河南省2016年化學(xué)科高考備考指導(dǎo)資料電化學(xué)專題復(fù)習(xí)想法和做法

1、電化學(xué)專題復(fù)習(xí),（2014石家莊二模·12）……下圖為微生物電池MFC和MEC的基本原理示意圖…… ， 下列敘述不正確的是,2014年8月全員培訓(xùn),（2015新課標(biāo)I卷·11）微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯(cuò)誤的是,2015年高考,A．正極反應(yīng)中有CO2生成B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應(yīng)為

2、 C6H12O6＋6O2＝6CO2＋6H2O,,A．電極b、d表面均發(fā)生還原反應(yīng)B．電極a表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為： C6H12O6＋6H2O－24e－＝6CO2＋24H＋C．MFC左右兩極室分別為厭氧和好氧環(huán)境， 而MEC左右兩極室均為厭氧環(huán)境D．利用MEC制氫，當(dāng)消耗1 mol 葡萄糖時(shí)， 理論上可產(chǎn)生6 mol氫氣,2015年高考電化學(xué)考查情況,近4年新課標(biāo)I卷考查,了

3、解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和 電池反應(yīng)方程式。了解常見化學(xué)電源的種類及其工作 原理。理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害， 防止金屬腐蝕的措施。,考試大綱,考綱對(duì)知識(shí)內(nèi)容的要求層次：了解、理解（掌握）、綜合應(yīng)用,（2015安徽卷·25）（4）常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池（圖1），測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度（I）隨時(shí)間（t）的變化如圖2所示

4、，反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。,（2015北京卷·12）在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：,,非水介質(zhì),（2015江蘇卷·10）一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是 A．反應(yīng)CH4＋H2O 3H2＋CO， 每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移12 mol電子B．電極A上H2參與的電極反應(yīng)為： H2＋2OH－－2e－＝2H2OC．電池工作時(shí)，CO32－向電極

5、B移動(dòng) D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為： O2＋2CO2＋4e－＝2CO32－,,（2015浙江卷·11）在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2O－CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如圖所示。下列說法不正確的是A．X是電源的負(fù)極B．陰極的反應(yīng)式是：H2O＋2eˉ＝H2＋O2 － CO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉC．總反應(yīng)可表示為：H2O＋CO2

6、 H2＋CO＋O2D．陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1︰1,（2015廣東卷·32） （5）一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時(shí)AlCl4—和Al2Cl7—兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其它離子不參與電極反應(yīng)，放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為Al－3e－＋7AlCl4－＝ 4Al2Cl7－。,,（2014山東卷·30）離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，由有機(jī)陽離子、Al2Cl7—和AlCl4—組

7、成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。（1）……已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為4Al2Cl7－＋3e－=Al＋7AlCl4－。,（2011廣東卷·32） ……可用于鋼材鍍鋁。（4）……熔融鹽電鍍液中鋁元素和氯元素主要以AlCl4—和Al2Cl7—形式存在，鋁電極的主要電極反應(yīng)式為Al－3e－＋7AlCl4－＝4Al2Cl7－。,對(duì)電池原理認(rèn)識(shí)的提升對(duì)電極認(rèn)識(shí)的提升對(duì)電極反

8、應(yīng)式書寫規(guī)律的提升,Al 做___極，電極反應(yīng)式_____； Cu做___極，電極反應(yīng)式_____；電池總反應(yīng)_____________。,建議：,（舊教材P57）,（2015上海卷·五）,,28．離子交換膜的作用為________、______。29．精制飽和食鹽水從圖中_____位置補(bǔ)充， 氫氧化鈉溶液從圖中______位置流出。 （選填“a”、“b”、“c”或“d”）,（2015北京卷

9、83;27）,（2012北京卷·25）,（2014新課標(biāo)Ⅰ卷· 27 ）,建議：,1．膜的類型,質(zhì)子/陽離子/陰離子交換膜,2．方法提煉＊,電極→交換膜【溶液電中性】（從兩邊→到中間）,分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因。,,（2）③……充電時(shí)若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.01×1023個(gè)，左槽溶液中n(H＋)的變化量為________。,（2010重慶卷·29）,（2）②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子，

10、則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左－Δm右)為_____g。,（2013重慶卷·11）,,陽極：2H2O－4e－＝O2＋ 4H＋ （Δm左↓） 2mol 16g陰極：2NO3－＋10e－＋6H2O＝N2＋12OH－ （Δm右↓） 2mol 5.6g膜遷移：2 mol H＋（2 g）∴Δm左－Δm右＝(16＋2)－(5.6－2)＝14.4 g,陽極：VO2＋－e－＋H2O

11、＝VO2＋＋2H＋ （Δm左↑） 0.5mol 1mol膜遷移：0.5 mol H＋∴Δn(H＋) ＝1－0.5＝0.5 mol,方法提煉：①電極反應(yīng)引起的變化②膜遷移引起的變化,考察學(xué)生用數(shù)學(xué)方法解決電化學(xué)問題的能力，多為兩極放電量與消耗或生成的物質(zhì)相關(guān)量之間的計(jì)算。,關(guān)注三：電化學(xué)計(jì)算,（2015北京卷·28） 為探討化學(xué)平衡移動(dòng)原理與氧化還原反應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系，某同學(xué)通

12、過改變濃度研究“2Fe3+＋2I－ 2Fe2＋＋I(xiàn)2” 反應(yīng)中Fe3+和Fe2+的相互轉(zhuǎn)化。,（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，該同學(xué)推測(cè)i中Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原因：外加Ag+使c(I－)降低，導(dǎo)致I－的還原性弱于Fe2+，用右圖裝置（a、b均為石墨電極）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。①K閉合時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)，b作 正 極。②當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向U型管左管滴加0.01 mol/L AgNO3溶液，產(chǎn)生的

13、現(xiàn)象證實(shí)了其推測(cè)，該現(xiàn)象是左管產(chǎn)生黃色沉淀，指針向左偏轉(zhuǎn)。,（1）電子流向與電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向關(guān)系,定性,化學(xué)中滲透的物理,D．針對(duì)Ⅲ中現(xiàn)象，在Fe、Cu之間連接電流計(jì)，可判斷Fe是否被氧化（√）,（2015北京卷·12）在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：,（2015新課標(biāo)II卷·26）酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，……（2）維持電流強(qiáng)度為0.5 A，電池工作5分鐘，理論上消耗鋅 0.05 g。（已知F＝96500 C&#

14、183;mol－1）,（2012海南卷·16）（3）若每個(gè)電池甲烷通入量為1 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），且反應(yīng)完全，則理論上通過電解池的電量為___（法拉第常數(shù)F=9.65×104 C·mol－1，…）,（2）Q ＝ I×t ＝ n(e－)×F【Q—電量（單位: C）；I—電流強(qiáng)度（單位: A）；t—時(shí)間（單位: s） n(e－)—電子的物質(zhì)的量（單位: mol） ；F—法拉第常數(shù)（單位

15、: C·mol－1）】,定量,,,（2013新課標(biāo)I卷·28）（5）二甲醚直接燃料電池… … 。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為_____，一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生_____個(gè)電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20 V，能量密度=____ (列式計(jì)算。能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1kW·h=3.6×106J)。,（3）電功=電量×電動(dòng)勢(shì),W＝QE＝

16、nFE ＝nqeNAE,,（4）能量密度：,（2015重慶卷·11）（5）圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。,②環(huán)境中的Cl－擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為2Cu2＋＋3OH－＋Cl－＝Cu2(OH)3Cl↓ ；③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，則理論上耗氧體積為 0.448 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。,守恒法,核心：在各電極上反應(yīng)的物

17、質(zhì)得失電子數(shù)目相等 （方法提煉）,Cu2(OH)3Cl ~ 3OH－ ~ 3/4O2（×）,③該儲(chǔ)氫裝置的電流效率η＝_____。（η＝生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)/轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)×100%，計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位。）,（2014重慶卷·11）（4）一定條件下，圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫（忽略其它有機(jī)物）。,依據(jù)：陰陽兩極得失電子數(shù)目相等。陽極：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑

18、 11.2 2.8陰極：C6H6＋6H＋＋6e－＝C6H12 6x x 2H＋＋2e－＝H2↑ 2y y,,,一、考核目標(biāo)與要求 化學(xué)科命題注重測(cè)量

19、自主學(xué)習(xí)的能力，重視理論聯(lián)系實(shí)際，……（一）對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)能力的要求 1．接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力 2．分析問題和解決（解答）化學(xué)問題的能力 3．化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究能力,（2014課標(biāo)Ⅱ卷·27）（3）……；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(yīng)式：Pb2＋+2H2O－2e－=PbO2

20、↓+ 4H＋,（2014四川卷·11）（4）MnO2可作超級(jí)電容材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽極的電極反應(yīng)式：Mn2＋+2H2O－2e－=MnO2+4H＋,（2014山東卷·30）離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，由有機(jī)陽離子、Al2Cl7—和AlCl4—組成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。（1） …… ，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為

21、：4Al2Cl7－＋3e－=Al＋7AlCl4－,（2014北京卷·28） …… 某同學(xué)使用石墨電極，在不同電壓(x)下電解…FeCl2溶液 …,（4）II中雖未檢測(cè)出Cl2，但Cl－在陽極是否放電仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。電解pH=1的NaCl 溶液做對(duì)照實(shí)驗(yàn)，記錄如下：,超電勢(shì)的影響！影響超電勢(shì)的因素有：電極材料、電極的表面狀態(tài)、電流密度、溫度、電解質(zhì)的性質(zhì)、濃度及溶液中的雜質(zhì)等。,建議：,1．從氧化還原的本

22、質(zhì)把握兩極反應(yīng)2．實(shí)例：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O 在陰極鍍上Zn、Cd、Ni等H前金屬 14年市檢二·27、一模·26,,（2015安徽卷·25）（4）常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池（圖1），測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度（I）隨時(shí)間（t）的變化如圖

23、2所示，反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。,（2015北京卷·12）在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：,,建議：,充分挖掘生產(chǎn)、生活中與電化學(xué)密切相關(guān)的情景素材,示例1：將Mg、Al磨去氧化膜，連入電路中。開始電流計(jì)指針右偏，Al表面有許多氣泡，很快電流計(jì)讀數(shù)逐漸減小至0；隨后指針左偏，且電流逐漸增大。此外，Al表面氣泡有所減少，但未消失；Mg表面只有極少量氣泡產(chǎn)生。,示例2：選修4教材P88第10題 在城市中地下常埋有縱橫交

24、錯(cuò)的管道和輸電線路，地上還鋪有地鐵、城鐵的鐵軌，當(dāng)有電流泄漏入潮濕的土壤中，并與金屬管道形成回路時(shí)，就會(huì)引起后者的腐蝕。你能用一個(gè)原理圖來表示這個(gè)過程嗎？試提出防止這類腐蝕的策略。,,,“綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)、人文奧運(yùn)”,新能源汽車的三大核心技術(shù)：1．電池及其能源管理系統(tǒng)2．電機(jī)及其控制系統(tǒng)3．整車控制系統(tǒng),——（核心中的核心）,鋰離子電池的兩極材料均為能可逆地嵌入及脫嵌Li+的層狀化合物。 這些層狀化合物具有提供L

25、i+嵌入及脫嵌的一維、二維、三維通道，在Li+嵌入及脫嵌后，其本身的骨架結(jié)構(gòu)保持不變。,1．鋰離子電池,六方層狀結(jié)構(gòu)：LiMO2（M＝Co、Ni、Mn等）尖晶石結(jié)構(gòu)：LiM2O4 （M＝Co、Ni、Mn等）橄欖石結(jié)構(gòu)：LiMPO4（M＝Fe等）,常見鋰離子電池正極材料：,建議：把握鋰離子電池的本質(zhì),,（2014新課標(biāo)Ⅱ卷·12）2013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系，下列敘述錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)為電池的正

26、極 B．電池充電反應(yīng)為 LiMn2O4=Li1－xMn2O4＋xLiC．放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化 D．放電時(shí)，溶液中Li＋從b向a遷移,（2014天津卷·6）已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC＋Li1＋xCoO2 C＋LiCoO2，鋰硫電池的總反應(yīng)為：2Li＋S Li2S。有關(guān)上述兩種電池說法正確的是A．鋰離子電池放電時(shí)，Li+向負(fù)極遷移B．

27、鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C．理論上兩種電池的比能量相同D．右圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電,,鋰離子電池參考試題：,（2007天津卷·13） ……鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷（LiCoO2），充電時(shí)，LiCoO2中Li被氧化，Li＋遷移并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳（C6）中，以LiC6表示。電池反應(yīng)為L(zhǎng)iCoO2＋C6 CoO2＋LiC6，下列說法正確的是A.充電時(shí)，電

28、池的負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)iC6－e－=Li＋＋C6B.放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)為CoO2＋Li＋＋e－=LiCoO2,×,（2013新課標(biāo)I卷·27） …充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6 …（5）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式_____。,（－） LixC6-xe-=6C+xLi+（＋） Li1-xCoO2+xe-+xLi+= L

29、iCoO2總：Li1-xCoO2+ LixC6=LiCoO2+6C,,鈉離子電池,（2014浙江卷·11）鎳氫電池(NiMH) …… 。NiMH中的M表示儲(chǔ)氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是：Ni(OH)2＋M＝NiOOH＋MH……下列說法正確的是A．NiMH電池放電過程中，正極的電極反應(yīng)式為： NiOOH＋H2O＋e－＝Ni(OH)2＋OH－B．充電過程中OH－離子從陽極向陰極遷移C．充

30、電過程中陰極的電極反應(yīng)式：H2O＋M＋e－＝MH＋OH－， H2O中的H被M還原,2．鎳氫電池,總：Ni(OH)2＋M＝NiOOH＋MH陽：Ni(OH)2＋OH－－e－ ＝NiOOH＋H2O陰：H2O＋M＋e－＝MH＋OH－,,（2014全國(guó)大綱卷·9）右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池（MH－Ni電池）。下列有關(guān)說法不正確的是A．放電時(shí)正極反應(yīng)為：NiOOH＋H2O＋e－→

31、Ni(OH)2＋OH－B．電池的電解液可為KOH溶液C．充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：MH＋OH－→H2O＋M＋e－D．MH是一類儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高,陽：Ni(OH)2＋OH－－e－ ＝NiOOH＋H2O陰：H2O＋M＋e－＝MH＋OH－,3．燃料電池,應(yīng)用廣泛：航天、軍事、醫(yī)療、運(yùn)輸…燃料多樣性：教材：氫氣/烴/肼/甲醇/氨/煤氣介質(zhì)多樣性：堿性/磷酸/熔融碳酸鹽/固體氧化物,繼火力、水力、核能之后的第四