高考化學二輪復習 專題能力訓練5 電化學基礎（含15年高考題）課件.ppt

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(1)根據(jù)電極材料判斷:活潑金屬作負極、不活潑金屬(或非金屬)作正極。燃料電池:燃料在負極,氧氣在正極。 (2)由反應類型判斷:失電子發(fā)生氧化反應的是負極;得電子發(fā)生還原反應的是正極。 (3)依據(jù)電子流向、陰陽離子流向、電流流向判斷:電子流出、電流流入、陰離子流向的電極為負極;電子流入、電流流出、陽離子流向的電極為正極。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,2.怎樣正確書寫電極反應? (1)電極反應的書寫是關鍵。常見的步驟及方法:,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(2)書寫電極反應式應充分注意介質影響。 ①中性溶液反應物中若是H+得電子或OH-失電子,H+和OH-均來自于水的電離; ②酸性溶液反應物、生成物中均不出現(xiàn)OH-; ③堿性溶液反應物、生成物中均不出現(xiàn)H+; ④水溶液中不能出現(xiàn)O2-。 3.如何分析實驗現(xiàn)象? 分析電極及電極區(qū)的pH及實驗現(xiàn)象時,要從電極反應入手;分析電解質溶液中的pH及實驗現(xiàn)象時,要從電池反應入手。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,例1(1)(2013全國課標Ⅰ)二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點,其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93 kW·h·kg-1)。若電解質為酸性,二甲醚直接燃料電池的負極反應為 ,一個二甲醚分子經過電化學氧化,可以產生 個電子的電量。 (2)(2012課標全國部分)與MnO2-Zn電池類似,K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應式為 ,該電池總反應的離子方程式為 。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,分析推理(1)對于燃料電池負極反應的書寫,需要以下幾個思維步驟: 第一步先寫反應物、生成物,注意溶液的環(huán)境:酸性電解質中CH3OCH3——2CO2; 第二步寫明轉移電子數(shù),根據(jù)碳元素的化合價變化:CH3OCH3-12e-——2CO2; 第三步配平,根據(jù)電荷守恒和原子守恒:3H2O+CH3OCH3-12e- 2CO2+12H+。 1 mol二甲醚被氧化生成2 mol CO2,失去12NA個電子,故1個二甲醚分子轉移12個電子。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,對點訓練1(2013安徽理綜)熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結構如圖所示,其中作為電解質的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后,電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為: PbSO4+2LiCl+Ca CaCl2+Li2SO4+Pb。 下列有關說法正確的是( ) A.正極反應式:Ca+2Cl--2e- CaCl2 B.放電過程中,Li+向負極移動 C.每轉移0.1 mol電子,理論上生成20.7 g Pb D.常溫時,在正負極間接上電流表或檢流計,指針不偏轉,答案,解析,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,電解原理及電極反應式的書寫 有關電解池解題的思維路徑,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,問題探究 1.如何判斷陰陽極? 判斷原電池和電解池的電極是解題的關鍵,為了方便記憶,我們可采取口訣或諧音的方法記憶。 原電池,正負極;電解池,陰陽極; 失去電子負(原電池)陽(電解池)極; 發(fā)生氧化定無疑。 還可以用諧音幫助記憶: 陰得(陰德)陽失;陽氧(陽)陰還。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,2.怎樣判斷電解產物? (1)陽極產物的判斷。 首先看電極,如果是活性電極(金屬活動性順序中Ag以前的金屬,包括Ag)作陽極,則電極材料本身失電子,電極溶解。如果是惰性電極,則看溶液中陰離子的失電子能力,陰離子的放電順序為S2-I-Br-Cl-OH-,其氧化產物依次對應為單質S、I2、Br2、Cl2和O2。 (2)陰極產物的判斷。 直接根據(jù)陽離子放電順序(如下)進行判斷:Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+,其還原產物依次對應為金屬單質或低價態(tài)陽離子:Ag、Fe2+、Cu、H2、Pb、Sn、Fe、Zn。 3.如何正確書寫電極反應式? 根據(jù)溶液環(huán)境,結合電解產物的判斷,書寫出陰陽極的電極反應方程式。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,例2(1)(2014全國課標Ⅰ)H3PO2也可用電滲析法制備,“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過):,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,①寫出陽極的電極反應式 。 ②分析產品室可得到H3PO2的原因 。 ③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2,將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去陽極室與產品室之間的陽膜,從而合并了陽極室與產品室。其缺點是產品中混有 雜質,該雜質產生的原因是 。 (2)(2014課標全國Ⅱ)PbO2也可以通過石墨為電極,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生的電極反應式為 ,陰極上觀察到的現(xiàn)象是 ;若電解液中不加入Cu(NO3)2,陰極發(fā)生的電極反應式為 ,這樣做的主要缺點是 。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(4)對于Pb(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液,陽極產物是O2嗎?陰陽極產物如何判斷? 一般要依據(jù)離子在溶液中的放電順序,活性電極作陽極要先放電溶解,結合題給信息,知道PbO2可以由電解得到,則Pb2+的化合價升高,失電子,只能在陽極產生,所以陽極產生的是PbO2而非O2。根據(jù)放電順序,陰極產生的是銅單質。,,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,題后反思 (1)寫電極反應時電子的得失易寫反,如寫成2H2O+4e- O2↑+4H+而丟分,而寫成4OH--4e- 2H2O+O2↑也得分。 (2)得到H3PO2的原因,雜質產生的原因,學生給出的答案千奇百怪,說明對原理不清楚。即使清楚原理,很多學生語言敘述存在很大問題,沒有說出關鍵點而丟分。由此提醒我們在今后的學習中多在課堂中練習表述,學會表述。 (3)對于Pb(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中陽極反應很多學生沒有審清題,寫成4OH--4e- 2H2O+O2↑而丟分。同樣“陰極上觀察的現(xiàn)象”,而許多學生寫成溶液中的現(xiàn)象而丟分。審清題意成為此題得分的關鍵點。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,對點訓練2(2015河北邯鄲一模)用Na2SO3溶液吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫,將所得的混合液進行電解循環(huán)再生,這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。其中陰、陽離子交換膜組合循環(huán)再生機理如圖所示,則下列有關說法中不正確的是( ),A.X為直流電源的負極,Y為直流電源的正極 B.陽極區(qū)pH增大 C.圖中的ba D.該過程中的產品主要為H2SO4和H2,答案,解析,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,金屬的腐蝕與防護 電化學定量計算 金屬的腐蝕與防護的解題思維路徑,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,問題探究 1.金屬防腐的電化學方法有哪些? (1)犧牲陽極的陰極保護法——原電池原理: 在被保護的鋼鐵設備上裝若干較活潑金屬如鋅塊,讓被保護的金屬作原電池的正極,簡稱“犧陽保陰”。 (2)外加電流的陰極保護法——電解池原理: 讓被保護的鋼鐵設備作陰極,惰性電極作陽極,外接直流電源,簡稱“外流保陰”。 (3)其他方法: 改變金屬內部結構,如制成不銹鋼;加涂防護層如噴油漆、涂油脂、噴鍍等方法。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,2.有關電化學定量計算的方法有哪些? (1)根據(jù)總反應式計算。先寫出電極反應,再寫出總反應式,然后根據(jù)總反應式列比例式計算。 (2)守恒法計算。用于串聯(lián)電路中電極反應物、產物及電子轉移的有關計算,其依據(jù)是電路中轉移的電子數(shù)守恒。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,例3(2014上?；瘜W)如下圖所示,將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中。下列分析正確的是 ( ),A.K1閉合,鐵棒上發(fā)生的反應為2H++2e- H2↑ B.K1閉合,石墨棒周圍溶液pH逐漸升高 C.K2閉合,鐵棒不會被腐蝕,屬于犧牲陽極的陰極保護法 D.K2閉合,電路中通過0.002NA個電子時,兩極共產生0.001 mol氣體,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,分析推理(1)發(fā)生原電池反應時,是吸氧腐蝕還是析氫腐蝕? 審清溶液的環(huán)境,題中給出的是飽和氯化鈉溶液,所以發(fā)生吸氧腐蝕,鐵棒上是Fe-2e- Fe2+,石墨棒上是O2+2H2O+4e- 4OH-。 (2)如何判斷鐵棒是否發(fā)生腐蝕? 先根據(jù)電源判斷正極與石墨棒相連,石墨棒為陽極,鐵棒為陰極,被保護。要區(qū)別犧牲陽極的陰極保護法和外接電源的陰極保護法的不同之處:正極是活潑金屬還是外接電源。 (3)如何求算產生氣體的量? 先寫出陰陽極電極反應式,陽極:2Cl--2e- Cl2↑,陰極:2H++2e- H2↑。所以轉移1 mol電子,共產生1 mol氣體。 答案:B,,對點訓練3為增強鋁的耐腐蝕性,現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源,以Al作陽極、Pb作陰極,電解稀硫酸,使鋁表面的氧化膜增厚。反應原理如下: 電池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l) 電解池:2Al+3H2O Al2O3+3H2↑ 電解過程中,以下判斷正確的是( ),命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,答案,解析,1,2,3,4,1.下圖是一套電化學裝置,下列有關說法錯誤的是( ),答案,解析,1,2,3,4,2.(2015河南六市檢測)英國赫瑞瓦特大學陶善文博士研究出以尿素為動力的燃料電池新技術。用這種電池可直接去除城市廢水中的尿素,既能產生凈化的水,又能發(fā)電。尿素燃料電池結構如圖所示,關于該電池描述正確的是 ( ) A.電池工作時H+移向負極 B.該裝置還可以將電能轉化為化學能 C.理論上電池工作時,每消耗67.2 L O2時,可以凈化2 mol CO(NH2)2 D.電池的負極反應式為:CO(NH2)2+H2O-6e- CO2↑+N2↑+6H+,答案,解析,1,2,3,4,3.(2014湖北黃岡中學模擬)乙烯催化氧化成乙醛可設計成如圖所示 的燃料電池,能在制備乙醛的同時獲得電能,其總反應為:,A.該電池為可充電電池 B.每有0.1 mol O2反應,則遷移H+ 0.4 mol D.電子移動方向:電極a→磷酸溶液→電極b,答案,解析,1,2,3,4,1,2,3,4,1,2,3,4,