高考化學(xué)總復(fù)習(xí)專項突破三電化學(xué)題型的探究課件

1、專項突破三電化學(xué)題型的探究專項突破三電化學(xué)題型的探究題型突破一 類型梳理二 解題流程題型突破一 類型梳理二 解題流程一、類型梳理1.新型電池的正、負極的判斷題目一般會給出相應(yīng)的反應(yīng)物、生成物或反應(yīng)方程式,只要根據(jù)元素的價態(tài)去分析即可。題型突破題型突破2.書寫新型電池的電極反應(yīng)式第一步:分析物質(zhì)得失電子情況,據(jù)此確定正、負極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。第二步:分析電極反應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)。第三步:寫出比較容易書寫的電極反應(yīng)式。第四步:若有總反應(yīng)式,可用總反應(yīng)式減去第三步中的電極反應(yīng)式(電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等),即得另一極的電極反應(yīng)式。第三步:寫出比較容易書寫的電極反應(yīng)式。3.新型電池充

2、、放電時各物質(zhì)變化的判斷電池充電的實質(zhì)是把放電時發(fā)生的變化再復(fù)原的過程,即放電是原電池、充電是電解的過程,如鉛蓄電池放電、充電的變化為 放電時充電時負極:Pb PbSO4 陰極:PbSO4 Pb正極:PbO2 PbSO4 陽極:PbSO4 PbO23.新型電池充、放電時各物質(zhì)變化的判斷正極:PbO2 Pb4.新型電池中離子的移動方向在原電池內(nèi)部,陰離子移向負極,陽離子移向正極。這是因為負極失電子,生成大量陽離子積聚在負極附近,致使該極附近有大量正電荷,所以溶液中的陰離子要移向負極;正極得電子,該極附近的陽離子因得電子生成電中性的物質(zhì)而使該極附近帶負電荷,所以溶液中的陽離子要移向正極。雖然從微觀

3、上講不參與電極反應(yīng)的離子也會發(fā)生移動,但從宏觀上講其在溶液中各區(qū)域的濃度基本不變。4.新型電池中離子的移動方向5.多池串聯(lián)問題多個電池“串聯(lián)”在一起,但沒有外接直流電源時,兩個電極活潑性差異最大的裝置為原電池,其余均為電解池。6.電化學(xué)與化學(xué)實驗的有機融合電化學(xué)知識中涉及對電極材料、電解液中的離子等的分析,因而就容易與化學(xué)實驗融合在一起進行考查,如電解液的制備、凈化,電極反應(yīng)產(chǎn)物的檢驗,電化學(xué)裝置的設(shè)計等,提高了試題的綜合度。5.多池串聯(lián)問題7.在元素推斷題中滲透電化學(xué)內(nèi)容元素推斷是重點內(nèi)容,為了拓展知識考查的寬度,體現(xiàn)學(xué)科知識的密切相關(guān)性,可能在該類問題中設(shè)計一些簡單的電化學(xué)知識。8.原電池

4、與化學(xué)平衡相結(jié)合將自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)設(shè)計成原電池,根據(jù)陰、陽離子的移動來考查化學(xué)平衡移動原理。7.在元素推斷題中滲透電化學(xué)內(nèi)容二、解題流程二、解題流程正確的是( ) 典例1如圖所示,甲池的總反應(yīng)式為N2H4+O2 N2+2H2O。下列說法正確的是( )A.甲池中負極上的電極反應(yīng)式為N2H4-4e- N2+4H+B.乙池中石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為4OH-4e- 2H2O+O2C.甲池溶液pH增大,乙池溶液pH減小2H4,乙池電極上則會析出6.4 g固體答案BA項,甲池的電解質(zhì)溶液是氫氧化鉀溶液,因此負極不可能生成H+,正確的電極反應(yīng)式為N2H4-4e-+4OH- N2+4H2O;B項,乙池中石

5、墨電極是陽極,OH-失電子發(fā)生氧化反應(yīng);C項,甲池總反應(yīng)生成了水,則氫氧化鉀溶液濃度變小,pH減小;D項,根據(jù)各個電極流過的電量相等知N2H42Cu,則消耗0.1 mol N2H4,乙池電極上會析出12.8 g銅。A.甲池中負極上的電極反應(yīng)式為N2H4-4e- N2+4H(2)該電解槽中陽極上OH-放電,電極反應(yīng)式為4OH-4e- 2H2O+O2;解析A項,根據(jù)圖示可以判斷,A為原電池,B為電解池;B項,電解H2SO4成B,電極反應(yīng)式為B+8OH-8e-B+6H2O,每有1 mol NaBH4參(1)鋼鐵銹蝕是目前難以解決的現(xiàn)實問題,電化學(xué)腐蝕最為普遍。這是因為負極失電子,生成大量陽離子積聚在

6、負極附近,致使該極附近有大量正電荷,所以溶液中的陰離子要移向負極;正極得電子,該極附近的陽離子因得電子生成電中性的物質(zhì)而使該極附近帶負電荷,所以溶液中的陽離子要移向正極。解析(1)原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng),在潮濕的空氣中鋼鐵銹蝕的正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e- 4OH-;鐵銹的主要成分為Fe2O3xH2O。2Fe3+Fe3Fe2+24 L甲醛的物質(zhì)的量不一定是a口若通入1 mol CH4,d口可產(chǎn)生4 mol氣體電池A極區(qū)的電極反應(yīng)式為H2O2+2e-2OH-(2)如何檢驗a槽中生成的陽離子:。若開始時開關(guān)K與a連接,則鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的腐蝕。由VB2電極流向c電極;C項,電解過程中,b

7、電極為陽極,OH-失電子生成氧答案C由題圖可知a為陰極,b為陽極,則氣體X為H2,氣體Y為O2;c為正極,d為負極。答案D 根據(jù)Y極有黃綠色氣體生成可知,Y極的電極反應(yīng)式為2Cl-這是因為負極失電子,生成大量陽離子積聚在負極附近,致使該極附近有大量正電荷,所以溶液中的陰離子要移向負極;正極得電子,該極附近的陽離子因得電子生成電中性的物質(zhì)而使該極附近帶負電荷,所以溶液中的陽離子要移向正極。此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)(填“大于”“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。1-1空間實驗室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC),RFC 是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的充

8、電電池。下圖為RFC的工作原理示意圖,下列有關(guān)說法中正確的是( )(2)該電解槽中陽極上OH-放電,電極反應(yīng)式為4OH-42B.b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是4H2O+4e- 2H2+4OH-C.c極上發(fā)生還原反應(yīng),B中的H+可以通過隔膜進入AD.d極上發(fā)生的電極反應(yīng)是O2+4H+4e- 2H2O答案C由題圖可知a為陰極,b為陽極,則氣體X為H2,氣體Y為O2;c為正極,d為負極。正極、陰極發(fā)生還原反應(yīng),負極、陽極發(fā)生氧化反應(yīng),A、B、D錯誤;在原電池中陽離子移向正極,C正確。2答案C由題圖可知a為陰極,b為陽極,則氣體X為H1-2用酸性甲醛燃料電池為電源進行電解的實驗裝置如圖所示,下列說法中正確的是

9、( )1-2用酸性甲醛燃料電池為電源進行電解的實驗裝置如圖所示,A.當a、b都是銅時,電解的總反應(yīng)方程式為2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2B.燃料電池工作時,正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e- 4OH-D.燃料電池工作時,負極反應(yīng)為HCHO+H2O-2e- HCOOH+2H+ 高考化學(xué)總復(fù)習(xí)專項突破三電化學(xué)題型的探究課件答案D氧氣在正極通入,甲醛在負極通入,因此a是陰極,b是陽極。當a、b都是銅時,相當于是銅的精煉,A錯誤;電解質(zhì)為酸性電解質(zhì),則正極反應(yīng)為O2+4H+4e- 2H2O,B錯誤;2.24 L甲醛的物質(zhì)的量不一定是0.1 mol,則不能計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù),C錯誤;負極

10、甲醛失去電子轉(zhuǎn)化為甲酸,D正確。答案D氧氣在正極通入,甲醛在負極通入,因此a是陰極典例2如圖是一套電化學(xué)裝置,對其有關(guān)說法錯誤的是( B )A.裝置A是原電池,裝置B是電解池B.反應(yīng)一段時間后,裝置B中溶液pH增大C.a口若通入1 mol CH4,d口可產(chǎn)生4 mol氣體D.a口通入C2H6時的電極反應(yīng)為C2H6-14e-+18OH-2C+12H2O 典例2如圖是一套電化學(xué)裝置,對其有關(guān)說法錯誤的是( B解析A項,根據(jù)圖示可以判斷,A為原電池,B為電解池;B項,電解H2SO4溶液,實際上是電解水,所以裝置B中溶液pH減小;C項,若a口通入1 mol CH4,d口產(chǎn)生的是H2,根據(jù)得失電子守恒應(yīng)

11、產(chǎn)生4 mol H2。解析A項,根據(jù)圖示可以判斷,A為原電池,B為電解池;2-1某同學(xué)按下圖所示的裝置進行實驗。A、B為兩種常見金屬,它們的硫酸鹽可溶于水,當K閉合時,Y極上產(chǎn)生黃綠色氣體。下列分析正確的是( )2-1某同學(xué)按下圖所示的裝置進行實驗。A、B為兩種常見金屬A.溶液中c(A2+)減小B.B極的電極反應(yīng)式:B-2e- B2+C.Y電極上有Cl2產(chǎn)生,發(fā)生還原反應(yīng)D.反應(yīng)初期,X電極周圍出現(xiàn)白色膠狀沉淀答案D 根據(jù)Y極有黃綠色氣體生成可知,Y極的電極反應(yīng)式為2Cl-2e- Cl2,即Y為電解池的陽極,則B為原電池的正極,A為原電池的負極。A項,A極的電極反應(yīng)式為A-2e- A2+,溶液

12、中c(A2+)增大;B項,B極為正極,發(fā)生還原反應(yīng);C項,Y極為電解池的陽極,發(fā)生氧化反應(yīng);D項,X電極上H+放電,則c(H+)減小,c(OH-)增大,OH-與Al3+結(jié)合會形成Al(OH)3白色膠狀沉淀。A.溶液中c(A2+)減小答案D 根據(jù)Y極有黃綠色2-2如圖甲是利用一種微生物將廢水中的尿素(H2NCONH2)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,并生成環(huán)境友好物質(zhì)的裝置,同時利用此裝置的電能在鐵上鍍銅。下列說法中正確的是( )2-2如圖甲是利用一種微生物將廢水中的尿素(H2NCONHA.H+透過質(zhì)子交換膜由右向左移動B.銅電極應(yīng)與X相連接C.M電極的反應(yīng)式:H2NCONH2+H2O-6e-CO2+N

13、2+6H+答案CA項,由圖甲可知,O2在N電極上發(fā)生還原反應(yīng),故N為正極,H+移向正極;B項,由于乙裝置是Fe上鍍銅,所以Cu為陽極,接電源正極,故與Y相連;C項,甲裝置生成環(huán)境友好物質(zhì);D項,O2+4e-+4H+2H2O,Cu2+2e-Cu,所以O(shè)22Cu,故當N電極上消耗0.25 mol氣體時,鐵電極增重32g。A.H+透過質(zhì)子交換膜由右向左移動答案CA項,由圖1.LED系列產(chǎn)品是一類新型節(jié)能產(chǎn)品。圖甲是NaBH4/H2O2燃料電池,圖乙是LED發(fā)光二極管的裝置示意圖。下列敘述錯誤的是( ) 甲乙A.電池A極區(qū)的電極反應(yīng)式為H2O2+2e-2OH-B.電池放電過程中,Na+從負極區(qū)向正極區(qū)

14、移動提能訓(xùn)練提能訓(xùn)練答案CA項,根據(jù)題圖知,H2O2得電子發(fā)生還原反應(yīng),則A電極為正極,正極的電極反應(yīng)式為H2O2+2e-2OH-;B項,電池放電過程中,陽離子移向正極,Na+從負極區(qū)向正極區(qū)移動;C項,負極B發(fā)生氧化反應(yīng)生成B,電極反應(yīng)式為B+8OH-8e-B+6H2O,每有1 mol NaBH4參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8NA;D項,要使LED發(fā)光二極管正常發(fā)光,圖乙中的導(dǎo)線a應(yīng)與圖甲中的B極(負極)相連。C.每有1 mol NaBH4參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NAD.要使LED發(fā)光二極管正常發(fā)光,圖乙中的導(dǎo)線a應(yīng)與圖甲中的B極相連答案CA項,根據(jù)題圖知,H2O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)2.堿性硼化釩

15、(VB2)-空氣電池工作時反應(yīng)為4VB2+11O2 4B2O3+2V2O5。用該電池為電源,選用惰性電極電解硫酸銅溶液,實驗裝置如圖所示。當外電路中通過0.04 mol 電子時,B裝置內(nèi)共收集到0.448 L氣體(標準狀況下),則下列說法正確的是( )2.堿性硼化釩(VB2)-空氣電池工作時反應(yīng)為4VB2+11A.VB2電極發(fā)生的電極反應(yīng)為2VB2+11H2O-22e-V2O5+2B2O3+22H+B.外電路中電子由c電極流向VB2電極C.電解過程中,b電極表面先有紅色物質(zhì)析出,然后有氣泡產(chǎn)生D.若B裝置內(nèi)的液體體積為200 mL,則CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為 0.05 molL-1答案D

16、A項,負極上是VB2失電子發(fā)生氧化反應(yīng),則VB2極發(fā)生的電極反應(yīng)為2VB2+22OH-22e-V2O5+2B2O3+11H2O;B項,外電路中電子由VB2電極流向c電極;C項,電解過程中,b電極為陽極,OH-失電子生成氧D.若B裝置內(nèi)的液體體積為200 mL,則CuSO4溶液的氣;D項,在電解池的陰極(c電極),Cu2+首先放電,Cu2+放電完畢后,H+接著放電,Cu2+2e- Cu,2H+2e- H2,根據(jù)電子守恒知,n(e-)=2n(Cu2+)+2n(H2)=0.04 mol;當外電路中通過0.04 mol 電子時,B裝置內(nèi)b電極為陽極,OH-失電子生成氧氣的物質(zhì)的量為0.01 mol ,

17、又共收集到0.448 L氣體,即=0.02 mol,則陰極產(chǎn)生0.01 mol 的氫氣,所以溶液中的Cu2+的物質(zhì)的量為=0.01 mol ,則CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為=0.05 molL-1。極,OH-失電子生成氧氣的物質(zhì)的量為0.01 mol ,又共3.某化學(xué)興趣小組對電化學(xué)問題進行了實驗研究。(1)利用下圖裝置探究金屬的電化學(xué)腐蝕,接通電路發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),鹽橋中K+向槽(填“a”“b”或“c”)移動。寫出正極的電極反應(yīng)式:。3.某化學(xué)興趣小組對電化學(xué)問題進行了實驗研究。(2)如何檢驗a槽中生成的陽離子:。(3)在c槽中欲實現(xiàn)Cu+2H2OCu(OH)2+H2的反應(yīng),則電

18、極(填“M”或“N”)一定是銅電極。c槽中電解質(zhì)X可以是下列物質(zhì)(填選項)。A.H2SO4B.NaNO3 C.MgCl2D.KOH(2)如何檢驗a槽中生成的陽離子:答案(1)bO2+4e-+2H2O4OH- (2)取a槽中溶液少量,加入硫氰化鉀溶液,無現(xiàn)象,再通少量氯氣,溶液變?yōu)檠t色,說明有亞鐵離子生成(其他合理答案均可) (3)MBD解析(1)a-b構(gòu)成原電池,鐵電極是負極,石墨電極是正極,根據(jù)原電池內(nèi)部陽離子移向正極可知,鹽橋中K+移向b槽;正極氧氣被還原,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-。(3)根據(jù)c槽中Cu+2H2OCu(OH)2+H2的反應(yīng),銅發(fā)生氧化反應(yīng),銅應(yīng)該與電池的

19、正極相連作陽極,即M一定是銅電極,電解質(zhì)溶液不參與反應(yīng),不能選A、C,而應(yīng)選B、D。答案(1)bO2+4e-+2H2O4OH- 4.鐵和鐵的化合物在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有廣泛的用途。請回答下列問題:(1)鋼鐵銹蝕是目前難以解決的現(xiàn)實問題,電化學(xué)腐蝕最為普遍。寫出在潮濕空氣中鋼鐵銹蝕時發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式:。鐵銹的主要成分是(填寫化學(xué)式),將生銹的鐵屑放入H2SO4溶液中充分溶解后,在溶液中并未檢測出Fe3+,用離子方程式說明原因: 。4.鐵和鐵的化合物在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有廣泛的用途。請回(2)愛迪生蓄電池的反應(yīng)式為Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2;高鐵酸鈉(

20、Na2FeO4)是一種新型凈水劑。用如圖所示裝置可以制取少量高鐵酸鈉。(2)愛迪生蓄電池的反應(yīng)式為Fe+NiO2+2H2O Fe此裝置中愛迪生蓄電池的負極是(填“a”或“b”),該電池工作一段時間后必須充電,充電時生成NiO2的反應(yīng)類型是。寫出在用電解法制取高鐵酸鈉時,陽極的電極反應(yīng)式:。你認為高鐵酸鈉作為一種新型凈水劑的理由可能是。A.高鐵酸鈉溶于水形成一種膠體,具有較強的吸附性B.高鐵酸鈉具有強氧化性,能消毒殺菌C.高鐵酸鈉在消毒殺菌時被還原生成Fe3+,Fe3+水解產(chǎn)生的氫氧化鐵膠體能吸附懸浮雜質(zhì)此裝置中愛迪生蓄電池的負極是(填“a”或“b答案(1)O2+4e-+2H2O4OH-Fe2O

21、3xH2O2Fe3+Fe3Fe2+(2)a氧化反應(yīng)Fe-6e-+8OH-Fe+4H2OBC解析(1)原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng),在潮濕的空氣中鋼鐵銹蝕的正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e- 4OH-;鐵銹的主要成分為Fe2O3xH2O。由于在生銹的鋼鐵中,Fe過量,當發(fā)生Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O反應(yīng)后,又發(fā)生2Fe3+Fe3Fe2+反應(yīng),所以檢測不到Fe3+。答案(1)O2+4e-+2H2O4OH-Fe2O3x(2)在題給電解池中,Fe一定作陽極,所以a為負極,b為正極;當該電池充電時,Ni(OH)2生成NiO2,化合價升高,發(fā)生氧化反應(yīng);在Fe中Fe的化合價為+6價,所以Fe應(yīng)失去6

22、e-,電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O;Na2FeO4之所以能作凈水劑,是因為Na2FeO4具有強氧化性,能殺菌消毒,其還原產(chǎn)物Fe3+能水解生成Fe(OH)3膠體,能吸附水中的懸浮雜質(zhì)。(2)在題給電解池中,Fe一定作陽極,所以a為負極,b為正5.(1)某課外活動小組同學(xué)用圖1裝置進行實驗,試回答下列問題:若開始時開關(guān)K與a連接,則鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的腐蝕。若開始時開關(guān)K與b連接,則總反應(yīng)的離子方程式為。5.(1)某課外活動小組同學(xué)用圖1裝置進行實驗,試回答下列問(2)芒硝的化學(xué)式為Na2SO410H2O,無色晶體,易溶于水,是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物。該小組同學(xué)設(shè)想,如果

23、模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法,用圖2所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉,無論從節(jié)省能源還是從提高原料的利用率方面都更加符合綠色化學(xué)理念。該電解槽的陽極反應(yīng)式為。此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)(填“大于”“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。堿的方法,用圖2所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣制得的氫氧化鈉溶液從出口(填“A”“B”“C”或“D”)導(dǎo)出。通電開始后,陰極附近溶液pH會增大,請簡述原因: 。若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池,則電池負極的電極反應(yīng)式為 。已知H2的燃燒熱為285.8 kJmol-1,則該燃料電池工作產(chǎn)生36 g液態(tài)H2O

24、時,理論上有kJ的能量轉(zhuǎn)化為電能。制得的氫氧化鈉溶液從出口(填“A”“B”“C”或“D”)答案(1)吸氧2Cl-+2H2O 2OH-+H2+Cl2(2)4OH-4e- 2H2O+O2小于DH+放電促進水的電離,使OH-濃度增大H2-2e-+2OH- 2H2O571.6解析(1)開關(guān)K與a連接,形成原電池,由于電解質(zhì)溶液為飽和食鹽水,故鐵發(fā)生吸氧腐蝕。開關(guān)K與b連接,形成電解池,總反應(yīng)的離子方程式為2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2+H2。答案(1)吸氧2Cl-+2H2O 2OH-+(2)該電解槽中陽極上OH-放電,電極反應(yīng)式為4OH-4e- 2H2O+O2;由于S所帶電荷為Na+的2倍,所以

25、通過陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過陽離子交換膜的離子數(shù)。NaOH在陰極產(chǎn)生,因此從出口D導(dǎo)出。通電開始后,陰極上H+放電,促進水的電離,OH-濃度增大,因此pH增大。堿性氫氧燃料電池中負極上H2放電,電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH- 2H2O。由H2(g)+O2(g) H2O(l)H=-285.8 kJmol-1可知,當電池工作產(chǎn)生36 g液態(tài)H2O時,理論上轉(zhuǎn)化為電能的能量為285.8 kJmol-12 mol=571.6 kJ。(2)該電解槽中陽極上OH-放電,電極反應(yīng)式為4OH-46.某化學(xué)興趣小組對電化學(xué)問題進行了實驗探究。.利用下圖裝置探究金屬的防護措施,實驗現(xiàn)象是鋅電極不斷溶解,鐵電極表面有氣泡產(chǎn)生。6.某化學(xué)興趣小組對電化學(xué)問題進行了實驗探究。(1)寫出負極的電極反應(yīng)式: 。(2)某學(xué)生認為,鐵電極可能參與反應(yīng),并對產(chǎn)物作出假設(shè):假設(shè)1:鐵參與反應(yīng),被氧化生成Fe2+;假設(shè)2:鐵參與反應(yīng),被氧化生成Fe3+;假設(shè)3:。(3