電化學(xué)及其應(yīng)用

1、,,,高三大二輪總復(fù)習(xí),化 學(xué),,,專題二　基本理論,第一編　專題教學(xué)案,第7講　電化學(xué)原理及應(yīng)用,[最新考綱]1．了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。2．了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。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。,欄目導(dǎo)航,欄目導(dǎo)航,課 時(shí) 作 業(yè),1．原電池的結(jié)構(gòu)及工作原理,考點(diǎn)一　原電池的工作原理及新型化學(xué)電源的分析(合作探究),重難突破,,2．一般

2、電極反應(yīng)式的書寫,題組一　原電池的工作原理的分析與判斷1．(2016·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)Mg－AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A．負(fù)極反應(yīng)式為Me－2e－===Mg2＋B．正極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===AgC．電池放電時(shí)Cl－由正極向負(fù)極遷移D．負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑解析：Mg－AgCl電池中，Mg為負(fù)極，AgCl為正極，故正極反應(yīng)式應(yīng)為A

3、gCl＋e－===Ag＋Cl－，B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B,題組訓(xùn)練,2．如圖鋅銅原電池裝置，鹽橋中裝有瓊脂的KCl飽和溶液。下列說法正確的是(　　)A．裝置中鋅為負(fù)極、發(fā)生還原反應(yīng)B．銅為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．裝置中鹽橋的作用是使反應(yīng)過程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持電中性D．鹽橋中Cl－移向右燒杯中,,解析：該裝置為原電池，Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A、B錯(cuò)誤；為了保證兩個(gè)燒杯中溶液呈電中

4、性，鹽橋中的Cl－移向負(fù)極，K＋移向正極，C正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C,題組二　新型化學(xué)電源3．氣體的自動(dòng)化檢測中常常應(yīng)用原電池原理的傳感器。如圖為電池的工作示意圖：氣體擴(kuò)散進(jìn)入傳感器，在敏感電極上發(fā)生反應(yīng)，傳感器就會(huì)接收到電信號。下表列出了待測氣體及敏感電極上部分反應(yīng)產(chǎn)物。則下列說法中正確的是(　　),,A.上述氣體檢測時(shí)，敏感電極均作原電池正極B．檢測Cl2氣體時(shí)，敏感電極的電極反應(yīng)為Cl2＋2e－===2Cl－C．檢測H2S

5、氣體時(shí)，對電極充入空氣，對電極上電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．檢測H2S和CO體積分?jǐn)?shù)相同的兩份空氣樣本時(shí)，傳感器上產(chǎn)生的電流大小相同解析：A項(xiàng)，NO2―→NO，得電子，作正極，Cl2―→HCl，得電子，作正極，CO―→CO2，失電子，作負(fù)極，H2S―→H2SO4，失電子，作負(fù)極；B項(xiàng)，根據(jù)產(chǎn)物可以判斷Cl2得電子，生成Cl－，正確；C項(xiàng)，應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O；D項(xiàng)，H2S生成H2SO4失去8

6、e－，而CO生成CO2失去2e－，所以檢測體積分?jǐn)?shù)相同的兩氣體時(shí)傳感器上產(chǎn)生的電流大小不相同。答案：B,4．(2015·江蘇高考)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖所示。下列有關(guān)該電池的說法正確的是(　　),,答案：D,5．甲醇－空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染的車載電池，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A．H＋從正極區(qū)通過交換膜移向負(fù)極區(qū)B．負(fù)極的電極反應(yīng)為CH3OH(l)＋H2O

7、(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋C．d導(dǎo)出的是CO2D．圖中b、c加入的分別是O2、甲醇,,解析：H＋為陽離子，應(yīng)該從負(fù)極區(qū)通過交換膜移向正極區(qū)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲醇－空氣燃料電池中，甲醇是還原劑，在負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，B項(xiàng)正確；根據(jù)H＋的移動(dòng)方向可知甲電極為負(fù)極，因此a導(dǎo)出的是CO2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由上述分析可知b、c加入的分別為甲醇、O2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B,1．有關(guān)電解池的分析思路。,考點(diǎn)二　電解規(guī)律及其應(yīng)用(合作探究)

8、,重難突破,,2．電解池中電極反應(yīng)式的書寫步驟。,題組一　電解原理的分析與判斷1．(2015·南京模擬)以石墨為電極，電解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A．陰極附近溶液呈紅色　　B．陰極逸出氣體C．陽極附近溶液呈藍(lán)色 D．溶液的pH變小,題組訓(xùn)練,答案：D,2．(2015·福建高考)某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)

9、。下列說法正確的是(　　)A．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能B．該裝置工作時(shí)，H＋從b極區(qū)向a極區(qū)遷移C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被還原D．a(chǎn) 電極的反應(yīng)為：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O,,答案：B,3.鋁陽極氧化處理后形成的氧化膜比鋁的天然氧化膜耐磨性、耐腐蝕性及裝飾性有明顯提高，工業(yè)中以鋁為陽極，置于硫酸溶液中電解，裝置如圖所示，下列說法正確的是(　　)A．陽極

10、電極反應(yīng)式為：2Al－－6e－＋6OH－===Al2O3＋3H2OB．隨著電解的進(jìn)行，溶液的pH逐漸增大C．當(dāng)陰極生成氣體3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，陽極增重2.4 gD．電解過程中H＋移向Al電極,,答案：C,題組二　電解原理的應(yīng)用4.(2016·山西質(zhì)檢)采用電化學(xué)法還原CO2是一種使CO2負(fù)源化的方法。右圖是利用此法制備ZnC2O4的示意圖(電解液不參與反應(yīng))。下列說法中正確的是(　　),,答案：C,,答案：B,

11、答案： A,7．在如圖所示的裝置中，若通直流電5 min時(shí)，銅電極質(zhì)量增加2.16 g。試回答下列問題。,,(1)電源中X電極為直流電源的________極。(2)pH變化：A：________，B：________，C：________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)通電5 min時(shí)，B中共收集224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體，溶液體積為200 mL，則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為________(假設(shè)電解前后溶液

12、體積無變化)。(4)若A中KCl足量且溶液的體積也是200 mL，電解后，溶液的pH為________(假設(shè)電解前后溶液體積無變化)。,解析：(1)三個(gè)裝置是串聯(lián)的電解池。電解AgNO3溶液時(shí)，Ag＋在陰極發(fā)生還原反應(yīng)變?yōu)锳g，所以質(zhì)量增加的銅電極是陰極，則銀電極是陽極，Y是正極，X是負(fù)極。(2)電解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；電解CuSO4溶液生成H2SO4，溶液pH減?。浑娊釧gNO3溶液，銀為陽極，不斷溶解，Ag＋濃度基

13、本不變，pH不變。(3)通電5 min時(shí)，C中析出0.02 mol Ag，電路中通過0.02 mol電子。B中共收集0.01 mol氣體，若該氣體全為氧氣，則電路中需通過0.04 mol電子，電子轉(zhuǎn)移不守恒。因此，B中電解分為兩個(gè)階段，先電解CuSO4溶液，生成O2，后電解水，生成O2和H2，B中收集到的氣體是O2和H2的混合物。,答案：(1)負(fù)　(2)增大　減小　不變　(3)0.025 mol·L－1　(4)13,【規(guī)律方

14、法】 (1)根據(jù)電子守恒計(jì)算用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(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)算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。,,1．金屬腐蝕快慢程度的判斷方法,考點(diǎn)三　金屬的腐蝕與防護(hù)(合作探究),重難突破,2．金屬電化學(xué)保護(hù)的兩種方法,題組一　金屬的腐蝕與防護(hù)1．利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開始時(shí)，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時(shí)間。下列

15、說法不正確的是(　　)A．a(chǎn)管發(fā)生吸氧腐蝕，b管發(fā)生析氫腐蝕B．一段時(shí)間后，a管液面高于b管液面C．a(chǎn)處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小D．a(chǎn)、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe－2e－===Fe2＋,題組訓(xùn)練,,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：2

16、H＋＋2e－===H2↑a、b處的pH均增大，C錯(cuò)誤。答案：C,2．為了探究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學(xué)生用不同金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個(gè)裝置內(nèi)，并將這些裝置在相同的環(huán)境中放置相同的一段時(shí)間，下列對實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象的描述不正確的是(　　),,A．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅰ左側(cè)的液面一定會(huì)下降B．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅰ一定比裝置Ⅱ左側(cè)液面低C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒被

17、腐蝕解析：裝置Ⅰ中鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，被腐蝕而釋放出H2，使左側(cè)液面下降右側(cè)液面上升；裝置Ⅱ中鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，所不同的是懸掛鐵釘?shù)慕饘俳z由鐵絲換成了銅絲，由于Fe比Cu活潑，在這種氛圍中構(gòu)成的原電池會(huì)加速鐵釘?shù)母g而放出更多的H2，使左側(cè)液面下降更多，右側(cè)液面上升更多；裝置Ⅲ中雖然懸掛鐵釘?shù)倪€是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性使鐵釘處于一種較為干燥的空氣中，因而在短時(shí)間內(nèi)幾乎沒有被腐蝕。答案：B,,A．鋰離子電池放電時(shí)，Li＋向負(fù)

18、極遷移B．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．如圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電解析：鋰離子電池放電時(shí)Li＋(陽離子)向正極遷移，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋰硫電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為鋰失去電子變?yōu)殇囯x子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確；比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，二者的比能量不同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；題中裝置是鋰硫電池給鋰離子電池充電，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B,,答案：B,,(

19、1)A是鉛蓄電池的________極，鉛蓄電池正極反應(yīng)式為________________________放電過程中電解液的密度________(填“減小”“增大”或“不變”)。(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”)。,(4)如圖表示電解進(jìn)行過程中某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間的變

20、化曲線，則x表示________。a．各U形管中產(chǎn)生的氣體的體積b．各U形管中陽極質(zhì)量的減少量c．各U形管中陰極質(zhì)量的增加量,,解析：根據(jù)在電解過程中鐵電極質(zhì)量的減少可判斷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作陽極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，左則U形管中總反應(yīng)式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。右側(cè)U形管相當(dāng)于電裝置，Zn電極作陰極，電極反應(yīng)式