高中化学电化学考点及题型示例.ppt

1、高三化学二轮专题复习,电化学原理及其应用,2013年理综考试说明,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及其工作原理。 能正确书写电极反应和电池反应方程式。 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。,原电池、电解池的判定,电极名称及发生的反应类型,电子、离子的移动方向,电子转移的数目相关计算,电极反应方程式的书写,金属的腐蚀与防护,考查重点,精炼、电镀、电冶金,电化学原理,电化学应用,干电池,考点分析,一 原电池工作原理及其应用,主要考查点：,1、原电池反应的特点及正负极反应的特征 2、放电时外电路上电子的流动方向 内电路上阴阳离子的流动方向 3、电

2、极附近溶液的pH变化分析 电解质溶液中的pH变化分析 4、电极反应式的书写尤其是电解质环境对电极反应的影响 5、原电池原理的应用（新型电池、金属腐蚀与防护、原电池原理对反应速率的影响等）,还原,氧化,O2+4e-+2H2O=4OH-,Zn- 2e- = Zn2+,升高,降低,a,题型1、原电池工作状态的分析,考查：原电池反应理解(电极的判断)； 电子、离子的移动方向； 电解质溶液的酸碱性变化； 电极方程式的书写,A,总结：,电子流向：,（外电路）,负极,正极,离子流向：,（内电路）,阳离子,正极,阴离子,负极,电极反应：,负极：,（失电子）氧化反应,正极：,（得电子）还原反应,A,Fe,C,正

3、极,负极,D,SO2,O2,O2+4e-+4H+=2H2O,SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H +,题型2 电极方程式的书写,考查：正确书写电极反应式的方法； 电解质溶液对电极反应式的影响,电极反应式的书写,现欲以右图所示装置用电化学原理将SO2和O2 转化为重要化工原料H2SO4。写出负极的电极反应式，并总结书写电极反应式的步骤。,【归纳】 书写步骤,【方法总结】,书写电极方程式应注意的问题,注意1：电极反应属离子反应范畴,注意2：电解质溶液对产物存在形式的影响,例1甲烷碱性燃料电池放电时负极反应式为： CH4+8OH- CO2+8e-+6H2O,例2（09广东化学14）可用于电动汽

4、车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是,B以NaOH溶液为电解液时，负极反应为： Al3OH3e-Al(OH)3,CO32-,AlO2-,FeO42-,注意3：电解质溶液环境对电极反应的影响,例如：氢氧燃料电池不同环境下的正极反应式的区别,书写电极方程式应注意的问题,【方法总结】,+ 4H+,+ 2H2O,2H2O,4OH-,2CO32-,+ 2CO2,2O2-,+2H2O,+ 4OH-,练习2：写出CO燃料电池不同环境下的负极反应式,CO+H2O-2e-=CO2+2H+,CO+2OH-2e- =CO2+H2O,CO+4O

5、H-2e-=CO32-+2H2O,CO+CO32- -2e- =2CO2,CO+O2- -2e-=CO2,例（2011新课标全国）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，电解质溶液为强碱性,(1)电池放电时，负极反应为 ; 正极反应为 ;,(2)电池放电时，负极附近溶液的pH ; 正极附近溶液的pH ;,Fe+2OH-2e- =Fe(OH)2,Ni2O3+ 2e- +3H2O=2OH-+2Ni(OH)2,减小,升高,(3)电池放电一段时间后，溶液的pH ;,升高,分析电极附近溶液酸碱性变化，应该分析电极反应的影响,分析电解液酸

6、碱性变化，应该分析电池总反应的影响,【方法指导】,不考虑阴阳离子的移动的影响,题型3 溶液酸碱性变化分析,考查：原电池工作原理的理解,例（07年山东理综29（2），改编） 若将 设计成原电池， 请画出原电池装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。,题型4、设计原电池,考查：原电池反应的理解；原电池原理的灵活应用,正极材料能否选择铁？,不能,正误判断：做原电池负极的金属材料活泼性一定比做正极的金属强,关闭K1,镁做 ，铝做 。,关闭K2,镁做 ，铝做 。,【方法指导】,2、原电池电极的判断应该基于反应，不能仅依靠活性的差别,负极,正极,负极,正极,1、常规原电池中负极材料的活性一般强于正极材料,

7、浓盐酸,问题1,不能，原电池反应应该是自发进行的氧化还原反应,能否将反应 Fe+Cu2+=Fe2+Cu 设计成原电池？,问题2,能否将2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+设计成电解池？,能,若要设计一个电化学装置实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2 ，则应该如何设计？,【总结】,原电池反应必须是自发进行的氧化还原反应,电解池反应既可以是自发进行的氧化还原反应，也可以是非自发进行的氧化还原反应,能,电解池,例：右图中，两电极上发生的电极反应如下：a极：Cu22eCu，b极：Fe2eFe2，则以下说法不正确的是,A.该装置可能是电解池 B.a极上一定发生还原反应 C.a、b可能是同种电极材料 D.

8、该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能,考点分析,二 电解池工作原理及其应用,主要考查点：,1、阴阳极定义的理解 2、电解池放电规律的灵活运用 3、电解时外电路上电子的流动方向 内电路上阴阳离子的流动方向 4、电解质溶液中变化分析 5、电极反应式的书写尤其是新型功能电解池的电 极反应式的书写 6、电解池原理的应用（铜的精炼、电镀、二次电 池的充电、金属腐蚀的防护、有关电池的计算）,3H2O+,【方法指导】,新情景题目中的电极反应式书写，一定要尊重题干信息,2H+2e- =H2,Mn2+ MnO2,2H2O +,+ 4H+,-2e-,+4,例如：（2010山东卷29（1 ） ） 以铝材为阳极，

9、在H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为 。,Al,Al3+,Al2O3,2,+6H+,-6e-,87g,题型1 电解池中电极反应式的书写,=,=,【跟踪练习】,阴,3、(2011江苏20（4）)电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为 。,N2,CO(NH2)2,-3,0,+4,-6e-,+CO2,8OH-+,+6H2O,【跟踪练习】,题型2 电解池工作状态的分析,2Cu+2OH- = Cu2O+2e-+H2O,A,D,3.(2011海南)一种充电电池放电时的电极反应为 H2

10、+2OH-=2H2O +2e- ； 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 A. H2O的还原 B. NiO(OH)的还原 C. H2的氧化 D. Ni(OH) 2的氧化,原电池充电时：,负极,负极,正极,正极,【规律总结】,(2011全国II卷10)用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO45H2O,【方法指导】,电解质溶液复原:分析总电池反应中溶液成分的减小, 加入的物质应该是阴阳两极生成的单质化合而得到的物质。,CuCl

11、2,HCl,Ag2O,H2O,题型3 电解质溶液的变化分析,(变式题)用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数为( )A. 0.6mol B. 0.2mol C. 0.3mol D. 0.4 mol,A,(变式题)甲乙两烧杯Na2SO4溶液，甲烧杯中用铜做电极电解，乙烧杯中用石墨做电极电解。当两烧杯中的阴极上产生等量的气体时，停止通电，欲使用电解液恢复到起始状态，应向甲乙两溶液中加入的物质的质量比为： 。,2:1,题型4 电化学中的基本计算,原电池和电解池的计算包括：两极产物

12、的 定量计算，溶液PH值的计算，相对原子质量和阿伏伽德罗常数测定的计算等。 1.根据电子守恒法计算：用于“串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物”相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。 2.根据总反应式计算：先写出电极反应式。最后根据总反应式列比例式计算。,D,解析:混合后Ag+先与Cl-作用形成AgCl沉淀,当有0.3 mol Cu生成时,电路中共转移0.6 mol e-,此时阳极上先生成0.2 mol Cl2,然后再是OH-放电生成0.05 mol O2,即共生成0.25 mol气体。 答案:C,C,E.当电路中转移0.2mol电子时， a极质量 （填“增大”或减小） g,6

13、.4,增大,求消耗某物质的质量或物质的量:最好用电池反应式求算。,题型5 金属的腐蚀与防护,B,钢铁的吸氧腐蚀,【 2012山东高考T13 】)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(),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，CuZn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，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的,1,3,梳理回顾,常用金属防护措施,bd,题型6 精炼 电镀 电冶金,2012福建理综化学卷24 （1）电镀是，镀件与电源的 极连接。,（2）化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。 若用铜盐进行化学镀铜，应选用 （填“氧化剂”或“还原剂”）与之反应。 某化学镀铜的反应速率随镀液pH变 化如右图所示。该镀铜过程中，镀液 pH控制在12.5左右。据图中信息，给 出使反应停止的方法： _,抓住概念的定义、原理与本质来加以分析和理解,从知识本源上去掌握。,负,还原剂,调节溶液的pH至89 之间,对比分析,化学能电能,电能化学能,自发/非自发的 氧化还原反应均可,自发的氧化还原反应,角度一：能量转化和物质转化,对比分析,无外加直流电源,有外加直流电源,活泼