专题三 电化学
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专题三第11讲1.现有二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池,其原理如图所示。
下列说法不正确的是()A.该电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合B.该电池工作时质子从Pt1电极经过内电路流到Pt2电极C.Pt1电极附近发生的反应为:SO2+2H2O-2e-===SO2-4+4H+D.Pt2电极附近发生的反应为:O2+2e-+2H2O===4H+解析:D[A.二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池,吸收了空气中的二氧化硫起到了环保的作用,产物中有硫酸,而且发电,A正确;B.SO2失去电子生成SO2-4,失电子,为负极,在原电池中,阳离子向正极移动,H+从Pt1(负极)向Pt2(正极)移动,B正确;C.SO2失去电子生成SO2-4,电解质溶液为酸性,根据得失电子守恒,负极的方程式为SO2+2H2O-2e-===SO2-4+4H+,C正确;D.选项中的方程式O2+2e-+2H2O===4H+,电荷不守恒和原子个数不守恒,应该为O2+4e-+4H+===2H2O,D不正确。
]2.锂—铜空气燃料电池是低成本高效电池。
该电池通过一种复杂的铜“腐蚀”现象产生电能,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O===2Cu+2Li++2OH-。
下列说法不正确的是()A.放电时,Li+透过固体电解质向Cu极移动B.通空气时,铜被腐蚀,产生Cu2OC.放电时,正极的电极反应式为:Cu2O+2H++2e-===2Cu+H2OD.整个反应过程中,氧化剂为O2解析:C[A.放电时,阳离子向正极移动,则Li+透过固体电解质向Cu极移动,A正确;B.放电过程为2Li+Cu2O+H2O===2Cu+2Li++2OH-,可以知道通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,B正确;C.正极上氧气得电子生成氢氧根离子,则正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,C错误;D.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,放电时Cu2O转化为Cu,则整个反应过程中,铜相当于催化剂,得电子的物质是氧气,所以氧气为氧化剂,D正确。
专题复习(三)电化学知识第二课时电解池一、电解池原理1、电解池口诀:正阳氧(电源正极与电解池阳极相连,阳极发生氧化反应)2、电解池电极反应式的书写方法:阳极:若是活性电极则为电极金属本身失去电子生成金属阳离子,若是惰性电极(Pt、Au、石墨、C为惰性电极,其余金属为活性电极)则为溶液中的阴离子失去电子。
(阴离子失去电子强弱顺序:I—>Br—>Cl—﹥OH-﹥含氧酸根)阴极:溶液中阳离子得到电子(得电子顺序与金属活动顺序表相反)【练习】书写电极反应式:1.阳极Cu、阴极Cu、电解液H2SO4:阳极: 阴极: 总反应:2.阳极Cu、阴极石墨、电解液HCl:阳极: 阴极: 总反应:3.阳极Ag、阴极C、电解液NaCl:阳极: 阴极: 总反应:4.阳极Fe、阴极Cu、电解液Na2SO4:阳极: 阴极: 总反应:5.阳极Pt、阴极Pt、电解液CuCl2:阳极: 阴极: 总反应:6.阳极石墨、阴极石墨、电解液HCl:阳极: 阴极: 总反应:7.阳极Pt、阴极Pt、电解液CuSO4:阳极: 阴极: 总反应:8.阳极石墨、阴极石墨、电解液H2SO4:阳极: 阴极: 总反应:9.阳极石墨、阴极石墨、电解液NaCl:阳极: 阴极: 总反应:10.阳极C、阴极C、电解液NaOH:阳极: 阴极: 总反应:11.阳极C、阴极C、电解液Na2SO4:阳极: 阴极: 总反应:【例题】1、(2007广东高考)三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5,加放适量硫酸钠后进行电解。
电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,把二价镍氧化为三价镍。
以下说法正确的是A、可用铁作阳极材料B、电解过程中阳极附近溶液的pH升高C、阳极反应方程式为:2Cl--2e-=Cl2D、1mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1mol电子。
2、(2012福建高考)将右图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是A.Cu电极上发生还原反应B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C.片刻后甲池中c(SO42-)增大D.片刻后可观察到滤纸b点变红色3、(2012浙江高考)以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下:下列说法不正确的是A.在阴极室,发生的电极反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑B.阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极区H+浓度增大,使平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O向右移动C.制备过程总反应的化学方程式为:4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑D.测定阳极液中K和Cr的含量,若K与Cr的物质的量之比为d,则此时铬酸钾的转化率为1-(d/2)4、(2007上海高考)某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。
高三化学电化学反应与电解质溶液电化学反应是化学与电能之间的转化过程,常见的电化学反应包括氧化还原反应和非氧化还原反应。
而电解质溶液指的是在溶液中存在有可导电离子的溶液。
本文将分别讨论电化学反应和电解质溶液的相关知识。
一、电化学反应1.1 氧化还原反应氧化还原反应是指物质中发生电子转移的反应,其中一种物质失去电子被氧化,另一种物质获得电子被还原。
在氧化还原反应中,有一种常见的表示方式,即利用半反应方程式将氧化反应和还原反应分别表示出来。
例如,2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l) 可以分解为以下半反应方程式:(1) 氧化反应:2H₂(g) → 4H⁺(aq) + 4e⁻(2) 还原反应:O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻ → 2H₂O(l)1.2 非氧化还原反应非氧化还原反应是指没有氧元素参与的氧化还原反应。
非氧化还原反应通常涉及到电子转移和原子元素的变化状态。
例如,2Na(s) + 2H₂O(l) → 2NaOH(aq) + H₂(g) 可以表示为以下方程式:(1) 非氧化还原反应:2Na(s) → 2Na⁺(aq) + 2e⁻(2) 非氧化还原反应:2H₂O(l) + 2e⁻ → 2OH⁻(aq) + H₂(g)二、电解质溶液电解质溶液是指在溶液中存在有可导电离子的溶液。
溶质分子或离子在水中解离成带电离子的过程称为电离。
电解质溶液可以分为强电解质和弱电解质。
2.1 强电解质强电解质在溶液中完全电离,生成可导电的离子。
常见的强电解质有NaCl、HCl、KOH等。
例如,NaCl溶于水后完全离解成Na⁺和Cl⁻离子:NaCl(s) → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq)2.2 弱电解质弱电解质在溶液中只有部分电离,生成不完全电离的离子。
常见的弱电解质有CH₃COOH、H₂CO₃等。
例如,CH₃COOH溶于水后只部分电离成CH₃COO⁻和H⁺离子:CH₃COOH(aq) ⇌ CH₃COO⁻(aq) + H⁺(aq)三、电化学反应与电解质溶液的关系电解质溶液中的离子可以参与电化学反应。
专题三电化学基础【对焦高考】【考点解读】电化学是氧化还原反应的延伸,是历年高考的热点内容。
通常会以新型二次电池为载体考查原电池与电解池原理。
备考时要侧重原电池与电解池工作原理中基础考点和复习和电极反应书写技巧的掌握。
试题难度中等,预计在今后的高考中对本专题知识的考查会保持稳定。
课题一原电池【知识清单】1、原电池的工作原理及其应用1、原电池的构成条件(1)具有两个活泼性不同的电极(金属和金属或金属和导电的非金属)。
(2)电解质溶液。
(3)形成闭合回路。
2、原电池的两极(1)负极:活泼性较强的金属,发生反应。
(2)正极:活泼性较弱的金属或能导电的非金属,发生反应。
3、电极反应式的书写和电子移动的方向(1)电极反应式的书写(以Zn-Cu原电池为例,如下图:左图电解质为CuSO4溶液)2、常见的化学电源(1)常见的电池及正、负极反应如与表所示:【解题技法】1、规避原电池工作原理的3个易失分点(1)原电池的闭合回路有多种方式,可以是导线连接两个电极,也可以是两个电极直接相连。
(2)电解质中阴、阳离子的定向移动,与导线中的电子定向移动形成了一个完整的闭合回路。
原电池中电子的流向与导线中电流的方向相反。
(3)电子不能通过电解质溶液。
注意:原电池的正、负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不要形成活泼金属一定为负极的思维定式。
如:①在原电池Al-NaOH(aq)-Mg中,Al作负极;②在原电池Al-浓H2SO4-Cu中,Cu作负极。
例题:微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法不正确的是()A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C. 质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O答案:A解析:A项中正极区中只有O2并没有C元素,根据元素守恒可判定A项不正确;也可先写出正极的反应式O2+4e-+4H+=2H2O,后用总反应C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 减去正极反应,得负极反应为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+。
电化学的原理
首先,电解是指利用外加电压使电解质溶液或熔融的电解质发生分解的过程。
在电解过程中,正极吸引阴离子,负极吸引阳离子,使得电解质分解成相应的阴阳离子。
电解的原理可以用法拉第电解定律来描述,即电解质的分解与通过电解质的电荷量成正比。
电解在工业生产中有着广泛的应用,例如电镀、电解制氢、电解制氧等。
其次,电化学反应是指在电化学条件下,化学反应与电流直接相关的反应。
在电化学反应中,电子转移是不可或缺的,它使得化学反应在电化学条件下发生。
电化学反应的原理可以通过纳尔斯特方程来描述,即电化学反应速率与电极上的电势差成正比。
电化学反应在电池、电解池、电化学传感器等领域有着重要的应用。
总的来说,电化学的原理是电与化学之间相互转化的基本规律。
通过对电解和电化学反应的研究,可以更深入地理解电化学的本质,为电化学在能源、环境、材料等方面的应用提供理论基础。
希望本文能够帮助读者更好地理解电化学的原理,促进电化学领域的发展和应用。
2012届高三专题训练(3)(氧化还原反应电化学)主备人:黄军参备人:林晓红吴桂丽许凤梅备课时间:2012-2-28一.选择题(共10小题,每小题4分,共40分,每小题只有1~2个答案符合题意)1.发生原电池的反应通常是放热反应,在理论上可设计成原电池的化学反应是A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ;△H>0B.Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)+2NH3·H2O(l)+8H2O(l);△H>0C.CaC2(s)+2H2O(l)=Ca(OH)2(s)+C2H2(g) ;△H<0D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ;△H<02.物质氧化性、还原性的强弱不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度有关。
下列各组物质:①Cu与HNO3溶液②Cu与FeCl3溶液③Zn与H2SO4溶液④Fe与HCl溶液;由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是A.①③B.③④C.①D.①③④3.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。
滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。
据此,下列叙述正确的是A.铅笔端作阳极,发生还原反应B.铂片端作阴极,发生氧化反应C.铅笔端有少量的氯气产生D.a点是负极,b点是正极4.物质的颗粒达到纳米级时,具有特殊的性质。
如将单质铜制成―纳米铜‖时,―纳米铜‖具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧。
下列叙述中正确的是A.常温下,―纳米铜‖比铜片的金属性强B.常温下,―纳米铜‖比铜片更易失电子C.常温下,―纳米铜‖与铜片的还原性相同D.常温下,―纳米铜‖比铜片的氧化性强5.2006年,科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。
该电池包括两个涂覆着酶的电极,它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。
由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜,其工作原理如图所示:下列说法正确的是A.左边为该电池的负极B.该电池可在高温环境下使用C.该电池负极反应为:H2 –2e-=2H+D.该电池正极反应为O2+4e-=2O2–6.2005年诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。
专题三电化学原理及其应用【考纲要求】1、了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应方程式和电池反应方程式2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3、理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。
【高考考点】选择题原电池和电解池工作原理、电极产物判断、电极反应方程式书写及计算【知识要点】考点1、原电池和电解池工作原理考点2、原电池和电解池电极反应式的书写原电池:①一般电池:先负后正[负极:M-ne-(+反应离子)=M n+(M n+对应沉淀);正极:总反应-正极反应]②燃料电池:看酸碱性,先正后负。
正极:(酸性)O2+4e-+4H+=2H2O (碱性)O2+4e-+2H2O=4OH-;负极:总-负极(注意:把O2消去)电解池:阳极:一看电极,二看放电。
[注意:4OH—-4e-=2H2O+O2]阴极:找离子,排顺序。
M n++ne-=M 2H++2e-=H2↑考点3、原电池和电解池电极及电解质溶液PH值的变化和简单计算PH值的变化:①电极附近看电极反应方程式(PH升高,有OH-生成或H+被消耗);②电解池看总反应方程式。
计算:电子守恒法,分电极,分步骤计算。
考点4、原电池和电解池原理的应用(应用:新型电池的应用、金属的防护、精炼铜、电镀、电解NaCl、MgCl2等)【习题精讲】( )1、某小组为研究电化学原理,设计如右图装置。
下列叙述不正确...的是A. a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出B. a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-= CuC. 无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D. a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动( )2、据报道,摩托罗拉公司开发的一种以甲醇为原料,以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可持续使用一个月。
关于该电池的叙述正确的是A. 放电时,正极反应为式:O2+4e-+4H+==2H2OB. 放电时,负极反应为式:CH3OH-6e-+8OH-==CO32-+6H2OC. 充电时,原电池的负极与电源的正极相连接D. 充电时,阴极反应式为:4OH--4e-==2H2O+O2↑( )3、镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。
电化学专题和盖斯定律电化学规律:升失氧、阳氧化、阴离子在阳极放电、金属做阳极优先放电,负氧化、燃料在负极放电时碱性碳变碳酸根。
判断一个电极反应式是否正确的方法:①看是充电还是放电②看电极③看是不是这种物质在这个电极反应④看电极反应是否守恒1.如下图所示,某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。
滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。
据此,下列叙述正确的是()A.铅笔端作阳极,发生还原反应B.铂片端作阴极,发生氧化反应C.铅笔端有少量的氯气产生D.a点是负极,b点是正极【解析】用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹,说明铅笔端生成了OH-,铅笔端是阴极,铂片是阳极。
a是负极,b是正极。
A.错误。
铅笔端作阴极,发生还原反应。
B.错误。
铂片端作阳极,发生氧化反应。
C 错误。
铅笔端有少量的氢气气产生。
D.正确2.如下图所示,x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色、无味气体放出,符合这一情况的是()【解析】题中“通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无味的气体放出”是解题的关键和突破口。
“a极板质量增加”一定是金属阳离子在a极板上放电析出,所以a极板一定是阴极,与a极板相连的电源X极为负极,由此排除C选项。
B选项电解NaOH溶液无金属单质析出也被排除。
电解CuCl2溶液时,阴极上析出铜,a极板质量增加,而在阳极上是Cl-放电生成Cl2,与题意不符,D被排除。
电解CuSO4溶液,阴极析出铜,阳极放出氧气,A项符合题意。
原电池电极反应式的书写:(以甲醇燃料碱性电解液电池为例)1.先写出总反应:2CH3OH+3O2+4OH-→2CO32-+6H2O2.负氧化,还原剂在负极反应,写出还原剂和电子:CH3OH→e-3.根据氧气得出电子数为12:2CH3OH→12e-4.由电荷守恒定律,因为负电荷在右边,所以要么左边加OH-,要么右边加H+。
专题三燃料电池1.在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO3−)以达到消除污染的目的。
其工作原理的示意图如下:下列说法不正确...的是A. Ir的表面发生反应:H2 + N2O == N2 + H2OB. 导电基体上的负极反应:H2-2e− == 2H+C. 若导电基体上只有单原子铜,也能消除含氮污染物D. 若导电基体上的Pt颗粒增多,不利于降低溶液中的含氮量2.微生物燃料电池( MPC)处理技术是通过微生物的作用去除污染物,该技术可广泛应用于去除土壤中有机污染物。
一种土壤微生物燃料电池的纵截面如图所示,下列说法不正确的是A. 电流从活性炭电极经工作站流向碳纤维布电极B. 有机污染物在电池负极上氧化为对环境无害的物质C. 活性炭能有效吸附空气,提高电池的工作效率D. 该电池的正极反应式为O2+4e -↓+2H2O==4OH-3.某新型电池,以NaBH4(B的化合价为+3价)和H2O2作原料,负极材料采用Pt,正极材料采用MnO2(既作电极材料又对该极的电极反应具有催化作用),该电池可用作卫星、深水勘探等无空气环境电源,其工作原理如图所示。
下列说法不正确...的是A. 每消耗3mol H2O2,转移6mol e﹣B. 电池工作时Na+从b极区移向a极区C. a极上的电极反应式为:BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2OD. b极材料是MnO2,该电池总反应方程式:NaBH4 + 4H2O2===NaBO2 + 6H2O4.新型液氨燃料电池示意图如图,下列有关说法不正确的是A. 该装置将化学能转化为电能B. 氨气在电极1上发生氧化反应C. 电子由电极2经负栽流向电极1D. 电极2的反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-5.NO2是大气的主要污染物之一,某研究小组设计如图所示的装置对NO2进行回收利用,装置中a、b均为多孔石墨电极。
下列说法不正确的是A. a为电池的负极,发生氧化反应B. 一段时间后,b极附近HNO3浓度减小C. 电池总反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3D. 电子流向:a电极→用电器→b电极→溶液→a电极6.第三代混合动力车目前一般使用镍氢电池(M表示储氢合金;汽车在刹车或下坡时,电池处于充电状态)。
高中电化学教案
主题: 电化学基础
一、教学目标:
1. 了解电化学的基本概念和原理。
2. 掌握电化学相关的基本术语和符号。
3. 理解电化学反应的基本过程和机理。
4. 掌握如何进行电化学实验。
二、教学内容:
1. 电化学的概念和意义
2. 电化学的基本原理
3. 电化学反应的种类和特点
4. 电解和电沉积反应
5. 电化学实验方法和技巧
三、教学过程:
1. 导入:介绍电化学的概念和意义,引出学生对电化学的兴趣。
2. 理论讲解:讲解电化学的基本原理和基本术语,让学生了解电化学的基本知识。
3. 实验演示:进行电化学实验演示,让学生观察实验过程并对电化学反应有更直观的理解。
4. 讨论分享:引导学生进行小组讨论,分享对电化学的理解和感悟。
5. 练习巩固:布置一些练习题,让学生进行巩固和检验学习成果。
6. 总结提高:对本节课的重点内容进行总结,鼓励学生在课后进行进一步学习。
四、教学资源:
1. 课件和电子书籍
2. 实验器材和化学药品
3. 练习题和教学辅助材料
五、教学评估:
1. 学生参与度和课堂表现
2. 练习题和作业的完成情况
3. 实验报告的质量和准确性
六、教学反思:
1. 总结本节课的教学效果和不足之处,为下节课的教学改进提供参考。
2. 关注学生的学习情况和反馈意见,及时调整教学方法和内容。
注: 教案仅供参考,具体教学内容和方法可根据教学实际情况进行调整和改进。
电化学原理练习题及答案1、在原电池和电解池的电极上所发生的反应,同属氧化反应或同属还原反应的是()A.原电池正极和电解池阳极所发生的反应B.原电池正极和电解池阴极所发生的反应C.原电池负极和电解池阳极所发生的反应D.原电池负极和电解池阴极所发生的反应2、下列关于铜电极的叙述正确的是()A.铜锌原电池中铜是正极B.用电解法精炼粗铜作阴极C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极3.用惰性电极实现电解,下列说法正确的是( )A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶14.(2004年广东,11)pH=a的某电解质溶液中,插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶液的pH>a,则该电解质可能是()A.NaOHB.H2SO4C.AgNO3D.Na2SO45.(2004年天津理综,12)图11-13为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正..确.的是图11-13A.a电极是负极B.b电极的电极反应为:4OH--4e-====2H2O+O2↑C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置6.用惰性电极实现电解,下列说法正确的是A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶17.(2004年江苏,16)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。
锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)====Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误..的是( )A.电池工作时,锌失去电子B.电池正极的电极反应式为2MnO 2(s )+H 2O (l )+2e -====Mn 2O 3(s )+2OH -(aq )C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2 mol 电子,锌的质量理论上减小6.5 g8.(2006江苏.14)锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池,该电池具有能量密度大、电压高的特性。
高考化学复习电化学专题电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。
下面是店铺为您带来的高考化学复习电化学专题,希望对大家有所帮助。
高考化学复习电化学专题:知识点1.判断电极(1)“放电”时正、负极的判断①负极:元素化合价升高或发生氧化反应的物质;②正极:元素化合价降低或发生还原反应的物质。
(2)“充电”时阴、阳极的判断①阴极:“放电”时的负极在“充电”时为阴极;②阳极:“放电”时的正极在“充电”时为阳极。
2.微粒流向(1)电子流向①电解池:电源负极→阴极,阳极→电源正极;②原电池:负极→正极。
提示:无论是电解池还是原电池电子均不能流经电解质溶液。
(2)离子流向①电解池:阳离子移向阴极,阴离子移向阳极;②原电池:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
3.书写电极反应式(1)“放电”时电极反应式的书写①依据条件,指出参与负极和正极反应的物质,根据化合价的变化,判断转移电子的数目;②根据守恒书写负极(或正极)反应式,特别应注意电极产物是否与电解质溶液共存。
(2)“充电”时电极反应式的书写充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反,充电的阳极反应为放电时正极反应的逆过程,充电的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。
3.确定正负极应遵循:(1)一般是较活泼的金属充当负极,较不活泼的金属或非金属或金属氧化物作正极。
说明:正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如Mg—Al —HCl溶液构成的原电池中, Mg为负极,Al为正极; 若改用溶液即Mg—Al —NaOH溶液构成的原电池中,则Mg为正极,Al为负极。
(2) 根据电子流向或电流方向确定:电子流出的一极或电流流入的一极为负极;(3)根据内电路中自由离子的移动方向确定:在内电路中阴离子移向的电极为负极,阳离子移向的电极为正极。
(4)根据原电池反应式确定: 失电子发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为负极。
此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象(如电极溶解、减重,电极周边溶液或指示剂的变化等)来判断。
第三讲铁及其化合物【真题速递】1.(2019·江苏)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。
下列有关该实验的说法正确的是()A. 铁被氧化的电极反应式为Fe−3e−Fe3+B. 铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C. 活性炭的存在会加速铁的腐蚀D. 以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【解析】A.在铁的电化学腐蚀中,铁单质失去电子转化为二价铁离子,即负极反应为:Fe-2e-=Fe2+,故A错误;B.铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能,还有一部分转化为热能,故B错误;C.活性炭与铁混合,在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池,加速了铁的腐蚀,故C正确;D.以水代替氯化钠溶液,水也呈中性,铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀,故D错误。
2.(2016·高考选项组合)有关铁及其化合物的说法正确的是()A.将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中,制备Fe(OH)3胶体(2016·全国卷Ⅱ,13A)B.FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板,说明铁比铜金属性强(2016·全国卷Ⅲ,7B)C.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释(2016·全国卷Ⅰ,10C)D.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3(2016·上海,21C)【答案】C【解析】A项,制备Fe(OH)3胶体,应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,错误;B项,铁离子与铜反应生成铜离子和亚铁离子说明铜的还原性比亚铁离子的还原性强,无法证明金属性的强弱,错误;C项,在溶液中铁离子极易发生水解反应,产生难溶性的氢氧化铁,为了抑制铁离子的水解,应该先将氯化铁溶解在较浓的盐酸中,然后再加水稀释到相应的浓度,正确;D项,因I2的氧化性较弱,故与铁反应生成FeI2,错误。
3.(2019·全国卷Ⅰ)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。
高中电化学专题复习教案一、电化学基础知识回顾1. 电化学基本概念:- 电化学是研究电能与化学能之间相互转换关系的学科。
- 电化学涉及电解、电池和电化学反应等内容。
2. 电化学的基本单位:- 电荷量单位为库仑(C),1C=1A·s。
- 电位单位为伏特(V)。
3. 电解与电池:- 电解是利用外加电源将化学物质分解成离子的过程。
- 电池是利用化学能转换为电能的装置。
二、电化学反应1. 电解反应:- 电解池中的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,电荷通过外部电路传导。
2. 电流强度和电量的关系:- 电流强度I=电荷量Q/时间t。
- 电流的单位是安培(A)。
三、电解实验1. 水的电解:- 氢气在阴极析出,氧气在阳极析出。
- 氢气较易析出,因此阴极气体为氢气。
2. 氯化铜的电解:- 在CuCl2溶液中进行电解,阴极沉积铜,阳极释放氯气。
四、电化学电池1. 锌铜电池:- 锌放电生成锌离子,铜离子被还原成铜。
- 电子由锌流向铜,产生电流。
2. 锌铁电池:- 同样是以锌放电和铁还原的反应为主。
五、电化学中的常见问题1. 电极反应的选择:- 列举各种条件下常见的电化学反应。
2. 电化学反应的方向:- 根据电极电势判断反应的方向。
3. 电解液的选择:- 选择合适的电解质,促进电解反应的进行。
六、复习要点总结1. 电化学基础知识的掌握。
2. 电化学反应的理解和运用。
3. 电解实验和电池实验的实践能力。
4. 常见问题的解答和推理能力。
七、练习题1. 电解CuCl2溶液时,在阴极和阳极分别发生的反应是什么?2. 锌铜电池中,电子的流向是什么方向?3. 下列电池中,哪一种可以用来实现冶金反应?A. 锂离子电池B. 镉镉电池C. 铝镍电池答案:1. 阴极沉积铜、阳极释放氯气。
2. 从锌流向铜。
3. B. 镉镉电池可以用来实现冶金反应。
专题三 电化学原理及其应用知识点一 原电池工作原理 1.原电池原理把化学能转化为电能,负极发生 反应,正极发生 反应。
2.组成原电池的条件(1)有两种活泼性不同的导电材料作电极。
(2)电极材料均插入电解质溶液中,两种不同的电解质溶液可通过盐桥进行连接。
(3)两极相连形成 。
3.电极反应式的书写和电荷移动的方向(1)电极反应式的书写负极: ,电极反应式:。
正极: ,电极反应式: 。
电池反应:Zn +Cu 2+===Zn 2++Cu 。
(2)电荷移动方向电子由负极释放,经外电路沿导线流入正极,电解质溶液中的阳离子移向正极,在其表面得电子被还原,形成一个闭合回路。
知识点二 常见化学电源 1.碱性锌锰电池——一次电池负极反应: ; 正极反应:2MnO 2+2H 2O +2e -===2MnOOH +2OH -; 总反应: Zn +2MnO 2+2H 2O===2MnOOH +Zn(OH)2。
2.锌银电池——一次电池负极反应:Zn +2OH --2e -===ZnO +H 2O ;正极反应:Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-;总反应:。
3.铅蓄电池——二次电池负极反应:。
正极反应:PbO2+4H++SO2-4+2e-===PbSO4+2H2O;总反应:Pb+PbO2+2H2SO4放电充电2PbSO4+2H2O。
4.氢氧燃料电池(酸性介质中)负极反应:;正极反应:;总反应:2H2+O2===2H2O。
知识点三电解原理1.电解原理使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质),在阴、阳两极发生氧化还原反应。
阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
2.电解原理的应用(1)电解饱和食盐水电极反应:阳极:;阴极:;总反应:(2)电镀铜或电解精炼铜①两极材料:待镀金属或精铜做,镀层金属或粗铜做。
②电极反应:阳极:;阴极:。
(3)电解冶炼Na、Al等活泼金属冶炼Na的化学反应方程式:;冶炼Al的化学反应方程式:。
1.金属的腐蚀(1)概念:金属表面与周围的干燥气体、非电解质或电解质溶液发生氧化反应而遭到破坏。
(2)实质:金属原子(M)失去电子而被氧化:M-n e-===M n+。
(3)分类:一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
2.电化学腐蚀(1)概念:两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时,由于形成原电池而发生的腐蚀。
(2)分类(以钢铁为例)①吸氧腐蚀:在金属表面的水膜酸性不强或呈中性,溶解一定的氧气,金属生成含氧化合物。
负极:。
正极:。
电池总反应:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2。
②析氢腐蚀:在金属表面的水膜酸性较高时,H+被还原而析出H2。
负极:;正极:。
电池总反应:Fe+2H+===Fe2++H2↑。
知识点5 金属的防护方法1.牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如锌块,让被保护的金属作原电池的正极。
2.外加电流的阴极保护法——电解池原理用被保护的钢铁设备作阴极,惰性电极作阳极,外接直流电源。
3.其他方法改变金属内部结构,如不锈钢;加涂防护层如喷油漆、涂油脂、喷镀等方法。
【难点解读】——掌握重点突破难点1.同一个原电池反应在不同的介质中其电极反应式有可能是不相同的,如氢氧燃料电池,其总反应的化学方程式都是2H2+O2===2H2O,但在碱性介质、中性介质和酸性介质中其电极反应式是不同的。
另外由相同的电极材料组成的原电池,在不同的介质中其电池反应、电极名称、电流方向也有可能不同,如:由镁、铝作电极组成的原电池,在氢氧化钠溶液中,铝作负极,镁作正极;而在稀盐酸中则铝作正极,镁作负极,因此在解电化学题时要特别关注介质的成分,慎重思考介质所起的作用。
2.只有氧化还原反应才有电子的得失,只有氧化还原反应才可能被设计成原电池,复分解反应永远不可能被设计成原电池。
3.无论什么样的电极材料、电解质溶液(或熔融状态的电解质)构成原电池,只要是原电池就永远遵守电极的规定:电子流出的电极是负极,电子流入的电极是正极。
4.在化学反应中,失去电子的反应(电子流出的反应)是氧化反应,得到电子的反应(电子流入的反应)是还原反应,所以在原电池中,负极永远发生氧化反应,正极永远发生还原反应。
5.在电解池中分析阳极上的电极反应,应首先看阳极材料,因为活泼电极作阳极会先放电。
考点1 原电池及其工作原理【例1】在下图中的8个装置中,属于原电池的是 ( )A.①④⑤ B.③⑥⑧ C.④⑥⑦ D.⑥⑦⑧要点提醒——画龙点睛触类旁通1.原电池正、负极的确定(1)由两极的相对活泼性确定,相对活泼性较强的金属为负极(一般来说,负极材料与电解质溶液能发生反应),相对活泼性较差的金属或导电的非金属为正极。
如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg。
但要注意的是,在Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al。
(2)由电极变化情况确定:某一电极若不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生、电极的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极,燃料电池除外。
如溶液构成的原电池中,C电极上会析出紫红色固体物质,则C为此原电池的正极。
Zn—C—CuSO4(3)根据某些显色现象确定:一般可以根据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的淀粉KI试剂等)的显色情况来分析推断该电极发生的反应情况,是氧化反应还是还原反应,是H+还是OH-或I-等放电,从而确定正、负极。
总之,负极上一定发生氧化反应,正极上一定发生还原反应;负极电子流出,正极电子流入,阳离子向正极定向移动,阴离子向负极定向移动。
2.有关原电池问题的解题思路解决原电池问题时,一般的思维程序是:根据电极材料的活泼性判断出正、负极―→电极反应的类型(氧化反应、还原反应)【对点训练】1.(1)将Al片和Cu片用导线相连,插入稀H2SO4中组成原电池,写出电极名称及电极反应式:Al片( )___________________________________________,Cu片( )__________________________________________。
(2)若将Al片和Cu片用导线相连,插入浓HNO3中能否组成原电池?________(填“能”或“不能”,“若不能”,则不用回答下面的问题),若能组成原电池,写出电极名称及电极反应式:Al片( )_________________________________________,Cu片( )________________________________________。
考点2 电极反应式的书写和判断【例2】铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式(1)写出FeCl3_____________________________。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极反应,负极反应。
【要点提醒】——画龙点睛触类旁通电极反应式的书写这是电化学知识学习的一个重点和难点。
如果题目给定的是图示装置,先分析正、负极,再根据正、负极反应规律去写电极反应式:如果题目给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况),再选择一个简单变化情况去写电极反应式在电子得失守恒的前提下,另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看做数学中的代数式,用总反应式减去已写出的电极反应式,即得结果。
特别需要指出的是:对于可逆电池的反应,需要看清楚“充电、放电”的方向,放电的过程应用原电池原理,充电的过程应用电解池原理。
【对点训练】2.右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。
电池的一个电极由有机光敏染料(S)涂覆在TiO2纳米晶体表面制成,另一电极由导电玻璃镀铂构成,电 池中发生的反应为:TiO 2/S ――→hvTiO 2/S *(激发态) TiO 2/S *―→TiO 2/S ++e - I -3+2e -―→3I -2TiO 2/S ++3I -―→2TiO 2/S +I -3下列关于该电池叙述错误的是( )A .电池工作时,I -在镀铂导电玻璃电极上放电B .电池工作时,是将太阳能转化为电能C .电池的电解质溶液中I -和I -3的浓度不会减少 D .电池中镀铂导电玻璃为正极3.一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。
该电池负极发生的反应是 ( )A .CH 3OH(g)+O 2(g)-2e -===H 2O(l)+CO 2(g)+2H +(aq)B .O 2(g)+4H +(aq)+4e -===2H 2O(l)C .CH 3OH(g)+H 2O(l)-6e -===CO 2(g)+6H +(aq)D .O 2(g)+2H 2O(l)+4e -===4OH -(aq)考点3 电解原理及其应用【例3】 如图所示,烧杯中装有稀硫酸,A 、B 、C 、D 分别为铜、锌、 碳、碳棒,下列说法正确的是 ( )【规律提示】——善于总结 养成习惯 1.电解时电极产物的判断 (1)阳极产物的判断①如果是活泼电极(金属活动性顺序表Ag 以前),则电极材料失电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不能失电子;②如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要看溶液中离子的失电子能力,此时根据阴离子放电顺序加以判断,常见阴离子放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根。
(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断,阳离子放电顺序与金属活动性顺序相反,其中Ag+>Fe3+>Cu2+>H+【对点训练】4.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电源,一段时间后,发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为白色,外圈呈浅红色。
则下列说法错误的是( )A.b电极是阴极B.a电极与电源的正极相连接C.电解过程中,水是氧化剂D.b电极附近溶液的pH变小5.电解原理在化学工业上有广泛应用。
如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题:(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,①电解池中X极上的电极反应式为 __________________________________________________,在X极附近观察到的现象为_____________________________。
②Y电极上的电极反应式为___________________________________,检验该电极反应产物的方法是 _____________________________________________________。