高三化学电化学专题复习超级精品资料讲解

1、高三化学电化学专题复习超级精品重难点分析重难点分析 原电池工作原理及电解池工作原理的理解原电池工作原理及电解池工作原理的理解 两电极上发生的反应两电极上发生的反应 电子的运动方向电子的运动方向 离子的运动方向离子的运动方向 电极附近或溶液的酸碱性变化的分析电极附近或溶液的酸碱性变化的分析 原电池或电解池的电极或电池方程式的书写，尤原电池或电解池的电极或电池方程式的书写，尤其是新型化学电源或新型电解池的电极方程的书其是新型化学电源或新型电解池的电极方程的书写写 金属电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。金属腐蚀的措施。 正正极极负负极极e

2、ee失电子失电子化合价升高化合价升高发生氧化反应发生氧化反应阳离子阳离子得电子得电子化合价降低化合价降低发生还原反应发生还原反应阴离子阴离子强调：电子不下水，离子不上岸强调：电子不下水，离子不上岸考点一考点一 原电池的构造、工作原理及其应用原电池的构造、工作原理及其应用 (2013江苏单科江苏单科,9,2分分)Mg-H2O2电池可用于驱动无人电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下示意图如下。该电池工作时。该电池工作时,下列说法正确的是下列说法正确的是( )A.Mg电极是该电池的正极电极是该电池的正极B.H2O2在石墨电极上发生

3、氧化反应在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的石墨电极附近溶液的pH增大增大D.溶液中溶液中Cl-向正极移动向正极移动 猜出电池反应猜出电池反应Mg+H2O2=Mg(OH)2例题例题1Mg-H2O2(2013课标课标,10,6分分,0.47) 银质器皿日久表面会逐渐变黑银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了这是生成了Ag2S的缘的缘故。根据电化学原理可进行如下处理故。根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入在铝质容器中加入食盐溶液食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是黑色会褪去。下列说法正确的是()

4、A.处理过程中银器一直保持恒重处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极银器为正极,Ag2S被还原生成单质银被还原生成单质银C.该过程中总反应为该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色转化为白色AgCl猜想出原电池反应是猜想出原电池反应是 Al 和和 Ag2S反应置换出反应置换出AgAl2S3与水与水剧烈反应剧烈反应右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（光敏燃料（S）涂覆在纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀）涂覆在纳米晶体表面制成

5、，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：铂构成，电池中发生的反应为：TiO2/s TiO2/S（激发态）（激发态）TiO2/S TiO2/S+eI32e 3I2TiO2/S+3I 2TiO2/SI3下列关于该电池叙述错误的是：下列关于该电池叙述错误的是：A电池工作时，电池工作时，I离子在镀铂导电离子在镀铂导电 玻璃电极上放电玻璃电极上放电B电池工作时，是将太阳能转化电池工作时，是将太阳能转化 为电能为电能C电池的电解质溶液中电池的电解质溶液中I 和和I3 的的浓度不会减少浓度不会减少D电池中镀铂导电玻璃为正极电池中镀铂导电玻璃为正极例题例题2（2010年新课标年新课标理综题理综题T1

6、0） （2011海南海南11，改编），改编）根据下根据下图，回答问题：图，回答问题：（1）烧杯）烧杯a中发生中发生 反反应，电极反应式为：应，电极反应式为： 。 烧杯烧杯b中发生中发生 反应，反应，电极反应式为：电极反应式为： 。 （2）盐桥中阳离子移向烧杯）盐桥中阳离子移向烧杯 （填（填“a”或或“b”）例题例题3 还原还原氧化氧化O2+4e-+2H2O4OH-Zn Zn 2+ + 2e-a负极负极正极正极注意：注意：“强者强者”优先放电优先放电(2013课标课标,11,6分分)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示蓄电池的结构如图所示,电电极材料多孔极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠和金属钠之

7、间由钠离子导体制作的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.电池反应中有电池反应中有NaCl生成生成B.电池的总反应是金属钠还原电池的总反应是金属钠还原三价铝离子三价铝离子C.正极反应为正极反应为:NiCl2+2e-=Ni+2Cl-D.钠离子通过钠离子导体在两电钠离子通过钠离子导体在两电极间移动极间移动跟踪练习跟踪练习 猜想电池反应：猜想电池反应：2Na + NiCl 2 =2NaCl + Ni 强者优先强者优先 我国成功研制的一种新型可充电我国成功研制的一种新型可充电AGDIB电池（铝电池（铝-石石墨双离子电池）采用石墨、铝锂

8、合金作为电极材料，以墨双离子电池）采用石墨、铝锂合金作为电极材料，以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液，电池反应为：常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液，电池反应为： CxPF6+LiyAl=Cx+LiPF6+Liy-1+Al。放电过程如图，回。放电过程如图，回答下列问题：答下列问题：（1）放电时）放电时B为为 极极（2）放电时铝能否失电子？）放电时铝能否失电子？（3）电解液能否用常规锂盐）电解液能否用常规锂盐和水做电解液？和水做电解液？负负不能不能强者优先强者优先不能不能重点突破一：盐桥与化学平衡移动重点突破一：盐桥与化学平衡移动CuC FeCl3溶液溶液 CuCl2溶液溶液 FeCl3溶液溶液 Cu C

9、问题引入：问题引入：若将若将Cu+2FeClCu+2FeCl3 3=CuCl=CuCl2 2+2FeCl+2FeCl2 2设计成设计成原电池，请画出原电池装置图。原电池，请画出原电池装置图。盐桥盐桥问题追问：问题追问：上述两种原电池中，装置上述两种原电池中，装置2比装置比装置1的优点是什么？的优点是什么？盐桥有什么作用？盐桥有什么作用？重点突破一：盐桥与化学平衡移动重点突破一：盐桥与化学平衡移动【总结】【总结】1、带盐桥原电池能将氧化剂和还原剂隔离，从而使、带盐桥原电池能将氧化剂和还原剂隔离，从而使氧化反应和还原反应彻底分开，所以能更好的将化学氧化反应和还原反应彻底分开，所以能更好的将化学能转

10、化为电能。能转化为电能。2、盐桥作用：连接两种电解质溶液，使离子能发生、盐桥作用：连接两种电解质溶液，使离子能发生定向移动，从而起导电作用。定向移动，从而起导电作用。重点突破一：盐桥与化学平衡移动重点突破一：盐桥与化学平衡移动3带盐桥原电池的结构带盐桥原电池的结构负极负极正极正极还原剂还原剂氧化剂氧化剂氧化产物氧化产物还原产物还原产物氧化反应氧化反应还原反应还原反应【总结】【总结】或惰性电极或惰性电极思考题：思考题：如何将如何将MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O设计成原电池？设计成原电池？还原反应还原反应（正极）（正极）氧化反应氧化反应 （负极）（负极）cc酸性酸性KMn

11、O4溶液溶液 FeCl2溶液溶液负极负极正极正极重点突破一：盐桥与化学平衡移动重点突破一：盐桥与化学平衡移动思考题：思考题：MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O酸性酸性KMnO4和和 FeCl2混合溶液混合溶液该操作时，电流表该操作时，电流表(A)指针能否发生偏转？指针能否发生偏转？不能，不能，因氧化剂和还原剂在溶液中直接发生氧化还原反应因氧化剂和还原剂在溶液中直接发生氧化还原反应化学能直接转化为热能。化学能直接转化为热能。把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的

12、分离，否则不会有明显必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。的电流出现。强调：强调：重点突破一：盐桥与化学平衡移动重点突破一：盐桥与化学平衡移动氧化剂氧化剂/还原产物还原产物惰性电极惰性电极还原剂还原剂/氧化产物氧化产物正极正极负极负极【例题】【例题】 控制适合的条件，将反应2Fe32I 2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是 A. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+ . B. 反应开始时，乙中石墨电极上发生 反应 C. 反应达到化学平衡状态时， 。 D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为 。E.电流计读数为零后，若向乙中

13、加入KI固体，则盐桥中的阳离子向 中移动F.电流计读数为零后，若向甲中加入铁粉，则乙中石墨电极为 极Fe3Fe2+被还原被还原氧化氧化Fe2Fe3+I I- - I I2 2 正极正极I I- - I I2 2 乙为负极乙为负极甲甲电流计读数为零电流计读数为零甲为负极Fe3减小Fe2+增多反应逆向进行正正Fe2Fe3+甲为负极甲为负极重点突破一：盐桥与化学平衡移动重点突破一：盐桥与化学平衡移动2：原电池中的化学平衡移动：原电池中的化学平衡移动 下图、分别是甲、乙两组同学将反应:“AsO43-2I2H AsO33-I2H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量

14、浓盐酸；乙组向图B烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。下列叙述中正确的是()A.甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转B.甲组操作时，溶液颜色变浅C.乙组操作时，C2作正极D.乙组操作时，C1上发生的电极反应为I22e=2I跟踪练习跟踪练习正向移动正向移动逆向移动逆向移动I22I-SO2 第一步：第一步：第二步：第二步：+4+6第三步：第三步：第四步：第四步：标好化合价，找准得失电子数标好化合价，找准得失电子数根据题意和反应原理，找准反应物和产物根据题意和反应原理，找准反应物和产物根据电解质环境，配电荷守恒根据电解质环境，配电荷守恒配原子个数守恒配原子个数守恒SO42-SO2 SO42- 2

15、e-SO2 - 2e- SO42-+ 4H+SO2 -2e- SO42- +4H+ 2H2OH2SO4重点突破二：电极反应式的书写重点突破二：电极反应式的书写问题：问题： 现欲用原电池原理将现欲用原电池原理将SO2和和O2 转化为重要化工转化为重要化工原料原料H2SO4。负极的电极反应式为负极的电极反应式为 。书写电极方程式应注意的问题书写电极方程式应注意的问题SO2注意注意1：电极反应属离子反应范畴：电极反应属离子反应范畴第一步：第一步：根据题意，找准反应物和产物根据题意，找准反应物和产物SO42-例如：例如：某碱性高铁电池，放电时的电池反应为：2K2FeO4+3Zn Fe2O3+ZnO+2

16、K2ZnO2，正极反应式为： 2K2FeO4+6e-+5H2O Fe2O3+10OH-+4K+注意注意2：电解质溶液对产物存在形式的影响：电解质溶液对产物存在形式的影响例例1甲烷碱性燃料电池放电时负极反应式为： CH4+8OH- CO2+8e-+6H2O例例2 2（09广东化学14）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B以NaOH溶液为电解液时，负极反应为： Al3OH3e-Al(OH)3CO32-H2SO4【总结总结】Al(OH)4-FeO42-第三步：第三步：根据电解质环境，配电荷守恒根据电解质环境，配电

17、荷守恒SO2 SO42- + 2e-+ 4H+注意注意3：电解质溶液环境对电极反应的影响电解质溶液环境对电极反应的影响例如：例如：氢氧燃料电池不同环境下的正极反应式的区别氢氧燃料电池不同环境下的正极反应式的区别正极反应式正极反应式 书写电极方程式应注意的问题书写电极方程式应注意的问题+ 4OH-O2+4e-+ 4H+O2+4e-O2+4e-O2+4e-+ 2H2O2H2O4OH-2CO32-+ 2CO22O2-【2016年高考海南卷】某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是（ ）B正极反应式为2FeO42+ 10H+6e=Fe2O3+5H2O【总结总结】

18、1、(2015江苏单科,10,2分)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()B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH-2e-=2H2OD.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32- H2-2e- = +CO32-CO2+H2O【跟踪练习】【跟踪练习】2（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【跟踪练习】【跟踪练习】(1)电池放电时，负极反应为 ; 正极反应为 ;(2)电池放电时，负极附近溶液的pH ; 正极附近溶液的pH ;Fe+2OH-2e-+Fe(O

19、H)2Ni2O3+ 2e- +3H2O2OH-+2Ni(OH)2减小减小升高升高(3)电池放电一段时间后，溶液的pH ; 升高升高分析分析电极附近电极附近溶液酸碱性变化，应该分析溶液酸碱性变化，应该分析电极电极反应反应分析分析电解液电解液酸碱性变化，应该分析酸碱性变化，应该分析电池总电池总反应反应【方法指导】【方法指导】不考虑阴阳离子的移动的影响不考虑阴阳离子的移动的影响(2016四川理综四川理综,5)某电动汽车配载一种可充放电的锂某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池离子电池,放电时电池总反应为放电时电池总反应为: Li1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+C6(x1)。写出负极反应式和

20、正极反应式写出负极反应式和正极反应式思考题：思考题：1、根据元素守恒确定反应物和产物、根据元素守恒确定反应物和产物Li1-xCoO2 LiCoO2LixC6 C62、根据原子个数守恒配平、根据原子个数守恒配平Li1-xCoO2 LiCoO2LixC6 C6+xLi+xLi+3、根据电荷守恒配平电子、根据电荷守恒配平电子Li1-xCoO2 LiCoO2+xLi+LixC6 C6+xLi+xe-xe-正极反应式：正极反应式：负极反应式：负极反应式： 我国成功研制的一种新型可充电我国成功研制的一种新型可充电AGDIB电池（铝电池（铝-石石墨双离子电池）采用石墨、铝锂合金作为电极材料，以墨双离子电池）

21、采用石墨、铝锂合金作为电极材料，以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液，电池反应为：常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液，电池反应为： CxPF6+LiyAl=Cx+LiPF6+Liy-1+Al。放电过程如图，。放电过程如图，放放电时负极反应式和正极反应式。电时负极反应式和正极反应式。跟踪练习跟踪练习CxPF6 =Cx+LiPF6LiyAl =Liy-1+AlPF6-+e-+ Li +-e-正极反应式：正极反应式：负极反应式：负极反应式：(2017课标课标,11,6分分)全固态锂硫电池能量密度高、成本低全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示其工作原理如图所示,其中电极其中电极a常用掺有石墨烯的常

22、用掺有石墨烯的S8材材料料,电池反应为电池反应为:16Li+xS8 =8Li2Sx(2x8)。电池工作时电池工作时,正极可发生反应正极可发生反应.Li2S8 = Li2S6正极正极34+2Li+2e-【跟踪练习】【跟踪练习】 用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。(1)图中a极要连接电源的)_极， (2)阳极电极反应式为 。 阴极电极反应式为阴极电极反应式为 。考点二考点二 理解电解池的构成、工作原理及其应用理解电解池的构成、工作原理及其应用问题导入：问题导入：负负（3）B口流出的物质是口

23、流出的物质是_。 C口流出的物质是口流出的物质是_。阴极阴极阳极阳极氧化反应氧化反应SO32-SO42-2e-+2H+H2O阴极阴极（强者优先）（强者优先）还原反应还原反应 （强者优先）（强者优先） 2H+2e-=H2有关电解池原理题目解题思路有关电解池原理题目解题思路阴阴极极阳阳极极 ee氧化反应氧化反应化合价升高化合价升高失电子失电子阳离子阳离子还原反应还原反应化合价降低化合价降低得电子得电子阴离子阴离子电源+_常规常规电解池的放电规律：电解池的放电规律：阳极（还原性强的先放电）：阳极（还原性强的先放电）：阴极（氧化性强的先放电）：阴极（氧化性强的先放电）：活泼金属活泼金属简单阴离子简单阴

24、离子S2- I- Br- Cl-OH-简单阳离子简单阳离子（Ag+ Fe3+ Cu2+ H+)【总结】【总结】(2011海南)一种充电电池放电时的电极反应为 H2+2OH-=2H2O +2e- ； 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. Ni(OH) 2的氧化阳极阳极 （氧化反应）（氧化反应）原电池充电时：原电池充电时：负极负极接接负极负极负极负极接接正极正极正极正极接接【规律总结】【规律总结】充电电池的充电电池的“-”接线柱：接线柱：放电时为放电时为负负极

25、（发生极（发生氧化氧化反应）反应）充电时接电源的充电时接电源的负负极极 是是阴极阴极（发生（发生还原还原反应）反应）充电电池的充电电池的“+”接线柱：接线柱：放电时为放电时为正正极（发生极（发生还原还原反应）反应）充电时接电源的充电时接电源的正正极极 是是阳极阳极（发生（发生氧化氧化反应）反应）(2011江苏20（4）)电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为 。N2CO(NH2)2-30+4+6e-+CO2+CO32-+8OH-+6H2O重点突破一：电极反应式书写重点突破一：电极反应式书写【20

26、152015福建理综化学】福建理综化学】某模拟某模拟“人工树叶人工树叶”电化学实验电化学实验装置如右图所示，该装置能将装置如右图所示，该装置能将H H2 2O O和和COCO2 2转化为转化为O O2 2和燃料和燃料(C(C3 3H H8 8O)O)。a a电极的反应为：电极的反应为： 。 CO2 C3H8O 3 +12 -6 +18e- +18H+ +5H2O(2014山东理综山东理综,30)离子液体是一种室温熔融盐离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。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。

27、可在钢制品上电镀铝。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应,阴极电极反应式为阴极电极反应式为 。说明不存在说明不存在Cl-Cl原子守恒原子守恒 4Al2Cl7- =7AlCl4-电极反应式：电极反应式： 7AlCl4- =4Al2Cl7- +3e-3e-+Al+ Al( 阴极阴极)( 阳极阳极) 4Al2Cl7- +3e- =7AlCl4-+ Al(2014福建理综福建理综,11,6分分)某原电池装置如图所示某原电池装置如图所示,电池总反应为电池总反应为2Ag+Cl2= 2AgCl。D.当电路中转移当电路中转移0.01mol

28、e-时时,通过阳离子交换膜的通过阳离子交换膜的H+物质的量是物质的量是 。交换膜左侧溶液中约减少交换膜左侧溶液中约减少 mol离子。离子。负极负极正极正极 H+ Ag - e- =Ag +AgClCl -+若将上述原电池的电解质溶液若将上述原电池的电解质溶液换成换成MgCl2溶液溶液,当电路中转移当电路中转移0.1 mol e 时，时，通过阳离子交通过阳离子交换膜的换膜的Mg2+物质的量物质的量 。0.01mol0.01mol0.01mol0.020.05mol重点突破二：离子交换膜和重点突破二：离子交换膜和“串联串联”装置装置【总结】【总结】外电路转移电子数等于溶液中转移离子的外电路转移电子

29、数等于溶液中转移离子的电荷数电荷数1.离子交换膜离子交换膜(2016-(2016-新课标新课标I I卷卷-11-11改编改编) )三室式电渗析法处理含三室式电渗析法处理含NaNa2 2SOSO4 4废水废水的原理如图所示，采用惰性电极，的原理如图所示，采用惰性电极，abab、cdcd均为离子交换膜，均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的在直流电场的作用下，两膜中间的NaNa+ +和和SOSO4 422可通过离子交可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述不正确的是（下列叙述不正确的是（ ）A.abA.ab为阳离子交换

30、膜，为阳离子交换膜， cdcd为阴离为阴离子交换膜子交换膜B.B.该法在处理含该法在处理含NaNa2 2SOSO4 4废水时可以废水时可以得到得到NaOHNaOH和和H H2 2SOSO4 4产品产品C.C.通电后中间隔室的通电后中间隔室的SOSO4 422离子向离子向正极区迁移，负极区电极反应为：正极区迁移，负极区电极反应为：2H2H2 2O+2eO+2e- - = H= H2 2+2OH+2OH- -，负极区溶，负极区溶液液pHpH升高升高D.D.当电路中通过当电路中通过1mol 1mol 电子的电量电子的电量时，通过时，通过ab ab 、cdcd两膜的离子数目两膜的离子数目相等相等DSO42-Na+阳阳 膜膜阴阴 膜膜电解池电解池阴极阴极阳极阳极2、“串联串联”装置装置阳极阳极阴极阴极阳极