2014年高中化学培训资料：电化学专题1（共48张PPT）

1、电化学专题电化学专题第第1讲讲 高考对接高考对接 2014年普通高等学校招生全国统一考试年普通高等学校招生全国统一考试大纲（理科大纲（理科课程标准实验版课程标准实验版）（化学部分）（化学部分）与与2013年完全一致。年完全一致。u了解了解原电池和电解池的工作原理，原电池和电解池的工作原理，能写出能写出电极电极 反应和电池反应方程式。反应和电池反应方程式。了解了解常见化学电源的种常见化学电源的种类及其工作原理。类及其工作原理。u理解理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的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。危害、防止金属腐蚀的措施。考试大纲考试大纲选择题选择题 非选择

2、题非选择题选择题选择题 非选择题非选择题全国新课标全国新课标27安徽安徽28全国新课标全国新课标1227、36浙江浙江11全国大纲全国大纲9、11江苏江苏1120北京北京826、28海南海南316、20天津天津6广东广东1132重庆重庆11上海上海12福建福建1124山东山东30四川四川5112014年高考电化学考查情况年高考电化学考查情况u电极反应式的书写更与工业生产实际贴近电极反应式的书写更与工业生产实际贴近高考试题新特点高考试题新特点电解池两极放电一般规律电解池两极放电一般规律阳极上：阳极上：含氧酸根离子含氧酸根离子OHXS2活泼金属电极活泼金属电极阴极上：阴极上：KCa2 Zn2Fe2

3、Sn2Pb2HCu2但是但是（2014全国新课标卷全国新课标卷）27铅及其化合物可用于蓄电池，耐铅及其化合物可用于蓄电池，耐酸设备及酸设备及X射线防护材料等。射线防护材料等。（3）；PbO2也可以通过石墨为电极，也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式式_，阴极观察到的现象是，阴极观察到的现象是_；若电解液中不加入若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式，阴极发生的电极反应式_，这样做的主要缺点是，这样做的主要缺点是_。Pb2+2H2O2e=PbO2+ 4H石墨上包上铜

4、镀层石墨上包上铜镀层Pb2+2e =Pb不能有效利用不能有效利用Pb2（2014四川卷）四川卷）11（4）MnO2可作超级电容材料。用惰性电可作超级电容材料。用惰性电极电解极电解MnSO4溶液可制得溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是，其阳极的电极反应式是_。Mn2+2H2O2e=MnO2+4H半反应法（离子电子法）配平酸性介质： 多n个O+2n个H+，另一边 +n个H2O碱性介质： 多n个O+n个H2O，另一边 +2n个OH-解：O8H6KBrCrO2K242+=O8H6Br2CrO224+=-3+2得：KBrCrOKKOH42+(l)Br(s)Cr(OH)23+BrCrO24+-(l)

5、Br2(s)Cr(OH)3+2Br2e =+-(l)Br23eO4H3OHCrO8OH224+=+-(s)Cr(OH)33eO4HCrO5OH即： 224+=+-(s)Cr(OH)310OH+-(s)Cr(OH)32(l)Br23+10KOH+(s)Cr(OH)32(l)Br23+例：配平方程式（2014山东卷）山东卷）30离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、由有机阳离子、Al2Cl7和和AlCl4组成的离子液体作电解液时，组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。可在钢制品上电镀铝。（1）钢制品应接电源的）钢制品应接电源的_极，已知电

6、镀过程中不产生其他极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为_。若改用。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为水溶液作电解液，则阴极产物为_。负；负； 4Al2Cl73e=Al7AlCl4； H2 3e AlAl2Cl73e AlAlCl4阳极：阳极：NO3e2H2O=NO34H阴极：阴极：NO5e6H =NH4H2O总反应：总反应：8NO7H2O 3NH4NO32HNO3电解（2014北京卷）北京卷）26NH3经一系列反应可以得到经一系列反应可以得到HNO3，如下图所，如下图所示。示。（4）IV中，电解中

7、，电解NO制备制备NH4NO3，其工作原理如右图所示，为，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质，需补充物质A，A是是_，说明理由：，说明理由：_。另法：另法：NO NH4 NO3 （2014重庆卷）重庆卷）11.（4）一定条件下，题）一定条件下，题11图所示装置可实现图所示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。生成目标产物的电极反应式为生成目标产物的电极反应式为_。C6H66H6eC6H12 （2014北京卷）北京卷）28用用FeCl3酸性溶液脱除酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以

8、后的废液，通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极，在不同电压再生。某同学使用石墨电极，在不同电压(x)下电解下电解pH=1的的0.1 mol/L FeCl2溶液，溶液，研究废液再生机理。记录如下研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值代表电压值)：序号序号电压电压/V阳极现象阳极现象检验阳极产物检验阳极产物Ixa电极附近出现黄色，有气泡产生电极附近出现黄色，有气泡产生 有有Fe3、有、有Cl2IIaxb电极附近出现黄色，无气泡产生电极附近出现黄色，无气泡产生 有有Fe3、无、无Cl2IIIbx0无明显变化无明显变化无无Fe3、无、无Cl2（2）I中，中，Fe2产生的原因可能是产生

9、的原因可能是Cl在阳极放电，生成的在阳极放电，生成的Cl2将将Fe2氧化。氧化。写出有关反应的方程式写出有关反应的方程式_。（3）由）由II推测，推测，Fe3产生的原因还可能是产生的原因还可能是Fe2在阳极放电，原因是在阳极放电，原因是Fe2具具有有_性。性。（4）II中虽未检测出中虽未检测出Cl2，但，但Cl在阳极是否放电仍需进一步验证。电解在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的的NaCl溶液做对照实验，记录如下：溶液做对照实验，记录如下：序号序号电压电压/V阳极现象阳极现象检验阳极产物检验阳极产物IVaxc无明显变化无明显变化有有Cl2Vcxb无明显变化无明显变化无无Cl2与与II对

10、比，得出的结论对比，得出的结论(写出两点写出两点)：_。通过控制电压，证实了产生通过控制电压，证实了产生Fe3的两种原因都成立的两种原因都成立通过控制电压，验证了通过控制电压，验证了Fe2先于先于Cl放电放电超电势的影响！超电势的影响！影响超电势的因素有：影响超电势的因素有：电极材料、电极的表面状态、电流密度、温度、电极材料、电极的表面状态、电流密度、温度、电解质的性质、浓度及溶液中的杂质等。电解质的性质、浓度及溶液中的杂质等。在阴极镀上在阴极镀上Zn、Cd、Ni等等H前金属前金属u 命题素材中多见新型化学电源命题素材中多见新型化学电源 新型电池有很多优点，以此为素材既能体现化学的新型电池有很

11、多优点，以此为素材既能体现化学的实用性和时代性，又增加了试题的陌生度、体现命题情实用性和时代性，又增加了试题的陌生度、体现命题情景的新颖性；还能较好地考查学生从新信息中准确提取景的新颖性；还能较好地考查学生从新信息中准确提取实质性内容，并与已有知识块整合，重组为新知识块的实质性内容，并与已有知识块整合，重组为新知识块的能力。能力。（2014浙江卷）浙江卷）11镍氢电池镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。车的一种主要电池类型。NiMH中的中的M表示储氢金属或合金。该表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：电池在充电过程中的总反应方

12、程式是：Ni(OH)2M=NiOOHMH已知已知：6NiOOHNH3H2OOH=6Ni(OH)2NO2下列说法正确的是下列说法正确的是ANiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：电池放电过程中，正极的电极反应式为： NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHB充电过程中充电过程中OH离子从阳极向阴极迁移离子从阳极向阴极迁移C充电过程中阴极的电极反应式：充电过程中阴极的电极反应式：H2OMe=MHOH， H2O中的中的H被被M还原还原DNiMH电池中可以用电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液溶液、氨水等作为电解质溶液（1）镍氢镍氢电池电池总：总：Ni(OH)2M=NiOOHMH阳：阳：Ni

13、(OH)2OHe = NiOOHH2O阴：阴：H2OMe=MHOH （2014全国大纲卷全国大纲卷）9右图是在航天用高压氢镍电池基础上发右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池（展起来的一种金属氢化物镍电池（MHNi电池）。下列有关说电池）。下列有关说法不正确的是法不正确的是A放电时正极反应为：放电时正极反应为：NiOOHH2OeNi(OH)2OHB电池的电解液可为电池的电解液可为KOH溶液溶液C充电时负极反应为：充电时负极反应为：MHOHH2OMeDMH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高负：负：MHOHe =

14、 H2OM正：正：NiOOHH2O e =Ni(OH)2OH（2014天津卷）天津卷）6已知：锂离子电池的总反应为：已知：锂离子电池的总反应为：LixCLi1xCoO2 CLiCoO2，锂硫电池的总反应为：锂硫电池的总反应为：2LiS Li2S。有关上述两种电池说法正确的是有关上述两种电池说法正确的是A锂离子电池放电时，锂离子电池放电时，Li+向负极迁移向负极迁移B锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C理论上两种电池的比能量相同理论上两种电池的比能量相同D右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电放电充电放电充电（2）锂离子电池）锂离子

15、电池电解质电解质LiCoO2LiSC（2013全国新课标卷全国新课标卷）27锂离子电池的应用很广，其正锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某离子电池正极材料有钴酸锂极材料可再生利用。某离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。），导电剂乙炔黑和铝箔等。充电充电时，该锂离子电时，该锂离子电池负极发生的反应为池负极发生的反应为6CxLixe=LixC6。现欲利用以下工。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件为给出）。艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件为给出）。（5）充放电过程中，发生）充放电过程中，发生LiCoO2与与Li1xCoO2之间

16、的转化，之间的转化，写出放电时电池反应方程式写出放电时电池反应方程式_。原电池：原电池：（）（） LixC6xe=6CxLi（） Li1xCoO2xexLi=LiCoO2总：总：LixC6 Li1xCoO2=6CLiCoO2（2014天津卷）天津卷）6已知：锂离子电池的总反应为：已知：锂离子电池的总反应为：LixC+Li1xCoO2 C+LiCoO2，放电充电（2014全国新课标卷全国新课标卷）122013年年3月我国科学家报道月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系，下列叙述错误的是了如图所示的水溶液锂离子电池体系，下列叙述错误的是Aa为电池的正极为电池的正极 B电池充电反应为电池充

17、电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，放电时，a极锂的化合价发生变化极锂的化合价发生变化 D放电时，溶液中放电时，溶液中Li从从b向向a迁移迁移（2014天津卷）天津卷）6已知：锂离子电池的总反应为：已知：锂离子电池的总反应为：LixCLi1xCoO2 CLiCoO2，放电充电（2014海南卷）海南卷）16锂锰电池的体积小，性能优良，是常用锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移入通过电解质迁移入MnO2晶格中，晶格中，

18、生成生成LiMnO2。回答下列问题：。回答下列问题：（1）外电路的电流方向是由）外电路的电流方向是由_极流向极流向_极。（填字母）极。（填字母）（2）电池正极反应式为）电池正极反应式为_。（3）是否可用水代替电池中的混合有机）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？溶剂？_（填（填“是是”或或“否否”）原因）原因是是_。（1）b a（2）MnO2eLi=LiMnO2（3）否）否 电极电极Li是活泼金属，能与水反应是活泼金属，能与水反应 abLiLiClO4MnO2混合有机溶剂Au 计算能力的考察计算能力的考察 考察学生用数学方法解决化学问题的能力，多为两极考察学生用数学方法解决化学问题的能力，多为

19、两极放电量与消耗或生成的物质相关量之间的计算。放电量与消耗或生成的物质相关量之间的计算。 （2014福建卷）福建卷）11D当电路中转移当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少时，交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol离子离子（2014上海卷）上海卷）12DK2闭合，电路中通过闭合，电路中通过0.002 NA个电子时，两极共产生个电子时，两极共产生 0.001 mol气体气体（2013全国新课标卷全国新课标卷）28.（5）二甲醚直接燃料电池具有启）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池 (5

20、.93 kW hkg-1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为应为_，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_个电子的电量；该电池的理论输出电压为个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密，能量密度度E=_ (列式计算。能量密度列式计算。能量密度=电池输出电能电池输出电能/燃料质量，燃料质量，1kWh=3.6106J)。1kg 3.6 106J kW-1 h-1( )1000g46g mol-11.20V1296500C mol-1= 8.39kW h kg-1该储氢装置的电流效率该储

21、氢装置的电流效率_。（生成目标产物消耗的电生成目标产物消耗的电子数子数/转移的电子总数转移的电子总数100%，计算结果保留小数点后计算结果保留小数点后1位。）位。）（2014重庆卷）重庆卷）11.（4）一定条件下，题）一定条件下，题11图所示装置可实图所示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。64.3%依据：阴阳两极得失电子数目相等。依据：阴阳两极得失电子数目相等。阳极：阳极：4OH4e2H2OO2 11.2 2.8阴极：阴极：C6H66H6eC6H12 6x x 2H2eH2 2y y =+-=+22 . 1%10104 . 22 .1126

22、yxyxyx%3 .642 .1162 . 1=（2014福建卷）福建卷）24铁及其化合物与生产、生活关系密切。铁及其化合物与生产、生活关系密切。（1）右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意）右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。图。该电化腐蚀称为该电化腐蚀称为吸氧腐蚀吸氧腐蚀 。图中图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是四个区域，生成铁锈最多的是B（填字母）。（填字母）。 u加大了对电化学腐蚀的考查加大了对电化学腐蚀的考查（2014安徽卷）安徽卷）28研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，学腐蚀类型

23、的影响因素，。（2） 。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了铁发生了吸氧吸氧腐蚀，请在图腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向；此时，碳粉表面发生了动的方向；此时，碳粉表面发生了还原还原（填（填“氧化氧化”或或“还还原原”）反应，其电极反应式为）反应，其电极反应式为还原还原 2H2OO24e =4OH（或（或4HO24e =2H2O）。 （2014广东卷）广东卷）32（5）石墨可用于自然水体中铜件的）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图电化学防腐，完成图19防腐示意图，并作相应标注。防腐

24、示意图，并作相应标注。（2014上海卷）上海卷）12如右图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和如右图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的溶液的U型管中，下列分析正确的是型管中，下列分析正确的是AK1闭合，铁棒上发生的反应为闭合，铁棒上发生的反应为2H2eH2BK1闭合，石墨棒周围溶液闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高逐渐升高CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK2闭合，电路中通过闭合，电路中通过0.002 NA个电子时，两极共产生个电子时，两极共产生 0.001 mol气体气体新能源汽车的关键：新能源汽车的关键：化学电源！化学电源！2

25、010年上海世博会年上海世博会世博会巴士世博会巴士宝明线宝明线: 36超级电容器巴士超级电容器巴士+6燃料电池巴士燃料电池巴士；阅江线阅江线: 120 电动巴士电动巴士世博会出租车世博会出租车和输运巴士和输运巴士150 混合动力车混合动力车+350 混合动力出租车混合动力出租车贵宾车和观光车贵宾车和观光车90 燃料电池客车燃料电池客车+100 燃料电池观光车燃料电池观光车世博会公务车世博会公务车150 电动车电动车 (安全、运送等安全、运送等)2014年南京青奥会年南京青奥会新采购新采购：650辆辆K9电动大巴（比亚迪）；电动大巴（比亚迪）； 250辆纯电动公交车（金龙）辆纯电动公交车（金龙）（采用（采用最新锂电池，充电只需要最新锂电池，充电只需要3小时，续驶里程小时，续驶里程300公里，公里，每公里耗电只需要每公里耗电只需要1度左右，最高时速可达度左右，最高时速可达80公里公里/每小时每小时。）。）锂离子电池锂离子电池 锂离子电池锂离子电池 常见锂离子电池正极材料：常见锂离子电池正极材料： 六方层状结构：六方层状结构：LiMO2（M=Co、Ni、Mn等）等）尖晶石结构：尖晶石结构：LiM2O4 （M=Co、Ni、Mn等）等）橄榄石结构：橄榄石结构：LiMPO4（ M=Fe等）等）例如：例如：LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn1xyNi