高三化学复习电化学专题
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专题十电化学基础1.(2024浙江高考10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发觉液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。
导致该现象的主要缘由是液滴之下氧气含量比边缘少。
下列说法正确的是A.液滴中的Cl―由a区向b区迁移B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e-4OH-C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH―形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为:Cu-2e-Cu2+解析:液滴边缘O2多,在碳粒上发生正极反应O2+2H2O+4e-4OH-。
液滴下的Fe 发生负极反应,Fe-2e-Fe2+,为腐蚀区(a)。
A.错误。
Cl-由b区向a区迁移B.正确。
C.错误。
液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀。
D.错误。
Cu更稳定,作正极,反应为O2+2H2O+4e-4OH-。
答案:B【评析】本题考察电化学内容中金属吸氧腐蚀的原理的分析。
老学问换新面孔,高考试题,万变不离其宗,关键的学问内容肯定要让学生自己想懂,而不是死记硬背。
学生把难点真正“消化”了就可以做到一通百通,题目再怎么变换形式,学生也能回答。
2.(2024安徽高考12)探讨人员最近发觉了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是:A.正极反应式:Ag+Cl--e-=AgClB.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子C.Na+不断向“水”电池的负极移动D. AgCl是还原产物解析:由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物,即银做负极,产物AgCl是氧化产物,A、D都不正确;在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应,所以阳离子向电池的正极移动,C错误;化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是+18/5价,所以每生成1 mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为(4-18/5)×5=2mol,因此选项B正确。
高三化学电化学知识点电化学是研究电与化学之间相互转化的科学,是化学与电学的交叉学科。
在高三化学中,电化学是一个重要的知识点,具有广泛的应用价值。
本文将重点介绍高三化学中的电化学知识点。
一、电解质与非电解质电解质是在水溶液或熔融状态下能够导电的物质,如NaCl、HCl等。
而非电解质是指在水溶液中不能导电的物质,如糖、酒精等。
在电解质溶液中,正负离子会在电场作用下迁移,从而使溶液导电。
二、电解池与电解过程电解池是指用于进行电解的装置,包括两个电极(阳极和阴极)以及与电极相连的外部电源。
电解过程是指在电解池中,正负离子在电极之间迁移的过程。
阴极吸引正离子,还原成相应的物质;阳极吸引阴离子,氧化成相应的物质。
三、电解方程式电解方程式用于描述电解过程中的化学反应。
通常使用方括号表示电解质溶液,使用单向箭头表示反应方向。
例如,在电解NaCl溶液的过程中,可以写作:2Cl- → Cl2 + 2e-2H2O + 2e- → H2 + 2OH-四、电极电势与电动势电极电势是指在标准状态下,电极与溶液中相应物质的离子之间建立的电势差。
电动势是指电池或电解池对外部做功的能力,是电池的重要特性。
电动势的大小与电化学电势差有关。
五、电化学电池电化学电池是将化学能转化为电能的装置。
常见的电化学电池有原电池、干电池和燃料电池等。
其中,原电池是通过化学反应来产生电能的装置,如常见的铅酸电池和锌银电池。
六、电解与电镀电解是利用外部电源迫使化学反应发生的过程,其目的是将溶液中的某种物质电解析出。
电镀是一种利用电解的方法,在金属表面上镀覆一层金属的过程。
例如,可以使用银电镀法制备银制品。
七、电解水与电解溶液电解水是将水分解成氢气和氧气的过程,需要通过外部电源提供能量。
电解溶液是指将溶液中的化合物进行电解分解的过程,可以获得纯净的金属或其他溶质。
八、电化学测量与应用电化学测量是一种利用电化学原理来测量物质浓度、酸碱度等性质的方法。
电化学也有广泛的应用,如燃料电池用于能源转化、电解法用于制取金属等。
一、原电池的工作原理装置特点:化学能转化为电能;①、两个活泼性不同的电极;形成条件:②、电解质溶液一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应;原③、形成闭合回路或在溶液中接触电④、建立在自发进行的氧化还原反应基础之上池负极:用还原性较强的物质作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化反应; 原基本概念:正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路得到电子,发生还原反应;理电极反应方程式:电极反应、总反应;氧化反应负极铜锌原电池正极还原反应反应原理 Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=2H2↑电解质溶液二、常见的电池种类电极反应:负极锌筒Zn-2e-=Zn2+正极石墨2NH4++2e-=2NH3+H2↑①普通锌——锰干电池总反应:Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑干电池:电解质溶液:糊状的NH4Cl特点:电量小,放电过程易发生气涨和溶液②碱性锌——锰干电池电极反应:负极锌筒Zn-2e- +2OH- =ZnOH2正极石墨2e-+2H2O +2MnO2= 2OH-+2MnOOH 氢氧化氧锰总反应:2 H2O+Zn+2MnO2= ZnOH2+2MnOOH溶解不断电极:负极由锌改锌粉反应面积增大,放电电流增加;使用寿命提高 电解液:由中性变为碱性离子导电性好;正极PbO 2 PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极Pb Pb+SO 42--2e -=PbSO 4总反应:PbO 2+Pb+2H SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液:cm 3~cm 3的H 2SO 4 溶液特点:电压稳定, 废弃电池污染环境 Ⅰ、镍——镉Ni ——Cd 可充电电池;其它 负极材料:Cd ;正极材料:涂有NiO 2,电解质:KOH 溶液NiO 2+Cd+2H 2O NiOH 2+ CdOH 2Ⅱ、银锌蓄电池正极壳填充Ag 2O 和石墨,负极盖填充锌汞合金,电解质溶液KOH;反应式为: 2Ag+ZnOH 2 ﹦ Zn+Ag 2O+H 2锂亚硫酰氯电池Li-SOCl 2:8Li+3SOCl 2 = 6LiCl+Li 2SO 3+2S锂电池 用途:质轻、高能比能量高、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命,广泛应用于军事和航空领域; ①、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输入,同时燃 料 电极反应产物不断排出电池;放电 充电放电放电` 充电 放电`充电放电`电池②、原料:除氢气和氧气外,也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂;③、氢氧燃料电池:总反应:O2+2H2=2H2O 特点:转化率高,持续使用,无污染;2.氢氧燃料电池反应汇总:介质电池反应2H2 +O2= 2H2O酸性负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O中性负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-碱性负极2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-3.固体氢氧燃料电池:固体电解质介质电池反应: 2H2 +O2= 2H2O负极2H2 - 4e- +2O2-= 2H2O正极O2+ 4e-= 2O2-负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O4.甲烷新型燃料电池以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通入甲烷和氧气;电极反应为:负极:CH4+ 10OH --8e-= CO32- + 7H2O正极:2O2+ 4H2O +8e-= 8OH -电池总反应:CH 4+ 2O 2 + 2KOH = K 2CO 3 + 3 H 2O分析溶液的pH 变化;C 4H 10、空气燃料电池、电解质为熔融K 2CO 3, 用稀土金属材料作电极具有催化作用负极:2C 4H 10 -52e- + 26CO32-- = 34 CO 2+ 10H 2O 正极:13O 2 +52e- + 26CO 2 =26CO3 2-电池总反应:2C 4H 10+ 13O 2 = 8CO 2 + 10 H 2O 5.铝——空气燃料电池海水: 负极:4Al -12e- = 4Al 3+ 正极:3O 2 +12e- + 6H 2O =12OH - 电池总反应:4Al +3O 2 +6H 2O = 4AlOH 3 三、原电池的主要应用:1.利用原电池原理设计新型化学电池;2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气;3.进行金属活动性强弱比较;4.电化学保护法,即将金属作为原电池的正极而受到保护;如在铁器表面镀锌;5.解释某些化学现象 四、金属的腐蚀与防护腐蚀概念:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程;概述: 腐蚀危害:腐蚀的本质:M-ne -→M n+氧化反应分类:化学腐蚀金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀、电化腐蚀电化学腐蚀定义:因发生原电池反应,而使金属腐蚀的形式; 负极Fe :Fe-2e -=Fe 2+; 吸氧腐蚀: 正极C :O 2+2H 2O+4e -=4OH - 总反应:2Fe+O 2+2H 2O=FeOH 2后继反应:4FeOH 2 +O 2 +2H 2O =4FeOH 3钢铁的腐蚀 2FeOH 3====Fe 2O 3 +3H 2O负极Fe :Fe-2e -=Fe 2+;析氢腐蚀: 正极C :2H ++2e -=H 2↑总反应: Fe+2H +=Fe 2++H 2↑影响腐蚀的因素:金属本性、介质;金属的防护: ①、改变金属的内部组织结构;保护方法: ②、在金属表面覆盖保护层;③、电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法电解池原理 一、 电解池基础定义:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程; 装置特点:电能转化为化学能;①、与电源本连的两个电极;形成条件 ②、电解质溶液或熔化的电解质③、形成闭合回路;金属的腐蚀与防护电极 阳极:与直流电源正极相连的叫阳极;概念 阴极:与直流电源负极相连的叫阴极;电极反应:原理:谁还原性或氧化性强谁先放电发生氧化还原反应离子放电顺序: 阳极:阴离子还原性 S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->SO 42-含氧酸根>F -阴极:阳离子氧化性 Ag +>Fe 3+>Cu 2+>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H +>Al 3+>Mg 2+>Na +电子流向 e - e-氧化反应 阳极 阴极 还原反应反应原理:4OH --4e -=2H 2O +O 2 Cu 2++2e -=Cu 电解质溶液电解结果:在两极上有新物质生成;总反应:2CuSO 4+ 2H 2O= 2Cu+2H 2SO 4+O 2↑ 二、 电解池原理粗铜板作阳极,与直流电源正极相连; ①、装置 纯铜作阴极,与直流电源负极相连;用CuSO 4 加一定量H 2SO 4作电解液; 阴极:Cu 2++2e -=Cu电解精炼铜 阳极:Cu-2e -=Cu 2+、Zn-2e -=Zn 2+②、原理: Ni-2e -=Ni 2+阳极泥:含Ag 、Au 等贵重金属; 电解液:溶液中CuSO 4浓度基本不变③、电解铜的特点:纯度高、导电性好;移向阴离子移向 阳离子电解池原理①、概念:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程;②、方法:镀层金属与电源正极相连作阳极; 将待镀金属与电源负极相连作阴极;电镀: 用含镀层金属离子的电解质溶液配成电镀液;③、原理:阳极 Cu-2e -=Cu 2+ ;Cu 2++2e -=Cu ④、装置 如图⑤、电镀工业:镀件预处理→电镀液添加剂→装置:现象 ①、阴极上有气泡;②、阳极有刺激性气体产,能使湿润的淀粉KI 变蓝;电解食盐水 ③、阴极区附近溶液变红,有碱生成通电前: NaCl =Na ++Cl - H 2O H ++OH -原理 阴极Fe:Na +,H +移向阴极;2H ++2e -=H 2↑还原反应 通电后: 阳极C :Cl -、OH -移向阳极;2Cl --2e -=Cl 2↑氧化反应总反应:2NaCl +2H 2O 2NaOH +Cl 2↑+H 2↑阳极、阴极、离子交换膜、电解槽、导电铜棒等 ①、组成:阳极:金属钛网涂有钌氧化物;阴极:碳钢网涂有Ni 涂层阳离子交换膜:只允许阳离子通过,阻止阴离子和空气通过;电解的应氯碱工业 电解离子交换膜法制烧碱②、装置:食盐 湿氯气 氯气 ③生成流程: 淡盐水 氢气 NaOH 溶液 → NaOH 固体精制食盐水 + — 纯水含少量NaOH 粗盐水含泥沙、Cu 2+、Mg 2+、Ba 2+、SO 42-等阳离子交换树脂:除Cu 2+、Mg 2+等 加BaCl 2,Ba 2++SO 42-=BaSO 4↓④、粗盐水精制: 加Na 2CO 3:Ca 2++CO 32-=CaCO 3↓;Ba 2++CO 32-=BaCO 3↓加NaOH :Mg 2++2OH -=MgOH 2↓;Fe 3++3OH -=FeOH 3↓三、电解实例及规律电解液 溶质类别 电解总反应式相当于电解溶液pH NaOH 溶液 强碱 2H 2O电解2H 2↑+O 2↑水升高 H 2SO 4溶液 含氧酸 降低 Na 2SO 4溶液 活泼金属的含氧酸盐 不 变 两极混合液 CuCl 2溶液 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl 2 电解Cu+Cl 2↑ 电解质本身接近7HCl 溶液无氧酸2HCl电解H 2↑+Cl 2↑升高NaCl 溶液 活泼金属的无氧酸盐2NaCl+2H 2O 电解H 2+2NaOH+Cl 2↑ om电解质与水升高。
化学高三知识点电化学电化学是研究化学与电流之间的相互关系的学科,它涉及电解、电池以及电化学反应等内容。
它在我们日常生活中起到了重要的作用,比如电池用于电子设备、蓄电池用于汽车等等。
本文将重点介绍化学高三知识点电化学的相关内容。
一、电解与化学电池1. 电解电解是指利用电能使电解质溶液或熔融电解质发生化学反应的过程。
其中,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
电解质溶液中的离子在电场作用下向电极移动,产生化学反应。
2. 化学电池化学电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个半电池组成,其中一个半电池发生氧化反应,另一个半电池发生还原反应。
通过两个半电池之间的电子流动来实现电能的转化。
二、电解质与非电解质1. 电解质电解质是指在溶液中或熔融状态下能够释放出离子的物质。
电解质可以分为强电解质和弱电解质两种。
强电解质在溶液中完全电离,生成大量的离子;而弱电解质只在溶液中部分电离。
2. 非电解质非电解质是指在溶液中不会电离产生离子的物质。
常见的非电解质包括醇类、糖类等有机化合物。
三、电位与电动势1. 电位电位指的是电池或半电池中任意一电极相对于标准电极(常用氢电极)的电势差。
电位是以参比电极为基准进行测量的。
2. 电动势电动势是指电池或半电池对单位正电荷做的功。
它反映了电池或半电池的内禀特性,与电池内部的化学反应相关。
四、标准电极电位与标准电动势1. 标准电极电位标准电极电位指的是在标准条件下,电极与标准氢电极之间的电势差。
它用于衡量不同半电池中化学反应的强弱。
2. 标准电动势标准电动势是指在标准条件下,电池的电动势。
它是通过测量两个半电池之间的标准电极电位差来计算得到的。
五、电解池与电池1. 电解池电解池是用于进行电解实验的装置。
它由两个电极和连接电源的电解槽组成,电解质溶液放在电解槽中。
电解反应发生在电解槽中的电极上。
2. 电池电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个半电池组成,每个半电池中都包含一个电极和溶液。
高三化学知识点总结电化学高三化学知识点总结——电化学一、引言电化学是研究电荷转移与化学反应之间相互关系的学科,是化学与物理学的交叉领域。
在高三化学学习中,电化学作为一个重要的知识点,涉及到电解质溶液、电解池、电化学电池等方面的内容。
本文将对高三化学电化学知识点进行总结,并逐一进行说明。
二、电解质溶液电解质溶液是由离子构成的溶液,在溶液中,带正电荷的离子称为阳离子,带负电荷的离子称为阴离子。
电解质溶液的电导能力与溶液中离子的浓度有关,浓度越高,电导能力越强。
电解质溶液的电导过程是由电离、迁移和再组合三个步骤组成的。
三、电解池电解池是电解实验中的设备,一般由两个电极和电解质溶液组成。
电解池的两个电极分别是阳极和阴极,通过外部电源施加电压,使阳极与阴极形成电势差,从而产生电解反应。
四、电化学电池1. 电池的构成电化学电池是将化学能转换为电能的装置。
电池由阳极、阴极和电解质三个基本组件构成。
阳极是电池中电流流出的地方,阴极是电流流入的地方,而电解质则需要在阳极和阴极之间形成离子的通道。
2. 电池的工作原理电化学电池通过化学反应的进行来提供电能。
在放电过程中,化学能转化为电能,而在充电过程中,电能转化为化学能。
电池的工作原理基于氧化还原反应,通过电子的转移和离子的迁移来实现。
3. 电池的分类根据电池内部的化学反应类型和电池的形式,电池可以分为原电池和电解质电池两大类。
原电池是能够直接产生电能的设备,而电解质电池则需要外部电源提供电能。
常见的原电池包括干电池和燃料电池,而电解质电池则包括铅蓄电池和锂离子电池等。
五、常见电化学现象1. 电解与电析电解是指使用电流将化合物分解成其离子的过程,而电析则是通过电流使金属离子还原成对应金属的过程。
2. 腐蚀金属在氧气和水的作用下会产生腐蚀现象,这是由于金属表面被氧化和还原反应导致的。
腐蚀可以通过电化学方法来防止,如电镀等。
3. 电解质溶液的浓度与电导率之间的关系电解质溶液的浓度越高,电导率越高。
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。
电化学专题复习考点分析(1)了解原电池原理。
初步了解化学电源。
了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。
(2)理解电解原理。
了解铜的精炼、镀铜、氯碱工业反应原理。
典型例析例1、[2004高考江苏] 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)+2MnO 2(s)+H 2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn 2O 3(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(1)+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O.2mol 电子,锌的质量理论上减小6.5g解析:根据电池总反应式,锌发生氧化反应,失去电子作电池的负极,电子经外电路流向正极。
两极的电极反应式为:负极:Zn (s )+2OH -(ag )-2e -=Zn (OH )2(s )正极:2MnO 2(s )+H 2O (l )+2e-=Mn 2O 3(s )+2OH -(ag )电极 放电时,1mol Zn 失去2mol 电子,所以当通过0.2mol 电子时,消耗Zn 的物质的量为0.1mol ,锌的质量减小6.5g 。
答案: C例2.(2005江苏)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH下列叙述不正确...的是 A .放电时负极反应为:Zn —2e — +2OH —= Zn(OH)2B .充电时阳极反应为:Fe(OH)3 —3e — + 5 OH — = FeO24 + 4H 2OC .放电时每转移3 mol 电子,正极有1mol K 2FeO 4被氧化D .放电时正极附近溶液的碱性增强【分析】本题属于基本概念与理论的考查,落点在原电池反应的机理及原电池电极反应式书写、简单的氧化还原计算。
2024年高考化学二轮专题复习:电化学专题总结2024年高考化学二轮专题复习:电化学专题总结一、前言随着高考的临近,我们需要聚焦化学学科中的重要专题——电化学。
在本文中,我们将对电化学的基本概念、原电池和电解池的相关知识进行回顾,总结二轮复习中的重点和难点,并提供一些具有针对性的练习题,以帮助大家更好地掌握电化学的核心内容。
二、基本概念1、电极:原电池的两个电极分别为正极和负极,发生氧化反应的为负极,发生还原反应的为正极。
2、电子流向:电子从负极经导线流向正极。
3、离子流向:溶液中的阳离子移向正极,阴离子移向负极。
三、原电池1、组成:原电池由电极、电解质溶液、隔膜和导线组成。
2、工作原理:通过氧化还原反应,将化学能转化为电能。
3、电池表示法:以“(-)正(+)”表示电极,以“稀H2SO4、浓HNO3”等表示电解质溶液,以“Cu-Zn-H2SO4”表示电池。
四、电解池1、组成:电解池由电极、电解质溶液、电源和导线组成。
2、工作原理:通过电解作用,将电能转化为化学能。
3、电解规律:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
4、金属的腐蚀与防护:金属在潮湿环境中易发生电化学腐蚀,常用的防护措施有涂油漆、改变金属结构等。
五、二轮复习重点难点1、正确判断原电池和电解池的反应类型,熟练掌握电子和离子的流向。
2、掌握常见化学电源的种类及工作原理,如干电池、蓄电池、燃料电池等。
3、理解并掌握电解规律,能够预测电解产物,并了解氯碱工业的原理。
4、掌握金属腐蚀的原理和防护方法,了解牺牲阳极的阴极保护法在金属防腐中的应用。
六、练习题1、请写出干电池、蓄电池、燃料电池的反应原理。
2、请简述氯碱工业的原理和工艺流程。
3、请解释牺牲阳极的阴极保护法在金属防腐中的应用。
七、总结与展望电化学是高考化学的重要考点之一,我们需要在二轮复习中全面掌握相关概念和原理,注重理论与实践的结合,提高解决实际问题的能力。
同时,我们还应该关注电化学领域的新进展和新应用,如新能源技术、储能技术等,以拓宽视野,提高对电化学知识的理解和掌握。
专题一电化学基础一、原电池正负极的确定及电极反应式的写法1.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。
(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。
2.书写电极反应式应注意:第一、负极失去电子发生氧化反应;正极上,①电解质溶液中的阳离子(或氧化性强的离子)得到电子;②溶解在溶液中的O2得电子,发生还原反应,例如钢铁的吸氧腐蚀。
第二、两个电极得失电子总数守恒。
第三、注意电极产物是否与电解质溶液反应,若反应,一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并写。
第四、书写燃料电池电极反应式必须遵循的原则:(1)电池的负极一定是可燃性气体(如H2、CO、CH4)在失电子时,发生氧化反应,电池的正极一定是助燃性气体(如O2),在得电子时,发生还原反应。
(2)电极材料一般不发生化学反应,只起传导电子的作用。
(3)电极反应式作为一种特殊的电子反应方程式,也必须遵循原子守恒、电荷守恒的规律。
(4)写电极反应式时,一定要注意电解质是什么,其中的离子要和电极反应式中出现的离子相对应。
例如:宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,电解质溶液是KOH,其中H2为负极,O2为正极,电极反应式为:正极O2+2H2O+4e—=4OH—负极2H2+4OH——4e—=4H2O二、电解池阴、阳极的判断根据电极与电源两极相连的顺序判断阴极:与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。
其反应时, 溶液中氧化能力强的阳离子首先在阴极上得到电子, 发生还原反应。
阳极:与直流电源的正极直接连接的电极。
①若是惰性电极(Pt、Au、C、Ti),在该极上,溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧化;②若是活性电极,电极材料参与反应,自身失去电子被氧化而溶入溶液中。
三、电解时电极产物的判断1.阳极产物判断首先看电极,如果是活性电极(金属活动顺序表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。
如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要再看溶液中的离子的失电子能力,此时根据阴离子放电顺序判断。
阴离子放电顺序:S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—2.阴极产物的判断直接根据阳离子得电子能力进行判断,阳离子放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+这些离子在水溶液中不放电)3.镀锌。
电镀条件,由于阳极不断溶解,电镀液中阳离子保持较高的浓度,故在此条件下Zn2+先于H+放电。
四、原电池、电解池、电镀池之比较五、用惰性电极电解电解质溶液时的总结六、金属的腐蚀和防护金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。
⑶金属防护的几种重要方法改变金属内部的组成结构,将金属制成合金,增强抗腐蚀能力。
②在金属表面覆盖保护保护层,使金属和周围物质隔离开来。
③电化学保护法:利用电化学反应使金属钝化而受到保护,或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。
(4)金属腐蚀速率大小电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池阴极七、原电池、电解池、电镀池和精炼池的判断方法(1)根据题目中出现的图像判断自发/非自发 (2)根据题目中所描述的电极判断:正极/负极——原电池 阴极/阳极——电解池 (3)根据题目中的化学反应判断:放电过程——原电池反应 充电过程——电解池反应 (4)根据应用:原电池的应用——金属的腐蚀电解池的应用——电镀、精炼、电冶金 【说明】:多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池,其余都是在原电池带动下工作的电解池;若最活泼的电极相同时,则两极间活泼性差别较大的是原电池,其余为电解池。
八、电解后pH 变化判断结合实际放电离子,通过判断H +、OH -、H 2O 实际变化量来判断溶液pH 变化。
高考常见题型小结题型一:原电池(结合燃料电池、电化学腐蚀、主要考察电极反应式、电子流向、电解质离子移动方向、溶液pH 的变化) 例题1.(09广东)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。
下列说法正确的是( )A .以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解液时,正极反应都为:O 2+2H 2O +4e -=4OH -B .以NaOH 溶液为电解液时,负极反应为:Al +3OH --3e -=Al(OH)3↓ C .以NaOH 溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH 保持不变 D .电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极例题2.(江苏卷) 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
关于该电池的叙述正确的是( ) A .该电池能够在高温下工作 B .电池的负极反应为:-+612622C H O +6H O-24e =6CO +24H ↑C .放电过程中,+H 从正极区向负极区迁移D .在电池反应中,每消耗1mol 氧气,理论上能生成标准状况下2CO 气体22.46L 题型二:电解原理的运用(电极产物的判断、电极反应类型、电子转移数)例题3.(09安徽).Cu 2O 是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取.Cu 2O 的电解池示意图如下,点解总反应:2Cu+H 2O==Cu 2O+H 2O ↑。
下列说法正确的是( )A.石墨电极上产生氢气B.铜电极发生还原反应C.铜电极接直流电源的负极D.当有0.1mol 电子转移时,有0.1molCu 2O 生成。
例4:有甲、乙、丙三个串联的电解槽,如下图所示连接。
其中电极C 、D 、E 、F 都为Pt 片,电极G 是Fe 片,H 是Cu 片。
甲池中电解液为饱和食盐水;乙池中电解液为稀硫酸;丙池中电解液为硫酸铜溶液。
当接通电路一段时间后,现象如图所示。
⑴ A 是 极,B 是 极,C 是 极,D 是 极。
⑵ 若向甲池中加入少许酚酞试液, 极附近显红色;若向甲池中加入少量淀粉碘化钾溶液, 极附近显蓝色。
⑶ G 极上的现象是 ,H 极上的现象是 , 丙池是 装置。
⑷ E 极上发生 反应,电极反应式是 ;F 极上发生 反应,电极反应式是 。
巩固练习:1.(09福建)控制适合的条件,将反应322Fe I +-+222Fe I ++设计成如右图所示的原电池。
下列判断不正确...的是( ) A. 反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B. 反应开始时,甲中石墨电极上Fe 3+被还原 C. 电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态 D. 电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl 2固体,乙中石墨电极为负极2.(09上海卷)右图装置中,U 型管内为红墨水,a 、b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。
下列有关描述错误的是( ) A .生铁块中的碳是原电池的正极 B .红墨水柱两边的液面变为左低右高C .两试管中相同的电极反应式是:2+Fe 2e Fe -→ D .a 试管中发生了吸氧腐蚀,b 试管中发生了析氢腐蚀3.(09南海卷) Li-SOCl 2电池可用于心脏起搏器。
该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl 4—SOCl 2。
电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl 2 = 4LiCl +S +SO 2。
请回答下列问题: (1)电池的负极材料为 ,发生的电极反应为 ; (2)电池正极发生的电极反应为 ;(3)SOCl 2易挥发,实验室中常用NaOH 溶液吸收SOCl 2,有Na 2SO 3和NaCl 生成。
如如果把少量水滴到SOCl 2中,实验现象是 ,反应的化学方程式为 ; (4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是 。
4.电解原理应用:⑴电解食盐水:电极反应式:_________________________________________⑵电镀:以铁件镀铜为例 阳极材料:_________ 电极反应:___________阴极材料:__________ 电极反应:___________电镀液:___________⑶精炼铜:阳极材料__________ 阴极材料__________电解质溶液___________5.(08全国Ⅱ卷)右图为直流电源电解稀Na 2SO 4水溶液的装置,通电后在石墨电极a 和b 附近分别滴加石蕊溶液,下列实验现象正确的是 ( ) A .逸出气体的体积:a 电极的小于b 电极的B .电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体C .a 电极附近呈红色,b 电极附近呈蓝色D .a 电极附近呈蓝色,b 电极附近呈红色题型三:原电池与电解池相结合(考察串联电路电极的判断、可充电电池的电极判断、电极反应式、溶液的pH 变化及离子的移动方向)例题5.右图中电极a 、b 分别为Ag 电极和Pt 电极,电极c 、d 都是石墨电极。
通电一段时间后, 在c 、d 两极上共收集到336mL (标准状态)气体。
回答:(1)直流电源中,M 为 极。
(2)Pt 电极上生成的物质是 ,其质量为 g 。
(3)电源输出的电子,其物质的量与电极b 、c 、d 分别生成的物质的物质的量之比为 2: ∶ ∶ 。
(4)AgNO 3溶液的浓度(填增大、减小或不变。
下同) ,AgNO 3溶液的pH ,H 2SO 4溶液的浓度 ,H 2SO 4溶液的pH 。
(5)若H 2SO 4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%,则原有5.00%的H 2SO 4溶液为 g 。
电解有关计算方法:(1)串联电路中各电极得失电子数相等,即电路中通过的电量(电子总数)相等求解。
通常存在下列物质的量关系H 2~Cl 2 ~ 21O 2 ~Cu ~ 2Ag ~ 2H + ~ 2OH -(2)根据电极反应式或电解方程式列比例求解巩固演练 一选择题1.下列有关电池的说法不正确的是( )A .手机上用的锂离子电池属于二次电池B .铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极C .甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D .锌锰干电池中,锌电极是负极2.中学阶段介绍的应用电解法制备的物质主要有三种:一是铝的工业制备、二是氯碱工业、三是金属钠的制备。