新高考化学一轮复习电化学原理的综合应用课件（39张）

素养提能三电化学原理的综合应用导读:在近几年高考中,电化学是高考重点,电化学综合题是常考题型,考查的电化学装置常采用串联装置,且常采用交换膜,特别是离子交换膜的应用及电解质介质对电极反应的影响的试题比较多,且常出常新,离子交换膜的功能在于选择性地通过某些离子和阻止某些离子来隔离某些物质,电解质介质主要对电极反应产物进行二次反应,此类题能大大提高学生的证据推理和模型认知核心素养。典例导航类型一“多池组合”电化学综合分析考查情境:本题情境是基于锂—氮电池的新型固氮技术,该技术不仅扩展了人工固氮的新方法,将固氮技术与新能源联系在一起,而且填补了锂—氮二次电池技术领域的空白,该情境设置是对题目的创新,也能引导学生对科学的探究。必备知识:本题考查的必备知识有电极反应式的书写、电解质溶液中离子移动方向、二次电池各电极之间的关系和固氮原理分析。关键能力:该电池具有创新性和应用性,既可实现绿色固氮,还可对外提供电能。考查了学生的探究与创新能力,要求学生在解决化学问题的过程中,运用科学的方法,初步了解二次电池的充、放电规律,并对化学原理和现象做出科学、合理的解释。答案:D思维建模“串联”类装置的解题流程考向专练考向一借助电化学原理分析“串联”电池电极反应A1.(2014·广东卷)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其它均为Cu,则(

)2.(2021·四川德阳月考)合成绿色能源、消除环境污染是新时代化学研究的热点课题,在这一领域的研究中,电化学可以大有作为。如图就是一种利用氢气来消除CO、NH3、NO等污染气体的电化学装置,在消除污染气体的同时,还可获得绿色能源甲醇,以及化工产品KOH溶液和H2SO4溶液等。下列说法中错误的是(

)A.消除CO污染的工作池内要先加入稀硫酸,以提供合成甲醇所需的原料B.从B、C出口逸出的气体相同,都是空气中含量最多的气体C.从A、D出口分别获得的化工产品是硫酸和氢氧化钾D.理论上消除标准状况下的有害气体NH322.4L,需消耗氢气3gC考向二“串联”电池各电极关系分析3.某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时,观察到检流计的指针发生了偏转。请回答下列问题:(1)甲池为

(填“原电池”“电解池”或“电镀池”),通入CH3OH的电极的电极反应式为

。

(2)乙池中A(石墨)电极的名称为

(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”),总反应式为

。

(3)当乙池中B极质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗O2的体积为

mL(标准状况),丙池中

极析出

g铜。

答案:(3)280

D

(4)若丙中电极不变,将其溶液换成NaCl溶液,电键闭合一段时间后,甲中溶液的pH将

(填“增大”“减小”或“不变”,下同);丙中溶液的pH将

。

答案:(4)减小增大类型二电化学中的介质和交换膜典例导航[典例2]

(2020·浙江杭州期中)利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5,装置如图所示。下列说法正确的是(

)考查情境:膜技术的核心在于膜的应用,也就是通过具有选择性分离功能的薄膜材料,以其为核心进行的装置的集成与应用,膜技术在电化学制备和除污上有着广泛的应用,该情境的引入,能激发学生对交换膜的作用的探究。必备知识:本题考查的必备知识有串联装置中四个电极的关系、串联电路中原电池和电解池的区分、电极反应式的书写、电路中转移电子及各电极产生物质的物质的量关系和交换膜的作用分析。关键能力:本题主要考查的关键能力侧重于分析与推测、探究与创新能力:一是掌握研究电化学装置的方法和技能;二是能够通过对串联装置的观察,获取有关的感性知识和印象,并进行初步加工、吸收、有序存储的能力;三是能够从试题提供的新信息中,准确地提取实质性内容,并与已有知识块整合、重组为新知识块,运用到题目解答中。答案:B思维建模不同介质电极反应式的书写电化学中常见的五大介质(以CH3OH、O2燃料电池为例):考向专练D考向一电化学中的交换膜1.(2020·山东等级考)采用惰性电极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响,下列说法错误的是(

)D2.(2021·重庆新高考适应性考试)双极膜在电渗析中应用广泛,它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层,工作时水层中的H2O解离成H+和OH-,并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。C考向二电化学中的介质3.(2020·山东济南质检)2019年诺贝尔化学奖由M.StanleyWhittingham、和吉野彰三位科学家分享,以表彰他们在锂电池发展上做出的杰出贡献。以石墨烯和金属锂为电极的锂—空气电池原理如图所示。下列关于该电池的说法错误的是(

)4.用固体氧化物作为电解质的氢氧燃料电池电解Na2SO4溶液,已知固体氧化物在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,其工作原理如图所示(c、d均为惰性电极)。下列有关说法正确的是(

)D解析:在溶液中没有电子的移动,只有离子的移动,A项错误;通入O2的一极(电极b)为电池的正极,发生还原反应,B项错误;惰性电极电解Na2SO4溶液实质上是电解水,溶液的pH不变,C项错误;c极生成O2,根据得失电子守恒可知D项正确。类型三得失电子守恒在电化学计算中的应用典例导航A.电解得到的Cu的物质的量为0.5molB.向电解后的溶液中加入98g的Cu(OH)2可恢复为原溶液C.原混合溶液中c(K+)=4mol/LD.电解后溶液中c(H+)=2mol/L考查情境:本题以电解原理为载体,在简单的研究对象及问题情境下,体现了对化学计算、两电极转移电子等基础性、综合性的考查。必备知识:本题考查的必备知识包括三个方面:一是考查电解规律、放电顺序,二是考查物质的量浓度的求算,三是考查得失电子守恒的应用。关键能力:本题考查的关键能力为归纳与论证能力(处理转化数据),能够对电解原理的基础知识融会贯通,有正确复述、再现的能力,能够将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决化学计算的问题。答案:B规律方法电化学计算的三大方法1.以铅蓄电池为电源、石墨为电极电解CuSO4溶液,装置如图。若一段时间后Y电极上有6.4g红色物质析出,停止电解。下列说法正确的是(

)C考向专练2.以石墨电极电解200mLCuSO4溶液,电解过程中转移电子的物质的量n(e-)与产生气体总体积V(标准状况)的关系如图所示,下列说法中正确的是(

)A.电解前CuSO4溶液的