高考化学复习专题19电化学原理.docx
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“电化学根底〞的命题规律及其备考策略电化学学问在高考试题中出现的频率很高,及消费生活、新材料、新科技等问题严密相连。
常以新型电池为背景,考察原电池的相关学问;以电解原理的最新应用为背景,考察电解池的相关学问。
主要题型是根据题目所给的信息正确书写电极反响式及电池反响式,新奇性和综合性比较强。
1.原电池——明确工作原理,学会两个推断(1)原电池的工作原理Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑(2)原电池正、负极的推断方法①根据电极材料:一般活泼金属为负极,不活泼金属或非金属为正极;燃料电池中通燃料的为负极,通氧气的为正极。
②根据反响类型:失电子发生氧化反响的是负极,得电子发生复原反响的是正极。
③根据相关流向:电子流出、电流流入、阴离子移向的电极为负极;反之那么为正极。
(3)原电池的推断①根据形成条件:有两个活泼程度不同的电极,且及电解质溶液形成闭合回路的装置。
②铅蓄电池等二次电池:充电时为电解池,放电时为原电池。
【例1】铜锌原电池(如图)工作时,以下表达正确的选项是()A.一段时间后,铜棒上有红色物质析出B.正极反响为:Zn-2e-===Zn2+C.在外电路中,电流从负极流向正极D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液2.电解池——理解原理,重在应用(1)电解原理阳极放电依次:Cl->OH-电极反响:2Cl--2e-===Cl2↑阴极放电依次:Cu2+>H+电极反响:Cu2++2e-===Cu(2)氯碱工业:阳极:阴极:总反响式:(3)电解硫酸铜溶液:①惰性电极作电极:阳极:阴极:总反响式:②电解精炼粗铜时:阳极(粗铜):阴极(纯铜):【例2】(2021·课标全国Ⅰ,11)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如下图,采纳惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO2-4可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
以下表达正确的选项是()A.通电后中间隔室的SO2-4离子向正极迁移,正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C.负极反响为2H2O-4e-===O2+4H+,负极区溶液pH降低D.当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.5 mol的O2生成3.新型电池——驾驭分析方法,正确书写反响式(1)分析新型电池的方法根据信息推断装置类型——确定电极名称——根据原理分析有关变更——写出答案。
电化学反应原理
电化学反应原理是指通过电能与化学物质之间的相互作用,发生物质的氧化还原反应的一种原理。
在电化学反应中,化学物质被电化学电流激发或促进,从而引发氧化还原反应。
电化学反应原理主要涉及两种类型的反应,即氧化反应和还原反应。
在氧化反应中,电流从电极中传递到溶液中的化学物质上,从而引发氧化反应。
氧化反应会导致电极中的电子流失,形成阳离子。
在还原反应中,溶液中的化学物质会接受电流中的电子,并在电极中还原成原子或分子。
电化学反应的原理可以通过能斯特方程来描述。
据能斯特方程,电化学反应的速率与电流强度之间存在着线性关系。
能斯特方程还表明,电化学反应的速率还取决于溶液中化学反应的物种浓度,电子传递的速率以及反应发生的温度。
电化学反应原理在很多领域都有着广泛的应用。
例如,在电池中,电化学反应将化学能转化为电能;在电解过程中,电化学反应可以将电流的能量转化为化学反应;在阴极保护中,电化学反应可以防止金属腐蚀等。
总之,电化学反应原理是通过电能与化学物质之间的相互作用促进氧化还原反应的一种原理。
它在许多领域都有着重要的应用,对于我们的生活和工业生产都具有重要意义。
电化学原理和方法电化学是研究电荷在电化学界面上转移和反应的学科,是物理化学的重要分支之一。
通过电化学实验和研究,可以揭示物质的电化学性质,并应用于电池、电解池、电解制备和分析等领域。
本文将介绍电化学的基本原理和常用的实验方法。
一、电化学基本原理1. 电解学和电池学电解学研究的是电解液中电荷的转移现象,它关注电离和非电离物质在电解液中的电化学行为。
电池学则研究的是电池的性质和工作原理,包括原电池、电解池和燃料电池等。
2. 电化学反应电化学反应可以分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
在氧化还原反应中,电荷由氧化物传递给还原物,形成氧化物和还原物之间的电荷转移反应。
在非氧化还原反应中,电荷转移到非氧化还原剂和氧化剂之间,但没有氧化或还原的过程。
3. 电化学方程式电化学方程式是描述电化学反应的方程式,它将反应物和生成物之间的电荷转移过程表示为化学方程式。
在方程式中,电子传递通常用电子符号“e-”表示,离子迁移则用相应的离子符号表示。
4. 电极和电动势电极是电化学反应发生的场所,分为阳极和阴极。
阳极是发生氧化反应的地方,而阴极则是发生还原反应的地方。
电动势是衡量电化学反应自发性的物理量,通过比较不同半反应的电动势可以判断反应的进行方向。
二、常用电化学实验方法1. 极化曲线法极化曲线法是一种常见的电化学实验方法,用于研究电化学界面上的电荷转移和反应过程。
它通过改变外加电势的大小,并测量电流的变化,绘制电流对电势的曲线图,从而得到电化学反应的特征。
2. 循环伏安法循环伏安法是研究电化学反应动力学过程的重要实验方法。
它通过不断改变电势,使电化学反应在阳极和阴极之间来回进行,然后测量反应的电流响应,从而得到电化学反应的动力学参数。
3. 旋转圆盘电极法旋转圆盘电极法是一种用于研究电化学反应速率的实验方法。
它通过将电极固定在旋转的圆盘上,使电解液与电极之间产生强制对流,从而提高反应速率,并测量反应的电流响应,得到反应速率的信息。
高考化学专题复习:电化学基础要点一原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。
一种特殊的电解池装置举例形成条件①活动性不同的两电极(连接)②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)③形成闭合回路①两电极接直流电源②两电极插人电解质溶液③形成闭合回路①镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极②电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极:较活泼金属;正极:较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极:电源正极相连的电极阴极:电源负极相连的电极阳极:镀层金属;阴极:镀件电子流向负极正极电源负极阴极电源正极阳极电源负极阴极电源正极阳极IV FeZn III I II FeZn 电 极 反 应 负极(氧化反应):金属原子失电子;正极(还原反应):溶液中的阳离子得电子阳极(氧化反应):溶液中的阴离子失电子,或金属电极本身失电子;阴极(还原反应):溶液中的阳离子得电子阳极(氧化反应):金属电极失电子;阴极(还原反应):电镀液中阳离子得电子离子流向 阳离子:负极→正极(溶液中) 阴离子:负极←正极(溶液中) 阳离子→阴极(溶液中) 阴离子→阳极(溶液中)阳离子→阴极(溶液中) 阴离子→阳极(溶液中)练习1、把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液 混合溶液的玻璃皿中(如图所示),经一段时间后, 观察到溶液变红的区域是( ) A 、I 和III 附近 B 、I 和IV 附近 C 、II 和III 附近 D 、II 和IV 附近练习2、下面有关电化学的图示,完全正确的是( )练习3、已知蓄电池在充电时作电解池,放电时作原电池。
铅蓄电池上有两个接线柱,一个接线柱旁标有“+”,另一个接线柱旁标有“—”。
关于标有“+”的接线柱,下列说法中正确..的是( )A 、充电时作阳极,放电时作负极B 、充电时作阳极,放电时作正极C 、充电时作阴极,放电时作负极D 、充电时作阴极,放电时作正极练习4、(08广东卷)LiFePO 4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车。
高考热点(6)电化学原理命题地图素养考向1.变化观念与平衡思想:认识原电池的本质是氧化还原反应。
能多角度、动态地分析原电池、电解池中物质的变化及能量的转换,并运用原电池、电解池原理解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:能利用典型的原电池装置,分析原电池、电解池原理,建立解答原电池、电解池问题的思维模型,并利用模型揭示其本质及规律。
3.科学态度与社会责任:具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与电池有关的社会热点问题作出正确的价值判断。
考向1 电化学工作原理及应用【研磨真题·提升审题力】真题再回访破题关键点专家话误区(2019·全国卷Ⅰ·12)利用生物燃料电池原理【审题流程】【思维误区】(1)思维模糊。
无法联研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。
下列说法错误的是( )A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答题流程】(1)分析材料信息,确定关键语句“电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子”。
有酶参与,说明温度不宜过高。
A正确。
(2)分析题图信息,确定该电池的反应原理。
该电池为原电池,对外提供电能。
左端H2→H+,为负极,右端N2→NH3,为正极。
(3)分析选项,确定答案。
【一秒巧解】原电池电极谈正负,电解池电极谈阴阳。
左侧为原电池的负极,不是阴极。
系学到的知识,大多数酶是一种特殊的蛋白质,蛋白质具有一定的生理活性,需要结合蛋白质的性质答题,在做题的时候,忽视了这一点,易错选A选项。
(2)原电池与电解池混淆,错选C选项。
原电池不连接外接电源,电解池连接外接电源;原电池分正负极,电解池分阴阳极。
【认知误区】(1)电极反应式认知误区。
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。
高中化学必修1---电化学反应专题复习一、电化学反应的基本概念- 电化学反应是指在电解质溶液中发生的化学反应,包括氧化还原反应和电解反应两类。
- 氧化还原反应是指在化学反应中,物质的氧化态和还原态发生变化的过程。
- 电解反应是指在电力的作用下,使物质发生氧化还原反应的过程。
二、电化学反应的基本原理- 电化学反应涉及到电子的转移和离子的传导。
- 在电解质溶液中,正离子向阴极移动,接受电子形成还原物质,负离子向阳极移动,释放电子形成氧化物质。
- 电化学反应的方向取决于电极上的电势差,即电动势。
- 根据电势差的大小,电化学反应可以分为非自发反应和自发反应。
三、电化学反应的实验条件- 进行电化学反应实验需要使用电解槽和电解质溶液。
- 电解槽通常由两个电极(阳极和阴极)和电解质溶液组成。
- 电极材料的选择会影响电化学反应的速率和效果。
- 电解质溶液的浓度、温度和pH值等因素也会对电化学反应产生影响。
四、电化学反应的应用- 电化学反应在生活和工业中有着广泛的应用。
- 电解和电镀过程是工业上常见的应用,如金属的电镀、污水处理等。
- 电池是将化学能转化为电能的装置,广泛应用于电子设备和交通工具等领域。
- 燃料电池是一种能够将燃料的化学能直接转化为电能的装置,具有环保和高效的特点。
五、电化学反应的保护与利用- 为了保护金属材料不被腐蚀,在一些实际应用中需要进行电化学腐蚀保护。
- 电解可用于制取一些金属、非金属元素和化合物。
- 利用电化学反应可以实现能源的转化和储存,如电池和燃料电池。
- 通过电化学反应还可以制取一些化学品和药物,如氨水和铜制剂等。
以上是对高中化学必修1中电化学反应专题的复习概要,希望对你的学习有所帮助。
高考化学电化学原理解析在高考化学中,电化学原理是一个重要且具有一定难度的考点。
理解电化学原理对于解决相关问题、提高化学成绩至关重要。
接下来,让我们一起深入探究这一重要的化学知识领域。
电化学主要包括原电池和电解池两个部分。
原电池是将化学能转化为电能的装置。
其工作原理基于氧化还原反应,在两个不同的电极上分别发生氧化反应和还原反应。
以铜锌原电池为例,锌作为较活泼的金属,在稀硫酸溶液中容易失去电子,发生氧化反应,成为负极。
锌失去的电子通过外电路流向铜电极,溶液中的氢离子在铜电极上得到电子,发生还原反应,生成氢气,铜电极则为正极。
在这个过程中,电子从负极流向正极,电流则从正极流向负极,从而形成了闭合回路,产生了电能。
原电池的构成条件有几个关键要素。
首先,必须存在两种活泼性不同的电极材料,其中一种能够与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
其次,需要有电解质溶液,它能提供离子导电的环境。
再者,要形成闭合回路,使电子能够定向移动。
了解原电池的正负极判断方法对于解决问题十分重要。
通常来说,较活泼的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
但也有特殊情况,比如当电解质溶液改变时,电极的活泼性也可能发生变化。
原电池的应用广泛。
例如,在日常生活中常见的干电池、蓄电池等都是原电池的实际应用。
在化学工业中,原电池原理也被用于金属的防护,比如牺牲阳极的阴极保护法,就是利用了原电池的原理,将被保护的金属与更活泼的金属连接在一起,使更活泼的金属作为负极被腐蚀,从而保护了被保护的金属。
说完原电池,我们再来看看电解池。
电解池是将电能转化为化学能的装置。
它通过外接电源,迫使电流通过电解质溶液,从而引起电解质溶液中的离子发生定向移动,并在电极上发生氧化还原反应。
以电解氯化铜溶液为例,连接电源正极的电极称为阳极,氯离子在阳极失去电子,发生氧化反应生成氯气。
连接电源负极的电极称为阴极,铜离子在阴极得到电子,发生还原反应生成铜单质。
在电解过程中,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。
电化学反应原理电化学反应是指在电化学系统中,由于电流通过或在电极上施加电压而引起的化学反应。
电化学反应包括电解反应和电化学电池反应两种类型。
电化学反应原理是研究电化学反应的基本规律和机理,对于理解电化学过程和应用电化学技术具有重要意义。
在电化学反应中,电极是起着关键作用的部分。
电极是电化学反应发生的场所,电化学反应的速率和性质取决于电极的性质。
电极可以分为阳极和阴极,阳极是电化学反应中电子流出的地方,阴极是电子流入的地方。
在电化学反应中,阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应。
电化学反应的速率和性质取决于电极的活性和表面特性。
电化学反应的原理可以通过研究电化学动力学和热力学来理解。
电化学动力学研究电化学反应速率和机理,描述了电化学反应的进行过程。
电化学反应速率受到电极材料、电解质浓度、温度和电流密度等因素的影响。
热力学研究电化学反应的热力学性质,描述了电化学反应的热力学条件和方向。
电化学反应的进行需要满足一定的热力学条件,如电极电势和自由能变化等。
电化学反应原理还涉及电化学电池的工作原理。
电化学电池是利用电化学反应来产生电能或将电能转化为化学能的装置。
电化学电池包括原电池和电解池两种类型。
原电池是利用化学反应直接产生电能的装置,电解池是利用外加电源促使化学反应进行的装置。
电化学电池的工作原理是利用阳极和阴极上的电化学反应来产生电压和电流。
总之,电化学反应原理是研究电化学反应的基本规律和机理,对于理解电化学过程和应用电化学技术具有重要意义。
电化学反应的原理涉及电极的性质、电化学动力学、热力学和电化学电池的工作原理等内容,是电化学领域的重要基础知识。
通过深入研究电化学反应原理,可以更好地理解和应用电化学技术,推动电化学领域的发展和应用。
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电化学专题
【学习目标】1、了解原电池电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3、了解电化学的日常应用和防腐处理。
一、原电池、电解池基本原理回顾
1、单液电池:请写出右图Ⅰ、Ⅱ、III的电极反应式和总反应离子方程式。
图Ⅰ
图Ⅱ
图Ⅲ
2、双液原电池
请写出右图的电极反应式和总反应离子方程式。
二、电化学应用
(一)原电池应用:化学电源
1、可充电电池:镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充、放电反应按下式进行:
Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2,请写出在KOH电解液中放电和充电的电极反应式。
放电充电
图三
2、燃料电池
以氢氧燃料电池为例,请写出正负极电极反应式和总反应式 酸性溶液或传导H +
中性溶液或碱性溶液 传导O 2—
负极 正极 总反应化学方程式
【方法归纳】书写燃料电池电极反应式的方法: (二)电解池应用
1、氯碱工业:写出电解食盐水的阴阳极反应式和总反应化学方程式。
2、电镀和电解精炼铜:
①铁上镀铜:镀件 极,镀层 极(选图三字母a 、b );
电解液是 ; ②电解精炼铜:粗铜(含少量Zn 、Fe 、Cu 、Pt 、Au )在
极,纯铜在 极(选图三字母a 、b ); 阳极泥含 。
3、金属冶炼( M n+ + ne -
= M ):从硝酸银溶液电解得到单质银的
阴极反应式 (三)金属的防腐
金属的腐蚀分为: 和 ,主要是 为主。
金属防腐有哪些方法? 以铁为例,请写出铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的正负极和总反应式。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
【课堂反馈练习】
1、请写出甲醇燃料电池在酸性和碱性溶液中反应式 酸性电解质
中性或碱性电解质
反应类型 负极 发生 反应 正极
发生 反应
总反应
化学方程式:离子方程式:
方程式
2、[2014·广东卷] 某同学组装了如图所示的电化学
装置,电极Ⅰ为Al,其他电极均为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
D.电极Ⅲ的电极反应:Cu2++2e-===Cu
【自我检测】
1、(04天津理综)下图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()
A、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
2、(2012·福建卷)将下图所示实验装置的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(SO2-4)增大
D.片刻后可观察到滤纸b点变红色
3、(2015湛江一模)下列叙述错误的是
A.电镀时,待镀的金属制品作阳极
B.用惰性电极电解CuSO4溶液,溶液pH增大
C.氢氧燃料电池(酸性电解质)中,正极反应为O2+4H++4e-= 2H2O
D.镀锌铁皮比镀锡铁皮耐腐蚀
4、(2014·海南卷)以石墨为电极,电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。
下列说法错误的是( )
A.阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体
C.阳极附近溶液呈蓝色 D.溶液的pH变小
5、(2013·全国大纲卷)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O2-7)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2O2-7+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。
下列说法不正确的是( )
A、阳极反应为Fe-2e-===Fe2+ B.电解过程中溶液pH不会变化
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路每转移12 mol电子,最多有1 mol Cr2O2-7被还原
6、下列叙述的方法不正确的是()
A、金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍
B、用铝质铆钉铆接铁板,铁板易被腐蚀
C、钢铁在干燥空气中不易被腐蚀
D、用牺牲锌块的方法来保护船身
7、关于金属腐蚀的叙述中,正确的是( )
A、金属被腐蚀的本质是:M + nH2O = M(OH)n+n/2H2↑
B、马口铁(镀锡)镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化
C、金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D、常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
8、(2015江门调研)室温下,如图a、b、c均为石墨电极,按如图所示装置进行实验,请回答下列问题·
①Zn电极反应式为: ,
乙池总反应化学方程式为
②反应一段时间后,a极析出6.4g Cu,此时乙池中溶液的体积为200 mL,则乙池溶液的pH 为_________。
若要使乙池溶液恢复到起始浓度,要向溶液中通入适量的_____________. 9、(2015佛山检测)高温电解技术可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应方
程式为:CO2+H2O CO+H2+O2,其工作原理示意图如下:
电极b上放出的气体X为,电极b连接Y为电源
的极(填正、负)。
10、(2014·北京卷)电解NO制备NH4NO3,其工作原理如右
图所示。
写出该电解反应的阴极和阳极的电极反应式:
11、(2014·重庆卷)一定条件下,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。
①导线中电子移动方向为________。
(用A、D表示)
②生成目标产物的电极反应式为__________________。
答案
【课堂反馈练习】1、
酸性电解质中性或碱性电解质反应类型
负极2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2↑
+12H+2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-
+12H2O
发生氧化反应
正极O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O O2 + 4e- + 4H2O= 4OH-发生还原反应
总反应方程式化学方程式:2CH3OH+3O2
=2CO2+4H2O
离子方程式:2CH3OH+3O2
+4OH-=2CO32-+6H2O
2、A
【自我检测】
1B 2A 3B 4D 5B 6B 7C
8、Zn-2e- = Zn2+ 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑ 14 HCl
9、O2正
10、阳极:NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+阴极: NO+5e-+6H+=NH4++H2O
11、A→D C6H6+6H++6e-=C6H12。