2017屆二輪復(fù)習(xí)-專(zhuān)題七-電化學(xué)-課件88張

1、專(zhuān)題七 電化學(xué),1.了解原電池和電解池的工作原理，能寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)及其工作原理。3.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。,,考綱要求,,,內(nèi)容索引,考點(diǎn)一 原電池的全面突破,考點(diǎn)二 幾種重要的化學(xué)電池,考點(diǎn)三 電解池及其應(yīng)用,考點(diǎn)四 金屬腐蝕與防護(hù)的“兩種比較”、“兩種方法”,考點(diǎn)一 原電池的全面突破,1.通常只有能自發(fā)進(jìn)行的氧化

2、還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池。2.工作原理以鋅銅原電池為例：,Zn－2e－===Zn2＋,Cu2＋＋2e－===Cu,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),正極,負(fù)極,,答案,說(shuō)明　(1)無(wú)論是裝置Ⅰ還是裝置Ⅱ，電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液。(2)在裝置Ⅰ中，由于不可避免會(huì)直接發(fā)生Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋而使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，所以裝置Ⅱ的能量轉(zhuǎn)化率高。,題組一　對(duì)比設(shè)計(jì)兩類(lèi)原電池1.(1)能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化

3、學(xué)能，而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類(lèi)型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)、銅片、鐵片、鋅片和導(dǎo)線。,1,2,3,原電池甲,①完成原電池甲的裝置示意圖(見(jiàn)下圖)，并作相應(yīng)標(biāo)注，要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。,,原電池甲,解析答案,1,2,3,解析　根據(jù)題給條件和原電池的構(gòu)成條件可得：a.若用Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)組成原

4、電池，Zn作負(fù)極，Cu作正極，Zn插入到ZnSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。b.若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)組成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，Cu作正極，F(xiàn)e插入到FeSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。c.畫(huà)圖時(shí)要注意電極名稱(chēng)、電極材料、電解質(zhì)溶液名稱(chēng)(或化學(xué)式)，并形成閉合回路。,,解析答案,1,2,3,答案　 (或其他合理答案),1,2,3,②以銅片為電極之一，CuSO

5、4(aq)為電解質(zhì)溶液，只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙，工作一段時(shí)間后，可觀察到負(fù)極___________________________________。解析　由于金屬活動(dòng)性Zn＞Fe＞Cu，鋅片或鐵片作負(fù)極，由于Zn或Fe直接與CuSO4溶液接觸，工作一段時(shí)間后，負(fù)極逐漸溶解，表面有紅色固體析出。,,原電池甲,電極逐漸溶解，表面有紅色固體,析出,解析答案,1,2,3,③甲、乙兩種原電池可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是___，其原因是

6、__________________________________________________________________________________。,,原電池甲,甲,在甲裝置中，負(fù)極不和Cu2＋,接觸，避免了Cu2＋直接與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)而使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,解析　帶有鹽橋的原電池甲中負(fù)極沒(méi)有和CuSO4溶液直接接觸，二者不會(huì)直接發(fā)生置換反應(yīng)，化學(xué)能不會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，幾乎全部轉(zhuǎn)化為電能；而原電池乙中的負(fù)極與CuSO4

7、溶液直接接觸，兩者會(huì)發(fā)生置換反應(yīng)，部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，化學(xué)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能。,解析答案,1,2,3,(2)根據(jù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原理，為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕，在(1)的材料中應(yīng)選_____作陽(yáng)極。解析　由犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法可得，鐵片作正極(陰極)時(shí)被保護(hù)，作負(fù)極(陽(yáng)極)時(shí)被腐蝕，所以應(yīng)選擇比鐵片更活潑的鋅作負(fù)極(陽(yáng)極)才能有效地保護(hù)鐵不被腐蝕。,,原電池甲,鋅片,解析答案,方法歸納,1,2,3,方法歸納,原電池的設(shè)計(jì)

8、思路首先根據(jù)離子方程式判斷出氧化劑、還原劑，明確電極反應(yīng)。然后再分析兩劑狀態(tài)確定電極材料，若為固態(tài)時(shí)可作電極，若為溶液時(shí)則只能作電解質(zhì)溶液。然后補(bǔ)充缺少的電極材料及電解質(zhì)溶液。電極材料一般添加與電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子相同的金屬作電極(使用惰性電極也可)，電解質(zhì)溶液則是一般含有與電極材料形成的陽(yáng)離子相同的物質(zhì)。最后再插入鹽橋即可。,1,2,3,,解析,題組二　“鹽橋”的作用與化學(xué)平衡的移動(dòng)2.控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－

9、2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如右圖所示的原電池。下列判斷不正確的是(　　)A.反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C.電流表讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D.電流表讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極,√,1,2,3,解析　由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得電子生成Fe2＋被還原，I－失去電子生成I2被氧化，所以A、B正確；電流表讀數(shù)為零時(shí)，F(xiàn)e3＋得電子

10、速率等于Fe2＋失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以C正確；D項(xiàng)，在甲中溶入FeCl2固體，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2向左移動(dòng)，I2被還原為I－，乙中石墨為正極，不正確。,1,2,3,,答案,3.某同學(xué)為探究Ag＋和Fe2＋的反應(yīng)，按下圖連接裝置并加入藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng))，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏移。電子由石墨經(jīng)導(dǎo)線流向銀。放置一段時(shí)間后，向甲燒杯中逐漸加入濃Fe2(SO4)3溶液，發(fā)現(xiàn)電壓表指針的變化依次為偏移減小―

11、→ 回到零點(diǎn)―→ 逆向偏移。則電壓表指針逆向偏移后，銀為_(kāi)__(填“正”或“負(fù)”)極。由實(shí)驗(yàn)得出Ag＋和Fe2＋反應(yīng)的離子方程式是_____________________。,失誤防范,負(fù),返回,1,2,3,失誤防范,1.把氧化劑、還原劑均為溶液狀態(tài)的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池時(shí)，必須使用鹽橋才能實(shí)現(xiàn)氧化劑與還原劑的分離，否則不會(huì)有明顯的電流出現(xiàn)。2.電子流向的分析方法(1)改變條件，平衡移動(dòng)；(2)平衡移動(dòng)，電子轉(zhuǎn)移；(3)電子

12、轉(zhuǎn)移，判斷區(qū)域；(4)根據(jù)區(qū)域，判斷流向；(5)根據(jù)流向，判斷電極。,,返回,1,2,3,考點(diǎn)二 幾種重要的化學(xué)電池,高考中常見(jiàn)的新型電池有“氫鎳電池”、“高鐵電池”、“堿性鋅錳電池”、“海洋電池”、“燃料電池”(如新型細(xì)菌燃料電池、氫氧燃料電池、丁烷燃料電池、甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池、CO燃料電池)、“鋰離子電池”、“鋅銀電池”、“紐扣電池”、“Mg－AgCl電池”、“Mg－H2O2電池”等。新型電池是對(duì)電化學(xué)原理的綜合考查，在

13、高考中依托新型電池考查的電化學(xué)原理知識(shí)有以下幾點(diǎn)。,1.判斷電極(1)“放電”時(shí)正、負(fù)極的判斷①負(fù)極：元素化合價(jià)升高或發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)；②正極：元素化合價(jià)降低或發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)。(2)“充電”時(shí)陰、陽(yáng)極的判斷①陰極：“放電”時(shí)的負(fù)極在“充電”時(shí)為陰極；②陽(yáng)極：“放電”時(shí)的正極在“充電”時(shí)為陽(yáng)極。,2.微粒流向(1)電子流向①電解池：電源負(fù)極→陰極，陽(yáng)極→電源正極；②原電池：負(fù)極→正極。提示：無(wú)論是電解池還是原電池

14、，電子均不能流經(jīng)電解質(zhì)溶液。(2)離子流向①電解池：陽(yáng)離子移向陰極，陰離子移向陽(yáng)極；②原電池：陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。,3.書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式(1)“放電”時(shí)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)①依據(jù)條件，指出參與負(fù)極和正極反應(yīng)的物質(zhì)，根據(jù)化合價(jià)的變化，判斷轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目；②根據(jù)守恒書(shū)寫(xiě)負(fù)極(或正極)反應(yīng)式，特別應(yīng)注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液共存。(2)“充電”時(shí)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)充電時(shí)的電極反應(yīng)與放電時(shí)的電極反應(yīng)過(guò)程相反，充電的陽(yáng)極反應(yīng)

15、為放電時(shí)正極反應(yīng)的逆過(guò)程，充電的陰極反應(yīng)為放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)的逆過(guò)程。,,解析,1,2,3,4,5,6,題組一　“一池多變”的燃料電池1.一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，負(fù)極上的反應(yīng)為CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　)A.檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H＋向負(fù)極移動(dòng)B.若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48 L氧氣C.電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CH2OH＋O

16、2===CH3COOH＋H2OD.正極上發(fā)生的反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O===4OH－,√,解析　解答本題時(shí)審題是關(guān)鍵，反應(yīng)是在酸性電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的。在原電池中，陽(yáng)離子要往正極移動(dòng)，故A錯(cuò)；因電解質(zhì)溶液是酸性的，不可能存在OH－，故正極的反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，轉(zhuǎn)移4 mol電子時(shí)消耗 1 mol O2，則轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)消耗2.24 L O2，故B、D錯(cuò)；電池反應(yīng)式即正、負(fù)極反應(yīng)式之和，將兩極的反

17、應(yīng)式相加可知 C正確。,1,2,3,4,5,6,2.(2015·江蘇，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(shuō)法正確的是(　　),1,2,3,4,5,6,√,,解析,1,2,3,4,5,6,C項(xiàng)，原電池工作時(shí)，陰離子移向負(fù)極，而B(niǎo)極是正極，錯(cuò)誤；,1,2,3,4,5,6,,題組二　燃料電池中離子交換膜的應(yīng)用3.(1)甲醇燃料電池(簡(jiǎn)稱(chēng)DMFC)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量轉(zhuǎn)化率高、對(duì)環(huán)境無(wú)污染，可作為常規(guī)能源的替

18、代品而越來(lái)越受到關(guān)注。DMFC的工作原理如右圖所示：通入a氣體的電極是電池的______(填“正極”或“負(fù)極”) ，其電極反應(yīng)為_(kāi)_______________________________。,解析,答案,負(fù)極,CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋,1,2,3,4,5,6,解析　根據(jù)圖知，交換膜是質(zhì)子交換膜，則電解質(zhì)溶液呈酸性，根據(jù)氫離子移動(dòng)方向知，通入a的電極為負(fù)極、通入b的電極為正極，負(fù)極上甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，

19、負(fù)極反應(yīng)式為 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋===2H2O。,1,2,3,4,5,6,,(2)如將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可達(dá)到低碳排放的目的。如下圖是通過(guò)人工光合作用，以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。電極a、b表面發(fā)生電極反應(yīng)。其中a極為_(kāi)__極，b電極反應(yīng)式：__________________________。,解析,答

20、案,負(fù),CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH,類(lèi)型“全”歸納,1,2,3,4,5,6,解析　a極水發(fā)生反應(yīng)生成氧氣，氧元素化合價(jià)升高，失去電子，所以a為負(fù)極，b為正極，二氧化碳得到電子生成甲酸，電極反應(yīng)：CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH。,,類(lèi)型“全”歸納,1,2,3,4,5,6,不同“介質(zhì)”下燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，大多數(shù)學(xué)生感到較難。主要集中在：一是得失電子數(shù)目的判斷，二是電極產(chǎn)物的判斷。下面以CH3OH、O2燃料電池為例

21、，分析電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)。(1)酸性介質(zhì)，如H2SO4：CH3OH在負(fù)極上失去電子生成CO2氣體，O2在正極上得到電子，在H＋作用下生成H2O。電極反應(yīng)式為負(fù)極：CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋,類(lèi)型“全”歸納,,類(lèi)型“全”歸納,1,2,3,4,5,6,,(2)堿性介質(zhì)，如KOH溶液：,類(lèi)型“全”歸納,1,2,3,4,5,6,,類(lèi)型“全”歸納,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,,解析,題組三　“久考不衰

22、”的可逆電池(一)“傳統(tǒng)”可逆電池的考查4.鎳鎘(Ni－Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是(　　)A.放電時(shí)負(fù)極得電子，質(zhì)量減輕B.放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH－向正極移動(dòng)C.充電時(shí)陰極附近溶液的pH減小D.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)：Ni(OH)2－e－＋O

23、H－===NiOOH＋H2O,√,1,2,3,4,5,6,解析　該可充電電池的放電過(guò)程的電極反應(yīng)式為負(fù)極：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2；正極：2NiOOH＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－，所以正確選項(xiàng)為D。,1,2,3,4,5,6,,解析,(二)“新型”可逆電池的考查5.(2016·全國(guó)卷Ⅲ，11)鋅－空氣燃料電池可用作電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn＋O2＋4OH－

24、＋2H2O===2Zn(OH) 。下列說(shuō)法正確的是(　　)A.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K＋向陽(yáng)極移動(dòng)B.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(OH－)逐漸減小C.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)D.放電時(shí)，電路中通過(guò)2 mol電子，消耗氧氣22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),√,1,2,3,4,5,6,解析　A項(xiàng)，充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K＋向陰極移動(dòng)，錯(cuò)誤；,D項(xiàng)，O2～4e－，故電路中通過(guò)2 mol電子，消耗氧氣0.5 mol，

25、標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11.2 L，錯(cuò)誤。,1,2,3,4,5,6,,解析,6.(2016·四川理綜，5)某電動(dòng)汽車(chē)配載一種可充放電的鋰離子電池，放電時(shí)電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x＜1)。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法不正確的是(　　)A.放電時(shí)，Li＋在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移B.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6－xe－===xLi＋＋C6C.充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移1 mol e－，石墨(C6)電

26、極將增重7x gD.充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋,√,方法歸納,返回,1,2,3,4,5,6,解析　放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)ixC6－xe－===xLi＋＋C6，正極反應(yīng)為L(zhǎng)i1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2，A、B正確；充電時(shí)，陰極反應(yīng)為xLi＋＋C6＋xe－===LixC6，轉(zhuǎn)移1 mol e－時(shí)，石墨C6電極將增重 7 g，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為放電時(shí)正

27、極反應(yīng)的逆反應(yīng)：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D項(xiàng)正確。,,方法歸納,1,2,3,4,5,6,方法歸納,鋰離子電池充放電分析常見(jiàn)的鋰離子電極材料正極材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)LiMPO4(M：Fe等)負(fù)極材料：石墨(能吸附鋰原子)負(fù)極反應(yīng)：LixCn－xe－===xLi＋＋nC正極反應(yīng)：Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－===LiMO2,,返回

28、,1,2,3,4,5,6,考點(diǎn)三 電解池及其應(yīng)用,1.“六點(diǎn)”突破電解池(1)分清陰、陽(yáng)極，與電源正極相連的為陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的為陰極，兩極的反應(yīng)為“陽(yáng)氧陰還”。(2)剖析離子移向，陽(yáng)離子移向陰極，陰離子移向陽(yáng)極。(3)注意放電順序。(4)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式，注意得失電子守恒。,(5)正確判斷產(chǎn)物。①陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽(yáng)極，則電極材料失電子，電極溶解(注意：鐵作陽(yáng)極溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)

29、；如果是惰性電極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電順序?yàn)镾2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－(水)。②陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽(yáng)離子的放電順序進(jìn)行判斷：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水),(6)恢復(fù)原態(tài)措施。電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問(wèn)題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽(yáng)極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2＋完全放電之前，可加

30、入CuO或CuCO3復(fù)原，而Cu2＋完全放電之后，應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。,2.電解計(jì)算破題“3方法”原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對(duì)原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計(jì)算等。通常有下列三種方法：(1)根據(jù)電子守恒計(jì)算用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類(lèi)型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，

31、再寫(xiě)出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。,(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒定律關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。如以通過(guò)4 mol e－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：,(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見(jiàn)的電化學(xué)計(jì)算問(wèn)題。,1,2,3,4,5,6,7,8,題組一　電解池的“不尋?！睉?yīng)用類(lèi)型一　電解原理在治理環(huán)境

32、中的不尋常應(yīng)用1.[2016·天津理綜，10(5)]化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來(lái)源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時(shí)獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－ ＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色 ，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液,濃度過(guò)高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。,,①電

33、解一段時(shí)間后，c(OH－)降低的區(qū)域在________(填“陰極室”或“陽(yáng)極室”)。解析　根據(jù)題意，鎳電極有氣泡產(chǎn)生是H＋得電子生成H2，發(fā)生還原反應(yīng)，則鐵電極上OH－被消耗且無(wú)補(bǔ)充，溶液中的OH－減少，因此電解一段時(shí)間后，c(OH－)降低的區(qū)域在陽(yáng)極室。,陽(yáng)極室,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,8,,②電解過(guò)程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，其原因：_______________________________。

34、解析　H2具有還原性，根據(jù)題意：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。因此，電解過(guò)程中，需將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低。,解析答案,防止Na2FeO4與,H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低,1,2,3,4,5,6,7,8,,③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn)，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_________________________

35、_______________________________________________________________________________________________。解析　根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，在M點(diǎn)：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢；在N點(diǎn)：c(OH－)過(guò)高，鐵電極上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。,解析答案,M點(diǎn)：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定

36、性差，且反應(yīng)慢[或N點(diǎn)：c(OH－)過(guò)高，鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低],1,2,3,4,5,6,7,8,,解析,類(lèi)型二　電解原理在“制備物質(zhì)”中的不尋常應(yīng)用(一)“單膜”電解池2.[2015·山東理綜，29(1)]利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過(guò)處理鈷渣獲得。利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和Li

37、Cl溶液。B極區(qū)電解液為_(kāi)_____溶液(填化學(xué)式)，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________，電解過(guò)程中Li＋向___電極遷移(填“A”或“B”)。,答案,LiOH,2Cl－－2e－===Cl2↑,B,1,2,3,4,5,6,7,8,解析　B極區(qū)生成H2 ，同時(shí)會(huì)生成LiOH ，則B極區(qū)電解液為L(zhǎng)iOH 溶液；電極A為陽(yáng)極，在陽(yáng)極區(qū)LiCl 溶液中Cl－ 放電，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑；在電解

38、過(guò)程中Li＋(陽(yáng)離子)向B電極(陰極區(qū))遷移。,1,2,3,4,5,6,7,8,(二)“雙膜”電解池3.用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H2SO4，其原理如下圖所示(電極材料為石墨)。,1,2,3,4,5,6,7,8,,解析,(1)圖中a極要連接電源的____(填“正”或“負(fù)”)極，C口流出的物質(zhì)是_____。,負(fù),硫酸,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,陰極：2H2

39、O＋2e－===H2↑＋2OH－,所以從C口流出的是H2SO4，在陰極區(qū)，由于H＋放電，破壞水的電離平衡，c(H＋)減小，c(OH－)增大，生成NaOH，堿性增強(qiáng)，從B口流出的是濃度較大的NaOH溶液。,1,2,3,4,5,6,7,8,(3)電解過(guò)程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng)，用平衡移動(dòng)原理解釋原因：_______________________________________________________________________

40、___________。,H2OH＋＋OH－，在陰極H＋放電生成H2，c(H＋)減小，水的電離平衡正向移動(dòng)，堿性增強(qiáng),,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,4.(2016·全國(guó)卷Ⅰ，11)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na＋和 可通過(guò)離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。,1,2,3,4,5,6,7,8,

41、,解析,下列敘述正確的是(　　)A.通電后中間隔室的 離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B.該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C.負(fù)極反應(yīng)為2H2O－4e－===O2＋4H＋，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D.當(dāng)電路中通過(guò)1 mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5 mol的O2生成,√,1,2,3,4,5,6,7,8,解析　電解池中陰離子向正極移動(dòng)，陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)，即 離子向正極區(qū)移動(dòng)，

42、Na＋ 向負(fù)極區(qū)移動(dòng)，正極區(qū)水電離的OH－發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，H＋留在正極區(qū)，該極得到H2SO4產(chǎn)品，溶液pH減小，負(fù)極區(qū)水電離的H＋發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，OH－留在負(fù)極區(qū)，該極得到NaOH產(chǎn)品，溶液pH增大，故A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，B正確；該電解池相當(dāng)于電解水，根據(jù)電解水的方程式可計(jì)算出當(dāng)電路中通過(guò)1 mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.25 mol的O2生成，錯(cuò)誤。,1,2,3,4,5,6,7,8,(三)“多膜”電解池5.[2014

43、3;新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，27(4)]H3PO2也可用電滲析法制備?！八氖译姖B析法”工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò))：,1,2,3,4,5,6,7,8,,解析答案,(1)寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：________________________。解析　陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，在反應(yīng)中OH－失去電子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。(2)分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因：__________________

44、__________________________________________________________________。,2H2O－4e－===O2↑＋4H＋,陽(yáng)極室的H＋穿過(guò)陽(yáng)膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的 穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3PO2,1,2,3,4,5,6,7,8,,解析答案,(3)早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2：將“四室電滲析法”中陽(yáng)極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤

45、去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的陽(yáng)膜，從而合并了陽(yáng)極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有_____雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是____________________。,1,2,3,4,5,6,7,8,題組二　“守恒法”在電化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用類(lèi)型一　“多池”串聯(lián)的判斷與計(jì)算6.如下圖所示，其中甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。下列說(shuō)法正確的是(　　),1,2,3,4,5,6,7,8,,解析,A.甲池是電能轉(zhuǎn)化為化

46、學(xué)能的裝置，乙、丙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B.甲池通入CH3OH的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋2H2O=== ＋8H＋C.反應(yīng)一段時(shí)間后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體能使CuSO4溶液恢復(fù)到 原濃度D.甲池中消耗280 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2，此時(shí)丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45 g固體,√,1,2,3,4,5,6,7,8,解析　甲池為原電池，作為電源，乙池、丙池為兩個(gè)電解池。根據(jù)原電池的形成條件

47、，通入CH3OH的一極為負(fù)極，通入O2的一極為正極，所以石墨、Pt(左)作陽(yáng)極，Ag、Pt(右)作陰極；,C項(xiàng)，應(yīng)加入CuO或CuCO3；D項(xiàng)，丙池中：MgCl2＋2H2O Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑，消耗0.012 5 mol O2，轉(zhuǎn)移0.05 mol電子，生成0.025 mol Mg(OH)2，其質(zhì)量為1.45 g。,1,2,3,4,5,6,7,8,7.已知鉛蓄電池的工作原理為Pb＋PbO2＋2H2

48、SO4 2PbSO4＋2H2O，現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行電解(電解液足量)，測(cè)得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)鐵電極的質(zhì)量減少11.2 g。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。,1,2,3,4,5,6,7,8,(1)A是鉛蓄電池的___極，鉛蓄電池正極反應(yīng)式為_(kāi)____________________________________，放電過(guò)程中電解液的密度______(填“減小”“增大”或“不變”)。解析　根據(jù)在電解過(guò)程中鐵電極質(zhì)量的

49、減少可判斷A是電源的負(fù)極，B是電源的正極，電解時(shí)Ag極作陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，F(xiàn)e作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，左側(cè)U形管中總反應(yīng)式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。右側(cè)U形管相當(dāng)于電鍍裝置，Zn電極作陰極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，銅電極作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋，電鍍過(guò)程中CuSO4溶液的濃度保持不變，根據(jù)上述分析可得答案。,,解析答案,負(fù),===PbS

50、O4＋2H2O,減小,1,2,3,4,5,6,7,8,(2)Ag電極的電極反應(yīng)式是_________________，該電極的電極產(chǎn)物共____ g。(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是_________________，CuSO4溶液的濃度_____(填“減小”“增大”或“不變”)。,,答案,2H＋＋2e－===H2↑,0.4,Cu－2e－===Cu2＋,不變,失誤防范,1,2,3,4,5,6,7,8,兩種“串聯(lián)”裝置圖比較,失誤防范,圖1

51、中無(wú)外接電源，其中必有一個(gè)裝置是原電池裝置(相當(dāng)于發(fā)電裝置)，為電解池裝置提供電能，其中兩個(gè)電極活潑性差異大者為原電池裝置，如圖1中左邊為原電池裝置，右邊為電解池裝置。圖2中有外接電源，兩燒杯均作電解池，且為串聯(lián)電解，通過(guò)兩池的電子數(shù)目相等。,1,2,3,4,5,6,7,8,類(lèi)型二　電化學(xué)的其他有關(guān)計(jì)算8.尾氣中的碳?xì)浠衔锖屑淄椋湓谂艢夤艿拇呋D(zhuǎn)化器中可發(fā)生如下反應(yīng)CH4(g)＋H2O(l)===CO(g)＋3H2 (g)Δ

52、H＝＋250.1 kJ·mol－1。(1)已知CO(g)、H2(g)的燃燒熱依次為283.0 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1，請(qǐng)寫(xiě)出表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式_________________________________________________________。,CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l),ΔH＝－890.3 kJ·mol－1,,

53、解析,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,解析　反應(yīng)①CH4(g)＋H2O(l)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋250.1 kJ·mol－1；,反應(yīng)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)可由①＋②＋3×③得到，ΔH＝＋250.1 kJ·mol－1 ＋(－283.0 kJ·mol－1 )＋3×(－285.8 kJ·mol－1)＝－890.3 k

54、J·mol－1。,1,2,3,4,5,6,7,8,,解析,答案,CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋,13.4,返回,1,2,3,4,5,6,7,8,,返回,1,2,3,4,5,6,7,8,考點(diǎn)四 金屬腐蝕與防護(hù)的“兩種比較”、“兩種方法”,1.兩種比較(1)析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較,(2)腐蝕快慢的比較①一般來(lái)說(shuō)可用下列原則判斷：電解池原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)措施的腐蝕；②對(duì)同

55、一金屬來(lái)說(shuō)，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中＞弱電解質(zhì)溶液中＞非電解質(zhì)溶液中；③活潑性不同的兩種金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快；④對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕的速率越快。,2.兩種保護(hù)方法(1)加防護(hù)層如在金屬表面加上油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠等耐腐蝕的非金屬材料；采用電鍍或表面鈍化等方法在金屬表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬或生成一層致密的薄膜。(2)電化學(xué)防護(hù)①犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法——原電池原理：正極為被

56、保護(hù)的金屬，負(fù)極為比被保護(hù)的金屬活潑的金屬；②外加電流的陰極保護(hù)法——電解原理：陰極為被保護(hù)的金屬，陽(yáng)極為惰性電極。,,解析,1,2,題組一　兩種腐蝕的比較1.利用右圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開(kāi)始時(shí)，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時(shí)間。下列說(shuō)法不正確的是(　　)A.a處發(fā)生吸氧腐蝕，b處發(fā)生析氫腐蝕B.一段時(shí)間后，a處液面高于b處液面C.a處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小,√,D.a、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe－2e－=

57、==Fe2＋,3,4,解析　根據(jù)裝置圖判斷，左邊鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕，右邊鐵絲發(fā)生析氫腐蝕，其電極反應(yīng)為左邊　負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－右邊　負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋正極：2H＋＋2e－===H2↑a、b處的pH均增大，C錯(cuò)誤。,1,2,3,4,2.結(jié)合圖判斷，下列敘述正確的是(　　)A.Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護(hù)B.Ⅰ和Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe－2e－===Fe2＋C

58、.Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－D.Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3[Fe(CN)6]溶液均有藍(lán)色沉淀,√,,解析,1,2,3,4,解析　根據(jù)原電池形成的條件，Ⅰ中Zn比Fe活潑，Zn作負(fù)極，F(xiàn)e為正極，保護(hù)了Fe；Ⅱ中Fe比Cu活潑，F(xiàn)e作負(fù)極，Cu為正極，保護(hù)了Cu，A項(xiàng)正確。Ⅰ中負(fù)極為鋅，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤。Ⅰ中發(fā)生吸氧腐蝕，正極為O2得電子生成OH－，Ⅱ中為酸

59、化的NaCl溶液，發(fā)生析氫腐蝕，在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，C項(xiàng)錯(cuò)誤。[Fe(CN)6]3－是穩(wěn)定的配合物離子，與Fe2＋發(fā)生反應(yīng)：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓，故加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，有藍(lán)色沉淀是Fe2＋的性質(zhì)，Ⅰ裝置中不能生成Fe2＋，Ⅱ裝置中負(fù)極鐵失電子生成Fe2＋，故D錯(cuò)誤。,1,2,3,4,,解析,題組二　腐蝕類(lèi)型與防護(hù)方法3.(201

60、5·上海，14)研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如下圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A.d為石墨，鐵片腐蝕加快B.d為石墨，石墨上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－ ―→ 4OH－C.d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D.d為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為2H＋＋2e－―→ H2↑,√,1,2,3,4,解析　A項(xiàng)，由于活動(dòng)性：Fe＞石墨，所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，失去電子被氧化變?yōu)镕e2＋進(jìn)入溶液，溶解在海水

61、中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原，鐵的腐蝕比沒(méi)有形成原電池時(shí)的速率快，正確；B項(xiàng)，d為石墨，由于是中性電解質(zhì)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－―→ 4OH－，正確；C項(xiàng)，若d為鋅塊，則由于金屬活動(dòng)性：Zn＞Fe，Zn為原電池的負(fù)極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護(hù)，鐵片不易被腐蝕，正確；D項(xiàng)，d為鋅塊，由于電解質(zhì)為中性環(huán)境，發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵片上電極反應(yīng)為O2＋