高三二轮复习浙江第讲化学能与电能转化PPT课件

1、解析本题涵盖电解池与原电池的主体内容，涉及电极判断与电极反应式书写等问题。根据给出的正极得电子的反应及原电池的电极材料Li-Al/FeS可以判断放电时(原电池)负极的电极反应式为Al-3e- Al3+。A、Li和Al分别是两极材料。B、应有Al的参加。D、应当是阳极失电子反应。 答案： C 点评：原电池与电解池的教学一定要重视电极反应式书写。电极反应式书写是原电池和电解池内容或原理的核心。原电池的教学可以从原电池反应的总反应式：可以自发进行的氧化还原反应，负极反应(因负极就是参加反应的电极)开始。电解池的教学要从外加电源的正负极，分析阳极(活性电极时本身参加反应)开始，最终获得进行的氧化还原反

2、应。简单记住：沸(负)羊(阳)羊(氧化)。1第1页/共39页2【变式练习】(2010福建)铅蓄电池的工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。研读下图，下列判断不正确的是( )AK闭合时，d电极反应式：PbSO4+2H2O-2e- PbO2+4H+ B当电路中转移0.2 mol 电子时，中消耗的H2SO4为0.2 molCK闭合时，中SO 向c电极迁移DK闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为正极C24SO第2页/共39页解析本题考查电化学(原电池、电解池)的相关知识，K闭合时为原电池，为电解池，中发生充电反应，d电极为阳极发生氧化反应，其反应式为PbSO4+2H2

3、O-2e- PbO2+4H+SO ，所以A正确。 在上述总反应式中，得失电子总数为2e-，当电路中转移0.2 mol 电子时，可以计算出中消耗硫酸的量为0.2 mol，所以B对。 K闭合一段时间，也就是充电一段时间后可以作为原电池，由于c表面生成Pb，放电时做电源的负极，d表面生成PbO2，做电源的正极，所以D也正确。 K闭合时d是阳极，阴离子向阳极移动，所以C错。3第3页/共39页4考点二电化学中有关计算【例2】(2010南昌二模).用下左图所示装置实验，U形管中a为25 mL CuSO4溶液，X、Y为电极。(1)若X为铁，Y为纯铜，则该装置所示意的是工业上常 见 的 _ _ _ _ _ _

4、 _ _ 池 ， 阳 极 反 应 式 为_。第4页/共39页5(2)若X为纯铜，Y为含有Zn、Ag、C等杂质的粗铜，则该图所示意的是工业上常见的_装置。反应过程中，a溶液的浓度_发生变化(填“会”或“不会”)。.现代氯碱工业常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分，以避免电解产物之间发生二次反应。上右图为电解槽示意图。(1)阳离子交换膜，只允许溶液中的_通过(填下列微粒的编号)。H2Cl2H+Cl-Na+OH-(2)写出阳极的电极反应式：_第5页/共39页6(3)已知电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10 kg，每小时能收集到标准状况下氢气896 L，而且两边的水不能自由流通。则理论上：电解后流出

5、的氢氧化钠溶液的质量分数为_。通过导线的电量为_。(已知NA=6.02 1023/mol，电子电量为1.60 10-19 C第6页/共39页7解析：.(1)阳离子交换膜，就是只允许阳离子通过，所以H+、Na+可以通过。(3)m(NaOH)原=10kg10%=1kg在阴极区，H+放出，但又有Na+移来，引起阴极区增重，所以有：2H2OH22NaOH增重2(Na-H)转移2e- = = = 解得：m(NaOH)生成=3200 g=3.2kgm(溶液)增=1760 g=1.76kgQ=7.71106C故w(NaOH)= = =0.35722.4896LL2 40gm NaOH2 22gm26.02

6、1023 1.6 1019CQm NaOHm NaOHmm溶液溶液13.2101.76kgkgkgkg第7页/共39页8答案：.(1)电镀，Cu-2e- Cu2+。(2)铜的电解精炼，会。.(1)(2)2Cl-2e- Cl2(3)35.7%7.71106C点评： 本题主要考查电化学中有关计算问题，此类问题主要抓住得失电子守恒即可。第8页/共39页9【变式练习】 (2010安徽)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2 2H2O，下列有关说法正确的是( )A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e- 4

7、OH-C每转移0.1 mol 电子，消耗1.12 L的H2DH+由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：首先明确a为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b极，A错；B选项反应应为O2+4e-+4H+ 2H2O；C没有告知标准状况。D 第9页/共39页101.(2010长春市调研)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U形管)构成一个原电池(如下图)。以下有关该原电池的叙述正确的是( )在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为Ag+e- Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A BC

8、DC限时训练第10页/共39页解析：Cu作负极，Ag作正极。负极：Cu-2e- Cu2+；正极：Ag+e- Ag。在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以错。没有盐桥，原电池不能继续工作，错。无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，对。11第11页/共39页122.固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是( )A电极b为电池负极，电极反应式为O2+4e- 2O2-B固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过C若H2作燃料气，接触面上发

9、生的反应为H2+2OH-2e- 2H2OD若C2H4作燃料气，接触面上发生的反应为C2H4+6O2-12e- 2CO2+2H2OD第12页/共39页解析：据判断电极的方法可知，充入燃料气的a极为负极，A项错。电子不会在内电路移动，B项错。若燃料气为H2，其负极反应中不会有OH-参与反应，因电解质是氧化物，应是O2-参与反应：H2+O2-2e- H2O，C项错。D项中以O2-参与反应，正确。13第13页/共39页143.(2010青岛联考)工业上利用氢气在氯气中燃烧，所得产物再溶于水的方法制得盐酸，流程复杂且造成能量浪费。有人设想利用原电池原理直接制备盐酸的同时，获取电能，假设这种想法可行，下列

10、说法肯定错误的是( )A两极材料都用石墨，用稀盐酸做电解质溶液B通入氢气的电极为原电池的阴极C电解质溶液中的阳离子向通氯气的电极移动D通氯气的电极反应为Cl2+2e- 2Cl-B第14页/共39页解析：利用原电池原理制备盐酸，通氢气一极作负极，通氯气一极作正极，B错；D对原电池中的电解质溶液中的阳离子向正极移动，即向通氯气的电极移动，C对；由于氢气和氯气是两种气体，电极材料必须借助于石墨电极，可用稀盐酸做电解质溶液，A对；因此，选B。第15页/共39页164.(2010安庆市高三联考)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，镁电池放电时电压高而平稳，因而越来越成为人们研制绿色原电池所关注的重点

11、。有一种镁原电池的反应为： xMg+Mo3S4 MgxMo3S4。在镁原电池放电时，下列说法错误的是( )AMg2+向正极迁移B正极反应为：Mo3S4+2xe- Mo3S CMo3S4发生氧化反应D负极反应为：xMg-2xe- xMg2+C第16页/共39页17解析： 本题主要考查的是电化学及电极反应。在原电池中，放电时阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移。电极反应为：负极，发生氧化反应，xMg-2xe- xMg2+；正极，发生还原反应，Mo3S4+2xe- Mo3S 。综上分析可知，本题选C项。第17页/共39页185.(2010常州二模)三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制

12、备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是( )A可用铁作阳极材料B电解过程中阳极附近溶液的pH升高C阳极反应方程式为：2Cl-2e- Cl2D1 mol 二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了2 mol 电子C第18页/共39页解析：依题意可知，电解时阳极产生Cl2，电极反应为2Cl-2e- Cl2，故C对。阳极如果是铁，则溶解，不可能产生氯气，因此阳极不可能是活泼性电极铁，故A错。阳极产生Cl2与碱反应，消耗了碱，pH降低，B错。一个二价镍转化为一个三价镍失e-，D

13、错误。第19页/共39页206.右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是( )A逸出气体的体积a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色D第20页/共39页解析：Na2SO4 2Na+SO ，H2O H+OH-，SO 和OH-移向b电极，Na+和H+移向a电极，在b电极上：4OH-4e- 2H2O+O2，在a电极上：2H+2e- H2，所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体；由于a电极上H+

14、放电，所以a电极附近的c(OH-)c(H+)，滴加石蕊试液a电极附近变蓝色，同理，b电极附近变红色。21第21页/共39页227.(2010太原二模)锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为负极反应：C6Li-xe- C6Li1-x+xLi+(C6Li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料)正极反应：Li1-xMO2+xLi+xe- LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物)下列有关说法中不正确的是( )A锂离子电池充电时电池反应为C6Li+Li1-xMO2 LiMO2+C6Li1-xB电池反应中，锂、锌、银、铅各失去1mol电子

15、，金属锂所消耗的质量最小C锂离子电池放电时电池内部Li+向正极移动D锂离子电池充电时阴极反应为C6Li1-x+xLi+xe- C6LiA第22页/共39页23解析：B项，Li放电1 mol 才需7 g，最小，正确。C项，Li+应向阴极(正极)移动，正确。电池总反应为：C6Li+Li1-xMO2 LiMO2+C6 Li1-x，充电反应为放电反应的逆反应，A项错。充电时阴极发生还原反应生成锂单质，D正确。 第23页/共39页8.电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶

16、液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则电解池中X极上的电极反应式是2H+2e- H2。在X极附近观察到的现象是_Y电极上的电极反应式是2Cl-2e- Cl2，检验该电极反应产物的方法是_放出气体，溶液变红。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。第24页/共39页25(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是_，电极反应式是_。Y电极的材料是粗铜，电极反应式是_。纯铜Cu2+2e- CuCu-2e- Cu2+第25页/共39页269.下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和10

17、0 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题： 电源的N端为_极；电极b上发生的电极反应为_；正4OH-4e- 2H2O+O2 第26页/共39页列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：水减少的质量：100 g(1- )=4.5 g；生成O2的体积： 22.4 Lmol-1=2.8 L；电极c的质量变化是_g；10.00%10.47%4.5181gg mol1216第27页/共39页28电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_。 碱性

18、增大，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大 酸性增大，因为阳极上OH-生成O2，溶液中H+浓度增加 酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性第28页/共39页(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？_能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应。第29页/共39页30解析：乙中c电极质量增加，则c处发生的反应为Cu2+2e- Cu，即c处为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为x g。由电解前后溶质质量相等有，10010%=(10

19、0-x) 10.47%，得x=4.5 g，故为0.25 mol。由方程式2H2+O2 2H2O可知，生成2 mol H2O，转移4 mol 电子，所以整个反应中转移0.5 mol 电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。第30页/共39页31 甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH-放电，即4OH-4e- 2H2O+O2。 转移0.5 mol 电子，则生成O2为0.5/4=0.125 mol，标准状况下的体积为0.12522.4=2.8 L。 Cu2+2e- Cu，转移0.5 mol 电子，则生成的m(Cu)=0.5/264=16 g。 甲中相当于电解

20、水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu2+放电，阳极为OH-放电，所以H+增多，故pH减小。丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变。第31页/共39页3210.(2010黄冈三模)常用的电池是由液体电解质将两个固体电极隔开。而钠硫电池正相反，它是由固体电解质将两种液体电极隔开(如图所示)：一个由钠b-氧化铝固体电解质做成的中心管，将内室的熔融钠(熔点为98 )和外室的熔融硫(熔点为119 )隔开，并允许Na+通过。在电池内部，Na+穿过固体电解质和硫反应从而传递电流。总的电池反应可表示为2Na(l)+ S8(l)=Na2Sn(l)，试回答下列问题： (1)该电池中熔钠电极作_极。负第32页/共39页(2)电池内部产生1 mol 多硫离子S n时，转移的电子的物质的量为_mol。(3)写出熔硫电极的电极反应式：_。(4)熔硫电极中填充碳粉的原因是_。 S8(l)+2e- S n增强导电性2第33页/共39页解析：此题为让大家明白：一是