高考化学二轮复习专题七电化学专题复习

1、学习好资料欢迎下载专题七电化学考点一原电池原理的全面突破1 .通常只有能自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。2 .工作原理以锌铜原电池为例：1电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn 2e =ZrTCu + 2e =Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，如移向出处 C移向负极盐桥的作用(1)平衡电荷；(2)避免断路时发生化学腐蚀 (隔离作用)说明(1)无论是装置I还是装置n ,电子均不能通过电解质溶液。(2)在装置I中，由于不可避免会直接发生Zn+Ci2+=Cu Zn2+而使化学能转化为热能，所以装置n的能量转化率高。【例1】控制适

2、合的条件，将反应2Fe3+ + 2/2.此2+12设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()或敏电流表心中乙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Fe3+被还原C.电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D.电流表读数为零后，在甲中溶入 FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极【答案】D【解析】由图示结合原电池原理分析可知，Fe3+得电子生成Fe2+被还原，失去电子生成12被氧化，所以A、B正确；电流表读数为零时 Fe3+得电子速率等于 Fe"失电子速率，反应达到平衡状态；D项在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3+ + 22FcT + 12向左移动

3、，12被还原为I，乙中石墨为正极，不正确。考点二几种重要的化学电池高考中常见的新型电池有“氢馍电池”、“高铁电池”、“碱性锌镒电池”、“海洋电池”、“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池)、“锂离子电池”、“锌银电池”、“纽扣电池”、“ Mg- AgCl电池”、“ Mg- H2Q电池”等。新型电池是对 电化学原理的综合考查，在高考中依托新型电池考查的电化学原理知识有以下几点。1 .判断电极(1) “放电”时正、负极的判断负极：元素化合价升高或发生氧化反应的物质；正极：元素化合价降低或发生还原反应的物质。(2) “充电”时阴、阳极的判断

4、阴极：“放电”时的负极在“充电”时为阴极；阳极：“放电”时的正极在“充电”时为阳极。2 .微粒流向(1)电子流向电解池：电源负极一阴极，阳极一电源正极；原电池：负极一正极。提示：无论是电解池还是原电池电子均不能流经电解质溶液。(2)离子流向电解池：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极；原电池：阳离子移向正极，阴离子移向负极。3 .书写电极反应式(1) “放电”时电极反应式的书写依据条件，指出参与负极和正极反应的物质，根据化合价的变化，判断转移电子的数目；根据守恒书写负极(或正极)反应式，特别应注意电极产物是否与电解质溶液共存。(2) “充电”时电极反应式的书写充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相

5、反，充电的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电 的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。特别提醒 在书写“放电”时电极反应式时，要注意：(1)阳离子在正极上参与反应，在负极上就必须生成；(2)阴离子在负极上参与反应，在正极上就必须生成。【例2】一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为 CHCHO+ 4e + H2O=C3COOH 4H+。下列有关说法正确的是 ()A.检测时，电解质溶液中的可向负极移动B.若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗 4.48 L氧气C.电池反应的化学方程式为CHCHO* Q=CHCOOH H2OD.正极上发生的反应为 O2+4e +2HaO=4

6、OH【答案】C【解析】解答本题时审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要往正极移动，故A错；因电解质溶液是酸性的， 不可能存在 OH,故正极的反应式为 Q+4H+4e=2HO,转移4 mol 电子时消耗1 mol O 2,则转移0.4 mol电子时消耗2.24 L O 2,故B、D错；电池反应式即正、负极反 应式之和，将两极的反应式相加可知C正确。【归纳】不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写，大多数学生感到较难。主要集中在：一是得失电子数目的判断，二是电极产物的判断。下面以 CHOH Q燃料电池为例，分析电极反应式的书写。(1)酸性介质，如 HSQ。CHOHBE负极上

7、失去电子生成 CO气体，Q在正极上得到电子，在 4作用下生成电极反应式为负极：CHOH- 6e + H2O=C。+ 6HI+ 3八+八正极：Q+6e + 6H =3HO(2)碱性介质，如 KOH§液。CHOH负极上失去电子，在碱性条件下生成CO，1 mol CH 30H失去6 mol e , O2在正极上得到电子生成OH,电极反应式为负极：CHOH- 6e + 8OH =c6 + 6H2O一 3八八正极：2O2+ 6e + 3H2O=6OH(3)熔融盐介质，如 &CO。在电池工作时，CO一移向负极。CHOH在负极上失去电子，在 CO的作用下生成CO气体，Q在正极上得到电 子，

8、在CO的作用下生成CO,其电极反应式为负极：CHOH- 6e + 3CO =4COf + 2H2。一 ,一 32正极：2Q+6e +3CO=3CO(4)掺杂Y2Q的ZrO3固体作电解质，在高温下能传导正极生成的O2 o根据O2一移向负极，在负极上 CH3OH失电子生成CO气体，而Q在正极上得电子生成 O2 ,电极反应式为负极：CHO+ 6e + 3O2 =COT + 2Ho一一 3一 一_ _ 2正极：2。+63 =30【例2】馍镉(Ni Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某馍镉电池的电解质溶液为K0H§液，其充、放电按下式进行：Cd+ 2Ni00H 2Ht0 左岸 Cd(

9、0H)z+2Ni(0H) 2。有关该电池的说法正确的是 ()A.放电时负极得电子，质量减轻B.放电时电解质溶液中的 0H向正极移动C.充电时阴极附近溶液的 pH减小D.充电时阳极反应：Ni(0H)2e +0H =Ni00H- H2O【答案】D【解析】该可充电电池的放电过程的电极反应式为负极：Cd-2e +20FH =Cd(0H2;正极：2Ni00* 2H20+ 2e =2Ni(OH)2+2OH ,所以正确选项为 D。【例3】气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。下图为电池的工作示意图，气体扩散进入传感 器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分

10、反应 产物。则下列说法中正确的是()待测F体待测气体敏感电极部分产物NQNOCl 2HClCOCOH2SH2SOA.上述气体检测时，敏感电极均作原电池正极B.检测C12气体时，敏感电极的电极反应为Cl2+2e =2ClC.检测H2s气体时，对电极充入空气，对电极上电极反应式为Q+2H20+ 4e =40HD.检测HS和CO体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同【答案】B【解析】A项，NO>NO得电子，彳正极，C12>HCl,得电子，作正极， CO-CO,失电子，作负极，H2S>H2SO,失电子，作负极； B项，根据产物可以判断 C12得电子，生成 Cl ,正

11、确；C项，应为Q + 4e+ 4J=2HO; D项，H2s生成H2SQ失去8e ,而COfc成CO失去2e,所以检测体积分数相同的 两气体时传感器上产生的电流大小不相同。考点三电解池的“不寻常”应用“六点”突破电解池1 .分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。2 .剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。3 .注意放电顺序。4 .书写电极反应式，注意得失电子守恒。5 .正确判断产物。（1）阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解（注意：铁作阳极溶解生成 Fe”,而不是Fe"）;如果是惰性电极，则

12、需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离 子放电顺序为 S2>I >B>C>OH（水）。（2）阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag+ >Hg2+>Fe3+ >Cu2+ >hT >Pb2+ >Fe2+ >Zn2+ >H （水）6 .恢复原态措施。电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化 2合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO溶液，Cu完全放电之前，可加入 CuO或CuCO复原,而CuT完全放电之后，应加入 Cu（OH）2或Cui2（OH）2CO复原。【例4】

13、（2015 四川理综，4）用下图所示装置除去含 CN、C废水中的CNT时，控制溶液 pH为910, 阳极产生的Cl。将CM氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是（）电源-废水A.用石墨作阳极，铁作阴极B.阳极的电极反应式： Cl + 2OFH - 2e =ClO + H2OC.阴极的电极反应式：2H2O+ 2e-=HT + 2OHD.除去 CM 的反应：2CM + 5CIO + 2H+ =N T + 2CO T + 5Cl + HkO【答案】D【解析】CF在阳极发生氧化反应生成ClO ,水电离出的 4在阴极发生还原反应生成 H2,又由于电解质溶液呈碱性，故 A、B C项正确；D项，溶液呈碱

14、性，离子方程式中不能出现4,正确的离子方程式为2CNT + 5CIO +H2O=NT + 2COT + 5Cl +2OH,错误。考点四 金属腐蚀与防护的“两种比较”、“两种方法”1 .两种比较（1）析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正极反应2H + 2e =H TQ+2H2a 4e=4OH负极反应2十Fe2e =Fe其他反应Fe2+2O口=Fe(OH>J4Fe(OH)2+Q+2Ho=4Fe(OH)3Fe(OH) 3失去部分水转化为铁锈(2)腐蚀快慢的比较一般来说可用下列原则判断：电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防护措施的腐蚀；对

15、同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中 非电解质溶液中；活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快；对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀的速率越快。2 .两种保护方法(1)加防护层如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。(2)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法一一原电池原理：正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属活泼的金属；外加电流的阴极保护法一一电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。【例5】利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好

16、，放置一段时间。下列说法不正确的是()生钛跳A. a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B. 一段时间后，a管液面高于b管液面C. a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小D. a、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e =F2+【解析】根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为/ 、rj r一一2 +左边 负极：Fe2e =Fe正极：Q + 4e + 2H2O=4OH右边 负极：Fe 2eT=Fe正极：2HI + 2e =H2 Ta、b处的pH均增大，C错误。【例6】（2015 上海，14）研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的是（）HGH电极d海水一

17、旦铁片A. d为石墨，铁片腐蚀加快Q+2HO+ 4e>4OHB. d为石墨，石墨上电极反应为C. d为锌块，铁片不易被腐蚀2HI+ + 2e ->H 2TD. d为锌块，铁片上电极反应为【答案】D【解析】由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2+进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确；B项，d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为。+ 2屋0+ 4e >4OH ,正确；C项，若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>F

18、e, Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是 Zn,铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确； D项，d为锌块， 由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为Q+2HO+ 4e >4OHT,错误。考点五 利用“电子守恒”思想突破电化学的计算电化学计算的基本方法和技巧：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：1 .根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。2 .根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。3 .根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4 mole 一为桥梁可构建如下关系式：4e- 科）0工阳极产物42H2 -2Cu 4AgMI /v阴极产物（式中M为金属，n为其离子的化合价数值）该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化 学计算问题。【例71如下图所示，其中甲池的总反应式为2CHO