【课件】高三化学二轮复习专题十一电化学课件

专题十一电化学核心素养变化观念与平衡思想证据推理与模型认知考情预测

电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是热点考查内容，通常会以新型二次电池为载体考查电极方程式的书写、离子的移动方向、金属的电化学腐蚀及防护、计算等，同时也对信息的提取、应用能力进行考查。

预计在2022年高考中，以二次电池以及含有离子交换膜的电解池为背景的命题将成为热点题型，命题角度丰富，便于同时考查原电池和电解池工作原理及考生的探究能力。判断依据电极材料电极反应电子流向离子移向电极现象原电池负极活泼金属氧化反应流出阴离子移向电极质量减小正极不活泼金属或非金属还原反应流入阳离子移向电极增重或质量不变电解池阳极与电源正极相连氧化反应流出阴离子移向电极溶解或pH减小阴极与电源负极相连还原反应流入阳离子移向电极增重或pH增大考法1电极的判断方法1、燃料电池电极反应式的书写(以氢氧燃料电池为例)

①注意介质环境考法2强、弱电解质的相关知识

②掌握书写程序钠硫电池

总反应：2Na＋xS=Na2Sx正极：xS＋2e－=S；负极：2Na－2e－=2Na＋全钒液流电池

总反应：VO＋2H＋＋V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O正极：VO＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O负极：V2＋－e－=V3＋锂铜电池

总反应：2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－正极：Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－负极：Li－e－=Li＋一、大气污染及防治1、酸雨形成及防治

正常雨水偏酸性，pH约为5.6，这是因为大气中的CO2溶于雨水中的缘故。酸雨是指pH小于5.6的雨水，CO2不会导致酸雨，NO2或SO2都会导致酸雨，酸雨的形成主要人为排放的氮氧化物和硫氧化物等酸性气体转化而成的。(1)硝酸型酸雨

①硝酸型酸雨(氮氧化合物NO、NO2引起)：2NO+O2===2NO2

3NO2+H2O===HNO3+NO

②氮氧化物主要来源：煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等.Mg-H2O2电池

总反应：H2O2＋2H＋＋Mg=Mg2＋＋2H2O正极：H2O2＋2H＋＋2e－=2H2O；负极：Mg－2e－=Mg2＋Mg-AgCl电池总反应：Mg＋2AgCl=2Ag＋MgCl2正极：2AgCl＋2e－=2Cl－＋2Ag；负极：Mg－2e－=Mg2＋镍铁电池

总反应：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2正极：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2阳极：Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O阴极：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－锂离子电池

总反应：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x<1)正极：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2负极：LixC6－xe－===xLi＋＋C6阳极：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋阴极：xLi＋＋xe－＋C6===LixC6种类允许通过的离子及移动方向说明阳离子交换膜阳离子→移向电解池的阴极或原电池的正极阴离子和气体不能通过阴离子交换膜阴离子→移向电解池的阳极或原电池的负极阳离子和气体不能通过质子交换膜质子→移向电解池的阴极或原电池的正极只允许H＋通过考法3离子交换膜在电化学装置中的应用【题型建模】

三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如下图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。判断ab、cd是什么交换膜；判断离子的迁移方向；书写电极反应式；判断电极产物。

①弄清是原电池还是电解池，电极有外接电源→电解池；n→阳极，m→阴极②根据电极判断离子的移动方向和交换膜的种类Na＋→通过ab→阴极⇒ab是阳离子交换膜

SO42-→通过cd→阳极⇒cd是阴离子交换膜③根据放电顺序写出电极反应式

阴极→阳离子竞争放电，放电顺序：H＋>Na＋，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；

阳极→阴离子竞争放电，放电顺序：OH－>SO42-，阳极的电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。④根据电极反应式和离子移动方向确定电极反应物阴极H＋放电生成H2，剩余OH－与迁移过来的Na＋生成NaOH；阳极OH－放电生成O2，剩余H＋与迁移过来的

SO42-生成H2SO4。

考法4以惰性电极电解电解质溶液的规律

1、电解饱和食盐水（氯碱工业）阳极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反应)阴极反应式：2H＋＋2e－=H2↑(还原反应)总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑考法5电解原理的应用2、电解精炼铜(1)电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。(2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。(3)电极反应：阳极：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋；阴极：Cu2＋＋2e－=Cu。(4)阳极泥的形成：在电解过程中，活动性位于铜之后的银、金等杂质，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。3、电镀图为金属表面镀银的工作示意图(1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。(2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。(3)电极反应：阳极：Ag－e－=Ag＋；阴极：Ag＋＋e－=Ag。(4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍考法6金属的腐蚀与防护1、化学腐蚀与电化学腐蚀2、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁的腐蚀为例进行分析）类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－=Fe2＋Fe－2e－=Fe2＋

正极2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－总反应式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍3、金属的防护

(1)电化学防护。①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理a．负极：比被保护金属活泼的金属；b．正极：被保护的金属设备。②外加电流的阴极保护法—电解原理a．阴极：被保护的金属设备；b．阳极：惰性金属或石墨。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。1、(2021·广东卷，9)答案：B解析：本题考查原电池。根据题意可知，该电池中钠为负极，碳纳米管为正极。负极上金属钠失去电子发生氧化反应，即Na-e-=Na+，A项错误；CO2在正极碳纳米管上得电子发生还原反应生成碳，电极反应式为CO2+4e-+4Na+=C+2Na2O，B项正确；放电时，阳离子从负极移向正极，C项错误；放电时，将化学能转化为电能，D项错误。2、(2021·广东卷，16)

答案:D解析：本题考查电解池。题图所示装置为电解池，根据外接电源可确定石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，Co电极为阴极，电极反应为Co2++2e-=Co。电解时Ⅰ室H+浓度增大，溶液的pH减小，Ⅰ室中H+通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，Ⅱ室pH减小，A项错误；生成1molCo时，电路中转移2mol电子，阳极产生0.5molO2，质量减少16g，H+从Ⅰ室进入Ⅱ室，导致Ⅰ室质量也减小，即生成1molCo时，Ⅰ室溶液质量减少大于16g，B项错误；若移除两交换膜，Cl-在阳极发生反应生成Cl2，阳极反应式发生变化，C项错误；结合电极反应式和转移电子数目相等，可写出电解总通电反应为

，D项正确。3、(2021·湖北卷，15)

答案：A4、(2021·湖南卷，10)

答案：A答案:B解析：本题考查原电池和电解池工作原理。M极为Zn电极，失去电子，作为负极，则N极为正极，A项正确；放电时，左侧为负极，发生氧化反应，电极反应方程式为Zn-2e-=Zn2+，左侧生成的Zn2+流向右侧，故左侧的ZnBr2浓度不变，右侧ZnBr2的浓度变大，B项错误；放电时，M极为负极，充电时，M极为阴极，发生还原反应，电极反应式为Zn2++2e-=Zn，C项正确；中间沉积锌位置的作用为提供电解液，故其隔膜既可以允许阳离子通过，也允许阴离子通过，D项正确。1、世界某著名学术刊物介绍了一种新型中温全瓷铁­空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()

A．a极发生氧化反应B．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－C．若有22.4L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4mol电子转移D．铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2答案：D解析：a极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A错误；O2在正极发生反应，电极反应式为O2＋4e－=2O2－，B错误；由B项分析可知，电路中有4mol电子转移时正极上消耗1molO2，在标准状况下的体积为22.4L，则通入空气的体积约为22.4L×5＝112L，C错误；由图可知，铁表面H2O(g)参与反应生成H2，则发生的反应为xH2O(g)＋Fe=FeOx＋xH2，D正确。2、一种电化学制备NH3的装置如下图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列叙述错误的是(

)A．Pd电极b为阴极B．阴极的反应式：N2＋6H＋＋6e－===2NH3