深。向装置向装置BB烧杯中加入烧杯中加入NaOHNaOH溶液中,溶液中,AsOAsO3 33

19、 32e2e2H2H2 2O =O =AsOAsO4 43 32H2H ,电子沿导线到电子沿导线到C1C1棒,棒,I I2 22e2e=2I2I,所以,所以C2C2为负极,为负极,C1C1为正极。为正极。考点一考点一 盐桥问题盐桥问题失误防范失误防范(1)把把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应, 设计成原电池时,必须使用盐桥!设计成原电池时,必须使用盐桥!才能实现氧化剂与还原剂的分离,才能实现氧化剂与还原剂的分离, 否则不会有明显的电流出现。否则不会有明显的电流出现。(2)电子流向的分析方法:电子流向的分析方法: 改变改变条件条件,平衡平衡移动;移

20、动; 平衡平衡移动,移动,电子电子转移;转移; 电子电子转移,判断转移,判断区域区域; 根据根据区域区域,判断,判断流向流向; 根据根据流向流向,判断,判断电极电极。难度主要集中在:一是难度主要集中在:一是得失电子数目得失电子数目的判断,二是的判断,二是电极产物电极产物的判断。的判断。 考点二燃料电池与不同考点二燃料电池与不同“介质介质”以以CH3OH、O2燃料燃料电池为例电池为例负极:负极:CH3OH6eH2O=CO26H正极:正极:3/2 3/2 O26e6H=3H2O负极:负极:CH3OH6e3CO32= 4CO22H2O正极:正极:3/2 3/2 O26e3CO2=3CO32负极:负极

21、:CH3OH6e8OH=CO326H2O正极:正极:3/23/2O26e3H2O=6OH负极:负极:CH3OH6e3O2=CO22H2O正极:正极:3/2 3/2 O26e=3O2(1)酸性介质酸性介质 如如H2SO4(2)碱性介质碱性介质 如如NaOHNaOH(3)熔融盐介质熔融盐介质 如如K2CO3(4)熔融氧化物熔融氧化物如如Y2O3的的ZrO3考点二燃料电池与不同考点二燃料电池与不同“介质介质”1一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH4eH2O= = CH3COOH4H。下列有关说法正确的是。下列

22、有关说法正确的是()A检测时,电解质溶液中的检测时,电解质溶液中的H向负极移动向负极移动B若有若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗电子转移,则在标准状况下消耗4.48 L氧气氧气C电池反应的化学方程式为电池反应的化学方程式为CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为正极上发生的反应为O24e2H2O=4OH题组一判断题组一判断“酸、碱酸、碱”介质,理清书写思路介质,理清书写思路解析:解析:解答本题时解答本题时审题是关键审题是关键,反应是在,反应是在酸性电解质溶液中酸性电解质溶液中进行的。进行的。在原电池中,阳离子要往正极移动,在原电池中,阳离子要往正极移动,A错错

23、;因电解质溶液是酸性的,不可能存在因电解质溶液是酸性的,不可能存在OHOH,故正极的反应式为,故正极的反应式为O O2 24H4H4e4e=2H=2H2 2O O,D D错错转移转移4 mol4 mol电子时消耗电子时消耗1 mol O1 mol O2 2,则转移,则转移0.4 mol0.4 mol电子时消耗电子时消耗2.24 L O2.24 L O2 2,故,故B B错错;电池反应式即正负极反应式之和,将两极的反应式相加可知电池反应式即正负极反应式之和,将两极的反应式相加可知C C正确正确。考点二燃料电池与不同考点二燃料电池与不同“介质介质”题组一判断题组一判断“酸、碱酸、碱”介质,理清书写

24、思路介质,理清书写思路2将两个铂电极放置在将两个铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入溶液中,然后分别向两极通入CH4和和O2, 即可产生电流。下列叙述正确的是即可产生电流。下列叙述正确的是()通入通入CH4的电极为正极的电极为正极正极的电极反应式为正极的电极反应式为O22H2O4e=4OH通入通入CH4的电极反应式为的电极反应式为CH42O24e=CO22H2O负极的电极反应式为负极的电极反应式为CH410OH8e=CO327H2O放电时溶液中的阳离子向负极移动放电时溶液中的阳离子向负极移动放电时溶液中的阴离子向负极移动放电时溶液中的阴离子向负极移动 A B C D解析:解析:根据题意

25、知发生的反应为根据题意知发生的反应为CHCH4 42O2O2 2=CO=CO2 22H2H2 2O O,反应产生的,反应产生的COCO2 2在在KOHKOH溶液中会转化为溶液中会转化为COCO32。CHCH4 4为还原剂,应通为还原剂,应通入电源的负极,所以入电源的负极,所以错误;正极的电极反应式为错误;正极的电极反应式为O O22H2H2O O4e4e=4OH=4OH,故正确,错误;放电时溶液,故正确,错误;放电时溶液( (原电池原电池内电路内电路) )中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,错误,正确。中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,错误,正确。思路归纳思路归纳对于燃料电池,正极往

26、往通入对于燃料电池,正极往往通入O O2 2,书写时应注意:,书写时应注意:(1)(1)首先书写正极反应式:首先书写正极反应式:酸性酸性O O2 24e4e4H4H=2H=2H2 2O O碱性碱性O O2 24e4e2H2H2 2O=4OHO=4OH(2)(2)然后用总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。然后用总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。考点二燃料电池与不同考点二燃料电池与不同“介质介质”3 3某燃料电池以某燃料电池以Ca(HSOCa(HSO4 4) )2 2固体为电解质传递固体为电解质传递H H, 其基本结构如图所示,其基本结构如图所示, 电池总反应可表示为

27、电池总反应可表示为2H2H2 2O O2 2=2H=2H2 2O O。 请回答:请回答: (1) H (1) H由由_极极通过固体酸电解质通过固体酸电解质传递到另一极传递到另一极( (填填a a或或b)b) (2) b (2) b极上发生的电极反应式是极上发生的电极反应式是_。解析:解析:a a极为负极,极为负极,b b极为正极,电极反应式分别为:负极:极为正极,电极反应式分别为:负极:2H2H2 24e4e=4H=4H, 正极:正极:O O2 24e4e4H4H=2H=2H2 2O O,其中正极上的,其中正极上的H H来自负极生成的来自负极生成的H H。 答案答案(1)a (2)(1)a (

28、2)O O2 24e4e4H4H=2H=2H2 2O O题组二区分介质题组二区分介质“状态状态”,判断离子流向,判断离子流向考点二燃料电池与不同考点二燃料电池与不同“介质介质”题组二区分介质题组二区分介质“状态状态”,判断离子流向,判断离子流向4科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空。如下图所示装置中,科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空。如下图所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入在两极上分别通入CH4和空气,和空气,其中固体电解质是掺杂了其中固体电解质是掺杂了Y2O3的的ZrO3固体,固

29、体,它在高温下能传导正极生成的它在高温下能传导正极生成的O2。(1)c电极的名称为电极的名称为_。(2)d电极上的电极反应式为电极上的电极反应式为_解析解析根据电流的流向,可判断根据电流的流向,可判断c c为正极,为正极,d d为负极。在正极通入空气,电极反应式为为负极。在正极通入空气,电极反应式为2O2O2 28e8e=4O=4O2 2,在负极上通入,在负极上通入CHCH4 4,电极反应式为,电极反应式为CHCH4 44O4O2 28e8e=CO=CO2 22H2H2 2O O。答案答案(1)(1)正极正极 (2)(2)CHCH4 44 4O O2 28e8e =CO=CO2 22H2H2

30、2O O失误防范失误防范根据内电路中的离子流向判断正、负极,根据内电路中的离子流向判断正、负极,在内电路中,阳离子由负极区流向正极区,阴离子由在内电路中,阳离子由负极区流向正极区,阴离子由正极区流向负极区。正极区流向负极区。考点三突破电解池,应用考点三突破电解池,应用“不寻常不寻常”“四四点点”突破电解池突破电解池1 1. .判断阴阳极:判断阴阳极:(1)(1)正极正极- -阳极阳极, ,负极负极- -阴极,两极反应阴极,两极反应- -阴还阴还阳氧;阳氧;2 2. .判断判断3 3- -方向:方向:电子、电流、离子方向;阳离子电子、电流、离子方向;阳离子- -阴极,阴离子阴极,阴离子- -阳极

31、;阳极;3 3. .判断判断3-3-反应:反应:注意注意放电顺序放电顺序+ +电极反应电极反应+ +判断产物判断产物; (1) (1)阳极产物,先看电极:阳极产物,先看电极: 活性阳极,则电极材料失电子,电极溶解活性阳极,则电极材料失电子,电极溶解( (注意:铁作阳极生成注意:铁作阳极生成FeFe2 2) ); 惰性电极,阴离子放电顺序为惰性电极,阴离子放电顺序为S S2 2IIBrBrClClOHOH 酸根酸根 (2)(2)阴极产物,阳离子的放电顺序:阴极产物,阳离子的放电顺序:AgAgHgHg2 2FeFe3 3CuCu2 2HHPbPb2 2FeFe2 2HH4.4.恢复原状态:恢复原状

32、态:“出什么,加什么出什么,加什么”原则原则 一般一般情况,情况,是加入是加入阳阳极产物和极产物和阴阴极产物的极产物的化合物化合物; 特殊情况,特殊情况,注意注意分段电解分段电解。 如用惰性电极电解如用惰性电极电解CuSOCuSO4 4溶液,溶液,CuCu2 2完全放电之前,可加入完全放电之前,可加入CuOCuO或或CuCOCuCO3 3复原,复原, 而而CuCu2 2完全放电之后,应加入完全放电之后,应加入Cu(OH)Cu(OH)2 2或或CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3复原。复原。考点三突破电解池,应用考点三突破电解池,应用“不寻常不寻常”1Li/SO2电池具有输出功率高

33、和低温性能好等特点,其电解质是电池具有输出功率高和低温性能好等特点,其电解质是LiBr,溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈,电池反应式,溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈,电池反应式为为2Li2SO2 Li2S2O4。下列说法正确的是。下列说法正确的是()A该电池反应为可逆反应该电池反应为可逆反应B放电时,放电时,Li向负极移动向负极移动C充电时,阴极反应式为充电时,阴极反应式为Lie=LiD该电池的电解质溶液可以换成该电池的电解质溶液可以换成LiBr的的水水溶液溶液题组一蓄电池的题组一蓄电池的充电应用充电应用解析解析答案答案C 本题考查电化学知识。本题考查电化学知识。电池电池充充放电是不同反应条件下发生的,不能叫可

34、逆反应,放电是不同反应条件下发生的,不能叫可逆反应,A项错误。项错误。放电时,放电时,LiLi向正极移动,向正极移动,B B项错误。充电时,阴极发生还原反应:项错误。充电时,阴极发生还原反应:LiLie e=Li=Li,C C项正确。若电解质溶液换成项正确。若电解质溶液换成LiBrLiBr的水溶液,的水溶液,则碱金属锂会和水发生反应,则碱金属锂会和水发生反应,D D项错误。项错误。2某种可充电某种可充电聚合物锂离子电池聚合物锂离子电池放电时的反应为放电时的反应为Li1xCoO2LixC6=6CLiCoO2,其工作原理示,其工作原理示意图如右。下列说法不正确的是意图如右。下列说法不正确的是 ()

35、A放电时放电时LixC6发生氧化反应发生氧化反应B充电时,充电时,Li通过阳离子交换膜从左向右移动通过阳离子交换膜从左向右移动C充电时将电池的负极与外接电源的负极相连充电时将电池的负极与外接电源的负极相连D放电时,电池的正极反应为放电时,电池的正极反应为Li1xCoO2xLixe=LiCoO2考点三突破电解池,应用考点三突破电解池,应用“不寻常不寻常”题组一蓄电池的题组一蓄电池的充电应用充电应用解析解析答案答案B。放电时,负极:放电时,负极:LixC6xe=xLi6C正极:正极:Li1xCoO2xexLi=LiCoO2充电时,阴极:充电时,阴极:x xLi6C6Cxexe= = LixC6 阳

36、极:阳极:LiCoOLiCoO2 2xexe= x= xLi Li Li1 1x xCoOCoO2 2左为负极,右为正极,放电时,左为负极,右为正极,放电时,Li在负极生成,移向正极,充电时,在负极生成,移向正极,充电时,Li从右向左移动。从右向左移动。方法技巧方法技巧可充电电池:可充电电池:放电时为原电池,放电时为原电池,负极氧化,正极还原;负极氧化,正极还原;外电路中电子由负极流向正极,内电路中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。外电路中电子由负极流向正极,内电路中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。充电时为电解池,充电时为电解池,阳极氧化,阴极还原;阳极氧化,阴极还原;电池的电池的“”极

37、与外接直流电源的极与外接直流电源的正正极相连,极相连,电池的电池的“”极与外接直流电源的极与外接直流电源的负负极相连。极相连。题组二电解原理的题组二电解原理的“不寻常不寻常”应用应用3某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,原理示意图如右,下列说法不正确的是原理示意图如右,下列说法不正确的是()A. .A为电源正极为电源正极B. .阳极区溶液中发生的氧化还原反应为阳极区溶液中发生的氧化还原反应为 Cr2O726Fe214H=2Cr36Fe37H2OC. .阴极区附近溶液阴极区附近溶液

38、pH降低降低D. .若气体若气体不不溶解,当收集到溶解,当收集到H2 13.44 L(标准状况标准状况)时,时, 有有0.1 mol Cr2O72被还原被还原考点三突破电解池,应用考点三突破电解池,应用“不寻常不寻常”解析解析答案答案C 根据图示,根据图示,A作阳极,作阳极,B作阴极,电极反应式为作阴极,电极反应式为阳极:阳极:Fe2e=Fe2阴极:阴极:2H2e=H2然后,然后,CrCr2O O7 72 26 6Fe214H14H=2Cr=2Cr36Fe6Fe37H7H2O O由于在阴极区由于在阴极区c(Hc(H) )减小,减小,pHpH增大。根据增大。根据6 6H26 6Fe2CrCr2O

39、 O7 72 2得,得,当有当有13.44 L(13.44 L(标准状况标准状况) )H2放出时,应有放出时,应有0.1 mol0.1 molCrCr2O O7 72 2 被还原。被还原。(一一)处理废水处理废水4 4. .电解尿素电解尿素CO(NHCO(NH2 2) )2 2 的的碱性溶液碱性溶液制氢气制氢气的装置示意图如下:的装置示意图如下: 电解池中隔膜仅阻止气体通过,电解池中隔膜仅阻止气体通过, 阴阳两极均为惰性电极,阴阳两极均为惰性电极, (1)A (1)A极为极为_, 电极反应式为电极反应式为_。 (2)B (2)B极为极为_, 电极反应式为电极反应式为_。( (二二) )制备物质

40、制备物质题组二电解原理的题组二电解原理的“不寻常不寻常”应用应用考点三突破电解池,应用考点三突破电解池,应用“不寻常不寻常”解析解析答案答案(1)(1)阳极阳极CO(NH2)28 8OH6e6e=N2CO326 6H2O (2) (2)阴极阴极6 6H2O6e6e=3=3H26 6OHH2产生是因为产生是因为H2O电离的电离的H在阴极上得电子,在阴极上得电子,即即6H2O6e=3H26OH,所以,所以B极为阴极,极为阴极,A极为阳极极为阳极电极反应式为电极反应式为CO(NH2)26e8OH=N2CO326H2O阳极容易错写成阳极容易错写成4OH4e=2H2OO2(三三)处理废气处理废气题组二电

41、解原理的题组二电解原理的“不寻常不寻常”应用应用考点三突破电解池,应用考点三突破电解池,应用“不寻常不寻常”5. .用用NaOH溶液吸收烟气中的溶液吸收烟气中的SO2,将所得的,将所得的Na2SO3溶液进行电解,溶液进行电解, 可循环再生可循环再生NaOH,同时得到,同时得到H2SO4,其原理如下图所示。其原理如下图所示。(电极材料为石墨电极材料为石墨)(1)图中图中a极要连接电源的极要连接电源的(填正填正/ /负负)_极,极, C口流出的物质是口流出的物质是_。(2)SO32放电的电极反应式为放电的电极反应式为_。(3)电解过程中阴极区碱性明显增强,电解过程中阴极区碱性明显增强, 用平衡移动

42、原理解释原因用平衡移动原理解释原因_。答案答案(1)负硫酸负硫酸 (2)(2)SO32 22e2eH H2 2O=O=SO42 22H2H (3)(3)H H2 2O O H HOHOH,在阴极,在阴极H H放电生成放电生成H H2 2,c(c(H H) )减小,减小, 水的电离平衡正向移动,水的电离平衡正向移动,c(c(OHOH) ) c(c(H H) ),所以,溶液碱性增强。,所以,溶液碱性增强。解析解析根据根据NaNa、SO32 2的移向判断阴、阳极。的移向判断阴、阳极。NaNa移向阴极区,移向阴极区, a a应接电源负极,应接电源负极,b b应接电源正极,其电极反应式分别为:应接电源正

43、极,其电极反应式分别为: 阳极:阳极:SO32 22e2eH H2 2O=O=SO42 22H2H 阴极:阴极:2 2H H2 2O O 2e2e=H H2 22OH2OH(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较类型类型析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈酸性水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性水膜呈弱酸性或中性正极反应正极反应2H2e=H2O22H2O4e=4OH负极反应负极反应Fe2e=Fe2其他反应其他反应 Fe22OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈失去部分水转化为铁锈1两比较两比较(2)腐蚀快慢的比较

44、腐蚀快慢的比较判断判断原则原则: 电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀有防护措施的腐蚀。同一金属:同一金属: 强电解质溶液中强电解质溶液中腐蚀腐蚀弱电解质溶液中弱电解质溶液中腐蚀腐蚀非电解质溶液中非电解质溶液中腐蚀腐蚀。活泼性不同两种金属:活泼性不同两种金属: 活泼性差别越大活泼性差别越大,腐蚀越快腐蚀越快。同种电解质溶液:同种电解质溶液: 电解质溶液浓度越大电解质溶液浓度越大,金属腐蚀的速率越快金属腐蚀的速率越快。考点四考点四“两比较两比较+两方法两方法”,突破金属的腐蚀与防护突破金属的腐蚀与防护考点四考点四“两比较两比

45、较+两方法两方法”,突破金属的腐蚀与防护突破金属的腐蚀与防护(1)加防护层加防护层 1 1在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料;在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料; 2 2采用电镀或表面钝化等方法,在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。采用电镀或表面钝化等方法,在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。(2)电化学防护电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法 原电池原理:原电池原理:正极正极- -被保护金属,负极被保护金属,负极- -较活泼的金属;较活泼的金属; 外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法 电解原理:电解原理:阴极为被保护

46、的金属,阳极为惰性电极。阴极为被保护的金属,阳极为惰性电极。2两方法两方法考点四考点四“两比较两比较+两方法两方法”,突破金属的腐蚀与防护突破金属的腐蚀与防护1利用下图装置进行实验,开始时,利用下图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,两处液面相平, 密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是 () Aa管发生吸氧腐蚀,管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀管发生析氢腐蚀 B一段时间后,一段时间后,a管液面高于管液面高于b管液面管液面 Ca处溶液的处溶液的pH增大,增大,b处溶液的处溶液的pH减小减小 Da、b两处具有相同的电极反应式:两处具有相同的电极反应

47、式:Fe2e=Fe2题组一两种腐蚀的比较题组一两种腐蚀的比较解析解析答案答案C根据图判断,左边铁丝发生吸氧腐蚀,右边铁丝发生析氢腐蚀,根据图判断,左边铁丝发生吸氧腐蚀,右边铁丝发生析氢腐蚀,其电极反应为:左边负极:其电极反应为:左边负极:Fe2e=Fe2 正极:正极:O24e2H2O=4OH 右边负极:右边负极:Fe2e=Fe2 正极:正极:2H2e=H2a处、处、b处的处的pH均增大,均增大,C错误。错误。考点四考点四“两比较两比较+两方法两方法”,突破金属的腐蚀与防护突破金属的腐蚀与防护题组一两种腐蚀的比较题组一两种腐蚀的比较2. .右图是用铁铆钉固定两个铜质零件的示意图,右图是用铁铆钉固

48、定两个铜质零件的示意图, 若该零件置于潮湿空气中,下列说法正确的是若该零件置于潮湿空气中,下列说法正确的是 ()A发生电化学腐蚀,铜为负极,铜极产生发生电化学腐蚀,铜为负极,铜极产生H2B铜易被腐蚀,铜极上发生还原反应,吸收铜易被腐蚀,铜极上发生还原反应,吸收O2C铁易被腐蚀,铁发生氧化反应,铁易被腐蚀,铁发生氧化反应,Fe2e=Fe2D发生化学腐蚀:发生化学腐蚀:FeCu2=CuFe2解析答案C发生吸氧腐蚀,正极反应O22H2O4e=4OH,负极反应:2Fe4e=2Fe2失误防范失误防范正确判断正确判断“介质介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐

49、蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀;潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀;NH4Cl溶液、稀溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。等酸性溶液发生析氢腐蚀。考点五正确理解考点五正确理解“电解池电解池”的串联突破电化学的计算的串联突破电化学的计算电化学计算电化学计算方法和技巧方法和技巧电化学电化学计计 算算类型类型两极产物的定量计算两极产物的定量计算溶液溶液pH的计算的计算相对原子质量的计算相对原子质量的计算阿伏加德罗常数的计算阿伏加德罗常数的计算产物的量与电量关系的计算产物的量与电量关系的计算方法方法根据电子守恒计算根据电子守恒计算根据总反应式计算根据总反应式计算根据关系式计算根据关系式

50、计算根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的关系式。根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的关系式。例:例:M为金属,为金属,n为其离子的化合价,为其离子的化合价,通过通过4 mol e的关系式:的关系式:考点五正确理解考点五正确理解“电解池电解池”的串联突破电化学的计算的串联突破电化学的计算1如下图所示,其中甲池的总反应式为如下图所示,其中甲池的总反应式为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O,下列说法正确的是,下列说法正确的是()A. .甲池是电能转化为化学能的装置,甲池是电能转化为化学能的装置, 乙、丙池是化学能转化电能的装置乙、丙池是化学能转化电能的装置B

51、. .甲池通入甲池通入CH3OH的电极反应式为的电极反应式为 CH3OH6e2H2O=CO32 28HC. .反应一段时间后,向乙池中加入一定量反应一段时间后,向乙池中加入一定量 Cu(OH)2固体能使固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度溶液恢复到原浓度D. .甲池中消耗甲池中消耗280 mL(标准状况下标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生,此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体固体题组一无明显题组一无明显“外接电源外接电源”的电解池的电解池“串联串联”的判断与计算的判断与计算解析解析答案答案D 甲池为原电池,电解乙、丙两个电解池。甲池为原电池,电解乙、丙两个电解池。根据原电池的形成条件

52、,通入根据原电池的形成条件,通入CH3OH的一极为负极,通入的一极为负极,通入O2的一极为正极,所以石墨、的一极为正极,所以石墨、Pt(左左)作阳极,作阳极,Ag、Pt(右右)作阴极;作阴极;B B项,负极反应:项,负极反应:CH3OH6e6e8OH8OH=CO=CO32 26H6H2O O;C C项,应加入项,应加入CuOCuO;D D项,丙池中:项,丙池中:MgClMgCl22H2H2O=Mg(OH)O=Mg(OH)2ClCl2H H2,消耗,消耗0.012 5 mol O0.012 5 mol O2 2, 转移转移0.05 mol0.05 mol电子,生成电子,生成0.025 mol M

53、g(OH)0.025 mol Mg(OH)2,其质量为,其质量为1.45 g1.45 g。考点五正确理解考点五正确理解“电解池电解池”的串联突破电化学的计算的串联突破电化学的计算2在如图所示的装置中,若通直流电在如图所示的装置中,若通直流电5 min时,铜电极质量增加时,铜电极质量增加2.16 g。试回答下列问题:。试回答下列问题:(1)电源中电源中X电极为直流电源的电极为直流电源的_极。极。(2)pH变化:变化:(填填“增大增大/ /减小减小/ /不变不变”) A:_,B:_,C:_(3)通电通电5 min时,时,B中中共共收集收集224 mL (标准状况下标准状况下)气体,溶液体积为气体,

54、溶液体积为200 mL, 则通电前则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为溶液的物质的量浓度为_(设电解前后溶液体积不变设电解前后溶液体积不变)(4)(4)若若A A中中KClKCl足量且溶液的体积也是足量且溶液的体积也是200 mL200 mL,电解后,溶液的,电解后,溶液的pHpH为为_ ( (设电解前后溶液体积设电解前后溶液体积不变不变) )。题组二有明显题组二有明显“外接电源外接电源”的电解池的电解池“串联串联”的判断与计算的判断与计算答案 (1)负 (2)增大 减小 不变 (3)0.025 molL1 (4)13失误防范失误防范(1)无明显无明显“外接电源外接电源”的电解池的的电解池的

55、“串联串联”问题,问题, 根据原电池形成条件判断正负极,从而判断阴阳极;根据原电池形成条件判断正负极,从而判断阴阳极;(2)有明显有明显“外接电源外接电源”的电解池的的电解池的“串联串联”问题,问题, 根据根据“电极现象电极现象”判断阴阳极,从而判断电源的正负极;判断阴阳极,从而判断电源的正负极;考点六、典例剖析考点六、典例剖析新型化学电源 建立模型:建立模型:原电池,电解池原电池,电解池 常见考点:常见考点: 电极反应,离子移动方向,电极反应,离子移动方向,p pH H, 电极产物,放电顺序等电极产物,放电顺序等 金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护 注意读图注意读图 注意环境注意环境 注意含有

56、机物的电子转移注意含有机物的电子转移 4.4.化学反应机理化学反应机理历程、活化能历程、活化能 、 催化剂催化剂 20222022年热门考点年热门考点基于真实情境,基于真实情境,考查学生综合运用知识的能力考查学生综合运用知识的能力 , 与化工生产关系密切的催化剂与化工生产关系密切的催化剂 , 主要从反应历程主要从反应历程 、 活化能活化能 、 速率速率 、 平衡移动等,考查催化剂对反平衡移动等,考查催化剂对反应的影响应的影响 。 从试题形式上看从试题形式上看 , 常常融合图像常常融合图像 、 表格等信息呈现形式表格等信息呈现形式 ,考查学生吸收和整合陌生信息的能力考查学生吸收和整合陌生信息的能

57、力 。催化剂如何影响化学反应催化剂如何影响化学反应 ?例如:例如: Cu Cu 催化乙醇的氧化反应:催化乙醇的氧化反应:2Cu + O2Cu + O2 2 =2C u O =2C u O;CHCH3 3CHCH2 2OH + CuO = CHOH + CuO = CH3 3CHO + Cu + HCHO + Cu + H2 2O O催化剂催化剂 Cu Cu 先参与反应后又重新生成,先参与反应后又重新生成,它经历了它经历了 Cu-CuO-Cu Cu-CuO-Cu 的变化历程。的变化历程。 01.01.催化剂与反应历程催化剂与反应历程 例例 1 1 用用 NaCIONaCIO3 3、 H H2 2

58、O O2 2 和稀硫酸制备和稀硫酸制备 CIOCIO2 2 ,反应开始时加入少量盐酸,反应开始时加入少量盐酸 ,CIOCIO2 2 的生成的生成速率大大提高速率大大提高 ( ( CICI- - 对反应有催化作用对反应有催化作用 ) ) 。 该过程可能经两步反应完成该过程可能经两步反应完成 , 将其补充完整将其补充完整 : _( 用离子方程式表示用离子方程式表示 );); H H2 2O O2 2 + CI + CI2 2 =2CI =2CI +O +O2 2 + 2H + 2H+ +解析:第步中解析:第步中 CICI2 2 生成生成 CICI, , 可知催化制可知催化制 CICI 的变化历程是

59、的变化历程是: : CI CI_CICI2 2 CI CI, , 即即 CICI 在第步中变成在第步中变成 CICI2 2 由由题给信息题给信息及及氧化还原氧化还原知识可知知识可知 , 氧化剂是氧化剂是 CIOCIO3 3, , 且且 CIOCIO3 3反应后生成反应后生成CIOCIO2 2 , , 离子方程式离子方程式 :2CIO2CIO3 3 + 2CI + 2CI +4H +4H+ + =2CIO =2CIO2 2 +CI +CI2 2 + 2H + 2H2 2O O例例 2. 2. 在在 Cu/ZnO Cu/ZnO 催化剂存在下催化剂存在下 , C0C02 2 和和 H H2 2 可发

60、生两个平行反应可发生两个平行反应 : . . COCO2 2(g) + 3H(g) + 3H2 2(g) = CH(g) = CH3 3OH(g) + HOH(g) + H2 2O(g) O(g) ; .COCO2 2(g) + H(g) + H2 2(g) = CO(g) + H(g) = CO(g) + H2 2O(g)O(g) 某实验室控制某实验室控制 C0C02 2 和和 H H2 2 初始投料比为初始投料比为 1 :1 : 2.2 , 2.2 , 在相同压强下在相同压强下 , 经过相同时间测得实验数据如下表所示经过相同时间测得实验数据如下表所示 。 在图中分别画出在图中分别画出反应反

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