高考电化学专题整理中学教育高考_中学教育-高考.pdf

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1、1/54 高考选择题电化学专题【专题要点】电化学的内容是历年高考的重要知识点之一,主要以选择题的形式出现,考查的内容有:原电池、电解池、电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式、根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类、根据反应式进行计算、与电解池与电镀池精炼池进行综合考查、提供反应方程式设计原电池、提供电极材料电解质溶液进行原电池是否形成的判断、与图像进行结合考查各电极上质量或电解质溶液溶质质量分数的变化等。其中原电池的工作原理与其电极反应式的书写、电解产物的判断和计算是高考命题的热点。由于今年氢能源已进入实用阶段,它的重要性不言而愈,电动车用电池仍是考查的热点 高考资源网

2、1 基础知识框架【学习目标】1、掌握原电池、电解池的概念与原理,了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理 2、学会电极的判断,学会正确书写电极反应与总反应方程式,掌握常见离子放电的规律;3、能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算。【复习重点】原电池、电解原理与应用;电极反应方程式书写【专题难点】电极反应与总反应方程式正确书写【知识概括】一个反应:氧化还原反应 2/54 一个计算:得失电子守恒法解决电化学的相关计算 两个转化:化学能和电能的相互转化 两个应用:原电池原理应用、电解原理应用 三个条件:原电池、电解池的形成条件 四个池子:原电池、电解池、电镀池、电解精炼池 一、原电池、电解池工作原

3、理 1.原电池原理:通过自发氧化还原反应把化学能转化为电能。2.电解原理:连接电源,使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发生非自发氧化还原反应,从而把电能转化为化学能。原电池 氧化反应:Zn-2e-=Zn2+还原反应:2H+2e-=H2 电解池 氧化反应:4OH-4e-=O2+2H2O 还原反应:2H+2e-=H2 有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢

4、能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转3/54 二、原电池、电解池、电镀池之比较 原电池 电解池 电镀池 定义 将化学能转变为电能的装置 将电能转变为化学能的装置 应用电解的原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置 形成条件 活动性不同的两电极(连接)电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)形成闭合回路 两电极

5、接直流电源 两电极插入电解质溶液 形成闭合回路 镀层金属接电源的正极;待镀金属接电源的负极 电镀液必须含有镀层金属的离子(电镀过程浓度不变)电极名称 负极:氧化反应,金属失电子 正极:还原反应,溶液中的阳离子或者O2 得阳极:氧化反应,溶液中的阴离子失电子,或电极金属失电子 阴极:还原反应,阳极:电极金属失电子 阴极:电镀液中镀层金属的阳离子得电子(在电镀控制的条件下,水电离产生的H+、OH 一般不放电)有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电

6、极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转4/54 电子 溶液中的阳离子得电子 电子的流向 负极导线正极 电源负极导线阴极 电源正极导线阳极 同电解池 (1)同一原电池的正负极的电极反应得失电子数相等。(2)同一电解池的阳极、阴

7、极电极反应中得失电子数相等。(3)串联电路中的各个电极反应得失电子数相等。上述三种情况下,在写电极反应式时得失电子数相等;在计算电解产物的量时,应按得失电子数相等计算。三、电解原理的应用 1、镀铜反应原理 阳极(纯铜):Cu-2eCu2+,阴极(镀件):Cu2+2eCu,电解液:可溶性铜盐溶液,如 CuSO4溶液.2、氯碱工业反应原理 阳极:2Cl2eCl2,阴极:2H+2eH2 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反

8、应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转5/54 3、电解精炼反应原理(电解精炼铜)粗铜中含 Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等 阳极(粗铜):Cu-2eCu2+,(Zn-2e Zn2+,Fe-2e

9、Fe2+,等)阴极(精铜):Cu2+2e Cu 电解液:可溶性铜盐溶液,如 CuSO4。Zn2、Ni2等 阳离子得电子能力小于 Cu2+而留在电解质溶液中。金属活动顺序排在 Cu 后的 Ag、Pt、Au 等失电子能力小于 Cu,以金属单质沉积于阳极,成为“阳极泥”。4.铝的冶炼 四、电解质溶液用惰性电极电解的规律 电解 类型 举例 电极反应 变化 溶液 复原 物质类别 实例 pH C 浓度 电 解 水 含氧酸 H2SO4 阳极:4OH-4eO2+2H2O 阴极:4H+4e 2H2 减小 增大 H2O 强碱 NaOH 增大 增大 活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 不变 增大 分解 电解 质 无氧

10、酸 HCl 阳极:2Cl-2eCl2 阴极:2H+2e H2 增大 减小 HCl 不活泼金属CuCl2 阳极:2Cl-2eCl2 增大 略变 CuCl2 有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算

11、复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转6/54 的无氧酸盐 阴极:Cu2+2e Cu 溶质 和溶 剂同 时电 解 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阳极:2Cl-2eCl2 阴极:2H+2e H2 增大放出H2生成碱 生成 新物 质 HCl 不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4 阳极:4OH-4eO2+2H2O 阴极:2Cu2+4e2Cu 减小放出O2生成酸 生成 新物 质 CuO 五、金属的腐蚀和防护 金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原

12、子失去电子被氧化的过程。1.化学腐蚀与电化腐蚀 化学腐蚀 电化腐蚀 条件 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生,电化腐蚀更普遍 2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以 Fe 为例)有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈

13、电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转7/54 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH 4 3)水膜酸性很弱或中性 电极反应 负极 Fe-2e=Fe2+正极 2H+2e=H2 O2+2H2O+4e=4OH 总反应式 Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 3.金属防护的几种重要方法(1)改变金属内部的组成结构,将

14、金属制成合金,增强抗腐蚀能力。(2)在金属表面覆盖保护保护层,使金属和周围物质隔离开来。(3)电化学保护法:利用电化学反应使金属钝化而受到保护,或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。(4)金属腐蚀速率大小 电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极 六、原电池与电解池电极的确定 1.原电池正、负极的确定(1)根据构成原电池的必要条件之一确定:活泼金属一般作负极;说明:正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如 Mg Al HCl 溶液构成的原电池中,Mg 为负极,Al 为正极;若改用溶液即 Mg Al NaOH 溶液构成的原电池中,则 Mg 为正极,Al 为负极。(2

15、)根据电子流向或电流方向确定:电子流出的一极或电流流入的一极为有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括

16、一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转8/54 负极;(3)根据内电路中自由离子的移动方向确定:在内电路中阴离子移向的电极为负极,阳离子移向的电极为正极。(4)根据氧化还原反应确定:发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为负极。此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象(如电极溶解、减重,电极周边溶液或指示剂的变化等)来判断。2.电解池 阴、阳极的判断 可根据电极与电源两极相连的顺序判断 阴极:与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。其反应时,溶液中氧化能力强的阳离子首先在阴极上得到电子,发生还原反应。AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2Zn2H(水)Al

17、3Mg2Na。阳极:与直流电源的正极直接连接的电极。若是惰性电极(Pt、Au、C、Ti),在该极上,溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧化;阴离子放电顺序为 S2IBrClOH(水)含氧酸根F。若是活性电极,电极材料参与反应,自身失去电子被氧化而溶入溶液中。七、怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池?1.单池判断:原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源;有外加电源的装置一定是电解池,无外加电源的装置一定是原电池。电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。2.多池组合判断:有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质

18、种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转9/54 无外电源:一池为原电池,其余为电解池;有外电源:全部为电解池或电镀池、精炼池【说明】:多池

19、组合时,一般是含有活泼金属的池为原电池,其余都是在原电池带动下工作的电解池;若最活泼的电极相同时,则两极间活泼性差别较大的是原电池,其余为电解池。八、电极反应的书写 高中常见的原电池电极反应式的书写 书写过程归纳:列物质,标得失(列出电极上的物质变化,根据价态变化标明电子得失)。选离子,配电荷(根据介质选择合适的离子,配平电荷,使符合电荷守)。巧用水,配个数(通常介质为水溶液,可选用水配平质量守恒)一次电池 1、伏打电池:(负极Zn、正极Cu、电解液H2SO4)负极:Zn 2e-=Zn2+(氧化反应)正极:2H+2e-=H2 (还原反应)离子方程式 Zn+2H+=H2+Zn2+2、铁碳电池:(

20、负极Fe、正极C、电解液 H2CO3 弱酸性)负极:Fe2e-=Fe2+(氧化反应)正极:2H+2e-=H2 (还原反应)离子方程式 Fe+2H+=H2+Fe2+(析氢腐蚀)有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法

21、解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转10/54 3、铁碳电池:(负极Fe、正极C、电解液 中性或碱性)负极:2Fe 4e-=2Fe2+(氧化反应)正极:O2+2H2O+4e-=4(还原反应)化学方程式 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2(吸氧腐蚀)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3 H2O (铁锈的生成过程)4.铝镍电池:(负极Al、正极Ni 电解液 NaCl 溶液、O2)负极:4Al12e-=4

22、Al3+(氧化反应)正极:3O2+6H2O+12e-=12(还原反应)化学方程式 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池:(负极Zn、正极C、电解液 NH4Cl、MnO2的糊状物)负极:Zn 2e-=Zn2+(氧化反应)正极:2MnO2+2H+2e-=Mn2O3+H2O (还原反应)化学方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3 6、碱性锌锰干电池:(负极Zn、正极C、电解液 KOH、MnO2的糊状物)负极:Zn+2OH 2e-=Zn(OH)2 (氧化反应)正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2 OH(还原反应

23、)化学方程式 Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2 +MnOOH 7、银锌电池:(负极Zn、正极-Ag2O、电解液 NaOH)负极:Zn+2OH2e-=Zn(OH)2(氧化反应)有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失

24、电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转11/54 正极:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2 OH (还原反应)化学方程式 Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag 8、铝空气海水(负极-铝、正极-石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液-海水)负极:4Al12e=4Al3+(氧化反应)正极:3O2+6H2O+12e=12OH(还原反应)总反应式为:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面)9、镁-铝电池 (负极-A

25、l、正极-Mg 电解液 KOH)负极(Al):2Al+8 OH-6e-2AlO2+4H2O (氧化反应)正极(Mg):6H2O+6e-3H2+6OH (还原反应)化学方程式:2Al+2OH +2H2O 2AlO2+3H2 10、锂电池一型:(负极-金属锂、正极-石墨、电解液 LiAlCl4-SOCl2)负极:8Li 8e8 Li+(氧化反应)正极:3SOCl28eSO322S 6Cl(还原反应)化学方程式 8Li 3SOCl2=Li2SO3 6LiCl 2S,二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极Pb 正极PbO2 电解液 浓硫酸)放电时 负极:Pb2eSO42=PbSO4(氧化

26、反应)正极:PbO22e4HSO42=PbSO42H2O (还原反应)充电时 阴极:PbSO4+2H+2e-=Pb+H2SO4(还原反应)阳极:PbSO4+2H2O 2e-=PbO2+H2SO4+2H+(氧化反应)有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电

27、解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转12/54 总化学方程式 PbPbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O 2、铁-镍电池:(负极-Fe、正极NiO 2、电解质溶液为 KOH 溶液)放电时 负极:Fe2e+2 OH=Fe(OH)2 (氧化反应)正极:NiO2+2H2O+2e=Ni(OH)2+2 OH (还原反应)充电时 阴极:Fe(OH)2 +2e=Fe +2 OH(还原反应)阳极:Ni(OH)2 2e+2

28、OH=NiO 2+2H2O (氧化反应)总化学方程式 Fe+NiO 2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2 3、LiFePO4电池(正极LiFePO4,负极石墨,含 Li+导电固体为电解质)放电时 负极:Li e=Li+(氧化反应)正极:FePO4+Li+e=LiFePO4 (还原反应)充电时:阴极:Li+e=Li (还原反应)阳极:LiFePO4e=FePO4+Li+(氧化反应)总化学方程式 FePO4+Li LiFePO4 4、镍-镉电池(负极-Cd、正极NiOOH、电解质溶液为 KOH 溶液)放电时 负极:Cd 2e+2 OH=Cd(OH)2 (氧化反应)Ni(OH)2+Cd(OH

29、)2_正极:2NiOOH+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2OH (还原反应)充电时 阴极:Cd(OH)2 +2e=Cd+2 OH (还原反应)阳极:2 Ni(OH)2 2e+2 OH=2NiOOH+2H2O (氧化反应)总化学方程式 Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2 有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段

30、它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转13/54 5、氢-镍电池:(负极-LaNi5储氢合金、正极NiOOH、电解质KOH+LiOH)放电时 负极:LaNi5H 66e+6OH=LaNi5+6H2O (氧化反应)正极:6NiOOH+6e+6H2O=6 Ni(OH)2+6OH (还原反应)充电时 阴极:LaNi5+6e+6H2O=L

31、aNi5H 6+6OH (还原反应)阳极:6 Ni(OH)2 6e+6OH=6NiOOH+6H2O (氧化反应)总化学方程式 LaNi5H 6+6NiOOH LaNi5+6Ni(OH)2 6、高铁电池:(负极Zn、正极-石墨、电解质为浸湿固态碱性物质)放电时 负极:3Zn 6e-+6 OH=3 Zn(OH)2 (氧化反应)正极:2FeO42+6e-+8H2O=2 Fe(OH)3+10OH (还原反应)充电时 阴极:3Zn(OH)2+6e-=3Zn+6 OH (还原反应)阳极:2Fe(OH)3 6e-+10OH=2FeO42+8H2O (氧化反应)总化学方程式 3Zn+2K2FeO4+8H2O3

32、Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH 7、锂电池二型(负极 LiC6、正极含锂的二氧化钴 LiCoO2、充电时 LiCoO2中 Li 被氧化,Li+还原以 Li 原子形式嵌入电池负极材料碳 C6中,以LiC6表示)放电时 负极:LiC6 xe-Li(1-x)C6 +x Li+(氧化反应)正极:Li(1-x)CoO2 +xe-+x Li+=LiCoO2 (还原反应)充电时 阴极:Li(1-x)C6+x Li+xe-LiC6 (还原反应)阳极:LiCoO2 xe-Li(1-x)CoO2 +x Li+(氧化反应)有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电

33、极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转14/54 总反应方程式 Li(1-x)CoO2+LiC6 LiCoO2 +

34、Li(1-x)C6 燃料电池 根据题意叙述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向。燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。解决此类问题必须抓住一点:燃料电池反应实际上等同于燃料的燃烧反应,但要特别注意介质对产物的影响。一、氢氧燃料电池 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料,负极通入H2,正极通入 O2,总反应为:2H2+O2=2H2O 电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况:1、电解质是 KOH 溶液(碱性电解质)负极:H2 2e-+2OH=2H2O(氧化反应

35、)正极:O2+H2O+4e-=OH(还原反应)总反应方程式 2H2+O2=2H2O 2、电解质是 H2SO4溶液(酸性电解质)负极:H2 2e-=2H+(氧化反应)正极:O2+4H+4e-=2H2O(还原反应)总反应方程式 2H2+O2=2H2O 3、电解质是 NaCl 溶液(中性电解质)负极:H2 2e-=2H+(氧化反应)正极:O2+H2O+4e-=4OH 总反应方程式 2H2+O2=2H2O 有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料

36、电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转15/54 说明 1、碱性溶液反应物、生成物中均无 H+2、.水溶液中不能出现 O2-3、中性溶液反应物中无 H+和 OH-4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH-二、甲醇燃料电池 1碱性电解质

37、(铂为两极、电解液 KOH 溶液)正极:3O2+12e-+6H20=12OH-(还原反应)负极:2CH3OH 12e-+16OH =2CO32-+12H2O(氧化反应)总反应方程式 2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O 2.酸性电解质(铂为两极、电解液 H2SO4溶液)正极:3O2+12e-+12H+=6H2O(还原反应)(注:乙醇燃料电池与甲醇 负极:2CH3OH 12e-+2H2O=12H+2CO2 (氧化反应)燃料电池原理基本相)总反应式 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O(氧化反应)三、CO 燃料电池 (总反应方程式均为:2CO O2 2CO2)1、熔融盐(铂为

38、两极、Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐作电解质,CO 为负极燃气,空气与 CO2 的混合气为正极助燃气)正极:O2 4e-2CO2 2CO32-(还原反应)负极:2CO 2CO32-4e-=4CO2 (氧化反应)2、酸性电解质(铂为两极、电解液 H2SO4溶液)正极:O2+4e-+4H+=2H2O (还原反应)有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能

39、源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转16/54 负极:2CO 4e-+2H2O=2CO2+4H+(氧化反应)四、肼燃料电池(铂为两极、电解液 KOH 溶液)正极:O2+2H2O+4e-=4OH (还原反应)负极:N2H4+4OH-4e-=N2+4H2O(氧化反应)总反应方程式 N2H4 +O2=N2+2H2O 五

40、、甲烷燃料电池 1碱性电解质(铂为两极、电解液 KOH 溶液)正极:2O2+2H2O+8e-=8 OH (还原反应)负极:CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O(氧化反应)总反应方程式 CH4+2KOH+2O2=K2CO3+3H2O 2、酸性电解质(铂为两极、电解液 H2SO4溶液)正极:2O2+8e-+8H+=4H2O (还原反应)负极:CH4-8e-+2H2O=8H+CO2 (氧化反应)总反应方程式 CH4+2O2=CO2+2H2O 六、丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入 O2和 CO2、负极通入丙烷、电解液有三种)1、电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或 Na2CO3)正极:5O2+2

41、0e-+10CO2=10CO32-(还原反应)负极:C3H8 -20e-+10CO32-=3CO2+4H2O(氧化反应)总反应方程式 C3H8+5O2=3CO2+4H2O 2、酸性电解质(电解液 H2SO4溶液)正极:5O2 +20e-+26H+=10H2O (还原反应)负极:C3H8 -20e-+6H2O=3CO2 +20 H+(氧化反应)总反应方程式 C3H8+5O2=3CO2+4H2O 3、碱性电解质(铂为两极、电解液 KOH 溶液)正极:5O2 +20e-+10H2O=20OH (还原反应)负极:C3H8 -20e-+26 OH =3CO32-+17H2O(氧化反应)总反应方程式 C3

42、H8+5O2+6KOH=3 K2CO3+7H2O 有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化

43、还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转17/54 七、乙烷燃料电池(铂为两极、电解液 KOH 溶液)正极:7O2 +28e-+14H2O=28OH (还原反应)负极:2C2H6-28e-+36 OH =4CO32-+24H2O(氧化反应)总反应方程式 2C2H6+7O2+8KOH =4K2CO3+10H2O 2 真题大通关 2017 年高考题组 1、支持海港码头基础的防腐技术,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C

44、.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 考点:金属的电化学腐蚀与防护 有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电

45、极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转18/54 分析:外加电流阴极保护是通过外加直流电源以与辅助阳极,被保护金属与电源的负极相连作为阴极,电子从电源负极流出,给被保护的金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,让被保护金属结构电位低于周围环境,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,避免或减弱腐蚀的发生,阳极若是惰性电极,则是电解质溶液中的离子在阳极失电子,据此解答 解答:A.被保护的钢管桩应作为阴极,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,使钢管桩表面腐蚀电流接近于零,避免或减弱腐蚀的

46、发生,故A正确;B.通电后,惰性高硅铸铁作阳极,海水中的氯离子等在阳极失电子发生氧化反应,电子经导线流向电源正极,再从电源负极流出经导线流向钢管桩,故B正确;C.高硅铸铁为惰性辅助阳极,所以高硅铸铁不损耗,故C错误;D.在保护过程中要使被保护金属结构电位低于周围环境,则通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整,故D正确;故选 C.2、全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8 材料,电池反应为:16Li+xS8=8Li2Sx(2x8).下列说法错误的是()有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材

47、料或电解质种类根据反应式进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转19/54 A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4 B.

48、电池工作时,外电路中流过 0.02 mol电子,负极材料减重 0.14 g C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D.电池充电时间越长,电池中的Li2S2 量越多 考点:原电池和电解池的工作原理 分析:由电池反应 16Li+xS8=8Li2Sx(2x8)可知负极锂失电子发生氧化反应,电极反应为:Li-e-=Li+,Li+移向正极,所以 a 是正极,发生还原反应:S8+2e-=S82-,S82-+2Li+=Li2S8,3Li2S8+2Li+2e-=4Li2S6,2Li2S6+2Li+2e-=3Li2S4,Li2S4+2Li+2e-=2Li2S2,根据电极反应式结合电子转移进行计算 解答:A.

49、据分析可知正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4,故A正确;B.负极反应为:Lie=Li+,当外电路流过 0.02mol电子时,消耗的锂为 0.02mol,负极减重的质量为 0.02mol7g/mol=0.14g,故B正确;C.硫作为不导电的物质,导电性非常差,而石墨烯的特性是室温下导电最好的材料,则石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性,故C正确;D.充电时a为阳极,与放电时的电极反应相反,则充电时间越长,电池中的Li2S2 量就会越少,故D错误;故选 D.有原电池电解池电镀池的电极名称与根据总反应方程式书写原电池各电极反应式根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类根据反应式

50、进行计算与电解池与电镀池精炼池进行综合考查提供反应方程式设计原电池提供电极材料电解电池的工作原理与其电极反应式的书写电解产物的判断和计算是高考命题的热点由于今年氢能源已进入实用阶段它的重要性不言而愈电动车用电池仍是考查的热点高考资源网基础知识框架学习目标掌握原电池电解池的概念与原理了律能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算复习重点原电池电解原理与应用电极反应方程式书写专题难点电极反应与总反应方程式正确书写知识概括一个反应氧化还原反应一个计算得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转20/54 3、全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8 材料,电池反

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