高考化學三輪沖刺 核心知識和解題策略 5 電化學的核心知識和解題策略

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第五講 電化學的核心知識和解題策略 一、原電池 1．組成條件 (1)兩個活潑性不同的電極，分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)。 (2)電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)中陰離子向負極方向移動，陽離子向正極方向 移動，陰陽離子定向移動成內(nèi)電路。 (3)導線將兩電極連接，形成閉合回路。 2．正確書寫電極反應(yīng)式 (1)列出正、負電極上的反應(yīng)物質(zhì)，在等式的兩邊分別寫出反應(yīng)物和生成物。 (2)標明電子的得失。 (3)使質(zhì)量守恒。 電極反應(yīng)式書寫時注意： ① 負極反應(yīng)生成物的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不 共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)該寫入負極反應(yīng)式； ② 若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，則H2O 必須寫入正極反應(yīng)式，且生成物為OH－，若電解液為酸性，則 H+必須寫入反應(yīng)式中，生成物為H2O。 ③電極反應(yīng)式的書寫必須遵循離子方程式的書寫要求。 (4)正負極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總的化學方程式。若能寫出總反 應(yīng)式，可以減去較易寫出的電極反應(yīng)式，從而寫出較難書寫的電極方 程式。注意相加減時電子得失數(shù)目要相等。 3.燃料電池 電池 電極反應(yīng) 酸性電解質(zhì) 堿性電解質(zhì) 氫氧燃料 電池 負極 正極 總反應(yīng) 甲烷燃料 電池 負極 正極 總反應(yīng) 甲醇燃料 電池 負極 正極 總反應(yīng) 二、電解池 (1)電解池的構(gòu)造 (2)陰陽極的判斷 3．電解反應(yīng)的規(guī)律 陰陽離子放電順序 鉛蓄電池 放電電極反應(yīng)： 負極：Pb(s)+SO42－(aq)－2e－＝ 正極：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)+2e－＝ 總反應(yīng)式：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)＝ 充電電極反應(yīng)： 陽極：PbSO4(s)+2H2O(l)－2e－= ； 陰極：PbSO4(s)+2e－= 總反應(yīng)：2PbSO4(s)+2H2O(l)= 例1． Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的 電極反應(yīng)式為：2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe有關(guān)該電池的下列說法中， 正確的是 A．Li-Al在電池中作為負極材料，該材料中Li的化合價為+1價 B．該電池的電池反應(yīng)式為：2Li+FeS＝Li2S+Fe C．負極的電極反應(yīng)式為：Al-3e-=Al3+ D．充電時，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Li2S+Fe-2e-＝2Li++FeS 例2．右圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是 A．該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化 B．裝置Y中負極的電極反應(yīng)式為： O2+2H2O+4e－＝4OH－ C．裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生 D．裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實現(xiàn)化學能與 電能間的完全轉(zhuǎn)化 例3．肼（N2H4）－空氣燃料電池是一種環(huán)保型堿性燃料電池，電解質(zhì) 溶液是20%～30%的KOH溶液。電池總反應(yīng)為：N2H4＋O2＝N2↑＋2H2O。 下列關(guān)于該燃料電池工作時的說法正確的是 A．負極的電極反應(yīng)式是：N2H4＋4OH－－4e－＝4H2O＋N2↑ B．正極的電極反應(yīng)式是：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O C．溶液中陰離子向正極移動 D．溶液中陰離子物質(zhì)的量基本不變 3