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文档简介
电化学装置分析-2025年高考化学答题技
巧
演极电化辔装置台新
目录
题型解读.......................................................................................1
技法01原电池..............................................................................1
技法02二次电池............................................................................3
技法03电解池..............................................................................3
答题模版.......................................................................................6
类型01原电池..............................................................................6
类型02电解池..............................................................................8
类型03带离子交换膜的电化学装置.........................................................11
模版演练......................................................................................14
题型解读
电化学装置图是高考中电化学最常见的呈现方式,多以选怪题的形式呈现,考查电极的判断,电极反
应式的书写、电极附近溶液性质的变化,电子'电滂、离子移动方向的判断,利用守恒关系进行相关
的计算等。考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力,也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核
心素养考查。命题角度主要有新型一般电池、新型可充电电池、新型说料电池、电解池原理及其应用
,另外有无离子交换膜也是关注的角度。在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下,体现了
对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。
❶筌题模版
第一步:细审题阅读题目获取对解题有价值的信息,排除无效信息,并作标记。
第二步:定类型判断装置类型是原电池、电解池、二次电池(放电为原电池,充电为电解池)。
第三步:析装置根据题目所给信息,判断电极名称、电极发生的反应、电子和离子移动情况
等。
第四步:巧计算根据电化学原理及装置所处的环境,书写相关的电极反应式和总反应式,分
析电解液变化。
❽朝点拔
技法01原电池
1.原电池的工作原理
2.解题技巧
(1)原电池装置的分析方法
①判断电极:
负极:活泼金属、燃料、还原性物质等,物质中元素化合价升高,发生氧化反应O
正极:较活泼金属、。2、氧化性物质等,物质中元素化合价降低,发生还原反应。
②电极反应:
负极:还原剂-rze--->氧化产物;正极:氧化剂+rze---»还原产物。
③电子移动:电子从负极流出,经外电路流向正极。
④离子移动:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(2)电极反应式书写的一般步骤
列物质负极发生较化反应)_参加反应的微粒
标得失|-1正极发生还新反应/和得失电子数
■在电就原溶液的环境中要生成稳定的电极
看环境
<产物,即「等是否参加反应
配守恒HOHHQ
.遵守电背守恒、庾量守恒.电子守恒
两式加
—两电极反直式相加.与总反应式对照验证
脸总式
3.燃料电池
⑴燃料电池结构分析
(2)解答燃料电池题目的几个关键点
①要注意燃料电池的介质电解质溶液还是熔融盐或氧化物。
②通入负极的物质为燃料,通入正极的物质一般为氧气。
③通过介质中离子的移动方向,可判断电池的正负极,同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。
(3)燃料电池电极反应式书写的常用方法
第一步,写出电池总反应式。
燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致,若产物能和电解质反应,则总反应为加合后的反应。
如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下:
CHt+2O2===CO2+2HQ①
CO2+2NaOH===Na2CO3+HQ②
①+②可得甲烷燃料电池的总反应式:皿+2。2+2NaOH===Na2CO3+3H2Oo
第二步,写出电池的正极反应式。
根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是。2,因电解质溶液不同,故其电极反
应也会有所不同:
+
①酸性电解质:O2+4H+4e-===2H2。。
②)碱性电解质:O2+2H2。+4e-===40//-«
2
③固体电解质(高温下能传导。2一):O2+4e~———2O'~o
④熔融碳酸盐(如熔融&CO3):Q+2CO2+4e-===200厂。
第三步,电池的总反应式一电池的正极反应式=电池的负极反应式。
技法02二次电池
1.二次电池的结构分析
1
ma:还原反应负微:氧化反座
mlMI
«AA肉
j.I干
阳极:K化反应正假:还球反应
技巧:阴极反应式=充电超正fit反应式♦放电总
反应式-阳假反应式反应式-负慑反应式
2.解题技巧
」tt电时而微嬴・丽而藐时的阳极应而
1放电时的负微反应♦倒过来为充电时的阴极反应
由生成的微移向消耗的极•:区域pH变化:
生成OH或消耗H的区域,pH增大;消耗
OH-或生成H♦的区域.pHJt小
技法03电解池
1.电解池的工作原理
:___+
电子电源电子
还心反应阴极何丽7同IJIIW|粗化反应
熔融支
澹于水
阴离子•M
2.电解池中阴、阳极的判断方法
构造方面与负极相连八与正极相连
T氧化反应
电极反应还原反应卜
电子潦向电孑流入即电产流出
电极质曜减小或
析出金属或有
反应现象卜有尊金属羊质生
也放出
成,如。八C1?
离子移向T阳离子移向一|」
阴离子移向
3.电子和离子的移动方向(惰性电极)
海有反痴^区
二羞:离子:阳离子移向
;流出,流向电解池*1.
电解池的阴极;阴
:的阴极:从电解池:阴典离刃用&阴禹于,
阳::离子移向电解池
:阳极流出,流向电:极将电子得失电子极
:源的正极、H的阳极
4.阴、阳极放电离子的判断
(1)分析电解质的组成,找全离子并分为阴、阳两组,不要忽略水溶液中的玄+和。H-离子。
(2)根据放电顺序确定两极放电物质或离子。
①阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。
+>>><4
AgHgFcCuHPh,Sn>Fc*Zn"H2OAl^Mp^Na^Ca>K视化性(减弱
i■.iiii»ii1
溶流中只等息比■分只在焰盟放电能力(减弱)
状态下放电
水电离出的JT放电
②阳极:
活泼电极:电极材料(电极为活性电极)本身失去电子被氧化而溶入溶液中。
惰性电极:溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化。
I含氮
SJ-IBrCtOtTHzOP还原性(城弼)
在恰独中只考虑此部分放电能力(减弱)
I水电离出的(NT放电
(3)判断电极产物,写出电极反应式。
(4)写出电解反应的总反应式。
技法04带离子交换膜电化学装置
1.离子交换膜的作用.
(1)将两极区隔离,阻止两极区产生的物质接触,防止发生化学反应。
(2)选择性通过离子,起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
2.离子交换膜的类型.
(1)阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过,阻止阴离子和气体通过)•M
悴福乘电泊
有以锌铜原电池为例,中间用阳离子交换膜隔开
L
①负极反应式:Zn—2e~=Zn2+
书[Zfl[
②正极反应式:CV++-=Cu
,2e
③加2+通过阳离子交换膜进入正极区
用岗干
1tnobL交换税Ci④阳离子-透过阳离子交换膜一原电池正极(或电解池的阴极)
ZnSO/川
(2)阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过,阻止阳离子和气体通过)
以为电极电解淀粉KI溶液,中间用阴离子交换膜隔开
①阴极反应式:2Hq+2e-=H2T+20H-
②阳极反应式:2「-25=k
③阴极产生的OH~移向阳极与阳极产物反应:3I2+6OH-=lO^
阴黑广
交换膜+51+3H2O
④阴离子一透过阴离子交换膜一电解池阳极(或原电池的负极)
(3)质子交换膜(只允许H+和水分子通过)
在微生物作用下电解有机废水(含CH.COOH),可获得清洁能
源同
①阴极反应式:2H++2e-=区T
②阳极反应式:CH3coOH—8e-+2Hq=2CO2T+8H+
③阳极产生的H+通过质子交换膜移向阴极
④H+一透过质子交换膜一原电池正极(或电解池的阴极)
哦f
(4)电渗析法
3.离子交换膜的应用
(1)海水淡化--阴、阳离子交换膜(电渗析法)
(2)燃料电池
(3)物质制备--隔膜、质子交换膜
(4)氯碱工业——离子交换膜电解槽
4.“隔膜”电解池的解题步骤
(1)分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种,判断允许哪种离子通过隔膜。
(2)写出电极反应式,判断交换膜两侧离子变化,推断电荷变化,根据电荷平衡判断离子迁移方向。
(3)分析隔膜作用。在产品制备中,隔膜作用主要是提高产品纯度,避免产物之间发生反应,或避免产物因
发生反应而造成危险。
5.离子交换膜的计算
(1)迁移离子所带的电荷数总是等于外电路上转移的电子数。
(2)溶液质量变化等于电极反应引起的变化和离子迁移引起的变化之和。
答题模版
类型01原电消
示例
1.(2024・安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分别以Zn—TCPP(局
部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和赤为电极,以ZnSO4和KT混合液为电解质溶液。
下列说法错误的是
A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B.电池总反应为:L+uiI「、5】+」
C.充电时,阴极被还原的Zn2+主要来自Zn—TCPP
D.放电时,消耗0.65gZn,理论上转移0.02mol电子
@*模板答题
【答案】。
【第一步定类型】该装置为二次电池
【第二步析装置】•••
【网断电极】
正极是超分子材抖,则充电时该电级为阳极
【电极反应】
【判断电极】
放电时发生还厚反应:l3+2e=3r;充电时
放电时Zn转化为ZnA.Zn发生氧化反应:31-2・3卜。
为负极,充电时Zn为阴谡
悚注框内所示结构属于配
【电极反应】
合物,配位体中存在喋碳
放电时发生氧化反应:
单键、碳班双键、碳低单
Zn-2e-Zn=充电时发生
键、碟象双键和碳复健等
还原反应:Zn"+2cZn,
多种扶价锭,还有由
Zn:•主要来自于电解质溶
供孤电子对、Zn>提供空
液,C错误。电池总反应:|;+Zn==jZn>+3r,B正确。
轨道形成的配位键,A正
确
【第三步巧计算】
放电时,负极的电极反应式为Zn—2e-=Zn2+,因此消耗0.65gZn(物质的量为O.Olmol),理论上转移
0.02mol电子,D正确。
③型式训练
2.(2023•全国新课标卷,10)一种以和%为电极、ZTZ(CESO3)2水溶液为电解质的电池,其示意图
如下所示。放电时,加2+可插入弘O5层间形成加力%。5,几以2。。下列说法错误的是()
V,O,Zn,VQ<〃HQ
Zn电极-.*%。5电极
zmcFjSOD水溶液
A.放电时V2O5为正极
B.放电时加2+由负极向正极迁移
C.充电总反应:xZn+V2O5+nH2O===ZnxV2O5nH2O
D.充电阳极反应:2haV2O5,?%H2O—26e—===xZn2++V2O5+nH2O
3.(2023•全国乙卷,12)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠
-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪睡膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化
纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:+e-f,/S公+e-—St,2Na+
+今Sf~+2(1—今)e—>Na2Sx
钠电极
a
电解质
下列叙述错误的是()
A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时外电路电子流动的方向是a-b
C.放电时正极反应为:2Na++等S&+2e-->Na2Sx
o
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
类型02电解油
怎算建示例
4.(2024•山东卷)以不同材料修饰的尸t为电极,一定浓度的NaBr溶液为电解液,采用电解和催化相结
合的循环方式,可实现高效制H2和02,装置如图所示。下列说法错误的是
催化剂
泵BtO,
A.电极a连接电源负极
B.加入V的目的是补充NaBr
电解
C.电解总反应式为Br—+3H20BrO3-+3H2T
D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z):n(Br-)=3:2
③学板答题
◎至声训练
5.(2024•湖南卷)在KOH水溶液中,电化学方法合成高能物质K4C6N16时,伴随少量02生成,电解原
理如图所示,下列说法正确的是
A.电解时,OH-向Ni电极移动
B.生成CN:的电极反应:2CNH,+8OH-4e=C,M+8H:0
C.电解一段时间后,溶液pH升高
D.每生成lmolH2的同时,生成0.5moZK4c6N16
6.(2024・甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示,下列说法错误的是
A.电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积
B.电极2是阴极,发生还原反应:0:+4e=2。*
C.工作时O从多孔电极1迁移到多孔电极2
D.理论上电源提供2mole能分解ImoIHQ
类型03带离子婢廉的电化学装置
标题示例
7.(2024・湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCll电催化剂,用HCQ,和NHQH电化学催化合成甘
氨酸,原理如图,双极膜中H:0解离的H和OH在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中,甲
醛转化为HOCHQ,存在平衡HOCH。+0H^[OCH,Of+H:0oCu电极上发生的电子转移反应
为[OCH:O「v=HCOO+H。下列说法错误的是
A.电解一段时间后阳极区c(QH—)减小
B.理论上生成lmolH3N+CH2coOH双极膜中有4moiH2O解离
C.阳极总反应式为2HCHO+40H——2e-=2HCOO-+H2H2H2O
D.阴极区存在反应H2C2O4+2H++2e—==CHOCOOH+H2O
板答题
◎型式训练
8.(2024•黑吉辽卷)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢
的问题,科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法,装置如图所示。部分反应机理为:
A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的L5倍
B.阴极反应:2H2O+2e-=2OH-+H2T
C.电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动
D.阳极反应:2HCH。—2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2]
9.(2023•湖北省选择性考试,10)我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢气技术的
绿色化。该装置工作时阳极无CZ2生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为①mol-h
-lo下列说法错误的是()
10
离f交换膜
情
惰透汽不透液态水
性
性
的联
电PTFE
电
极
极30%KOH溶液
ab
海水
A.b电极反应式为2H_2O+2e—=H2T+2OH—
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D.海水为电解池补水的速率为法mol-h-1
模版演练
1.铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础,懂得原理才能真正做到举一反三,应用到其他
复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶,内含氯化钾。下面两种原电池说法错误的是()
A.原电池I和H的反应原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu
B.电池工作时,导线中电子流向为Ou
C.正极反应为271-26-=2n2+,发生还原反应
D.电池工作时,盐桥中的K+向右侧烧杯移动,CZ—向左侧烧杯移动
2.风力发电输出功率的波动性导致其直接并网会对电网带来不良影响,需要连接储能电池装置,通过储
能电池对电能的存储、汇集,再集中供电来提高并网性能,下图是水系铝离子储能电池工作机理,下列
有关其说法不正确的是()
A.单位质量的铝放出的电量高,并且价格低廉,储量丰富
B.铝储能电池是二次电池
C.放电时,AZ3+从正极材料的空隙中脱出进入电解液,再以单质铝的形式沉积负极材料表面
D.该电池中金属铝电极易形成致密的氧化铝钝化膜,阻断铝离子的传输从而降低电池效能
3.科学家报道了一种新型可充电Na/%二次电池,其工作原理如图所示,下列有关说法正确的是
()
A.充电时,X极为阴极,发生了氧化反应
B.充电时,Y极的电极反应式为CaFe02.5+0.5Na20—e-=CaFe03+Na+
C.充电时,可用乙醇代替有机电解质溶液
D.电极材料中,单位质量金属放出的电能:Na>初
4.香港城市大学化学工作者首次提出了AI—N2电池(如图),该电池使用N2为原料,以离子液体
(A12C17——AIC1A—)为电解质,既实现了能量的存储,又实现了4N的生产,A1N和碱反应能产生
NH3,可进一步生产氮肥。下列说法错误的是()
A.4极为负极,发生氧化反应
B.电池总反应为24+N2=2
C.石墨烯电极反应式为8A12C17—+N2+6e—=2AIN+14AIC14:-
D.生成标准状况下33.6LVH3,电池中转移3moi电子
5.如图所示的锂-二氧化镐电池是以高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂为电解质,其正极反应是一种典型的
嵌入式反应,电池总反应为强+人阮。20A仇02。下列说法不正确的是()
A.锂片做负极,发生氧化反应
B.放电时,电子移动方向为:电极盖用电器-电极盖2f内电路一电极盖1
C.高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中
D.放电时,正极反应为:+=++e——
6.(2024•河北邢台王岳联盟高三联考)我国最近在太阳能光电催化一化学耦合处理硫化氢研究中获得新
进展,相关装置如图所示。
下列说法错误的是()
A.该装置中能量转化形式有化学能转化为电能
B.该装置工作时,6极为正极
C.a极的电极反应式为Re2+—e—="3+
D.电路中每通过1mole—,可处理34gH2s
7.如图,科学家基于C12易溶于CQ4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设
备,总方程式为:NaT,2(PO4)3+2NaCZ一充电Na3Ti2(FO4)3+CZ20下列说法正确的是
()
A.放电时NaCZ溶液的pH减小
B.放电时C7—透过多孔活性炭电极向。。4中迁移
C.充电时的阴极反应为2(PO4)3+2Na++2e—'充电Na3Ti2(PO4)3
D.充电时,电路中每转移2moie—,理论上从CCZ4中释放
8.光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示:
外加电阻
已知:电极a在光激发条件下会产生电子(e-)-空穴仇+)。下列说法错误的是()
A.电极电势:电极a>电极b
B.光激发时,光生电子会与02结合,光生空穴会与电极b产生的电子结合
C.电极b发生的电极反应式为-24e+7H.O-6CO,T+24H
D.电池工作一段时间后,右侧溶液pH保持不变(不考虑CO2的溶解)
9.(2024•辽宁沈阳市第一二。中学校高三期中)哈尔滨工业大学的研究团队发现,以非晶态放(III)基硫
化物为催化剂,能有效催化。砺(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应),从而降低电解水制氢过程中的
能耗,其工作原理和反应机理如图所示:
下列说法正确的是()
A.[7OH的电化学反应总过程为CO(7VH2)2—6e—+6OH—=82T+N2T+5H2O
B.电解过程中,电极A附近溶液的pH不变
C.OER分四步进行,其中没有非极性键的形成与断裂
D.若将光伏电池换成铅蓄电池,电极4应连接铅蓄电池的P6O2电极
10.(2024•山东德州高三期中)中国科学院将分子12引入电解质中调整充电和放电反应途径,实现了高功
率可充电〃SOCZ2电池,工作原理如下图所示。下列有关说法错误的是()
放电充电
A.分子/2的引入催化了电池放电和充电过程
B.电池工作环境必须在无水无氧的条件下进行
C.充电时阴极反应式:2〃CZ+I2+2e—=2ICI+2Li+
D.电池的放电总反应:4Li+2SOC12=4LiCl+S+SO2T
11.(2024•山东省新高考联合质量测评高三联考)中国科学技术大学某课题组发明一款可充放电的全固态
钠电池,本发明提供的固态钠离子电解质的制备方法工艺简单、成本低廉、生产效率高,适用于大规模
产业化生产。工作原理如图所示,下列说法正确的是()
Na,V,(POjjNaVqPOJ,
OO
同高鳖合物也解帧
A.放电时,电极电势N极高于M极
B.充电时,Na由M极迁移至N极
C.充电时,M极电极反应式为M3V2(PO4)3+2e-=NaU2(PO4)3+2Na+
D.为了降低成本,可以将固态聚合物电解质换为Na3P04溶液
12.铜基配合物电催化还原CO2的装置原理如图所示,下列说法不正确的是()
b
电璘
A.石墨烯为阳极,发生电极反应为CO2+2e-+2H+=HCOOH
B.Pt电极附近溶液的pH值减小
C.每转移2moi电子,阳极室、阴极室溶液质量变化量的差值为28g
D.该装置可减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用
13.某科研小组利用下图装置完成乙焕转化为乙烯的同时为用电器供电。其中锌板处发生的反应有:①
Zn-2e-=Zn2+;®Zn2++4OH—=[Zn((OH)4]2一;③Zn[Zn((OH)4]2-=ZnO+2OH-+
H2O.下列说法不正确的是()
A.电极a的电势高于电极b的电势
B.放电过程中正极区KOH溶液浓度保持不变
C.电极a上发生的电极反应式为C2H2+2H2O+2e—=C2H4+2OH-
D.电解足量CuSO4溶液,理论上消耗2.24乙(标准状况)。2H2时,生成6.4gCu
14.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型的消毒剂,以Fe、M为电极制取Na2HeO4的原理如图所示。下列
叙述错误的是()
A.Fe电极的电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H20
B.离子交换膜b为阴离子交换膜
C.通入/室的水中加入少量NaOH,可以加快高铁酸钠的生成
D.每生成0.1molM2斤eO4,〃室中溶液减少的质量为32.0g
15.一种电解法制备Ca(H2Po4)2并得到NaOH等副产物的示意装置如图,下列说法正确的是()
A.与a、b相连的分别是电源的负极、正极
B.NaOH溶液中石墨电极上的反应为2H2O+2e-=H2T+2OH-
C.4膜、。膜均为阴离子交换膜,8膜为阳离子交换膜
D.产品室中的Ca2+和原料室的Na物质的量浓度同等程度增大
16.(2024.江西赣州中学高三月考)利用细菌处理有机废水产生的电能可以进行脱硫,从而达到废物利用
同时有利于环境保护。脱硫原理:利用羟基自由化基(OH,氧元素为-1价)将燃煤中的含硫物质(主
要是FeS」)氧化除去,其装置示意图如图所示。下列说法错误的是()
有机废水
A.X为阴离子交换膜
B.a为负极,电极反应式为CH3COO-+2H20-8e-=2c02T+7H+
C.理论上处理12.0g尸eS2,b极消耗标况下空气(氧气占空气体积分数21%)约为42L
D.利用羟基自由基除去煤中FeS2的离子方程式:FeS2+15・OH=Fe3++2SO42-+7H2O+H+
17.钠硒电池是一类以单质硒或含硒化合物为正极、金属钠为负极的新型电池,具有能量密度大、导电率
高、成本低等优点。以Ou2-cSe填充碳纳米管作为正极材料的一种钠硒电池工作原理如图所示,充
放电过程中正极材料立方晶胞内未标出因放电产生的0价(九原子。下列说法错误的是()
orO、3«受占期的他・•
A.每个C〃2—rrSe晶胞中C〃2+个数为41
B.在Na2Se晶胞结构中,Se2-占据的位置是项点和面心
C.充分放电时,正极的电极反应式为。zz2—rrSe+2Na++2e—=Na2Se+(2—x)Cu
D.充电时外电路中转移ImoZ电子,两极质量变化差为23g
电也修装JL台新
目录
题型解读...................................................................................1
技法01原电池...........................................................................1
技法02二次电沌........................................................................3
技法03电解淹..........................................................................3
答题《...................................................................................6
类型01原电池..........................................................................6
类型02电解沌..........................................................................8
类型03管离子交换膜的电化学裳量......................................................11
«演练..................................................................................14
题型解读
电化学装置图是高考中电化学最常见的呈现方式,多以选怪题的形式呈现,考查电极的判断,电极反
应式的书写、电极附近溶液性质的变化,电子'电滂、离子移动方向的判断,利用守恒关系进行相关
的计算等。考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力,也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核
心素养考查。命题角度主要有新型一般电池、新型可充电电池、新型说料电池、电解池原理及其应用
,另外有无离子交换膜也是关注的角度。在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下,体现了
对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。
❶筌题模版
第一步:细审题阅读题目获取对解题有价值的信息,排除无效信息,并作标记。
第二步:定类型判断装置类型是原电池、电解池、二次电池(放电为原电池,充电为电解池)。
第三步:析装置根据题目所给信息,判断电极名称、电极发生的反应、电子和离子移动情况
等。
第四步:巧计算根据电化学原理及装置所处的环境,书写相关的电极反应式和总反应式,分
析电解液变化。
❽朝点拔
技法01原电沌
1.原电池的工作原理
2.解题技巧
(1)原电池装置的分析方法
①判断电极:
负极:活泼金属、燃料、还原性物质等,物质中元素化合价升高,发生氧化反应。
正极:较活泼金属、。2、氧化性物质等,物质中元素化合价降低,发生还原反应。
②电极反应:
负极:还原剂-rze--->氧化产物;正极:氧化剂+rze---»还原产物。
③电子移动:电子从负极流出,经外电路流向正极。
④离子移动:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(2)电极反应式书写的一般步骤
列物质负极发生较化反应)_参加反应的微粒
标得失|-1正极发生还新反应/和得失电子数
■在电就原溶液的环境中要生成稳定的电极
看环境
<产物,即「等是否参加反应
配守恒HOHHQ
.遵守电背守恒、庾量守恒.电子守恒
两式加
—两电极反直式相加.与总反应式对照验证
脸总式
3.燃料电池
⑴燃料电池结构分析
(2)解答燃料电池题目的几个关键点
①要注意燃料电池的介质电解质溶液还是熔融盐或氧化物。
②通入负极的物质为燃料,通入正极的物质一般为氧气。
③通过介质中离子的移动方向,可判断电池的正负极,同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。
(3)燃料电池电极反应式书写的常用方法
第一步,写出电池总反应式。
燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致,若产物能和电解质反应,则总反应为加合后的反应。
如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下:
CHt+2O2===CO2+2HQ①
CO2+2NaOH===Na2CO3+HQ②
①+②可得甲烷燃料电池的总反应式:皿+2。2+2NaOH===Na2CO3+3H2Oo
第二步,写出电池的正极反应式。
根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是。2,因电解质溶液不同,故其电极反
应也会有所不同:
+
①酸性电解质:O2+4H+4e-===2H2。。
②)碱性电解质:O2+2H2。+4e-===40//-«
2
③固体电解质(高温下能传导。2一):O2+4e~———2O'~o
④熔融碳酸盐(如熔融&CO3):Q+2CO2+4e-===200厂。
第三步,电池的总反应式一电池的正极反应式=电池的负极反应式。
技法02二次电池
1.二次电池的结构分析
1
ma:还原反应负微:氧化反座
mlMI
«AA肉
j.I干
阳极:K化反应正假:还球反应
技巧:阴极反应式=充电超正fit反应式♦放电总
反应式-阳假反应式反应式-负慑反应式
2.解题技巧
」tt电时而微嬴・丽而藐时的阳极应而
1放电时的负微反应♦倒过来为充电时的阴极反应
由生成的微移向消耗的极•:区域pH变化:
生成OH或消耗H的区域,pH增大;消耗
OH-或生成H♦的区域.pHJt小
技法03电解池
1.电解池的工作原理
:___+
电子电源电子
还心反应阴极何丽7同IJIIW|粗化反应
熔融支
澹于水
阴离子•M
2.电解池中阴、阳极的判断方法
构造方面与负极相连八与正极相连
T氧化反应
电极反应还原反应卜
电子潦向电孑流入即电产流出
电极质曜减小或
析出金属或有
反应现象卜有尊金属羊质生
也放出
成,如。八C1?
离子移向T阳离子移向一|」
阴离子移向
3.电子和离子的移动方向(惰性电极)
海有反痴^区
二羞:离子:阳离子移向
;流出,流向电解池*1.
电解池的阴极;阴
:的阴极:从电解池:阴典离刃用&阴禹于,
阳::离子移向电解池
:阳极流出,流向电:极将电子得失电子极
:源的正极、H的阳极
4.阴、阳极放电离子的判断
(1)分析电解质的组成,找全离子并分为阴、阳两组,不要忽略水溶液中的玄+和。H-离子。
(2)根据放电顺序确定两极放电物质或离子。
①阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。
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