2024屆高考二輪復(fù)習(xí) 微主題3 反應(yīng)熱 電化學(xué) 講義

專題二化學(xué)反應(yīng)與能量化學(xué)反應(yīng)速率及平衡

微主題3反應(yīng)熱電化學(xué)

綱舉目張

電極反應(yīng)

電子、電流、離子流向

離子交換膜的作用

新型電池

A”計(jì)算

電冶、粗銅精煉

電鍍、電催泡和食鹽水

金屈的腐蝕與防護(hù)

考向口化學(xué)反應(yīng)與能量小綜合

［反應(yīng)的自發(fā)性、AH計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)］

1.(2019?江蘇卷)氫氣與氧氣生成水的反應(yīng)是氫能源應(yīng)用的重要途徑。下列說法正確的是

(A)

A.一定溫度下，反應(yīng)2H2(g)+Ch(g)=2H2O(g)能自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的△〃<()

B.氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)：

O2+2H2O+4e-=4OH-

C.常溫常壓下，氫氧燃料電池放電過程中消耗11.2LH2,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為6.02X10”

D.反應(yīng)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的AH可通過下式估算：4”=反應(yīng)中形成新共價(jià)鍵的

鍵能之和一反應(yīng)中斷裂舊共價(jià)鍵的鍵能之和

【解析】該反應(yīng)屬于混亂度減小(AScO)的反應(yīng)，反應(yīng)能自發(fā)，說明AH-TAS<0,則該

反應(yīng)為放熱反應(yīng)(△“<()),A正確；氫氧燃料電池的負(fù)極應(yīng)該是H2失電子，不是。2得電子，

B錯(cuò)誤;未注明標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法確定論的物質(zhì)的量，故轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目也不一定為6.02X1023,

C錯(cuò)誤；A”=反應(yīng)中斷裂舊共價(jià)鍵的鍵能之和一反應(yīng)中形成新共價(jià)鍵的鍵能之和，D錯(cuò)誤。

2.(2021?江蘇卷)對于反應(yīng)2NO(g)+Ch(g)02NO2(g)△//=-116.4kJ/moL下列說法正

確的是(A)

A.該反應(yīng)的△”<()、AS<0

一(NO)—。2)

2

B.反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K=C(NO2)

C.使用高效催化劑能降低反應(yīng)的焙變

〃(。2)

D.其他條件相同，增大〃(NO),NO的轉(zhuǎn)化率下降

【解析】反應(yīng)放熱，AH<0,該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，貝IJASV0,

C，2(NC)2)

A正確；反應(yīng)2NO(g)+O2(g)-2NCh(g)的平衡常數(shù)可表示為K=/(NO>C(O2)，B錯(cuò)誤；使

用催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能，加快反應(yīng)速率，但反應(yīng)物和生成物的總能量不變，反應(yīng)

〃(。2)

焙變不變，c錯(cuò)誤；其他條件相同，增大〃(NO),相當(dāng)于增大氧氣濃度，平衡正向移動(dòng)，NO

轉(zhuǎn)化率變大，D錯(cuò)誤。

向,皿

3.(2020?江蘇卷)反應(yīng)SiCk(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)可用于純硅的制備。下列有關(guān)該

反應(yīng)的說法正確的是(B)

A.該反應(yīng)△冷0、AS<0

C4(HC1)

B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(SiC14>/(H2)

C.高溫下，反應(yīng)每生成1molSi需消耗2X22.4LH?

D.若用上表示鍵能，則該反應(yīng)的△”=4E(Si—Cl)+2E(H—H)—4￡(H—C1)

【解析】該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，則A5>0,A錯(cuò)誤；高溫下，反應(yīng)每生成Imol

的Si需要消耗2moi的H2,高溫下的氣體摩爾體積不是22.4L/mol,C錯(cuò)誤；△"=反應(yīng)物的

鍵能之和一生成物的鍵能之和，生成物中有硅單質(zhì)，則該式子應(yīng)該再減去2E(Si—Si),D錯(cuò)

誤。

考向舊蓋斯定律(學(xué)用P41)

4.(2018.江蘇卷)NCM主要指NO和NCh)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NQ,

是環(huán)境保護(hù)的重要課題。用水吸收NO、的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：

①2NO2(g)+H2(Xl)=HNO3(aq)+HNO2(aq)AH|=-116.1kJ/mol

(2)3HNO2(aq)=HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)AH2=+75.9kJ/mol

反應(yīng)3NO2(g)+H2(D⑴=2HNO3(aq)+NO(g)的△"=一136.2kJ/mol。

①X3+②—116.1X3+75.9

【解析】根據(jù)蓋斯定律,—2—即可得到目標(biāo)反應(yīng)，則△”=2kJ/mol

=—136.2kJ/molo

5.(2017?江蘇卷)通過以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醛(CH30cH3)。下列說法錯(cuò)誤的是(C)

?C(s)+H2O(g)=CO(g)4-H2(g)AHi=akJ/mol

@CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH2=bkJ/mol

(§)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)bH、=ckJ/mol

④2cH3OH(g)=CH30cH3(g)+H2O(g)AH4=dkJ/mol

A.反應(yīng)①②為反應(yīng)③提供原料氣

B.反應(yīng)③也是CCh資源化利用的方法之一

11^

C.反應(yīng)CH30H(g)=，CH30cH3盤)+，氏0⑴的AH=2kJ/mol

D.反應(yīng)2C0(g)+4H2(g)=H2O(g)+CH3OCH3(g)的△”=(28+2c+3kJ/mol

【解析】反應(yīng)③需要的原料氣是CO2和H2,反應(yīng)①②的產(chǎn)物中含CO2和H2,A正確；

反應(yīng)③消耗CO?制取CHQH,B正確；C選項(xiàng)的熱化學(xué)方程式中的H2O是液態(tài)，但反應(yīng)④

的熱化學(xué)方程式中的H20是氣態(tài)，C錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律，將反應(yīng)②X2+反應(yīng)③X2+反應(yīng)

④可得選項(xiàng)D的熱化學(xué)方程式，D正確。

考向國原電池

6.(1)(2016?江蘇卷)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Ci”。廠的酸性廢水

通過鐵炭混合物，在微電池正極上Cr20y轉(zhuǎn)化為Cr3+,其電極反應(yīng)式：CnQ彳二+6。一+14H+

=2Cr3++7H2。。

(2)(2015.江蘇卷)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如下。寫出電極B的電極反應(yīng)式：

Q2+2CCh+4e-=2CO虹°

電極A耳極B

7.(2022?江蘇卷)下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是[已知：SiCh與氫氟酸反應(yīng)生成H2SiF6,H2SiF6

在水中完全電離為H+和SiFf；甲烷具有較大的燃燒熱(890.3kJ/mol)](A)

A.SiCh與HF溶液反應(yīng)：

+

SiO2+6HF=2H+SiF廠+2H2O

B.局溫下H?還原GeS?：

GeS2+H2=Ge+2H2S

C.鉛蓄電池放電時(shí)的正極反應(yīng)：

Pb-2e-+SOr=PbSO4

D.甲烷的燃燒：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+

2H2O(g)△”=+890.3kJ/mol

【解析】SiCh能與氫氟酸反應(yīng)生成H2SiF6,反應(yīng)的離子方程式為SiO2+6HF=2H++

SiF1+2H2O,A正確；缺反應(yīng)條件且H原子不守恒，B錯(cuò)誤；鉛蓄電池中Pb作負(fù)極，PbO2

+

作正極，PbCh得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成PbSO4,正極反應(yīng)式為PbO2+2e-+4H+SOr

=PbSO4+2H2O,C錯(cuò)誤；結(jié)合燃燒熱的概念，甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)

+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)\H=-890.3kJ/mol,D錯(cuò)誤。

8.(202。江蘇卷汨8014燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖所示：

兩電極區(qū)間用允許K+、酎通過的半透膜隔開。電池負(fù)極的電極反應(yīng)式：HCOO+2OH-

—2e--HCOT+H2O;放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為H2soK填化學(xué)式)。上圖所示的HCOOH

燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與02的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方

程式：2HCOOH+20FT+Ch=2HCO亍+2H?0(或2HC00一+O2=2HCO?)0

考向陽電解池(學(xué)用P41)

9.(2023?江蘇卷)催化電解吸收CO2的KOH溶液可將CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物。在相同條件下，

恒定通過電解池的電量，電解得到的部分還原產(chǎn)物的法拉第效率(FE%)隨電解電壓的變化如

Qx(生成還原產(chǎn)物X所需要的電量)

圖所示。FE°/o=Q總(電解過程中通過的總電量)X10Ci%o其中，Qx=〃F,〃表示電解生成

還原產(chǎn)物X所轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，尸表示法拉第常數(shù)。

(1)當(dāng)電解電壓為SV時(shí)，電解過程中含碳還原產(chǎn)物的正％為()，陰極主要還原產(chǎn)物為

里(填化學(xué)式)。

(2)當(dāng)電解電壓為V時(shí)，陰極由HCOi■牛成CH』的電極反應(yīng)式為HC(K+8e-+

6H2O=CH4f+90H，

(3)當(dāng)電解電壓為SV時(shí)，電解生成的C2H4和HCOCT的物質(zhì)的量之比為L2。

【解析】⑴當(dāng)電解電壓為UiV時(shí)，電解過程中含碳還原產(chǎn)物的產(chǎn)￡%為0,說明HCO5未

得電子，此時(shí)，才得電子生成H2。當(dāng)電解電壓為SV時(shí)，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和

電荷守恒可知，堿性條件下，陰極由HCCH生成CH’的電極反應(yīng)式為HCO?+8e-+

6H2O=CH4f+9OH，當(dāng)電解電壓為5V時(shí)，電解過程中還原產(chǎn)物C2H4的尸E%為2d%,

還原產(chǎn)物HCOCT的產(chǎn)￡%為8%,說明生成這兩種產(chǎn)物得失電子個(gè)數(shù)之比為3：1,由2HCO5?

C2H4?12e，HCOi'?HCOCT?2e「可知，C2H4和HCOCT物質(zhì)的量之比為1：2。

10.(2021.江蘇卷)通過下列方法可分別獲得H?和。2：①通過電解獲得NiOOH和HM裝置

如圖)；②在90°C將NiOOH與H2O反應(yīng)生成Ni(OH)2并獲得02。下列說法正確的是(B)

??―rwi-

NiOOH

小I

“2。?

§KOH溶液

A.電解后KOH溶液的物質(zhì)的量濃度減小

--

B.電解時(shí)陽極電極反應(yīng)式：Ni(OH)2+OH-e=NiOOH+H2O

通電

C.電解的總反應(yīng)：2H2O-2H2t+O2t

D.電解過程中轉(zhuǎn)移4moi電子，理論上可獲得22.4LCh

【解析】由圖可知，在陰極生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H2O+2e—=H2t+20H,陽極

上Ni(OH)2失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成NiOOH,電極反應(yīng)式為Ni(OH)24-OH--e-=NiOOH

通電

+H2O,電解的總反應(yīng)為2Ni(OH)2=2NiOOH+H2t,在90℃將NiOOH與H2O反應(yīng)生

成Ni(OH)2并獲得02。由電解的總反應(yīng)可知，KOH溶液的物質(zhì)的量濃度不變，A錯(cuò)誤；電解

-

時(shí)陽極上Ni(OH)2失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：Ni(OH)2+OH--e=NiOOH+H2O,

通電

B正確；電解的總反應(yīng)為2Ni(OH)2-2NiOOH+H2f,C錯(cuò)誤；未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法計(jì)

算氧氣的體積，D錯(cuò)誤。

11.(1)(2018.江蘇卷)用稀硝酸吸收NO”得到HNO3和HNCh的混合溶液，電解該混合溶

液可獲得較濃的硝酸°寫出電解時(shí)的陽極反應(yīng)式：HNCh—2?-+抵。=汨++NC*°

(2)(2019?江蘇卷)電解法轉(zhuǎn)化CO2可實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用。電解CCh制HCOOH的原理示

意圖如下。

①寫出陰極CCh還原為HCOO的電極反應(yīng)式：CO2+HCO『+2e=HCOO+CO-

②電解一段時(shí)間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其原因是陽極產(chǎn)生和H+,pH

減小，HCCM濃度降低；短部分遷移至陰極區(qū)。

考向同金屬的腐蝕與防護(hù)(學(xué)用P42)

12.(2020.江蘇卷)將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在如圖

所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是(C)

T~-

水體

鋼鐵設(shè)施廠\金屬M(fèi)

(陰極)1—k陽極)

A.陰極的電極反應(yīng)式：Fe-2e-=Fe2+

B.金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱

C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)

D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快

【解析】陰極得到電子，A錯(cuò)誤；為保護(hù)鋼鐵設(shè)備，金屬M(fèi)應(yīng)比鐵活潑，B錯(cuò)誤；由

于海水中含有大量的電解質(zhì)，更易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故鋼鐵設(shè)備在海水中的腐蝕速率快，D

錯(cuò)誤。

13.（2019?江蘇卷）將鐵粉和活性炭的混合物用NaQ溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進(jìn)

行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是（C）

A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式：

Fe-3e-=Fe3+

B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能

C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕

D.以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕

【解析】鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe—2e-==Fe2+,A錯(cuò)誤；鐵腐蝕過程中，化學(xué)能不

會全部轉(zhuǎn)化為電能，還有部分轉(zhuǎn)化為熱能等，B錯(cuò)誤；活性炭的存在，會與鐵以及NaCl溶液

構(gòu)成許多微小的原電池，加速鐵的腐蝕，C正確；以水代替NaCl溶液，鐵也能發(fā)生吸氧腐蝕,

但溶液中離子濃度較小，反應(yīng)緩慢，D錯(cuò)誤。

—?能力提升.

能力口反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式

1.焙變的計(jì)算

EE

反......生成物

A//<C

生成也反應(yīng)物

△H與反應(yīng)前后物質(zhì)的能惠O反應(yīng)進(jìn)點(diǎn)O反應(yīng)進(jìn)府

放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)

△"=LE（生成物總和）一LE（反應(yīng)物總和）

△H與鍵能△“=￡（反應(yīng)物鍵能總和）一E（生成物鍵能總和）

A”與活化能△”=反正反應(yīng)活化能）一七（逆反應(yīng)活化能）

△H與蓋斯定律Ml

△"=—"2+4月3

物質(zhì)(1mol)金剛石硅

SiO2

化學(xué)鍵C—CSi—SiSi—0

所含化學(xué)鍵的

224

物質(zhì)的量/mol

利用蓋斯定律求熱化學(xué)方程式中的焰變

(1)物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定。

說明(2)1mol常見物質(zhì)中含有的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量：

2.常考?xì)w納

(1)在lOlkPa時(shí)，Imol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃

燒熱。“指定產(chǎn)物”指可燃物中的C元素變?yōu)椤闝2(g),H元素變?yōu)镠gm,S元素變?yōu)闅{返1,

N元素變?yōu)镹?(g)等。

(2)在25°C和101kPa下,強(qiáng)酸的稀溶液與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成Imol比。時(shí),

放出57.3kJ的熱量。

①若用弱酸代替強(qiáng)酸(或用弱堿代替強(qiáng)堿)，由于電離吸熱，則放出的熱量減少。

②若用濃硫酸(或NaOH固體)作反應(yīng)物，則放出的熱量增多。

③若是稀硫酸和Ba(OH)2稀溶液反應(yīng),則生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量會比57.3kJ多。

原因是T與OH一結(jié)合生成1molH2O的同時(shí)，Ba2+和SOT結(jié)合生成BaSCh沉淀會放出熱量。

(3)書寫熱化學(xué)方程式。

1molNHS(I)

圖1：CO(o)+H2O㈤=82?+H2(2)AH=-41kJ/molo

圖2：N2?+3Hz(g)=2NH3⑴AH=-2(b+c-a)kJ/mol。

(4)比較燧變大小。

C(s)+O2(g)=CO2(g)

C(s)+2O2(g)=CO(g)A/72

則\Hx<\Hi0

S(s)4-O2(g)=SO2(g)AH3

S(g)+O2(g)=SO2(g)A//4

則A//3>A//4O

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)Ai75

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH6

則kH52bH6。

能力日原電池與電解池的比較(學(xué)用P44)

1.電池的判斷

無外接電源的是原電池；有外接電源的是電解池。

2.電極的判斷

失電子的一極L)與電源正極相連的一極］

［發(fā)生氧化反應(yīng)的一極1—上失去電子的一極)

負(fù)極

［較活潑的金屈(個(gè)別反常)1T發(fā)生氣化反應(yīng)的一極

電了流出的?瓦卜一

T陰離子?移向的?極1

J(布?輒化產(chǎn)物生成的一極:

(陰離子移向的一極

原電池［電極的判斷｝也電誕

［用電了的一極"n與電源負(fù)極相連的一極

［發(fā)4斑原反應(yīng)的一極T得到電子的一極)

正極

電極增重或有氣體生成的一極T發(fā)"如原反應(yīng)的一板

［也子流入的一極T陽崗戶移向的?極

［陽離子移向的?極17有還原產(chǎn)物生成的一極:

能力?電極反應(yīng)式的書寫(學(xué)用P44)

1.原電池一燃料電池的電極反應(yīng)式書寫

⑴有機(jī)物燃料似CHq為例)電池電極反應(yīng)式的書寫

電解質(zhì)負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式備注

CH4—8e—+

Q2+4e-+4H+用H+平衡電荷，不

酸2H2O——CO2+8H

—2H2。出現(xiàn)OFT

±

CH4—8e—+

Q2+4e+用0H平衡電荷，

堿IOOH-——CO^H-

2H2O—40H不出現(xiàn)H+

7H2Q

CH4+4O2--8e-用。2-平衡電荷，

固態(tài)氧化物02+4?一=202一

=82+2氏0平衡0

CH4+4CO^-8e-O2+2CCh+4牛一用COM平衡電荷，

熔融碳酸鹽

=5CO2+2H2O=2CO^平衡0

［特別提醒I通入燃料的一極為負(fù)極。

CvHvOz

'［堿性介質(zhì)：c-COM

c［其余介質(zhì)：c—*co2

+

z20)<j酸性介質(zhì)：H—*H

、用其余介質(zhì)：H-H20

(2)微生物燃料電池

題干裝置圖分析

①微生物的存在有利于有機(jī)

物的氧化反應(yīng)，促進(jìn)了反應(yīng)

中電子的轉(zhuǎn)移；

微生物燃料電池是指在微生

1。,②有機(jī)物在負(fù)極失去電子，

物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為

負(fù)極反應(yīng)中有C02生成，同

電能的裝置，其工作原理如

CMQjHQ：時(shí)產(chǎn)生了H+(負(fù)極:C6Hl2。6

質(zhì)子;交換膜

圖所示厭氧反應(yīng)：有氧反應(yīng)

-

+6H2O-24C=6CO2t+

24H+),H+通過質(zhì)子交換膜從

負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)；

+

③正極：O2+4e~+4H

——2H2。

［特別提醒］微生物燃料電池不能在高溫下或重金屬鹽溶液（如CuS04溶液）、強(qiáng)氧

化性溶液（如LCmCh溶液）中使用，會使酶變性

⑶助燃料電池

電解質(zhì)負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式

酸性介質(zhì)+

N2H4-4e-=N2t+4H+O2+4e-+4H=2H2O

堿性介質(zhì)-

N2H4~4e-+4OH=N2t+4H2OO2+4e~+2H2O=4OH-

熔融氧化物2-2

N2H4+2O--4e=N2t+2H2OO2+4e-=2O-

-

N2H4+2COr4e-—N2t+2CO2tO2+4e+

熔融碳酸鹽

+2比02co2=2COM

2.可逆電池的電極反應(yīng)式書寫

可逆電池放電時(shí)是原電池，充電時(shí)是電解池（以鉛蓄電池為例）。

裝置圖*2曲…

HM

It*

陰極：PbSO4+2e—=Pb

負(fù)極：Pb+S0日一2e-+SOA

=PbS04（接外電源的負(fù)極，還原反

（氧化反應(yīng)）應(yīng)）

電極反應(yīng)式、反應(yīng)類型等

4

正極：PbO2+4H+SO^陽極：PbSO4+2H2O—2e

。

+2e——PbSO4+2H2-=PbQ2+4H^4-SO^

（還原反應(yīng)）（接外電源的正極，氧化反

應(yīng)）

放電

總反應(yīng)Pb+PbO+2H2SO4^=^2PbSO+2H2O

2充電4

3.鋰電池的電極反應(yīng)式書寫

原電池電池裝置說明

放電時(shí)：

電池

Li-CO2鋰為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式：

,放電

4Li+3co2^=^2Li2cChLi-e-=Li+

充電

鉞基電極為正極，正極反

4-C

應(yīng)式：

（隔膜只允許鋰離子通過,

3CO+4Li++4e~

Li+向正極移動(dòng)）2

=2Li2cO3+C

放電時(shí):

LiFePO4-C電池

...放電M為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式：

Li—FePOa+Li.C~~"

充電LiaC6fe-=6C+xLi+

LiFcPO+6C

4N為正極，正極反應(yīng)式：

（隔膜只允許鋰離子通過,

Li1二1FePO4+xLi++心一

Li+向正極移動(dòng)）

=LiFePO4

放電時(shí):

全固態(tài)鋰一硫電池

電極b是負(fù)極,電極反應(yīng)

16Li+式：

通8^^8Li2SK2?8）

Li-0-=口+

充電

電極是正極,電極反應(yīng)

（Li+向正極移動(dòng)）a

式：

a電極摻有石墨烯，是為

了增強(qiáng)電極導(dǎo)電性S8+2e-+2Li+=Li2s8

（只寫第一步反應(yīng)）

放電時(shí):

為負(fù)極,電極反應(yīng)式：

鋰一空氣電池A

Li-e-=Li+

4Li+O2+

放電八B為正極,電極反應(yīng)式：

2H2。w』4LiOH

充電Q?+4e—+2H2O=4OH—

（向正極移動(dòng)）回收LiOH

Li+（電解液不能是水溶液，因

為金屬鋰可與水反應(yīng)）

能力4離子交換膜的作用（學(xué)用P46）

1.常見的離子交換膜

種類說明

陽離子交換膜只允許陽離子通過

陰離子交換膜只允許陰離子通過

質(zhì)子交換膜只允許H+通過

鋰離子交換膜只允許Li十通過

2.離子交換膜的作用

作用說明

平衡電荷平衡兩極區(qū)的電荷

避免反應(yīng)避免兩極產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)

形成濃差電池形成交換膜兩邊電解質(zhì)溶液濃度不同的濃差電池

3.不同類型裝置中離子交換膜的應(yīng)用

類型裝置特點(diǎn)分析

①正、負(fù)兩電極均為Ag

靈敏電流計(jì)

單質(zhì)，左池為AgNO3稀溶

Ag.J一-Ag

1液，右池為AgNCh濃溶

AgNCh1AgNO）

稀溶液、一濃溶液

1j液。只有兩池AgNCh溶液

離子束換膜

濃度不同，才能形成濃差

隨著反應(yīng)進(jìn)行，左、右兩

電池；

池濃度的差值逐漸減小，

②該離子交換膜的作用：

形成濃差電池外電路中電流將減小，電

不允許純:通過，只允許

流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度逐步變

NQf穿過,是陰（填“陰”

小。當(dāng)左、右兩池離子濃

或“陽”）離子交換膜。負(fù)

度相等時(shí)，電池將停止工

極Ag失去電子變成Ag+,

作，不再有電流產(chǎn)生，此

為了平衡電荷，正極區(qū)多

時(shí)，左、右兩池硝酸銀溶

余的就穿過離子交

液的物質(zhì)的量濃度相等

換膜向負(fù)極移動(dòng)

電解池中離子交換膜的作三室式電滲析法處理①陰極產(chǎn)生氨氣，Na+穿

用Na2so4廢水：過陽離子交換膜進(jìn)入陰極

_______

11區(qū)，平衡電荷；

氣體小N&SO,稀濟(jì)洲'（仲■0.

?J./限

/

產(chǎn)品NaOH一F產(chǎn)篙HSQ②陽極產(chǎn)生氧氣，sol穿

rzz--z.?■

上二Na^j

旃區(qū)端良

：孑J孑J：*過陰離子交換膜進(jìn)入陽極

用盛孑交換腴?陰忠1交換腴

Na.SO,濃溶兩

區(qū)，平衡電荷；

③離子交換膜的作用：平

衡電荷；使產(chǎn)品NaOH和

H2s04分開，避免反應(yīng)

①根據(jù)產(chǎn)物CO(H2PO2)2,

確定離子移動(dòng)方向；Co2+

次磷酸鉆［Co(H2P。2)2］廣向產(chǎn)品室移動(dòng)，A是陽離

泛用于化學(xué)銀注古，心人金屬子交換膜；

鉆和次磷酸鉀q為原木斗，采H2P05向產(chǎn)品室移動(dòng)；B

物質(zhì)制備中離子交換膜的用四室電滲桿嵇電角翠法制是陰離子交換膜；

作用備，原壬里如固］：②Co為陽極，陽極反應(yīng)式

卡

3為Co—2e--Co2+；

二二■.…③石墨為陰極，陰極反應(yīng)

\3<)11

?的破酸■LNall；PO：-

7.rfOr；液「二濃溶液二

式為2H2O+2e-——H2t

產(chǎn)品室原料室

+20H\Na+移向陰極，

C是陽離子交換膜

4.陌生電池裝置圖分析

例：以CaCk、NaH2P0,為原料，利用電解法制備Ca(H2Po)，其裝置原理如圖所示。

下列說法錯(cuò)誤的是()

石鬢石鬢

A膜B箕C膜

MN

CaCI：CadkPO,）：NaH：P04NaOH

濃溶液—稀溶液濃溶液一稀溶液

陽投室產(chǎn)品室原料室陰極室

A.石墨電極M接直流電源的正極

B.只有B膜是陰離子交換膜

C.陰極室可以得到副產(chǎn)物NaOH、H2,陽極室可以得到副產(chǎn)物。2

D.外電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上陽極室減少1mol離子

［思維過程1

以CaCb、NaH2PO,為原料,利用電解法制備Ca（H：PO」h

競爭放電：

比爭放電:正極電二b負(fù)極H>Na,

CIX）H-石墨離子交換膜^陰離學(xué)交換膜〕石墨pHQ+Zc=

2CI--2c=ChfMN卜討+20卜「

允i'PC?逅過J也許H；PO：通過J

副產(chǎn)品:A膜B副產(chǎn)品:k、NaOH

CadLPO^hNaOII

'滾球稀溶液還稀溶液

允許Na跡過

陽極室產(chǎn)品室原料室陰極室

［答案ID

能力回電解的應(yīng)用（學(xué)用P48）

1.電冶金——電解熔融氮化鈉

陽極：2Cr~2e-=Cht

陰極：Na++（T=Na

通電

總反應(yīng)：2NaCI（熔融）=2Na+Chf

2.粗銅的精煉

陽極（粗銅）：Cu—2c——Cu2+（主反應(yīng)）

陰極（精銅）：Cu2+4-2c-=Cu

電解液：含有C#+的溶液。

陽極泥：粗銅中，位于金屬活動(dòng)性順序CU之后的金屬以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底部

形成陽極泥。陽極泥可作為提煉金―1等的重要原料。

3.電鍍

電鍍時(shí)，把鍍層金屬作為陽極,把鍍件作為陰極,與電源的魚極相連，用含肩鍍層金屬

離子的溶液作電鍍液。

4.電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）

Cl,H,

1

淡鹽可干I'1號

IF

_Z—OH--

楮制飽和t陽離F交換膜tHq（含少

NaCI溶液量NaOII）

陽極：2c廠一2e——Cl2t

陰極：2H2O+2e-=2OH-+H2t

電解飽和食鹽水的總反應(yīng)：

通電

2NaQ+2H2O=2NaOH+H2t+Cbt

能力13金屬的腐蝕與防護(hù)

i.金屬的電化學(xué)腐蝕

腐蝕類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件酸性較強(qiáng)弱酸性、中性、堿性

負(fù)極Fe-2e-=Fe2+

--

正極2H-+2e=H2tO2+2H2。+4e-=4OH

2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

總反應(yīng)Fe+2H+-Fe2++Ht