高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)++電化學(xué)講義

高考復(fù)習(xí)電化學(xué)目錄一、原電池及其工作原理二、化學(xué)電源三、電解池及其工作原理四、電解原理應(yīng)用五、金屬的腐蝕與防護(hù)六、經(jīng)典例題欣賞七、五年真題實(shí)戰(zhàn)【知識點(diǎn)一】原電池一、原電池工作原理1.研究對象：。幾種常見的單液電池：①銅、鋅原電池負(fù)極反應(yīng)：；正極反應(yīng)：；總反應(yīng)：?？赏浦?.形成原電池的條件：(1)，(2)，(3)，(4)。3.負(fù)極特點(diǎn)：電子→化合價(jià)→被→得到產(chǎn)物→發(fā)生反應(yīng)。4.正極特點(diǎn)：電子→化合價(jià)→被→得到產(chǎn)物→發(fā)生反應(yīng)。5.電子流向：電子由極流出，經(jīng)流向極；電流方向與之；電解質(zhì)為整個電路的電路，負(fù)載為整個電路的電路。6.溶液中離子的流向：通常情況下。電流方向?yàn)闀r針，正電荷流向與電流方向，故陽離子向極移動；而負(fù)電荷流向與電流方向，故陰離子向極移動。特例：以鎂、石墨為電極，在次氯酸鈉溶液中構(gòu)成一次性電池，電池反應(yīng)為Mg＋NaClO＋H2ONaCl＋Mg(OH)2，在電池放電過程中，ClO－向(填“鎂極”或“石墨極”)遷移。②鎂、鋁—?dú)溲趸c電池負(fù)極反應(yīng)：；正極反應(yīng)：；總反應(yīng)：。由此可得，鋁與NaOH(aq)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：。③銅、鐵—濃硝酸電池其中電流強(qiáng)度(I)隨時間(t)的變化如圖所示，造成這樣的原因是：。0~t1時負(fù)極的電極反應(yīng)式為：；t1之后負(fù)極的電極反應(yīng)式為：；正極的電極反應(yīng)式為：；總反應(yīng)：、?？偨Y(jié)：原電池的化學(xué)原理與電解質(zhì)有關(guān)，但與電極活潑性無必然聯(lián)系。常見的雙液電池：雙液電池的構(gòu)成要素：(1)；(2)；(3)；(4)；(5)。鹽橋：(1)制備將熱的瓊脂溶液倒入U(xiǎn)形管中(不能產(chǎn)生裂隙)，將冷卻后的U形管浸泡在KCl飽和溶液或NH4NO3飽和溶液中制得。(2)作用①通過離子在鹽橋中的定向移動，使兩個隔離的電解質(zhì)溶液連接起來，可使電流持續(xù)傳導(dǎo)。②使用鹽橋是將兩個半電池完全隔開，使副反應(yīng)減至最低程度，可以獲得單純的電極反應(yīng)，有利于最大程度地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(3)離子流向以KCl—瓊脂為例，K+流向極，Cl-流向極。該裝置中，鹽橋(填“能”或“不能”)用KCl—瓊脂作填充劑，原因是：(寫離子方程式)；可將其替換為?！局R點(diǎn)二】化學(xué)電源一、普通化學(xué)電源1.一次電池定義：。思考：Zn—Cu原電池能否為二次電池？(1)堿性鋅錳干電池總反應(yīng)：Zn+MnO2+H2O=MnO(OH)+Zn(OH)2負(fù)極：，正極：。電極反應(yīng)式的書寫步驟：(1)，(2)，(3)，(4)。(2)鋅銀電池(堿性環(huán)境)總反應(yīng)：Zn+Ag2O=ZnO+Ag負(fù)極：，正極：。(3)鋰亞硫酰氯電池總反應(yīng)：Li+SOCl2=LiCl↓+S+SO2負(fù)極：，正極：。該電池之所以不能用水性電解質(zhì)的原因是：、。2.二次電池定義：。放電充電(1)放電充電Pb＋PbO2＋H2SO4H2O＋PbSO4放電負(fù)極：充電陰極：；；放電正極：充電陽極：。。放電充電(2)放電充電Cd+NiO(OH)+H2OCd(OH)2+Ni(OH)2放電負(fù)極：充電陰極：；；放電正極：充電陽極：。。(3)鋰系電池①鋰硫電池放電充電Li+S8Li2Sx(2≤x≤8)放電充電放電負(fù)極：充電陰極：；；放電正極：充電陽極：。。②鋰離子電池放電充電LiMO2+CLi1-xMO2+LixCn放電充電放電負(fù)極：充電陰極：；；放電正極：充電陽極：。。二、燃料電池1.氫氧燃料電池①酸性氫氧燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。注意：O2-在水溶液中不能穩(wěn)定存在，只能與環(huán)境中兩種微粒結(jié)合。用離子方程式表示該過程：、。②堿性氫氧燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。③熔融氫氧燃料電池Ⅰ.固體氧化物燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。Ⅱ.熔融碳酸鹽燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：?？偡磻?yīng)：；負(fù)極：；正極：?？偨Y(jié)：。2.甲烷燃料電池①酸性甲烷燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。②堿性甲烷燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。③熔融甲烷燃料電池Ⅰ.固體氧化物燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。Ⅱ.熔融碳酸鹽燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。3.乙醇燃料電池①酸性乙醇燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。②堿性乙醇燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。③熔融乙醇燃料電池Ⅰ.固體氧化物燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。Ⅱ.熔融碳酸鹽燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。4.氮化物燃料電池①酸性總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。總反應(yīng)：NH3+NO2=N2+H2O；負(fù)極：；正極：。②堿性總反應(yīng)：NH3+O2=N2+H2O；負(fù)極：；正極：。總反應(yīng)：N2H4+O2=N2+H2O；負(fù)極：；正極：。③熔融Ⅰ.固體氧化物燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。Ⅱ.熔融硝酸鹽燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。5.新型燃料電池①硼化釩(VB2)—空氣電池總反應(yīng)：VB2+O2=B2O3+V2O5；負(fù)極：；正極：。②鎂—次氯酸鈉燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。③鋰—銅空氣燃料電池總反應(yīng)：；負(fù)極：；正極：。④鋁—空氣燃料電池總反應(yīng)：+KOH=KAl(OH)4；負(fù)極：；正極：。小結(jié)：原電池中，正極材料(填“一定”、“不一定”或“一定不”)參與反應(yīng)；負(fù)極材料(填“一定”、“不一定”或“一定不”)參與反應(yīng)?！局R點(diǎn)三】電解池電解池工作原理1.研究對象：。陽極放電順序：；陰極放電順序：。幾種常見的電解池：①電解水陰極反應(yīng)：；陽極反應(yīng)：；總反應(yīng)：?？赏浦?.形成電解池的條件：(1)，(2)，(3)，(4)。3.陰極特點(diǎn)：電子→化合價(jià)→被→得到產(chǎn)物→發(fā)生反應(yīng)。4.陽極特點(diǎn)：電子→化合價(jià)→被→得到產(chǎn)物→發(fā)生反應(yīng)。5.電子流向：與電流方向；電解質(zhì)為整個電路的電路。6.溶液中離子的流向：通常情況下。電流方向?yàn)闀r針，正電荷流向與電流方向，故陽離子向極移動；而負(fù)電荷流向與電流方向，故陰離子向極移動。特例：實(shí)驗(yàn)室將黃銅礦[主要成分為硫化亞銅鐵(CuFeS2)]粉碎后采用如下裝置進(jìn)行電化學(xué)浸出實(shí)驗(yàn)來制取銅。(1)硫酸鐵與稀硫酸的混合液和黃銅礦粉反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuFeS2+H2SO4=FeSO4+CuSO4+H2S↑，生成的硫化氫氣體被硫酸鐵氧化而除去，除去硫化氫氣體的離子方程式為。(2)選擇性離子交換膜只允許_____離子通過(填離子符號)。電解過程中，陽極區(qū)Fe3+的濃度基本保持不變，原因是(用電極反應(yīng)式表示)。②電解H2SO4(aq)陰極反應(yīng)：；陽極反應(yīng)：；總反應(yīng)：。該過程中，損失，相當(dāng)于電解；電解一段時間后，溶液pH，若要恢復(fù)原狀態(tài)，應(yīng)加(通)入。③電解HCl(aq)陰極反應(yīng)：；陽極反應(yīng)：；總反應(yīng)：。該過程中，損失，相當(dāng)于電解；電解一段時間后，溶液pH，若要恢復(fù)原狀態(tài)，應(yīng)加(通)入。④電解NaOH(aq)陰極反應(yīng)：；陽極反應(yīng)：；總反應(yīng)：。該過程中，損失，相當(dāng)于電解；電解一段時間后，溶液pH，若要恢復(fù)原狀態(tài)，應(yīng)加(通)入。⑤電解NaCl(aq)陰極反應(yīng)：；陽極反應(yīng)：；總反應(yīng)：。該過程中，損失，相當(dāng)于電解；電解一段時間后，溶液pH，若要恢復(fù)原狀態(tài)，應(yīng)加(通)入。⑥電解CuSO4(aq)陰極反應(yīng)：；陽極反應(yīng)：；總反應(yīng)：。該過程中，損失，相當(dāng)于電解；電解一段時間后，溶液pH，若要恢復(fù)原狀態(tài)，應(yīng)加(通)入。⑦電解CuCl2(aq)陰極反應(yīng)：；陽極反應(yīng)：；總反應(yīng)：。該過程中，損失，相當(dāng)于電解；電解一段時間后，溶液pH，若要恢復(fù)原狀態(tài)，應(yīng)加(通)入。⑧電解Na2SO4(aq)陰極反應(yīng)：；陽極反應(yīng)：；總反應(yīng)：。該過程中，損失，相當(dāng)于電解；電解一段時間后，溶液pH，若要恢復(fù)原狀態(tài)，應(yīng)加(通)入。小結(jié)將上述序號填到相應(yīng)的橫線上：電解溶劑型，電解溶質(zhì)型，電解溶劑和溶質(zhì)型?！局R點(diǎn)四】電解原理的應(yīng)用一、氯堿工業(yè)發(fā)展歷程：1.無隔膜電解以該法為原理的裝置又稱為次氯酸鈉發(fā)生器，原因是：(寫化學(xué)方程式)，所以不適合用于氯堿工業(yè)。2.隔膜法電解將序號所對應(yīng)的物質(zhì)寫在橫線上：①，②，③，④，⑤，⑥。該離子交換膜為，作用是：。④與⑤的排氣口不可相距太近，原因是：(用化學(xué)方程式和必要的文字加以說明)。二、電鍍1.鍍層金屬作，鍍件作。2.對電鍍液的要求是：，電解前后，電解液pH，陰極增加質(zhì)量陽極減少質(zhì)量。3.能否用H2SO4代替CuSO4，為何？。三、精煉銅1.對電解液的要求是；能否用H2SO4代替CuSO4，為何？；反應(yīng)后電解液的濃度。2.陽極失去的電子數(shù)與陰極得到的電子數(shù)。3.陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量(填“一定”、“不一定”或“一定不”)相等；用某粗銅(雜質(zhì)為Fe及Zn)為原料進(jìn)行精煉，若某時刻(雜質(zhì)還未耗盡)測得陰陽兩極質(zhì)量變化的絕對值相等，則該時刻溶液中Fe2+與Zn2+的濃度比為。4.陽極泥是指。四、污水治理1.處理含Na2SO4廢水三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na+和SO42－可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。(1)ab允許(填離子符號，下同)通過，cd允許通過。(2)裝置開始工作前，需向負(fù)極區(qū)加入稀的溶液，向正極區(qū)加入稀的溶液，目的是：；可在兩端隔室得到相應(yīng)產(chǎn)品的原因是：。(3)寫出總反應(yīng)方程式：。2.處理含鉻廢水如圖是含Cr2O72-的工業(yè)廢水的處理裝置。(1)若該廢水中含大量的Cr2O72-，則廢水顯性，原因是：(寫離子方程式)。(2)用化學(xué)用語和必要的文字闡述該裝置的工作原理。。五、制備化工產(chǎn)品1.電解尿素制氫氣如圖為電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫氣的裝置(1)尿素中C的化合價(jià)是；其結(jié)構(gòu)簡式為，試根據(jù)所學(xué)知識證明C的化合價(jià)與前述相符：。(2)陽極的電極反應(yīng)式為；總反應(yīng)式為。2.電解法制備次磷酸與二氧化鉛(1)次磷酸(H3PO2)是一種精細(xì)化工產(chǎn)品，具有較強(qiáng)還原性。H3PO2可用電滲析法制備，“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)：①寫出陽極的電極反應(yīng)式

。②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因

。③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2：將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有

雜質(zhì)，該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是

。(2)PbO2可以通過石墨為電極，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為

，陰極上觀察到的現(xiàn)象是

；若電解液中不加入Cu(NO3)2，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為

，這樣做的主要缺點(diǎn)是

。3.電解NO制NH4NO3工業(yè)上可以通過電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示。

(1)電解過程中，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)若維持電流強(qiáng)度為6A，電解5h，理論上可制得NH4NO3的最大質(zhì)量為g(已知F=96500C/mol，保留小數(shù)點(diǎn)后一位)?！局R點(diǎn)五】金屬的腐蝕與防護(hù)一、金屬的腐蝕1.本質(zhì)：。2.類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕概念金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕不純金屬(或合金)接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)所引起的腐蝕現(xiàn)象實(shí)例純銀器在空氣中漸漸變暗鋼鐵在潮濕的空氣中被腐蝕聯(lián)系兩種腐蝕往往同時發(fā)生，但是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍、更嚴(yán)重程度電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)措施的腐蝕應(yīng)用制作印刷電路板實(shí)驗(yàn)室制氫氣時，向稀硫酸溶液中滴幾滴硫酸銅溶液，以加快氫氣的生成速率3.析氫腐蝕與吸氧腐蝕(1)析氫腐蝕電解質(zhì)環(huán)境：。負(fù)極：；正極：；總反應(yīng)：。(2)吸氧腐蝕電解質(zhì)環(huán)境：。負(fù)極：；正極：；總反應(yīng)：。鐵銹的生成：、。二、金屬的防護(hù)1.核心思想：。2.一般防護(hù)法金屬防護(hù)改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)而增強(qiáng)抗腐蝕能力—不銹鋼金屬表面覆蓋保護(hù)層涂礦物性油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料鍍抗腐蝕金屬—電鍍、熱鍍、噴鍍法用化學(xué)方法使其表面形成一層致密氧化膜，如金屬的鈍化3.電化學(xué)保護(hù)法(1)(原理)(2)(原理)4.保護(hù)效果電解原理保護(hù)＞原電池原理保護(hù)＞一般的保護(hù)措施概念辨析：1.在原電池中，負(fù)極材料一定發(fā)生氧化反應(yīng)，而正極材料一定只起導(dǎo)電作用()2.在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)()3.原電池工作時，溶液中的陽離子向負(fù)極移動，電子通過電解質(zhì)溶液形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生()4.某裝置是根據(jù)反應(yīng)Cu+2Ag+=Cu2++2Ag設(shè)計(jì)的單液電池，若將其改為雙液電池，需用裝有KCl—瓊脂的U型管作鹽橋，以構(gòu)成閉合回路()5.白鐵皮和馬口鐵的鍍層破損后，前者鐵的腐蝕速率大于后者()6.鉛蓄電池工作時，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mole-時，消耗的H2SO4為0.1mol()7.用鐵作電極電解飽和食鹽水，陽極上可收集到能使?jié)駶櫟牡矸邸狵I試紙變藍(lán)的氣體()8.用惰性電極電解CuSO4(aq)一段時間后，加入Cu2(OH)2CO3一定不能使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)()9.電解精煉銅時，電路中通過0.2mole-時，陰極一定增重6.4g()10.在潮濕的空氣中，鋼鐵表面會形成一層水膜，金屬發(fā)生的一定是吸氧腐蝕()11.化學(xué)腐蝕是鋼鐵最常見的腐蝕形式()12.在原電池中，陽離子一定向正極遷移，陰離子一定向負(fù)極遷移；在電解池中，陽離子一定向陰極遷移，陰離子一定向陽極遷移()1.微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是（）A.正極反應(yīng)中有CO2生成B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C.質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O2.三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na+和SO42－可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是（）A.通電后中間隔室的SO42