讲练测2017届高考化学一轮复习模块三基本理论专题九电化学考点一原电池化学电源第2步
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三轮微专题九电化学(原电池、电解池)常见设问方式与解题技巧电化学为高考化学选择题的必考题,一般出现在高考试题的第9题,为单选题,Ⅱ卷中主要是陌生电极方程式的书写。
【课堂目标】1.电极名称、能量转化的分析,微粒(离子、电子)、电流的迁移方向判断,电极方程式书写的正误判断、反应类型(氧化、还原)的分析、溶液(或某极附近溶液)pH的变化。
2.电极反应式(包括总反应)的书写、实用电池分析。
【基础梳理】基础电化学辨析( )(1)某电池装置中负极的电极反应式为:O2+2H2O+4e―=4OH―(10江苏/11B)( )(2)铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应(11江苏/12C)( )(3)镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈(12江苏/10B)( )(4)钢闸门的防腐应将钢闸门应接上若干块锌块或与电源的负极相连( )(5)电池工作时,溶液中Cl-向正极移动(13江苏/9D)( )(6)铅蓄电池在放电过程中,将电能转化为化学能。
( )(7)阴极的电极反应式为:2HSO3-+2H++e-=S2O42-+2H2O( )(8)电解时,H+由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室( )(9)放电过程中,Li+向正极移动( )(10)已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2,放电时负极附近溶液的pH变大( )(11)二甲醚是一种绿色、可再生的新能源。
右图是绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图(a、b均为多孔性Pt电极)。
电池工作时,a电极反应式:CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+( )(12)用两根铁棒电解饱和食盐水:2Cl-+2H2O电解Cl2↑+H2↑+2OH-( )(13)在精炼铜或电镀铜的过程中,当转移电子数为N A时,阳极均溶解铜32g【例1】某种可充电聚合物锂离子电池放电时的反应为Li1-x CoO2+Li x C6=6C+LiCoO2,其工作原理示意图如右,下列说法不正确的是A.放电时LixC6发生氧化反应B.充电时,Li+通过阳离子交换膜从左向右移动C.充电时将电池的负极与外接电源的负极相连D.放电时,电池的正极反应为:Li1-x CoO2+xLi++xe-=LiCoO2【变式1】通过NO x传感器可监测NO x的含量,其工作原理示意图如图:下列说法正确的是A.NiO 电极是该电池的正极B.Pt电极附近的pH 增大C.NiO 电极的电极反应式:NO-2e-+O2-=NO2D.固体电解质中O2-向正极移动电极反应式(包括总反应)的书写、实用电池分析。
高考化学电化学一轮知识点及随堂练习查字典化学网为方便考生温习整理了电化学一轮知识点及随堂练习,请考生检查。
【温习目的】1、使先生了解原电池任务原理,掌握构成原电池的条件以及原电池正、负极确实定、电极反响式的书写。
2、了解日常生活中常用的化学电源和新型化学电池。
3、了解金属腐蚀的的原理。
【温习重点】1、原电池任务原理,构成原电池的条件、原电池正、负极确实定、电极反响式的书写。
2、化学电源和新型化学电池。
3、金属腐蚀。
【考点、热点、难点】一、原电池的构成及反响原理1、定义:将化学能转变为电能的装置。
实质:是依据一定条件,将氧化恢复反响中恢复剂失掉的电子经过导线传给氧化剂,使氧化反响和恢复反响区分在负、正两极停止。
2、构成条件:①有两种生动性不同的金属(或一种是非金属)作电极。
②有电解质溶液(普通与生动的电极发作自发的氧化恢复反响);③形闭合回路。
二、原电池正负极的判别及电极反响式的书写1、电极的判别①依据电极的生动性:较生动的金属为负极,较不生动的金属为正极.②依据氧化恢复反响:发作氧化反响的电极为负极,发作恢复反响的电极为正极。
③依据电子流向或电流流向:电子流出(电流流入)的为负极,电子流入(电流流出)的为正极。
2、电极反响式的书写三、化学电池的任务原理1、化学电池的主要类型:铅蓄电池、干电池、锂电池、燃料电池。
2、几种化学电池的电极资料、电解质溶液、电极反响式。
3、规律:在酸性介质的电极反响中不出现OH-,在碱性介质的电极反响中不出现H+。
四、金属的腐蚀和防护1、实质:是金属原子失掉电子被氧化为离子的进程,即M-ne-=Mn+。
2、分类(依据与接触的介质类型)①化学腐蚀:金属与外界物质接触直接发作化学反响。
如:铁跟氯气反响而腐蚀。
②电化学腐蚀(简称电化腐蚀):不纯的金属与电解质溶液接触时,会发作原电池反响,较生动的金属失电子而被氧化。
3、防护(1)改动金属外部组织结构;(2)掩盖维护层;(3)电化学维护。
高考第一轮复习-电化学年级课程标题高三学科化学版本人教新课标版高考第一轮复习——电化学一、考纲要求1.了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应式和电池反应方程式。
2.了解常见化学电池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。
二、考题规律:电化学是高考命题的热点之一,题型以选择题居多,也有填空、简答、实验、计算题等形式。
常考的知识有:①原电池、电解池、电镀池的电极名称,电子流向及电极反应式;②根据原电池、电解池的电极变化判断金属活动性强弱;③根据电解时的电极变化判断电极材料或电解质种类;④新型电池的电极反应及应用;⑤有关电解产物的判断和计算。
三、考向预测:电化学是高考命题的热点,在今后的高考命题中,有关电化学的命题仍是热中之热,其中原电池的工作原理,电解产物的判断与计算及电极反应方程式的书写、离子的移动方向、溶液的pH变化、金属腐蚀等仍为高考命题的热点。
在复习中应注意对实物图表的分析,原电池、电解池装置的绘图及绿色能源的开发。
一、电化学第1页二、化学电源1.一次电池锌锰干电池2e负极:Zn+2OH=Zn(OH)2---正极:2MnO2(S)+2H2O+2e=2MnO(OH)+2OH总反应:Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnO(OH)2.二次电池铅蓄电池(1)总反应式:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O(2)放电的电极反应为:--+-2-负极:Pb+SO24-2e=PbSO4;正极:PbO2+4H+SO4+2e=PbSO4+2H2O(3)充电的电极反应为:-+--2-阳极:PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H+SO24阴极:PbSO4+2e=Pb+SO43.燃料电池氢氧燃料电池①酸性电解质-++-负极:2H2-4e===4H;正极:O2+4H+4e===2H2O;总反应:2H2+O2===2H2O②碱性电解质----负极:2H2-4e+4OH===4H2O;正极:O2+2H2O+4e===4OH;总反应:2H2+O2===2H2O三、电解原理的应用(1)电解食盐水+-阴极:2H+2e=H2↑----阳极:2Cl=Cl2↑+2e(或2Cl-2e=Cl2↑)第2页电解反应:2NaCl+2H2O通电H2+Cl2+2NaOH(2)电解法精炼铜①粗铜的成分:铜(锌、铁、镍、银、金、铂等)②电极的连接:粗铜做阳极,和外加电源的正极相连;纯铜做阴极,和外加电源的负极相连。
证对市爱幕阳光实验学校电化学1.理解原电池原理。
熟记金属活动性顺序。
了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。
2.了解电解和电镀的根本原理及用。
电化学根底知识一、电解原理电解义:。
电解池是转化为的装置。
二、铜的电解精炼原理:电解时,用作阳极,与直流电源的相连;用作阴极,与电源的极相连,用作电解液。
三、电镀铜原理:电镀时,一般都是用为电镀液;把浸入电镀液中与直流电源的负相连,作为阴极,而用为阳极,与直流电源的极相连。
分析:电镀铜〔1〕待镀件需除外表的锈。
〔2〕电镀液CuSO4中加制成铜氨溶液以降低Cu2+浓度使镀层光亮。
工业上电镀常使用有毒电镀液,因此电镀废水回收有用物质、降低有害物质含量后,达标排放,以防污染环境。
四、电解饱和食盐水反原理分析:电解饱和食盐水在U型管里装入饱和食盐水,滴入几滴酚酞试液,用作阳极、作阴极,将放在阳极附近,接通电源,观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。
现象:阴、阳两极均有气体放出,气体有刺激性气味,能使变蓝;域溶液变红。
说明溶液里有碱性物质生成。
饱和食盐水成分:溶液存在四种离子。
电极反式:阴极:〔复原反〕;阳极:〔氧化反〕总反:五、离子交换膜法制烧碱离子交换膜电解槽主要由组成;阳极用_ 制成,为了电极使用寿命和提高电解效率,钛阳极上涂有钛、钌氧化物涂层;阴极由制成,上面涂有镍涂层;阳离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。
电极均为状,可增大,阳极外表的特殊处理要考虑。
离子交换膜法制烧碱名称的由来,主要是因为使用的阳离子交换膜,该膜有特殊的选择透过性,只允通过,而和两极产无法通过,因而起到了。
氯碱工业的主要原料:饱和食盐水,但由于粗盐水中含有泥沙杂质,精制食盐水时经常参加,使杂质成为沉淀,过滤除去,然后参加调节盐水的pH。
六、原电池原电池是把化学能转化成电能的装置。
原电池中电极、电极反、电子流向(以Zn|H2SO4|Cu原电池为例)电池正极:___________________负极:_______________________电流方向:________________在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀负极:________________________ 正极:_________________ 总反:____________________________稳固练习一、选择题1.阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池反为:2H2+O2=2H2O,电解液为KOH,反保持在较高温度,使H2O蒸发,以下表达正确的选项是〔〕 A.此电池能发出蓝色火焰 B.H2为正极,O2为负极C.工作时,电解液的pH不断减小 D.电极反为:负极2H2+4OH--4e-=4H2O;正极O2+2H2O+4e -=4OH-2.在常温下,用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液,以下说法中不正确的选项是〔〕A.溶液的pH不变 B.溶液中Na2CO3的物质的量不变C.Na2CO3溶液的浓度不变 D.Na2CO3的水解程度不变3.锌、溴蓄电池的充、放电的电池总反为Zn+Br2Zn2++2Br-以下各反:①Zn-2e-=Zn2+②Br2+2e-=2Br-③2Br--2e-=Br2④Zn2++2e-=Zn,其中充电时的阳极和放电时的负极的反分别是〔〕A.①② B.③① C.④② D.③②4.以下试管中的铁钉腐蚀最快的是〔〕5.有a、b、c、d 4种金属,可两两组成原电池,a都是正极;把4种金属放入足量的盐酸中,其中b和c溶解,过滤后,向滤液中参加稀NaOH溶液,得到含c的沉淀,那么4种金属的活动性由强至弱的顺序可能是〔〕A.a、c、b、d B.c、b、d、aC.b、c、d、a D.a、b、c、d6.将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比是〔〕A.1∶2∶3 B.3∶2∶1 C.6∶3∶1 D.6∶3∶2 7.用铂电极电解CuSO4溶液,当铜离子浓度降至一半时,停止通电,假设使CuSO4溶液恢复原浓度、原体积,参加的适量适当物质是〔〕A.CuSO4 B.CuSO4·5H2O C.CuO D.Cu(OH)2 8.用石墨电极在一温度下电解K2SO4饱和溶液m g。
高三化学一轮复习:电化学专题高中化学中的电化学部分是一个重点和难点,在高考中占有重要地位。
在高三一轮复习中,我们需要对电化学的知识进行系统梳理和深入理解,为后续的复习和考试打下坚实的基础。
一、电化学的基本概念1、氧化还原反应氧化还原反应是电化学的基础。
在氧化还原反应中,电子发生转移,导致元素的化合价发生变化。
理解氧化还原反应的本质,对于掌握电化学原理至关重要。
2、原电池原电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个半电池组成,通过导线和盐桥相连。
在原电池中,发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极为正极。
3、电解池电解池是将电能转化为化学能的装置。
它与电源相连,在阳极发生氧化反应,在阴极发生还原反应。
二、原电池的工作原理1、电极反应以铜锌原电池为例,锌作为负极,失去电子发生氧化反应:Zn 2e⁻= Zn²⁺;铜作为正极,溶液中的氢离子得到电子发生还原反应:2H⁺+ 2e⁻= H₂↑。
2、电子和离子的移动在原电池中,电子从负极经导线流向正极,形成电流。
溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
3、原电池的构成条件(1)两个不同的电极,其中一个能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
(2)电解质溶液。
(3)形成闭合回路。
三、电解池的工作原理1、电极反应以电解氯化铜溶液为例,阳极发生氧化反应:2Cl⁻ 2e⁻= Cl₂↑;阴极发生还原反应:Cu²⁺+ 2e⁻= Cu。
2、电解池的构成条件(1)直流电源。
(2)两个电极(惰性电极或活性电极)。
(3)电解质溶液。
(4)形成闭合回路。
四、电化学中的电极判断1、原电池电极判断(1)根据电极材料的活泼性判断,较活泼的金属为负极。
(2)根据电子流动方向判断,电子流出的一极为负极。
(3)根据氧化还原反应判断,发生氧化反应的一极为负极。
2、电解池电极判断(1)与电源正极相连的为阳极,与电源负极相连的为阴极。
(2)根据发生的反应判断,发生氧化反应的为阳极,发生还原反应的为阴极。
知识总结:一、原电池1.概念:将化学能转化为电能的装置叫做原电池,反应本质是氧化还原反应。
2.组成条件①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3.电子流向外电路:负极—-导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4.电极反应以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn-2e—=Zn2+(较活泼金属)正极: 还原反应: 2H++2e-=H2↑(较不活泼金属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑5.正、负极的判断(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极。
(2)从电子的流动方向:负极流入正极.(3)从电流方向:正极流入负极。
(4)根据电解质溶液内离子的移动方向:阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象:①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极 二、化学电源1.化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池 (1)一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等 (2)二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
①电极反应(铅蓄电池):放电:负极(铅):Pb +SO 42--2e =PbSO 4↓正极(氧化铅):PbO 2+4H ++SO 42-+2e=PbSO 4↓+2H 2O充电:阴极 PbSO 4+2e =Pb +SO42-阳极PbSO 4+2H 2O -2e =PbO 2+4H ++SO 42-_两式可以写成一个可逆反应:PbO 2+Pb +2H 2SO 4 2PbSO 4↓+2H 2O②目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池(3)燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池①电极反应:燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同。
以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性.a.当电解质溶液呈酸性时:负极:2H2-4e=4H+正极:O2+4 e+4H+ =2H2Ob。
第1步高考真题试水
1.(2015·新课标全国卷Ⅰ)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错误
..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
解析:从图示看,左侧为电池的负极,在微生物的作用下C6H12O6发生氧化反应生成CO2和H2O:C6H12O6-24e-+12H2O===6CO2+6H2O+24H+,B项正确;H+通过质子交换膜从左侧移向右侧(正极),正极反应为:O2+4e-+4H+===2H2O,A项错误、C项正确;该电池的总反应方程式为:C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O,D项正确。
答案:A
2.(2014·福建卷)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2===2AgCl。
下列说法正确的是( )
A.正极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-
B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
解析:原电池的正极反应为Cl2+2e-===2Cl-,故A项错误;放电时,负极反应为:Ag -e-+Cl-===AgCl↓,白色沉淀AgCl在左侧电极处产生,故B项错误;用NaCl溶液代替盐酸,电池总反应没有改变,故C错误;当电路中转移0.01 mol e-时,原电池左侧发生的反应为:Ag-e-+Cl-===AgCl↓,减少了0.01 mol的Cl-,根据电荷守恒原理,左侧溶液中的H+通过阳离子交换膜向右侧转移0.01 mol,故D项正确。
答案:D
3.(2015·江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是( )
催化剂
3H2+CO,每消耗1 mol CH4转移12 mol电子
A.反应CH4+H2O=====
△
B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e-===2H2O
C.电池工作时,CO2-3向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-===2CO2-3
解析:CH4中的C为-4价,反应后生成的CO中C为+2价,每消耗1 mol CH4转移6 mol e-,A项错误;从装置图看,电池工作过程中没有OH-参与,B项错误;该燃料电池中,电极B为正极,电极A为负极,电池工作时,CO2-3移向负极,C项错误;在电极B上O2得到电子与CO2反应转化为CO2-3,D项正确。
答案:D
4.(2013·新课标全国卷Ⅱ)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。
下列关于该电池的叙述错误的是( )
A.电池反应中有NaCl生成
B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C.正极反应为:NiCl2+2e-===Ni+2Cl-
D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
解析:该电池总反应为:2Na+NiCl2===2NaCl+Ni,因此有NaCl生成,A项正确;电池总反应为Na还原Ni2+,B项错误;正极为NiCl2发生还原反应:NiCl2+2e-===Ni+2Cl-,C 项正确;钠离子通过钠离子导体由负极移向正极,D项正确。
故选B。
答案:B
5.(2015·山东卷)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。
LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。
(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。
B极区电解液为________溶液(填化学式),阳极电极反应式为________,电解过程中Li+向________
电极迁移(填“A”或“B”)。
(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为__________________。
铁渣中铁元素的化合价为________。
在空气中煅烧CoC 2O 4生成钴氧化物和CO 2,测得充分煅烧后固体质量为2.41 g ,CO 2体积为1.344 L(标准状况),则钴氧化物的化学式为________。
解析:(1)B 极区产生H 2,则B 极区发生还原反应,为阴极;A 极电极反应式为2Cl --2e -===Cl 2↑,为阳极。
A 极区电解液为LiCl 溶液,B 极区电解液为LiOH 溶液;Li +(阳离子)向阴极(B 电极)移动。
(2)向浸液中加入了具有氧化性的NaClO 3和O 2,所以铁渣中的铁元素为+3价。
设钴氧化物的化学式为Co x O y ,由
x CoC 2O 4+y 2O 2=====煅烧
Co x O y + 2x CO 2 (59x +16y )g 2x ×22.4 L
2.41 g 1.344 L
则 59x +16y g 2.41 g =2x ×22.4 L 1.344 L
, 解得x ∶y =3∶4,则钴氧化物的化学式为Co 3O 4。
答案:(1)LiOH 2Cl --2e -
===Cl 2↑ B
(2)2Co(OH)3+SO 2-3+4H +===2Co 2++SO 2-4+5H 2O
[或Co(OH)3+3H +===Co 3++3H 2O,2Co 3++SO 2-3+H 2O===2Co 2++SO 2-4+2H +] +3 Co 3O 4。