【人教版】2018届高考一轮(4)有关电化学综合类试题的高考命题点课件(53页)

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[题型攻略] 一、思维建模
二、方法指导 (一)多池串联装置中电池类型的判断 1．直接判断 非常直观明显的装置，如有燃料电池、铅蓄电池等在电路 中时，则其他装置为电解池。 如图：A为原电池，B为电解池
2．根据电池中的电极材料和电解质溶液判断 原电池一般是两个不同的金属电极或一个金属电极和一个 碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电 极或两个碳棒电极。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能 发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解 质溶液自发反应。 如图：A为电解池，B为原电池。
[真题示例2](2015· 江苏化学)一种熔融碳酸盐燃料电池原理 示意图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A．反应CH4＋H2O催化剂 ===== △ 3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移 12 mol电子 － － B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH －2e ===2H2O 2－ C．电池工作时，CO3 向电极B移动 － 2－ D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e ===2CO3
3．根据电极反应现象判断 在某些装置中根据电极反应现象可判断电极，并由此判断 电池类型。 如图：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A 极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负 极，甲是电解池，A是电解池，B是阴极。B、D极发生还原反 应，A、C极发生氧化反应。
(二)有关概念的分析判断 在确定了原电池和电解池后，电极的判断、电极反应式 的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动、pH的变化及电 解质溶液的恢复等，只要按照各自的规律分析就可以了。
C＋
解析：锂离子电池放电时Li (阳离子)向正极迁移，A项错 误；锂硫电池放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，发生 氧化反应，则充电时，锂电极发生还原反应，B项正确；比能 量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小， 二者的比能量不同，C项错误；题中装置是锂硫电池给锂离子 电池充电，D项错误。 答案：B
二、书写新型电池的电极反应式 第一步 分析物质得失电子情况，据此确定正、负极上发 生反应的物质。 第二步 分析电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的 离子发生反应。 第三步 写出比较容易书写的电极反应式。 第四步 若有总反应式，可用总反应式减去第三步中的电 极反应式，即得另一极的电极反应式。
三、新型电池充放电时各物质变化的判断 电池充电的实质是把放电时发生的变化再复原的过程，即 放电是原电池、充电是电解的过程，如铅蓄电池放电、充电的 变化为 放电时 充电时 对应 阴极：PbSO4―→Pb 负极：Pb―→PbSO4――→ 对应 阳极：PbSO4―→PbO2 正极：PbO2―→PbSO4――→ 解决该类题目时，先分清原电池放电时的正、负极，再根 据电池充电时阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。
命题点一 原电池与电解池的组合装置 [内容解读] 将原电池和电解池结合在一起，或几个电解池串联在一 起，综合考查化学反应中的能量变化、氧化还原反应、化学实 验和化学计算等知识，是高考试卷中电化学部分的重要题型。 解答该类试题时电池种类的判断是关键，整个电路中各个电池 工作时电子守恒是数据处理的法宝。
[常见题型] 题型一 燃料电池 1．(2017· 山西忻州期中)甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的 手机电池中的反应为2CH3OH＋3O2＋4OH 下列有关说法正确的是( ) A．放电时，CH3OH参与反应的电极为正极 － － 2－ B．放电时，负极电极反应为CH3OH＋8OH －6e ===CO 3 ＋6H2O C．标准状况下，通入11.2 L O2完全反应有1 mol电子转移 D．充电时电解质溶液的pH逐渐减小
[真题示例1]
已知：锂离子电池的总反应为：LixC＋Li1－xCoO2 LiCoO2 锂硫电池的总反应为：2Li＋S Li2S 有关上述两种电池说法正确的是( ) A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同 D．如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
命题点二 新型化学电源 [内容解读] 新型化学电源是高考中每年必考的知识点，随着全球能 源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉睫，因此，化学中的 新型电源成为科学家研究的重点方向之一，也成了高考的高频 考点。高考中的新型化学电源，有“氢镍电池”“高铁电 池”“锌锰碱性电池”“海洋电池”“燃料电池”“锂离子电 池”“银锌电池”“纽扣电池”等，一般具有高能环保、经久 耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。由 于该类试题题材广、信息新、陌生度大，因此许多考生感觉难 度大。虽然该类试题貌似新颖，但应用的解题原理还是原电池 的知识，只要细心分析，实际上得分相对比较容易。
(三)综合装置中的有关计算 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电 子转移的守恒，分析时要注意两点；①串联电路中各支路电流 相等；②并联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上 分析处理其他各种数据。
图中装置甲是原电池乙是电解池，若电路中有0.2 mol电子 转移，则Zn极溶解6.5 g，Cu极上析出H22.24 L(标准状况)，Pt极 ＋ 上析出Cl20.1 mol，C极上析出Cu6.4 g。甲池中H 被还原，生成 ZnSO4，溶液pH变大；乙池中是电解CuCl2，由于Cu2＋浓度的减 小使溶液pH微弱增大，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液 复原。
5．(2017· 洛阳调研)某同学组装了如图所示的电化学装置， 电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则( )
A．电流方向：电极Ⅳ→ →电极Ⅰ B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电极Ⅱ逐渐溶解 － 2＋ D．电极Ⅲ的电极反应：Cu ＋2e ===Cu
解析：带盐桥的①、②装置构成原电池，Ⅰ为负极，Ⅱ为 正极，装置③为电解池。A项，电子移动方向：电极Ⅰ→ →电 极Ⅳ，电流方向与电子移动方向相反，A正确。B项，原电池负 极在工作中失电子，被氧化，发生氧化反应，B错误。C项，原 电池正极为得电子极，铜离子在电极Ⅱ上得电子，生成铜单 质，该电极质量逐渐增大，C错误。D项，电解池中阳极为非惰 性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极 Ⅱ为正极，因此电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应式为Cu－ 2e－===Cu2＋，D错误。 答案：A
解析：构成A装置的是活动性不同的电极、电解质溶液， 两极形成了闭合的回路，所以A为原电池装置，且A为B的电解 提供电能。电极反应式分别为(烧杯A中)C正极：2H＋＋2e－ ===H2↑，Fe负极：Fe－2e－===Fe2＋。(烧杯B中)阴极：Cu2＋＋ － － － 2e ===Cu，阳极：2Cl －2e ===Cl2↑。烧杯B中电解氯化铜， 铜离子浓度减小，水解程度减小，pH增大。 答案：B
－
2－ 2CO 3 ＋6H2O。
解析：A 项，放电时，CH3OH 发生氧化反应，所以 CH3OH 参与反应的电极为负极，错误；B 项，放电时，负极为甲醇的氧 化反应，结合电解质溶液，反应式为 CH3OH ＋ 8OH － － 6e － 2－ ===CO3 ＋6H2O，正确；C 项，标准状况下，11.2 L O2 的物质的 量为 0.5 mol， 所以 11.2 L O2 完全反应有 0.5 mol×4＝2 mol 电子 转移，错误；D 项，充电时，反应从右向左进行，OH－浓度增大， 溶液 pH 逐渐升高，错误。 答案：B
解析：A项中当X为MgSO4时，b极上生成H2电极质量不增 加，错误；C项中，X为FeSO4，Y为Al2(SO4)3，b、d极上均产 生气体，C错误；D项中，b极上析出Cu，d极上析出Ag，其中d 极质量大于b极质量，D错误。 答案：B
2．(2017· 奉化模拟)如图，a、b是石墨电极，通电一段时间 后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是( )
解析ห้องสมุดไป่ตู้A项， C H4→ C O，则该反应中每消耗1 mol CH4转移 6 mol电子，错误；该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A － 电极即负极上H2参与的电极反应为：H2－2e－＋CO 2 3 ===CO2＋ H2O，错误；C项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是 正极，错误；D项，B电极即正极上O2参与的电极反应为：O2＋ － 4e－＋CO2===2CO2 3 ，正确。 答案：D
2＋
解析：根据 Y 极有黄绿色气体生成，Y 极电极反应式为 2Cl － － －2e ===Cl2↑，即 Y 为电解池的阳极，B 为原电池的正极，A 为原电池的负极。故 A 极的电极反应为 A－2e－===A2＋，溶液中 c(A2＋)增大，A 错误；B 极为正极，发生还原反应，B 错误；右 ＋ ＋ 边 U 形管中最初为电解 AlCl3 溶液，X 电极为 H 放电，c(H )减 － 3＋ 小，c(OH )增大，且 Al 移向 X 极，因此会产生 Al(OH)3 白色 胶状沉淀，D 正确。 答案：D
A．X极是电源负极，Y极是电源正极 B．a极的电极反应是2Cl－－2e－===Cl2↑ C．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大 D．Pt极上有6.4 g Cu析出时，b极产生2.24 L(标准状况)气 体
解析：a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显 红色，依据电解质溶液为氯化钠的酚酞溶液，判断b电极是阴 极，Y为电源负极，X为电源正极，故A错误；a电极是氯离子失 － － 电子发生的氧化反应，电极反应为2Cl －2e ===Cl2↑，故B正 确；电解过程中CuSO4溶液中的氢氧根离子在阳极Pt电极失电子 生成氧气，溶液中铜离子在Cu电极得到电子析出铜，溶液中氢 离子浓度增大，溶液的pH逐渐减小，故C错误；电解过程中 CuSO4溶液中的氢氧根离子在阳极Pt电极失电子生成氧气，溶液 中铜离子在Cu电极得到电子析出铜，故D错误。 答案：B
－4
＋2
[题型攻略] 一、新型电池的正负极的判断 该类电池一般会告诉相应的反应物、生成物或反应方程式， 只要根据元素常见价态去判断即可：
元素化合价升高的物质 负极材料 发生氧化反应的物质 新型电池中 元素化合价降低的物质 正极材料 发生还原反应的物质