高三二輪復(fù)習(xí)——電化學(xué)

1、高三二輪復(fù)習(xí)電化學(xué)【考情分析】一、 考綱要求1理解原電池原理。熟記金屬活動(dòng)性順序。了解化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕及一般防腐蝕方法。2.通過(guò)電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的探究活動(dòng)，了解電解池工作原理，能正確書寫電解池的陰、陽(yáng)極的電極反應(yīng)式及電解反應(yīng)方程式。3.知道電解在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應(yīng)用。認(rèn)識(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的實(shí)際意義。二、命題趨向【考點(diǎn)剖析】普通的氧化還原反應(yīng)在一處進(jìn)行，不形成電流，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能或光能。原電池中發(fā)生的反應(yīng)具有兩個(gè)特點(diǎn)：是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，該反應(yīng)在兩處進(jìn)行，分別叫正極和負(fù)極，其結(jié)果是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。電解池中發(fā)生的反應(yīng)也具有兩個(gè)特點(diǎn)：是被迫發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，該反應(yīng)在

2、兩處進(jìn)行，分別叫陰極和陽(yáng)極，其結(jié)果是電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。我們把研究電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)，叫做電化學(xué)。電化學(xué)，作為高中化學(xué)中的基本概念和基礎(chǔ)理論，在高考中占有非常重要的地位?；疽笫牵海?）了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理；（2）理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施；（3）應(yīng)用電解知識(shí)理解電鍍銅、電解精煉銅、氯堿工業(yè)等化工生產(chǎn)原理。氧化劑、還原劑等概念的理解，氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷，依據(jù)電子守恒進(jìn)行配平和計(jì)算等。氧化還原反應(yīng)的計(jì)算是高考的重點(diǎn)也是高考的難點(diǎn)。主干知識(shí)·復(fù)習(xí)記憶自助式學(xué)習(xí)菜

3、單1.原電池的工作原理一、判斷正誤(1)(2013·浙江高考)多孔碳可用作氫氧燃料電池的電極材料()(2)(2012·江蘇高考)Zn具有還原性和導(dǎo)電性，可用作鋅錳干電池的負(fù)極材料()(3)(2012·廣東高考)鋰碘電池，該電池反應(yīng)為： 2Li(s)I2(s)=2LiI(s)則碘電極作該電池的負(fù)極(×)(4)(2013·福建高考)以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為 CO4OH2e=CO2H2O()(5)(2012·海南高考)鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，要加大反應(yīng)速率可滴加少量硫酸銅()二、必備知識(shí)掌握牢1明確原電池構(gòu)成的條件2原電池正負(fù)

4、極判斷的四種方法(1)根據(jù)構(gòu)成原電池兩極的電極材料判斷，一般是較活潑的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極；(2)根據(jù)電子流動(dòng)方向或電流方向判斷，電子流動(dòng)方向：由負(fù)極流向正極；電流方向：由正極流向負(fù)極。(3)根據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向判斷，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化判斷，原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；正極發(fā)生還原反應(yīng)。三、?？碱}型要明了考查電極反應(yīng)式的書寫及原電池原理典例考查原電池的工作原理演練1考查新型電池的工作原理演練2典例(2013·安徽高考)熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中

5、作為電解質(zhì)的無(wú)水LiClKCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為：PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A正極反應(yīng)式：Ca2Cl2e=CaCl2B放電過(guò)程中，Li向負(fù)極移動(dòng)C每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，理論上生成20.7 g PbD常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)明確原電池電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式書寫的三步驟演練1(2013·江蘇高考)MgH2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如圖。該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()AMg電極是該電池的正極BH2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C石墨電

6、極附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正極移動(dòng) 演練2(2013·新課標(biāo)卷)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是()A電池反應(yīng)中有NaCl生成B電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子C正極反應(yīng)為：NiCl22e=Ni2ClD鈉離子通過(guò)鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)自助式學(xué)習(xí)菜單2. 電解池的工作原理一、判斷正誤(1)(2013·江蘇高考)電解法精煉銅時(shí)，以粗銅作陰極，純銅作陽(yáng)極(×)(2)(2012·山東高考)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt

7、、Au等雜質(zhì))的電解精煉，溶液中的Cu2向陽(yáng)極移動(dòng)(×)(3)(2011·山東高考)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí)，陰極上依次析出Cu、Fe、Al(×)(4)(2012·山東高考)電解NaCl溶液得到22.4 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，理論上需要轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子(NA阿伏加德羅常數(shù))(×)(5)(2011·新課標(biāo)全國(guó)卷)電解58.5 g熔融的NaCl，能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L氯氣，23.0 g金屬鈉(×)二、必備知識(shí)掌握牢1牢記電解池的電極反應(yīng)及其放電順序(1)陽(yáng)離子在陰極上的放電順序：AgFe3Cu2H(

8、2)陰離子在陽(yáng)極上的放電順序：S2IBrClOH2.判斷電解池陰陽(yáng)極的四種方法(1)根據(jù)所連接的外加電源判斷，與直流電源正極相連的為陽(yáng)極，與直流電源負(fù)極相連的為陰極。(2)根據(jù)電子流動(dòng)方向判斷，電子流動(dòng)方向?yàn)椋弘娫簇?fù)極流向陰極，陽(yáng)極流向電源正極。(3)根據(jù)電解池里電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向判斷，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)。(4)根據(jù)電解池兩極產(chǎn)物判斷，一般情況下：陰極上的現(xiàn)象是：析出金屬(質(zhì)量增加)或有無(wú)色氣體(H2)放出；陽(yáng)極上的現(xiàn)象是：有非金屬單質(zhì)生成，呈氣態(tài)的有Cl2、O2或電極質(zhì)量減小(活性電極作陽(yáng)極)。3掌握電解的四大類型及規(guī)律類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例電解物質(zhì)電解液濃度pH變化電

9、解液復(fù)原電解水型陰極：4H4e=2H2陽(yáng)極：4OH4e=2H2OO2NaOHH2O增大增大加H2OH2SO4減小Na2SO4不變電解電解質(zhì)型電解質(zhì)的陰、陽(yáng)離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大通HCl氣體CuCl2加CuCl2放H2生堿型陰極：放H2生成堿陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大通HCl氣體放O2生酸型陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離子放電陽(yáng)極：放O2生成酸CuSO4減小加CuO三、?？碱}型要明了考查電解原理及氧化還原反應(yīng)典例考查電解原理的應(yīng)用演練1考查電解規(guī)律及電極的判斷演練2典例(2013·全國(guó)大綱卷)電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O)時(shí)，以鐵板作陰、陽(yáng)極

10、，處理過(guò)程中存在反應(yīng)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，最后Cr3以Cr(OH)3形式除去。下列說(shuō)法不正確的是()A陽(yáng)極反應(yīng)為Fe2e =Fe2B電解過(guò)程中溶液pH不會(huì)變化C過(guò)程中有Fe(OH)3沉淀生成D電路中每轉(zhuǎn)移12 mol電子，最多有1 mol Cr2O被還原電解池中電極反應(yīng)式的書寫步驟演練1(2013·北京高考)用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是()Aa端是直流電源的負(fù)極B通電使CuCl2發(fā)生電離C陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu22e=CuD通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體 演練2(2013·海南高考)下圖所示的電解池I和II

11、中，a、b、c和d均為Pt電極。電解過(guò)程中，電極b和d上沒(méi)有氣體逸出，但質(zhì)量均增大，且增重b<d。符合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的鹽溶液是()選項(xiàng)XYA.MgSO4CuSO4B.AgNO3Pb(NO3)2C.FeSO4Al2(SO4)3D.CuSO4AgNO3自助式學(xué)習(xí)菜單3.金屬的腐蝕與防護(hù)一、判斷正誤(1)(2013·北京高考)鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，鐵作負(fù)極被氧化：Fe3e=Fe3(×)(2)(2012·廣東高考)自行車鋼架生銹主要是電化學(xué)腐蝕所致() (3)(2012·江蘇高考)鍍銅鐵制品鍍層受損后，鐵制品比受損前更容易生銹()(4)(2012·海

12、南高考)用錫焊接鐵質(zhì)器件，焊接處不易生銹(×)二、必備知識(shí)掌握牢1電化學(xué)腐蝕發(fā)生的“兩個(gè)”條件(1)強(qiáng)酸性條件析氫腐蝕。(2)弱酸性、中性或堿性條件吸氧腐蝕。2理解鋼鐵在潮濕空氣中生成鐵銹(Fe2O3·nH2O)的原理FeC電解質(zhì)溶液形成原電池，負(fù)極反應(yīng)式：2Fe4e=2Fe2，正極反應(yīng)式：2H2OO24e=4OH。電池總反應(yīng)式：2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2。生成鐵銹的相關(guān)反應(yīng)式為：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O(3n)H2O。3金屬腐蝕的防護(hù)方法(1)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原電池原理：在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)

13、備上裝上若干較活潑金屬如鋅塊，讓被保護(hù)的金屬作原電池的正極。(2)外加電流的陰極保護(hù)法電解池原理：讓被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作陰極，惰性電極作陽(yáng)極，外接直流電源。(3)其他方法：改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成不銹鋼；加涂防護(hù)層如噴油漆、涂油脂、噴鍍等方法。三、?？碱}型要明了考查金屬腐蝕的快慢比較典例考查金屬的防護(hù)措施演練1考查金屬的腐蝕原理演練2典例下面各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是()A>>>B>>>C>>> D>>>金屬腐蝕快慢的判斷 演練1(2013·北京高考)下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極

14、保護(hù)法的是()A水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極B金屬護(hù)欄表面涂漆C汽車底盤噴涂高分子膜D地下鋼管連接鎂塊 演練2(2012·山東高考)下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是()A.圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B圖b中，開關(guān)由M改置于N時(shí)，CuZn合金的腐蝕速率減小C圖c中，接通開關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D圖d中，ZnMnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的將原電池和電解池結(jié)合在一起，綜合考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)計(jì)算等知識(shí)，是高考試卷中電化學(xué)部分的重要題型。該類題目的考查內(nèi)容通常有以下幾個(gè)方面：電極的判斷、電

15、極反應(yīng)方程式的書寫、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、溶液中離子的移動(dòng)、pH的變化以及電解質(zhì)溶液的恢復(fù)、運(yùn)用電子守恒處理相關(guān)數(shù)據(jù)等。例題(2012·海南高考)新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2 ，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為_、_；(2)閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中b電極上得到的是_，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為_；(3)若每個(gè)電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上通過(guò)電解池的電量為_(法拉第常數(shù)F9.

16、65×104 C·mol1，列式計(jì)算)，最多能產(chǎn)生的氯氣體積為_L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 名師支招多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷方法1直接判斷非常直觀明顯的裝置，如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中，則其他裝置為電解池。如圖所示，A為原電池，B為電解池。2根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷原電池一般是兩種材料不同的電極；而電解池則一般都是兩個(gè)惰性電極。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)，電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。如圖所示，B為原電池，A為電解池。3根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型，如圖所示，若C極溶

17、解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池，D是正極， C是負(fù)極；甲是電解池， A是陽(yáng)極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng)，A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。針對(duì)訓(xùn)練1(2012·安徽高考)某興趣小組設(shè)計(jì)如下圖所示的微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時(shí)間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是()A斷開K2，閉合K1時(shí)，總反應(yīng)的離子方程式為：2H2Cl通電,Cl2H2B斷開K2，閉合K1時(shí)，石墨電極附近溶液變紅C斷開K1，閉合K2時(shí)，銅電極上的電極反應(yīng)式為：Cl22e=2ClD斷開K1，閉合K2時(shí)，石墨電極

18、作正極2如圖是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程的示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)圖中甲池是_(填“原電池”、“電解池”或“電鍍池”)。(2)A(石墨)電極的名稱是_(填“正極”、“負(fù)極”、“陰極”或“陽(yáng)極”)。(3)寫出通入CH3OH的電極的電極反應(yīng)式：_。(4)乙池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，當(dāng)乙池中B(Ag)極質(zhì)量增加5.4 g，甲池中理論上消耗O2的體積為_L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，此時(shí)丙池中某電極析出1.6 g某金屬，則丙池中的某鹽溶液可能是_。AMgSO4溶液BCuSO4溶液CNaCl溶液 DAgNO3溶液1(2013·海南高考)MgAgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式為2AgC

19、l Mg=Mg2 2Ag 2Cl。有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()AMg為電池的正極B負(fù)極反應(yīng)為AgCle=AgClC不能被KCl 溶液激活D可用于海上應(yīng)急照明供電2(2012·海南高考)下列敘述錯(cuò)誤的是()A生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱B用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹C在鐵制品上鍍銅時(shí)，鍍件為陽(yáng)極，銅鹽為電鍍液D鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕3(2012·大綱全國(guó)卷)四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。相連時(shí)，外電路電流從流向；相連時(shí)，為正極；相連時(shí)，上有氣泡逸出；相連時(shí)，的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序是()ABC D4(2012·

20、;海南高考)下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時(shí)只生成氫氣和氧氣的是()AHCl、CuCl2、Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、H2SO4CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2DNaBr、H2SO4、Ba(OH)25工業(yè)上常將鉻鍍?cè)谄渌饘俦砻妫F、鎳組成各種性質(zhì)的不銹鋼，在下圖裝置中，觀察到圖1裝置銅電極上產(chǎn)生大量的無(wú)色氣泡，而圖2裝置中銅電極上無(wú)氣體產(chǎn)生，鉻電極上產(chǎn)生大量有色氣體，則下列敘述正確的是()A圖1為原電池裝置，Cu電極上產(chǎn)生的是O2B圖2裝置中Cu電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2C由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：金屬活動(dòng)性Cu>CrD兩個(gè)裝置中，電子均由Cr電極流向Cu電極6

21、(2013·新課標(biāo)卷)銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說(shuō)法正確的是()A處理過(guò)程中銀器一直保持恒重B銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C該過(guò)程中總反應(yīng)為2Al3Ag2S=6AgAl2S3D黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl7如下圖所示，用鉛蓄電池電解100 g 10.0%的硫酸鈉溶液，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得溶液質(zhì)量變?yōu)?5.5 g。下列說(shuō)法正確的是()A電路中轉(zhuǎn)移0.25 mol電子B鉛蓄電池中消耗0.5 mol H2SO4C鉛蓄電池的負(fù)極反應(yīng)式為：PbSO42H2O2e=PbO24HSODFe電極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2 8(2013·天津高考)為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕