高三專題復(fù)習(xí)電化學(xué)

1、高三專題復(fù)習(xí)電化學(xué)香山中學(xué) 劉小利一、大綱要求考綱內(nèi)容常見高考題型1.理解原電池原理。初步了解化學(xué)電源。了解化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕及一般防腐蝕方法。判斷原電池的電極，書寫原電池電極反應(yīng)式和原電池反應(yīng)，分析原電池中離子的移動及濃度變化，根據(jù)給定反應(yīng)設(shè)計原電池，能夠分析常見的電池（二次電池、燃料電池）的工作原理。運用原電池原理解決金屬腐蝕和電化學(xué)保護相關(guān)問題2.理解電解原理。了解銅的電解精煉、鍍銅、氯堿工業(yè)反應(yīng)原理。判斷電解池的電極，書寫電解電極反應(yīng)式和原電池反應(yīng)，分析電解池中離子的移動及濃度變化，運用電解原理解決銅的電解精煉、鍍銅、氯堿工業(yè)相關(guān)問題二、2009年全國各地化學(xué)試卷中考察的電化學(xué)部分分

2、值、題型、考點如下：各地高考題出處題號題型考點分值廣東卷14不定項選題燃料電池（電極反應(yīng)式、電子流向、電解液、pH的變化）4上海卷13單項選擇電化學(xué)腐蝕（圖、判斷正負(fù)極、電極反應(yīng)式、腐蝕類型）3分安徽卷12單項選擇電解池(電極現(xiàn)象、電子數(shù)的計算)3分福建卷11單項選擇原電池（圖、判斷正負(fù)極、電極反應(yīng)的類型）6分浙江卷12單項選擇可充放電池（電極反應(yīng)式、電解質(zhì)、電解質(zhì)離子移動方向、電極反應(yīng)類型）6分江蘇卷12不定項選擇燃料電池（圖、電極反應(yīng)式、電解質(zhì)離子移動方向、計算）4分江蘇卷16填空題電解池的陽極電極反應(yīng)式2分山東卷29填空題原電池（電極材料、電子流向、電子數(shù)的計算）12分重慶卷26填空題電

3、解池（電解飽和食鹽水）14分寧夏卷37填空題原電池、電解池（氯堿工業(yè)、為選做題）15分全國卷（1）28填空題原電池、電解池（電極材料、電極反應(yīng)、電解液的酸堿性變化）15分三、高考常見題型小結(jié)題型一：原電池（結(jié)合燃料電池、電化學(xué)腐蝕、主要考察電極反應(yīng)式、電子流向、電解質(zhì)離子移動方向、溶液pH的變化）m 例題1.(09廣東)可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說法正確的是（ ）A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應(yīng)都為：O22H2O4e4OHB以NaOH溶液為電解液時，負(fù)極反應(yīng)為：Al3OH3e-Al(OH)3C

4、以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D電池工作時，電子通過外電路從正極流向負(fù)極【答案】A【解析】 電解質(zhì)溶液顯堿性或中性， 該燃料電極的正極發(fā)生反應(yīng)為：O22H2O4e4OH，A對；鋁作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)應(yīng)該是鋁失去電子變?yōu)殇X離子，在氫氧化鈉的溶液中鋁離子繼續(xù)與過量的堿反應(yīng)生成偏鋁酸根，因此負(fù)極反應(yīng)為：Al4OH3eAlO2+ 2H2O，B錯； 該電池在堿性條件下消耗了堿，反應(yīng)式為4Al3O24OH= 4AlO2+ 2H2O溶液PH降低，C錯；電池工作時，電子從負(fù)極出來經(jīng)過外電路流到正極，D錯.2.(江蘇卷) 以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。關(guān)于該電池的

5、敘述正確的是（ ）A該電池能夠在高溫下工作B電池的負(fù)極反應(yīng)為： C放電過程中，從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移D在電池反應(yīng)中，每消耗1mol氧氣，理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體【答案】B【解析】A項，高溫條件下微生物會變性，所以A錯；B項，負(fù)極是葡萄糖失電子生成二氧化碳，所以B對；C項，原電池內(nèi)部陽離子應(yīng)向正極移動，所以C錯；D項，消耗1mol氧氣生成1mol二氧化碳，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積是22.4L，D錯。規(guī)律總結(jié)：ww原電池電極名稱的判斷方法(1)根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定 金屬金屬電極，活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬是正極；金屬非金屬電極，金屬是負(fù)極，非金屬是正極；金屬化合物電極，金屬是負(fù)極，化合物是正極。(2)根據(jù)

6、電極反應(yīng)的本身確定 失電子的反應(yīng)氧化反應(yīng)負(fù)極；得電子的反應(yīng)還原反應(yīng)正極原電池電極反應(yīng)式書寫關(guān)鍵（1）明確電池的負(fù)極反應(yīng)物是電極本身還是其他物質(zhì)、反應(yīng)產(chǎn)物及化合價的變化；（2）確定電池的正極反應(yīng)物是電解質(zhì)溶液中的離子，還是其他物質(zhì)（如溶有或通入的氧氣）；（3）判斷是否存在特定的條件（如介質(zhì)中的微粒H+、OH- 非放電物質(zhì)參加反應(yīng)），進(jìn)而推斷電解質(zhì)溶液的酸堿性的變化；（4）總的反應(yīng)式是否滿足質(zhì)量守衡、得失電子守衡、電荷守衡。鞏固練習(xí)：1.(09福建)控制適合的條件，將反應(yīng)設(shè)計成如右圖所示的原電池。下列判斷不正確的是（ ） A. 反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B. 反應(yīng)開始時，甲中石墨電極

7、上Fe3+被還原 C. 電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) D. 電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中石墨電極為負(fù)極2.kzy(09上海卷)右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是（ ）A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕3.(09南海卷) Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li+2SOCl2 = 4LiCl

8、+S +SO2。請回答下列問題：(1)電池的負(fù)極材料為 ，發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；(3)SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如如果把少量水滴到SOCl2中，實驗現(xiàn)象是 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行，原因是 。題型二：電解原理的運用（電極產(chǎn)物的判斷、電極反應(yīng)類型、電子轉(zhuǎn)移數(shù)）例題3.(09安徽).Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的制取.Cu2O的電解池示意圖如下，點解總反應(yīng)：2Cu+H2O=Cu2O+H2O。下列說法正確的是（ ）A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣 B.銅

9、電極發(fā)生還原反應(yīng)C.銅電極接直流電源的負(fù)極D.當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1molCu2O生成?！敬鸢浮緼【解析】由電解總反應(yīng)可知，Cu參加了反應(yīng)，所以Cu作電解池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B選項錯誤；石墨作陰極，陰極上是溶液中的H反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2H2e=H2，A選項正確；陽極與電源的正極相連，C選項錯誤；陽極反應(yīng)為2Cu2OH2e=Cu2OH2O，當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.05molCu2O生成，D選項錯誤。規(guī)律總結(jié) （歸納整理）1、陽極放電次序：非惰性電極>S2->I->Br->Cl->OH->高價含氧酸根離子>F- 陰極放電次序一般

10、為： Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+ 當(dāng)然，微粒的濃度也會影響放電的順序，如電鍍鋅時，溶液中C(Zn2+)>C(H+),放電次序 Zn2+>H+。2、電解原理應(yīng)用： 電解食鹽水：電極反應(yīng)式：_電鍍：以鐵件鍍銅為例 陽極材料：_ 電極反應(yīng)：_陰極材料：_ 電極反應(yīng)：_電鍍液：_ 精煉銅：陽極材料_ 陰極材料_電解質(zhì)溶液_3、惰性電極電解溶液時各種情況簡析類 型電極反應(yīng)特點實 例電解對象電解質(zhì)濃度PH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型分解電解質(zhì)型放出H2生成堿型放出O2

11、生成酸型鞏固練習(xí)4.（08全國卷）右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置，通電后在石墨電極a和b附近分別滴加石蕊溶液，下列實驗現(xiàn)象正確的是 ( ) A逸出氣體的體積：a電極的小于b電極的B電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體Ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色Da電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色題型三：原電池與電解池相結(jié)合（考察串聯(lián)電路電極的判斷、可充電電池的電極判斷、電極反應(yīng)式、溶液的pH變化及離子的移動方向）例題4.(全國1)（15分）下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4

12、溶液，電極均為石墨電極。（1）接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：電源的N端為極；電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為；列式計算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：電極c的質(zhì)量變化是g；電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：甲溶液；乙溶液；丙溶液；（2）如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？答案. （1）正極 4OH-4e=2H2O + O2。水減少的質(zhì)量：生成O2體積：16g 堿性增大，因為電解后，水量減少溶液中NaOH濃度增大酸性增大，因為陽極上OH-生成O2，溶液中H+離子濃度增大酸堿性大小沒有變化，因

13、為K2SO4是強酸強堿鹽，濃度增加不影響溶液的酸堿性(2)能繼續(xù)進(jìn)行，因為CuSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng)?！窘馕觥浚?）乙中C電極質(zhì)量增加，則c處發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2+2e=Cu，即C處為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負(fù)極，N為正極。丙中為K2SO4，相當(dāng)于電解水，設(shè)電解的水的質(zhì)量為xg。由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故為0.25mol。由方程式2H2+O2 2H2O可知，生成2molH2O，轉(zhuǎn)移4mol電子，所以整個反應(yīng)中轉(zhuǎn)化0.5mol電子，而整個電路是串聯(lián)的，故每個燒杯

14、中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的。甲中為NaOH，相當(dāng)于電解H2O，陽極b處為陰離子OH放電，即4OH-4e=2H2O + O2。轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成O2為0.5/4=0.125mol，標(biāo)況下的體積為0.125×22.4=2.8L。Cu2+2e=Cu，轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。甲中相當(dāng)于電解水，故NaOH的濃度增大，pH變大。乙中陰極為Cu2放電，陽極為OH放電，所以H增多，故pH減小。丙中為電解水，對于K2SO4而言，其pH幾乎不變。（2）銅全部析出，可以繼續(xù)電解H2SO4，有電解液即可電解。 規(guī)律總結(jié)1 1、原電池、電解

15、池、電鍍池判定2、可充電電池的判斷 放電時相當(dāng)于原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時相當(dāng)于電解池，放電時的正極變?yōu)殡娊獬氐年枠O，與外電源正極相連，負(fù)極變?yōu)殛帢O，與外電源負(fù)極相連。3、電解有關(guān)計算方法： （1）串聯(lián)電路中各電極得失電子數(shù)相等,即電路中通過的電量（電子總數(shù)）相等求解。通常存在下列物質(zhì)的量關(guān)系H2Cl2 O2 Cu 2Ag 2H+ 2OH-（2）根據(jù)電極反應(yīng)式或電解方程式列比例求解補充練習(xí)：5.(09浙江).市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li的高分子材料。這種鋰離子

16、電池的電池反應(yīng)為： Li+2Li下列說法不正確的是( )A放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e=LiB充電時，Li既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)C該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)D放電過程中Li向負(fù)極移動題型四、氯堿工業(yè)例題5.(09重慶)（14分）工業(yè)上電解飽和食鹽能制取多種化工原料，其中部分原料可用于制備多晶硅。（1）題26圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖，電解槽陽極產(chǎn)生的氣體是 ；NaOH溶液的出口為 （填字母）；精制飽和食鹽水的進(jìn)口為 （填字母）；干燥塔中應(yīng)使用的液體是 。答案（1）氯氣；a；d；濃硫酸【解析】（1）電解飽和食鹽時陽極陰離子Cl、OH放電，Cl的放電能力強于OH，陽極發(fā)生的

17、方程式為：2Cl2e=Cl2；陰極：2H+2e=H2；總反應(yīng)為：2NaCl+2H2OCl2+H2+2NaOH。H2、2NaOH在陰極，NaOH溶液的出口為a，Cl2在陽極，精制飽和食鹽水從陽極進(jìn)入，選d；要干燥Cl2需要用酸性干燥劑H2SO4或P2O5等，中性干燥劑無水CaCl2。規(guī)律總結(jié)www.jkz1、電解飽和食鹽水反應(yīng)原理：陽極反應(yīng)：2Cl2e Cl2（氧化反應(yīng)）陰極反應(yīng)：2H+ + 2eH2 （還原反應(yīng)）總反應(yīng)離子方程式： 電解 2Cl + 2H2O 2OH + H2 + Cl22、離子交換膜法制燒堿：（1）、離子交換膜電解槽的組成：由陽極（金屬鈦網(wǎng)）、陰極（碳鋼網(wǎng)）、離子交換膜、電解

18、槽框和導(dǎo)電銅棒等組成；每個電解槽由若干個單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成；（2）、陽離子交換膜的作用：將電解槽隔成陰極室和陽極室，它只允許陽離子（Na+）通過，而阻止陰離子（Cl、OH）和氣體通過?？煞乐笻2、Cl2混合爆炸，也可防止Cl2與NaOH反應(yīng)。（3）、生產(chǎn)流程（4）、食鹽的精制：粗鹽的成份：泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42雜質(zhì)，會與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜；雜質(zhì)的除去過程：粗鹽水含少量Ca2+.Mg2+精制鹽水鞏固練習(xí)6.(09寧廈)化學(xué)選修化學(xué)與技術(shù)（15分）w.請回答氯堿的如下問題：（1）氯氣、燒堿是電解食鹽水時按照固定的比率k（質(zhì)量比）生成的產(chǎn)品。理論上k_（要求計算表達(dá)式和結(jié)果）;（2）原料粗