高考电化学复习学案.doc

原电池原理考点聚焦1.通过进行化学能转化为电能的探究活动，了解原电池工作原理.2.能正确书写原电池的正、负极的电极反应式及电池反应方程式。知识梳理 1：组成原电池的条件。 有两种活性不同的金属（或一种是非金属导体）。 电极材料均插入电解质溶液中。两电极相连形成闭合电路。2 原电池的原理负极-较活泼的金属- 电子-发生 反应正极-较不活泼的金属- 电子-发生 反应试题枚举【例1】下列叙述中正确的是 A构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。 B由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。 C马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。 D铜锌原电池工作时，若有13克锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过。 【例2】把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连，D上有气泡逸出；A、C相连时A极减轻；B、D相连，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为 AABCD BACBD CACDB DBDCA 【例3】电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是： Zn + 2 OH- -2eZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e2Ag +2 OH- 下列判断正确的是 A锌为正极，Ag2O为负极。 B锌为负极，Ag2O为正极。 放电充电【变式】化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是 以上反应是可逆反应以上反应不是可逆反应充电时化学能转变为电能放电时化学能转变为电能ABCD(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为 。(3)另一种常用的电池是锂电池（锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7），由于它的比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年。它的负极用金属锂制成，电池总反应可表示为：Li+MnO2LiMnO2试回答：锂电池比容量特别大的原因是 。锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因 。 电解池原理考点聚焦1.通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。2.知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。认识电能转化为化学能的实际意义。知识梳理1原电池和电解池的比较：装置原电池电解池实例原理形成条件电极：两种不同的导体相连；电解质溶液：能与电极反应。电源；电极（惰性或非惰性）；电解质（水溶液或熔化态）。反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定：正极：材料性质较不活泼的电极；负极：材料性质较活泼的电极。由外电源决定：阳极：连电源的 极；阴极：连电源的 极；电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+ （ 反应）正极：2H+2e-=H2（ 反应）阴极：Cu2+ +2e- = Cu （ 反应）阳极：2Cl-2e-=Cl2 （ 反应）电子流向电流方向能量转化应用抗金属的电化腐蚀；实用电池。电解食盐水（氯碱工业）；电镀（镀铜）；电冶（冶炼Na、Mg、Al）；精炼（精铜）。4电解反应中反应物的判断放电顺序 阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。B.阳离子得电子顺序 金属活动顺序表的反表：K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ (H+) Cu2+ Hg2+ Ag+ （阳离子放电顺序与浓度有关，并不绝对）阳极A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时：阴离子失电子：S2- I- Br- Cl- OH- NO3- 等含氧酸根离子 F-B.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。 5电解反应方程式的书写步骤：分析电解质溶液中存在的离子；分析离子的放电顺序；确定电极、写出电极反应式；写出电解方程式。如：电解NaCl溶液：2NaCl+2H2O H2+Cl2+2 ，溶质、溶剂均发生电解反应，PH 。电解CuSO4溶液：2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2+ 2 溶质、溶剂均发生电解反应， PH 。 电解CuCl2溶液：CuCl2 CuCl2 电解盐酸： 2HCl H2Cl2溶剂不变，实际上是电解溶质，PH 。电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：2H2O 2H2 + O2，溶质不变，实际上是电解水，PH分别 、 、 。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用）。电解熔融NaOH: 4NaOH 4Na + O2 + H2O 用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O + H2 （注意：不是电解水。）图20-18电解原理的应用A、电解饱和食盐水（氯碱工业） 反应原理阳极： 阴极： 总反应：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH 设备 （阳离子交换膜电解槽）组成：阳极Ti、阴极Fe阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。制烧碱生产过程 （离子交换膜法） 食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42- 等）加入NaOH溶液加入 溶液加入 溶液过滤加入 加入离子交换剂(NaR) 电解生产主要过程（见图20-1）： 从阳极区加入，H2O从 极区加入。阴极 放电，破坏了水的 ，使 浓度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。B、电解冶炼铝原料：（A）、冰晶石：Na3AlF6=3Na+AlF63-（B）、氧化铝： 铝土矿 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 原理 阳极 阴极 总反应：4Al3+6O24Al+3O2 设备：电解槽（阳极C、阴极Fe） 因为阳极材料不断地与生成的氧气反应：C+O2 CO+CO2，故需定时补充。C、电镀：用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子。电镀锌原理：阳极 Zn2e = Zn2+阴极 Zn2+2e=Zn电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。在电镀控制的条件下，水电离出来的H+和OH一般不起反应。电镀液中加氨水或 NaCN的原因：使Zn2+离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、光亮。D、电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。E、电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液含有Cu2+。铜前金属先反应但不析出，铜后金属不反应，形成 “阳极泥”。 试题枚举【例1】将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为A.410-3mol/L B.210-3mol/L C.110-3mol/L D.110-7mol/L 【例2】某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为:Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是:A、放电时，负极上发生反应的物质是Fe.B、放电时，正极反应是：NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2C、充电时，阴极反应是：Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2OD、充电时，阳极附近pH值减小.【例3】甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO3溶液后，以Pt为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_ 【例4】有三个烧杯，分别盛有氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8克，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为A、4：1 B、1：1 C、4：3 D、3：4练习1. （2011浙江高考10）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现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。导致该现象的主要原因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：O22H2O4e=4OHC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：Cu2e=Cu22. （2011安徽高考12）研究人员最近发现了一种“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：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，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：AgCle=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3. （2011北京高考8）结合下图判断，下列叙述正确的是A和中正极均被保护B. 和中负极反应均是Fe2eFe2 C. 和中正极反应均是O22H2O4e4OHD. 和中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀4. （2011福建高考11）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是A水既是氧化剂又是溶剂B放电时正极上有氢气生成C放电时OH向正极移动D总反应为：2Li2H2O= 2LiOHH25. （2011广东高考12）某小组为研究电化学原理，设计如图2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6. （2011山东高考15）以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用7. （2011新课标全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e-=Fe（OH）2C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D. 电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O8. (2011海南)一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH-2e-=2H2O； NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是A. H2O的还原 B. NiO(OH)的还原C. H2的氧化 D. NiO(OH) 2的氧化9. （2011海南）根据下图，下列判断中正确的是A.烧杯a中的溶液pH升高B.烧杯b中发生氧化反应C.烧杯a中发生的反应为2H+2e-=H2D.烧杯b中发生的反应为2Cl-2e-=Cl210. (2011全国II卷10)用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的ACuSO4BH2OCCuODCuSO45H2O11. （2011上海）用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是A用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片 B用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片C用氢氧化钠溶液吸收阴极产物 D用带火星的木条检验阳极产物12. ( 2011江苏高考13，12分) Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH加入适量AgNO3 溶液,生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为2AgNO34KOHK2S2O8Ag2O22KNO3K2SO42H2O回答下列问题：（1）上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是 。(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式： 。(3)准确称取上述制备的样品（设Ag2O2仅含和Ag2O）2.558g，在一定的条件下完全分解为Ag 和O2 ，得到224.0mLO2（标准状况下）。计算样品中Ag2O2的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。13. （2011北京高考26，14分）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：（1）溶液A的溶质是 ；（2）电解饱和食盐水的离子方程式是 ；（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 ；（4）电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2、Mg2、NH4、