2013版高考化學一輪復習課件第7單元-電化學基礎 -山東科技版（ 2012高考）

1、本課件為基于精確校對的word書稿制作的“逐字編輯課件，使用時欲修改課件，請雙擊對應內(nèi)容，進入可編輯狀態(tài)。如果有的公式雙擊后無法進入可編輯狀態(tài)，請單擊選中此公式，點擊右鍵、“切換域代碼，即可進入編輯狀態(tài)。修改后再點擊右鍵、“切換域代碼，即可退出編輯狀態(tài)。課件編輯說明目錄第21講電解原理及其應用 第22講原電池原理專題七新型化學電源的高考命題 角度及解題指導 第七單元電化學根底 新課標山東科技版第七單元電化學根底 第七單元 知識系統(tǒng)總覽知識系統(tǒng)總覽 電化學電解池原電池金屬的腐蝕與防護第七單元 知識系統(tǒng)總覽第七單元 知識系統(tǒng)總覽第七單元 知識系統(tǒng)總覽第七單元 高考縱覽高考縱覽考點2009年2010

2、年2011年電解池原理 山東29(解答)；安徽12(選擇)；北京6(選擇)；天津19(解答)；廣東14(選擇)；江蘇16(解答)；全國29(解答)；四川29(解答)；重慶26(解答) 課標全國26(解答)；山東29(解答)；福建11(選擇)；天津7(解答)；江蘇3(選擇)；江蘇17(解答)；海南9(選擇)；全國29(解答)；四川27(解答)；重慶29(解答) 課標全國11(選擇)；山東15(選擇)；北京26(解答)；天津10(解答)；廣東12(選擇)；廣東32(解答)；江蘇9、12(選擇)；江蘇20(解答)；全國10(選擇)；四川26(解答)；重慶29(解答)考點2009年2010年2011年

3、原電池原理 山東29(解答)；浙江12(選擇)；福建11(選擇)；北京6(選擇)；天津10(解答)；廣東卷10、14(選擇)；海南15(解答)；江蘇5、12(選擇) 課標全國12(選擇)；浙江9(選擇)；北京6(選擇)；福建11(選擇)；安徽11(選擇)；安徽27(解答)；廣東23(選擇)；江蘇8、11(選擇)；全國10(選擇)；重慶29(解答) 課標全國11(選擇)；山東15(選擇)；山東29(解答)；浙江10(選擇)；安徽12(選擇)；北京8(選擇)；福建11(選擇)；廣東12(選擇)；海南12(選擇)；江蘇12(選擇)；江蘇18(解答)第七單元 高考縱覽第七單元 使用建議使用建議 教學建

4、議 1電化學局部復習時要注意“四池(原電池、電解池、電鍍池、電解精煉池)的比照，抓住概念的定義、原理與本質(zhì)來加以分析和理解，從知識根源上去掌握。 2對常見化學電源，復習教學時要強化電極反響式與總反響式的書寫。 3要從電極名稱的判斷、電極材料的性質(zhì)、離子的放電順序等方面去復習電解池，注意引導學生對電解整個過程的分析(如用惰性電極電解CuSO4溶液時，陰極上開始析出Cu，后來產(chǎn)生H2)和利用電子守恒進行相關的計算。 4以科技前沿動態(tài)(如新型化學電源的研制開發(fā)利用)為背景、以日常生產(chǎn)、生活為情景命題是這局部內(nèi)容高考考查的一個明顯動向，需要特別注意。 課時安排 本單元共2講，建議7課時完成，4課時用于

5、在課堂上互動式完成2122講，3課時進行單元測評、滾動卷測試及講評。第七單元 使用建議第21講 電解原理及其應用 第21講電解原理及其應用 課標考綱展示第21講 課標考綱展示 考綱要求考向追蹤 了解電解池的工作原理。能寫出電極反應和電解池反應的方程式。 1.電解原理。近年來，該考點常與原電池的知識結(jié)合，以選擇題形式考查，重點考查該部分基礎知識，難度中等。 2.電解原理的應用。該命題點一般是在綜合題中出現(xiàn)，常結(jié)合生產(chǎn)生活實際考查電極反應式的書寫、電解產(chǎn)物的判斷與計算，難度中等。第21講 考向互動探究 考向互動探究 探究考向一電解池的工作原理 【知識梳理】 1電解：讓_通過電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)

6、，在兩個電極上分別發(fā)生_和_的過程。 2電解池：把_轉(zhuǎn)化為_的裝置。 3電解池的組成和工作原理(電解CuCl2溶液)直流電 氧化反響 復原反響 電能 化學能 第21講 考向互動探究 圖21-1電極名稱陽極陰極電極材料電極反應反應類型電子流向電子從電源_沿導線流入電解池的_，經(jīng)過陰陽離子定向移動形成的內(nèi)電路，再從電解池的_流出，并沿導線流回電源的_離子移動方向_移向電解池的陰極，_移向電解池的陽極石墨 石墨或銅 2Cl2e=Cl2 Cu22e=Cu 氧化反響 復原反響 負極 陰極 陽極 正極 陽離子 陰離子 第21講 考向互動探究 問題導思 電解池的陽極材料不同，對電解產(chǎn)物有何影響？ 問題導思

7、要點提示： 由于電解池的陽極發(fā)生氧化反響，假設陽極材料是活性電極(金屬活動順序表中Ag及Ag之前的金屬單質(zhì))，那么陽極失去電子而溶解，溶液中的陰離子不發(fā)生變化；假設陽極材料是惰性電極(Pt、Au、石墨)，那么陽極不發(fā)生變化，而溶液中的陰離子失電子。 第21講 考向互動探究 【要點深化】 1電解時電極產(chǎn)物的判斷 第21講 考向互動探究 2電極反響式、電解方程式的書寫 書寫電解反響方程式的一般步驟(以寫出用石墨作電極電解CuSO4溶液的電極反響式及電解方程式為例) 第一步：明確溶液中存在哪些離子 溶液中的陽離子：Cu2、H， 溶液中的陰離子： OH、SO 。 第二步：判斷陰陽兩極附近離子種類及離子

8、放電順序 陰極： Cu2H 陽極：OHSO第21講 考向互動探究 第三步：寫電極反響式和電解方程式 陰極：2Cu24e=2Cu 陽極：4OH4e=2H2OO2或2H2O4e=O24H 使得失電子數(shù)相等，兩極反響式相加得電解方程式：2Cu22H2O 2CuO24H(離子方程式)或2CuSO42H2O 2CuO22H2SO4第21講 考向互動探究 【特別提醒】 判斷兩極產(chǎn)物時，先看電極是活性電極還是惰性電極，活性電極在陽極上放電，而陰離子不放電。 用惰性電極電解水溶液時，應注意放電順序中H、OH之后的離子一般不參與放電反響。 Fe作陽極，F(xiàn)e失電子生成Fe2而不是Fe3；Fe3得電子能力大于Cu2

9、，但第一階段只能生成Fe2。第21講 考向互動探究 【典例精析】 例1在如圖212所示的實驗裝置中，E為一張用淀粉、碘化鉀和酚酞混合溶液潤濕的濾紙，C、D為夾在濾紙兩端的鉑夾；x、y分別為直流電源的兩極。在A、B中充滿KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中，再分別插入一多孔的惰性電極。切斷電源開關S1，合閉開關S2，通直流電一段時間后，請答復以下問題：第21講 考向互動探究 圖21-2 (1)標出電源的正、負極；x為_極，y為_極。 (2)在濾紙的C端附近，觀察到的現(xiàn)象是_， 在濾紙的D端附近，觀察到的現(xiàn)象是_。 (3)寫出電極反響式： B中_；D中_。 (4)假設電解一段時間后，A、B中均

10、有氣體包圍電極。此時切斷開關S2，閉合開關S1，那么電流計的指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)(填“偏轉(zhuǎn)或“不偏轉(zhuǎn))_。 第21講 考向互動探究 答案 (1)正負 (2)試紙變藍試紙變紅 (3)4OH4e=2H2OO2 4H4e=2H2(或4H2O4e=2H24OH) (4)偏轉(zhuǎn)第21講 考向互動探究 解析 由于A試管中氣體體積是B試管中氣體體積的二倍，所以A中為H2，電極反響式為4H2O4e=2H24OH，B中為O2，電極反響式為4OH4e=2H2OO2，即x為正極，y為負極。電解碘化鉀溶液時，應該是I和H放電，C與電源正極相連為陽極：2I2e=I2，故試紙變藍；D與電源負極相連為陰極：2H2O2e=H22O

11、H，酚酞遇堿變紅。切斷開關S2，閉合開關S1時，由于符合原電池的條件，發(fā)生緩慢的氫氧燃料電池反響，把化學能轉(zhuǎn)化為電能，故電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。第21講 考向互動探究 規(guī)律方法 正確判斷電解池的陰、陽極是解答這類題目的關鍵。電解池陰、陽極的判斷方法有： 根據(jù)電源正負極來判斷。 根據(jù)電極反響類型來判斷，電解池中發(fā)生氧化反響的是陽極，發(fā)生復原反響的是陰極。 根據(jù)電子流動的方向來判斷，電解池中電子流出的一極為陽極，電子流入的一極為陰極。 根據(jù)兩極產(chǎn)生的現(xiàn)象來判斷：電極增重為陰極，電極溶解為陽極；產(chǎn)生H2的為陰極，產(chǎn)生O2、Cl2的為陽極。第21講 考向互動探究 活動探究 (1)電解過程中，KOH溶液的

12、濃度如何變化？ (2)寫出E中電解反響的離子方程式。 活動探究 要點提示： (1)變大。惰性電極電解KOH溶液，實際就是電解水，溶劑質(zhì)量減少，故溶液濃度增大。 (2)2I2H2O I2H22OH第21講 考向互動探究 變式題2021寧德模擬 利用如圖213所示裝置制取Cu2O，乙的總反響化學方程式為：2CuH2O=Cu2OH2。以下說法正確的選項是() 圖21-3第21講 考向互動探究 A乙中Cu電極的電極反響式是：2Cu2OH2e=Cu2OH2O B甲中通入氫氣的電極為正極 C乙中陰離子向石墨電極移動 D電路上通過0.5 mol電子，可制得0.5 mol Cu2O第21講 考向互動探究 答案

13、 A 解析 甲是氫氧燃料電池，乙是電解池。甲中通入氫氣的電極為負極，與之相連的石墨作陰極， 那么Cu電極為陽極，電極反響式是：2Cu2OH2e=Cu2OH2O，根據(jù)陽極電極反響式可判斷，電路上通過0.5 mol電子，能制得0.25 mol Cu2O，電解池中陰離子向陽極移動，即向Cu電極移動，綜上分析，只有A項正確。 第21講 考向互動探究 探究考向二電解規(guī)律 【知識梳理】 填表：(惰性電極電解以下物質(zhì)的水溶液)物質(zhì)陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物電解方程式HClH2SO4NaOHNa2SO4NaClAgNO3Cl2 H2 2HCl Cl2H2 O2 H2 2H2O O22H2 O2 H2 2H2O O22H

14、2 O2 H2 2H2O O22H2 Cl2 H2 2NaCl2H2O Cl2H22NaOH O2 Ag 4AgNO32H2O 4AgO24HNO3 第21講 考向互動探究 【要點深化】 1惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型第21講 考向互動探究 第21講 考向互動探究 2電解池有關量的計算或判斷 電解池中有關量的計算或判斷主要包括以下幾方面：根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量(析出固體的質(zhì)量、產(chǎn)生氣體的體積等)、溶液的pH、相對原子質(zhì)量或某元素的化合價、化學式等。有如下解題方法：第21講 考向互動探究 第21講 考向互動探究 【特別提醒】 假設陰極為H放電，那么陰極區(qū)c(OH)增大；假設陽極為OH放

15、電，那么陽極區(qū)c(H)增大；假設陰、陽極同時有H、OH放電，相當于電解水，電解質(zhì)溶液濃度增大。 用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時，假設要使電解后的溶液恢復到原狀態(tài)，應遵循“缺什么加什么，缺多少加多少的原那么，一般參加陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物。 電解過程中產(chǎn)生的H或OH，其物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量。第21講 考向互動探究 【典例精析】 例2用鉛蓄電池電解甲、乙電解池中的溶液。鉛蓄電池的總反響為：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H2O(l)。電解一段時間后，發(fā)現(xiàn)a極上析出紅色固體物質(zhì)，以下說法正確的選項是() Ad極為陰極 B假設利用甲池精煉銅，b極應為粗銅 C

16、放電時鉛蓄電池負極的電極反響式為：PbO2(s)4H(aq)SO (aq)4e=PbSO4(s)2H2O(l) D假設四個電極材料均為石墨，當析出6.4 g Cu時，兩池中共產(chǎn)生氣體3.36 L(標準狀況下) 第21講 考向互動探究 第21講 考向互動探究 圖21-4 答案 B 解析 由“a極上析出紅色固體物質(zhì)知，a極為陰極，那么b極為陽極，c極為陰極，d極為陽極；精煉銅時，精銅作陰極，粗銅作陽極；放電時鉛蓄電池負極的電極反響式為：Pb SO2e=PbSO4；當析出6.4 g Cu時，電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，b極上產(chǎn)生0.05 mol O2，c極上產(chǎn)生0.1 mol H2，d極上產(chǎn)生0.

17、05 mol O2，所以兩池中共產(chǎn)生氣體0.2 mol，即標準狀況下氣體4.48 L。應選B項。 解題技巧 串聯(lián)電路中各個電極反響得、失電子數(shù)目相等，電子守恒是解決有關電解計算題的法寶。 第21講 考向互動探究 互動探究 (1)甲中如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行，為什么？ (2)上題中：假設b極為銅片，a極為鐵片，鉛蓄電池工作一段時間后，電解質(zhì)溶液的濃度如何變化？ 互動探究 要點提示： (1)可以。因為CuSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液，反響也就變?yōu)樗碾娊夥错憽?(2)不變。當鉛蓄電池工作時，b極發(fā)生：Cu2e=Cu2，a極發(fā)生：Cu22e=Cu，所以電解質(zhì)溶液的濃度不變。

18、 第21講 考向互動探究 變式題500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)6.0 molL1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4 L氣體(標準狀況)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，以下說法正確的選項是() A原混合溶液中c(K)為1 molL1 B上述電解過程中共轉(zhuǎn)移4 mol電子 C電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5 mol D電解后溶液中c(H)為2 molL1第21講 考向互動探究 答案 B 解析 電解過程中兩極發(fā)生的反響為：陰極開始時發(fā)生反響 Cu22e=Cu，當銅離子消耗盡時發(fā)生反響2H2e=H2； 陽極一直發(fā)生反響：4OH4e=O

19、22H2O。兩極都收集1 mol氣體，由陽極得到標準狀況下的22.4 L氧氣，那么電解過程共轉(zhuǎn)移了4 mol電子。又知生成1 mol H2轉(zhuǎn)移電子2 mol，根據(jù)電子得失守恒，n(Cu2)1 mol。再根據(jù)溶液的電中性：2c(Cu2)c(K)c(NO )，可以求出c(K)2 molL1。電解過程中消耗的n(OH)4 mol，n(H)2 mol，那么溶液中H的物質(zhì)的量為2 mol，c(H)4 molL1。 第21講 考向互動探究 探究考向三電解原理的應用 【知識梳理】第21講 考向互動探究 電解食鹽水電解NaCl(熔融)電鍍鋅電解精煉銅裝置示意圖略陰極反應Zn22e=Zn _(精銅)2H2e=H

20、2 Nae=Na Cu22e=Cu 第21講 考向互動探究 電解食鹽水電解NaCl(熔融)電鍍鋅電解精煉銅陽極反應 _(粗銅)電解總反應2NaCl_無無2Cl2e=Cl2 2Cl2e=Cl2 Zn2e=Zn2 Cu2e=Cu2 2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2 2NaCl2 第21講 考向互動探究 電解食鹽水電解NaCl(熔融)電鍍鋅電解精煉銅說明(1)陰極室與陽極室應用隔膜分開(2)食鹽水需經(jīng)凈化，除去Mg2、Ca2、SO等離子電解法冶煉金屬常見的有：Na、Mg、Al，用的分別是熔融NaCl、熔融MgCl2、熔融Al2O3(1)_必須作陰極(2)_作陽極(3)用含_的溶液作電鍍液(1

21、)_作陽極，溶解下來(2)_作陰極(3)電解質(zhì)溶液常用_鍍件 鍍層金屬 鍍層陽離子 粗銅 精銅 硫酸銅溶液 第21講 考向互動探究 【要點深化】 原電池與電解池的區(qū)別與聯(lián)系原電池電解池能量轉(zhuǎn)化化學能電能電能化學能反應特征 自發(fā)進行的氧化還原反應 非自發(fā)進行的氧化還原反應也可以是自發(fā)進行的氧化還原反應電極名稱 由電極本身決定負極：相對較活潑金屬正極：相對不活潑金屬(或非金屬) 由電源決定陰極：與負極相連陽極：與正極相連第21講 考向互動探究 原電池電解池電極反應負極：氧化反應正極：還原反應陰極：還原反應陽極：氧化反應裝置特征 無電源，兩極材料不同或兩極通入物不同 有電源，兩極可以相同，也可以不同

22、電子流向 原電池() 電解池(陰) 電解質(zhì)溶液離子定向移動電解池(陽) 原電池()溶液中離子流向陰離子負極，陽離子正極 陰離子陽極，陽離子陰極舉例ZnCuSO4=CuZnSO4CuCl2CuCl2聯(lián)系兩者均發(fā)生氧化還原反應第21講 考向互動探究 【典例精析】 例32021山東卷 以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，以下說法正確的選項是() A未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程 B因局部電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關系 C電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反響速率 D鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用第21講 考向互動探究 答案

23、 C 解析 Zn的金屬性強于Fe，F(xiàn)e不能從溶液中置換出Zn，電鍍前不能形成原電池，A項錯誤；電鍍時，每轉(zhuǎn)移2 mol電子析出1 mol Zn，B項錯誤；電鍍時保持電流恒定，即單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)恒定，那么消耗的反響物與產(chǎn)生的生成物的量恒定，也就是反響速率恒定，與溫度無關，C項正確；鍍鋅鐵制品的鍍層破損后，易形成ZnFe原電池，Zn作負極優(yōu)先被腐蝕，鐵制品仍能受到保護，D項錯誤。 誤區(qū)警示 不熟悉電量的物理含義，誤認為因為局部電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關系；無視保持電流恒定，誤認為升高溫度加快電解反響的速率。 第21講 考向互動探究 互動探究 在鐵制品上鍍鋅，電鍍時用

24、鋅而不用石墨作陽極的目的是什么？ 互動探究 要點提示：鋅溶解補充溶液中消耗的Zn2，保持溶液中Zn2濃度恒定。 第21講 考向互動探究 變式題圖215中，兩電極上發(fā)生的電極反響為： a極：Fe2e=Fe2b極：Cu22e=Cu 以下說法中不正確的選項是() A裝置中電解質(zhì)溶液不一定含有Cu2 B該裝置不一定是化學能轉(zhuǎn)化為電能 Ca、b可能是同種電極材料 Db極上一定發(fā)生復原反響第21講 考向互動探究 圖21-5 答案 A 解析 假設只用導線把a、b連接起來，該裝置為原電池；假設外接電源，該裝置為電解池，因此可判斷選項B正確。由于b極發(fā)生的電極反響為Cu22e=Cu，所以不管是原電池還是電解池，

25、裝置中電解質(zhì)溶液一定含有Cu2，b極上一定發(fā)生復原反響。假設該裝置為電解池，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液，電極材料都是Fe，那么滿足題意。 第21講 考向互動探究 【備選理由】此題集元素化合物知識、電化學知識、化學實驗于一體，具有較強的綜合性和較高的訓練價值，但由于是2021年的高考題，故未在課時作業(yè)中列出。 2021山東卷 對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。 (1)以下為鋁材外表處理的一種方法： 第21講 備用習題備用習題 堿洗的目的是除去鋁材外表的自然氧化膜，堿洗時常有氣泡冒出，原因是_(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中參加以下試劑中的_。 aNH

26、3bCO2cNaOHdHNO3 以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材外表形成氧化膜，陽極電極反響式為_。 取少量廢電解液，參加NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是_。第21講 備用習題 (2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是_。 (3)利用以下圖所示裝置，可以模擬鐵的電化學防護。 假設X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應該置于_處。 假設X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為_。第21講 備用習題 答案 (1)2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2(或2Al2OH2H2O=2AlO3H2)b 2Al3H2O6e=Al2O36HHCO與H反

27、響使H濃度減小，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀 (2)補充溶液中消耗的Cu2，保持溶液中Cu2濃度恒定(3)N犧牲陽極的陰極保護法(或犧牲陽極保護法) 第21講 備用習題 解析 此題以“金屬制品進行抗腐蝕處理為載體，考查了元素化合物、鹽類水解、金屬防護等知識。(1)有氣泡產(chǎn)生，說明金屬單質(zhì)鋁和氫氧化鈉反響，反響的離子方程式是2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2。因為槽液中鋁元素以Al(OH)4的形式存在，要把鋁元素沉淀，只能用CO2進行酸化，加硝酸沉淀會溶解；(2)因為在電解時會消耗Cu2，所以需要不斷補充Cu2保證電解的進行；(3)只有把Fe變成電解池的陰極，這樣才能保護鐵，所以前提要構(gòu)成電

28、解池，即開關K置于N處。當K置于M處時，這時就構(gòu)成了原電池，F(xiàn)e是正極，此保護法稱為犧牲陽極的陰極保護法。 第21講 備用習題第22講 原電池原理 第22講原電池原理 課標考綱展示第22講 課標考綱展示 考綱要求考向追蹤 1.了解原電池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。 2.了解常見化學電源的種類及其工作原理。 3.理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。 1.原電池的工作原理。原電池的工作原理的分析以及金屬腐蝕的類型判斷與防護是近幾年高考的重點，多以選擇題的形式對本知識點進行全面的考查，也會在綜合題中考查電極反應式的書寫或電子得失相等的守恒計算等。 2.對

29、新型化學電源的考查。近年來這一考點成為高考命題的必考點和區(qū)分點，通常是以新型(能量高的鋰離子電池、綠色環(huán)保的燃料電池、可充電電池)電池，對其工作原理分析及電極方程式的書寫為主考查。第22講 考向互動探究 考向互動探究 探究考向一原電池的工作原理 【知識梳理】 1概念化學能 電能 2構(gòu)成條件 (1)有兩個_的電極(常見為金屬或石墨)。 (2)將兩極插入_中。 (3)兩極間構(gòu)成_。 (4)能自發(fā)進行的氧化復原反響。 3工作原理(以鋅銅原電池為例)活潑性不同 電解質(zhì)溶液 閉合回路 第22講 考向互動探究 電極名稱負極正極電極材料電極反應反應類型電子流向由_沿導線流向_鋅片 銅片 Zn2e=Zn2 C

30、u22e=Cu 氧化反響 復原反響 鋅片 銅片 第22講 考向互動探究 問題導思 原電池內(nèi)部陰、陽離子如何移動？ 問題導思 提示： 陰離子要移向負極，陽離子要移向正極。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。第22講 考向互動探究 【要點深化】 1原電池原理圖解第22講 考向互動探究 2原電池電極的判斷和電極反響式的書寫 (1)正負極的判斷 第22講 考向互動探究 第22講 考向互動探究 如CH4酸性燃料電池中，電極反響式為：

31、CH42O2=CO22H2O(總反響式)2O28H8e=4H2O(正極反響式)CH42H2O8e=CO28H(負極反響式)第22講 考向互動探究 3原電池原理的應用 (1)加快氧化復原反響的速率一個自發(fā)進行的氧化復原反響，設計成原電池時反響速率增大。例如，在Zn與稀硫酸反響時參加少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反響速率加快。 (2)比較金屬活動性強弱兩種金屬分別作原電池的兩極，一般作負極的金屬比作正極的金屬活潑。 (3)用于金屬的防護使被保護的金屬制品作原電池正極而得到保護。例如，要保護一個鐵制的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可在其上安裝或焊接鋅塊，使鋅作原電池的負極。第22講 考向互動探究 (4)設

32、計制作化學電源 設計原電池時要緊扣原電池的構(gòu)成條件。具體方法是： 首先將的氧化復原反響拆分成為兩個半反響； 根據(jù)原電池的電極反響特點，結(jié)合兩個半反響找出正、負極材料及電解質(zhì)溶液。 a電極材料的選擇 在原電池中，選擇復原性較強的物質(zhì)作為負極，氧化性較強的物質(zhì)作為正極。并且，原電池的電極必須導電。電池中的負極必須能夠與電解質(zhì)溶液或其中溶解的物質(zhì)反響。第22講 考向互動探究 b電解質(zhì)溶液的選擇 電解質(zhì)溶液一般能夠與負極發(fā)生反響，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負極發(fā)生反響(如空氣中的氧氣)。但如果兩個半反響分別在兩個容器中進行(中間連接鹽橋)，那么左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液應選擇與電極材料相同的陽

33、離子。如在銅鋅構(gòu)成的原電池中，負極金屬鋅浸泡在含有Zn2的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在含有Cu2的電解質(zhì)溶液中。 按要求畫出原電池裝置圖。 第22講 考向互動探究 如根據(jù)以下反響設計的原電池：原理裝置圖化學反應：CuCl2Fe=FeCl2Cu電極反應：負極：Fe2e=Fe2正極：Cu22e=Cu第22講 考向互動探究 【歸納總結(jié)】原電池原理的考查主要從三個方面考查：一是外電路電子的運動；二是電極上的氧化復原反響；三是溶液中離子的運動，溶液中離子運動的原因是濃度不均引起的擴散。第22講 考向互動探究 【典例精析】 例12021無錫模擬 依據(jù)氧化復原反響：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2

34、Ag(s)設計原電池如圖224所示，其中鹽橋為瓊脂飽和KNO3鹽橋。 圖22-4第22講 考向互動探究 第22講 考向互動探究 答案 (1)CuAgNO3溶液 (2)正2Ag2e=2AgCu2e=Cu2 (3)CuAg(4)B 解析 由方程式可知銅的價態(tài)升高發(fā)生氧化反響，應該是原電池的負極，所以X是銅，電極反響式為：Cu2e=Cu2；AgAg價態(tài)降低，發(fā)生復原反響，電極反響式為：Age=Ag；外電路的電子由銅片流向銀片。鹽橋中的K移向正極(Ag極)，NO移向負極(Cu極)。 第22講 考向互動探究 解題技巧 (1)原電池正、負極的判斷根底是氧化復原反響，如果給出一個反響方程式判斷正、負極，可以

35、直接根據(jù)化合價的升降來判斷。發(fā)生氧化反響的一極為負極，發(fā)生復原反響的一極為正極。 (2)原電池正、負極的判斷，不能簡單地依據(jù)金屬的活潑性，要看反響的具體情況。如：Al在強堿性溶液中比Mg更易失電子，Al作負極，Mg作正極；Fe、Al在濃硝酸中鈍化后，比Cu等金屬更難失電子，Cu等金屬作負極，F(xiàn)e、Al作正極。 第22講 考向互動探究 變式題12021安徽卷 研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差異進行發(fā)電，在海水中電池總反響可表示為：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。以下“水 電池在海水中放電時的有關說法正確的選項是() A正極反響式：Ag

36、Cle=AgCl B每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子 CNa不斷向“水電池的負極移動 DAgCl是復原產(chǎn)物第22講 考向互動探究 答案 B 解析 A選項應該是負極反響式；C選項鈉離子應向正極移動；D選項AgCl為氧化產(chǎn)物。 第22講 考向互動探究 變式題2電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁，電解質(zhì)溶液：氯化銅溶液、硫酸鐵溶液、鹽酸。按要求答復以下問題： (1)電工操作上規(guī)定：不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用，請從化學角度說明原因：_。 (2)有M、N兩種金屬分別與稀鹽酸反響，產(chǎn)生氫氣速率相近，請設計一個實驗證明M、N兩種金屬的活潑性。 (3)請運用原電池原理設計實驗，證

37、明氧化性Fe3Cu2。請畫出實驗裝置圖并寫出電極反響式。第22講 考向互動探究 答案(1)形成原電池加速鋁導線的腐蝕，容易斷路 (2)用導線連接M、N，然后插入鹽酸中，構(gòu)成原電池，有氣泡產(chǎn)生的一極金屬較不活潑 (3)正極反響：2Fe32e=2Fe2，負極反響：Cu2e=Cu2第22講 考向互動探究 解析 (1)金屬鋁比銅活潑，當兩者一起使用時，在潮濕的環(huán)境中形成原電池，加速鋁導線的腐蝕，容易斷路。 (2)用實驗的方法證明金屬的活潑性，一看金屬與酸或水反響置換出H2的難易，二看金屬陽離子被復原為單質(zhì)的難易，三看構(gòu)成原電池后作電池的正負極。根據(jù)題意，只有構(gòu)成原電池合理。 (3)要證明氧化性Fe3C

38、u2，需結(jié)合化學反響2Fe3Cu=2Fe2Cu2，將該反響設計原電池時，負極材料選銅，正極材料選比銅活潑性弱的銀或石墨，電解質(zhì)溶液用硫酸鐵溶液。第22講 考向互動探究 探究考向二化學電源 【知識梳理】 1一次電池 (1)酸性鋅錳電池 負極：_， 正極：_。 (2)堿性鋅錳電池的工作原理如下：Zn2e=Zn2 2NH4+2e=2NH3H2第22講 考向互動探究 MnO22H2O2e=Mn(OH)22OH Zn2OH2e=ZnOH2O第22講 考向互動探究 2二次電池(可充電電池)鉛蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是_，正極材料是_。 (1)放電時的反響負極反響：_；正極反響：_；PbPbO22

39、H2SO4=2PbSO42H2O。(2)充電時的反響陽極反響：_；陰極反響：_；2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。Pb PbO2 PbSO 2e=PbSO4 PbO24HSO 2e=PbSO42H2O PbSO42H2O2e=PbO24HSO PbSO42e=PbSO 第22講 考向互動探究 3燃料電池 氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。 酸性堿性負極反應式正極反應式電池總反應式2H2O2=2H2O2H24e=4H 2H24OH4e=4H2OO24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH第22講 考向互動探究 問題導思 可充電電池充電時電極與外接電源的正、

40、負極如何連接？ 問題導思 提示：可充電電池充電時的電極接法為：電池負極接電源負極，電池正極接電源正極。歸納為：正接正，負接負。第22講 考向互動探究 【要點深化】 新型電池的分析思路 以新型電池的研制開發(fā)為素材對原電池原理的考查是高考命題的熱點題型，涉及的主要問題有： (1)正、負極的判斷：發(fā)生失電子反響的電極是負極，發(fā)生得電子反響的電極是正極。 (2)電子的流向和電解質(zhì)溶液中離子的流向： 電子流向：外電路：從負極流向正極； 內(nèi)電路：電解質(zhì)溶液中陽離子流向正極，陰離子流向負極。第22講 考向互動探究 (3)電極反響式的書寫 負極(或復原性強的物質(zhì))失去電子發(fā)生氧化反響；正極上，溶液中陽離子(或

41、氧化性強的物質(zhì))得到電子，發(fā)生復原反響。 兩電極轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒，符合正極反響加負極反響等于電池反響的原那么。 注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反響，假設反響，一般要將電極反響和電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液發(fā)生的反響合并。如堿性氫氧燃料電池中的負極反響不能寫成：2H24e=4H，因生成的H會迅速與OH反響生成H2O，所以要寫成2H24OH4e=4H2O。 第22講 考向互動探究 【典例精析】 例22021課標全國卷 鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反響為： FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2 以下有關該電池的說法不正確的選項是() A電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為F

42、e B電池放電時，負極反響為Fe2OH2e=Fe(OH)2 C電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低 D電池充電時，陽極反響為2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O第22講 考向互動探究 答案 C 解析 電池充電時，陰極反響為放電時負極的逆反響，其電極方程式為Fe(OH)22e=Fe2OH，故該電極反響溶液pH升高，C項錯誤。 規(guī)律方法 可充電電池(二次電池)可以認為是原電池與電解池的統(tǒng)一體，當電池放電時即為原電池，負極失電子，發(fā)生氧化反響；正極得電子，發(fā)生復原反響。電池充電時即為電解池，陰極與直流電源的負極相連，發(fā)生復原反響；陽極與直流電源的正極相連，發(fā)生氧化反響。第22講 考向互動

43、探究 變式題2021海淀模擬 查處酒后駕駛采用的“便攜式乙醇測量儀以燃料電池為工作原理，在酸性環(huán)境中，理論上乙醇可以被完全氧化為CO2，但實際乙醇被氧化為X，其中一個電極的反響式為：CH3CH2OH2e=X2H。以下說法中正確的選項是() A電池內(nèi)部H由正極向負極移動 B另一極的電極反響式為：O24e2H2O=4OH C乙醇在正極發(fā)生反響，電子經(jīng)過外電路流向負極 D電池總反響為：2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O第22講 考向互動探究 答案 D 解析 A項，在電池內(nèi)部H應移項正極；B項，在酸性環(huán)境中，正極反響式應為O24H4e=2H2O；C項，乙醇被氧化，應在負極反響，電子由負極經(jīng)

44、過外電路流向正極；D項，結(jié)合乙醇催化氧化的知識可知，X為乙醛(CH3CHO)，該電池負極反響式為2CH3CH2OH4e=2CH3CHO4H，將正極反響式與負極反響式相加得電池總反響式：2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O。 第22講 考向互動探究 探究考向三金屬的腐蝕與防護 【知識梳理】 1金屬腐蝕 (1)定義：金屬外表與周圍的物質(zhì)發(fā)生_而遭到破壞。 (2)本質(zhì)：金屬原子_而被氧化?；瘜W反響或因電化學作用 失電子 第22講 考向互動探究 化學腐蝕 電化學腐蝕 Fe2e=Fe2 2H2e=2H2 2Fe4e=2Fe2 O22H2O4e=4OH 第22講 考向互動探究 2金屬的防護 (1

45、)電化學防護 _利用原電池原理 _極(陰極)：被保護的金屬設備； _極(陽極)：比被保護的金屬活潑的金屬。 _利用電解池原理 _極：被保護的金屬設備； _極：惰性電極。 (2)其他 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金； 使金屬與空氣、水等物質(zhì)隔離，如電鍍、噴油漆等。犧牲陽極保護法 正 負 外加電流的陰極保護法 陰 陽 第22講 考向互動探究 【要點深化】 1鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正極反應(C)2H2e=2H2O22H2O4e=4OH負極反應(Fe)Fe2e=Fe2其他反應Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3F

46、e(OH)3失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹聯(lián)系兩種腐蝕相繼發(fā)生，吸氧腐蝕更普遍第22講 考向互動探究 2.金屬腐蝕快慢的判斷規(guī)律 (1)電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕 有防護措施的腐蝕。 (2)對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：強電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。 (3)活潑性不同的兩金屬，活潑性差異越大，腐蝕越快。 (4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。第22講 考向互動探究 【典例精析】 例32021浙江卷 將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板外表上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖226所示。導致該現(xiàn)象

47、的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。以下說法正確的選項是() 圖22-6第22講 考向互動探究 A液滴中的Cl由a區(qū)向b區(qū)遷移 B液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反響為：O22H2O4e=4OH C液滴下的Fe因發(fā)生復原反響而被腐蝕，生成的Fe2由a 區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH形成Fe (OH)2，進一步氧化、脫水形成鐵銹 D假設改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，那么負極發(fā)生的電極反響為：Cu2e=Cu2 第22講 考向互動探究 答案 B 解析 鐵板為鐵和碳的合金，滴入NaCl溶液，形成微小的原電池，顯然a區(qū)為負極，溶液中Cl由b區(qū)向a區(qū)遷移，A錯；液滴邊緣為正極區(qū)，為溶

48、解在溶液中的O2放電，電極反響為：O22H2O4e=4OH，B對；液滴下的Fe因發(fā)生氧化反響而被腐蝕，C錯；改用嵌有銅螺絲釘?shù)蔫F板，那么鐵為負極，D錯。 題后反思 此題看似復雜、起點較高，但仔細分析會發(fā)現(xiàn)其落腳點較低，只要熟練掌握原電池原理、鋼鐵的吸氧腐蝕等根底知識并保持頭腦冷靜，便能順利的解答。第22講 考向互動探究 互動探究 (1)要保護船舶的外殼，應該在船舶外殼上裝上鋅還是銅？ (2)假設將題中的NaCl溶液改為酸化的NaCl溶液，請寫出正極的電極反響式。 互動探究 提示： (1)應在船舶外殼裝上比鐵活潑的鋅等金屬作為原電池負極，以保護船舶外殼。 (2)2H2e=2H2。第22講 考向互

49、動探究 變式題 2021廣州二模 以下有關鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的選項是() A鋼鐵與電源的正極連接，鋼鐵可被保護 B鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反響為：Fe3e=Fe3 C鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用 D鋼鐵在潮濕的空氣中能發(fā)生電化學腐蝕第22講 考向互動探究 答案 D 解析 鋼鐵與電源正極連接，那么鋼鐵為電解池陽極，發(fā)生氧化反響被腐蝕，A項錯誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反響應為：Fe2e=Fe2，B項錯誤；鍍鋅鐵制品的鍍層破損后，易形成ZnFe原電池，Zn作負極優(yōu)先被腐蝕，鐵制品仍能受到保護，C項錯誤。 第22講 考向互動探究 第22講 備用習題備用習題 【備選理由】雖是2021年高考

50、題，但較全面地考查了氫氧燃料電池的工作原理，故可與探究考向二例2互補。 12021安徽卷 某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H，其根本結(jié)構(gòu)見圖，電池總反響可表示為：2H2O2=2H2O，以下有關說法正確的選項是() A電子通過外電路從b極流向a極 Bb極上的電極反響式為：O22H2O4e=4OH C每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2 DH由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極 第22講 備用習題 答案 D 解析 此題考查電化學知識。H2從0價升高至1價，失去電子，作為負極，所以電子從a極流向b極，A項錯。電解質(zhì)中傳遞H，b極的反響式為：O24e4H=2H2O，B項錯。C項，

51、氣體的體積沒有指明標準狀況，錯。陽離子移向正極，b極為正極，H移向b極，正確。 第22講 備用習題 【備選理由】鑒于課時作業(yè)的容量，此題未列入課時作業(yè)。但此題集原電池原理、電解原理以及化學實驗為一體，涉及了電極材料分析、電解液凈化及相關電化學計算等內(nèi)容，知識的覆蓋面較全。 2. ZnMnO2干電池應用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。 (1)該電池的負極材料是_。電池工作時，電子流向_(填“正極或“負極)。 (2)假設ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是_。第22講 備用習題 欲除去Cu2，最好選用以下試劑中的_(填代號)。 aNaOH

52、bZn cFe dNH3H2O (3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反響式是：_。 假設電解電路中通過2 mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為_。第22講 備用習題 答案 (1)Zn(或鋅)正極 (2)鋅與復原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕b (3)2H2e=H287 g 解析 (1)活潑金屬為負極，故 Zn為負極，電子由此經(jīng)外電路流向正極。 (2)鋅與復原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕，所以應選Zn將Cu2置換為單質(zhì)而除去。 (3)陰極上得電子而發(fā)生復原反響，H得電子生成氫氣。因為MnSO4MnO22e，通過2 mol電子產(chǎn)生1 mol

53、 MnO2，質(zhì)量為87 g。第22講 備用習題專題七 新型化學電源的高考命題角度及解題指導專題七新型化學電源的高考命 題角度及解題指導 方法技能總述專題七 方法技能總述 高考中的新型電池，有“氫鎳電池、“高鐵電池、“鋅錳堿性電池、我國首創(chuàng)的“海洋電池、“燃料電池如新型細菌燃料電池、氫氧燃料電池、丁烷燃料電池、甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池、CO燃料電池、“鋰離子電池、“銀鋅電池、“鈕扣電池等。這些電池一般具有高能環(huán)保、經(jīng)久耐用，電壓穩(wěn)定、比能量單位質(zhì)量釋放的能量高等特點。取材于這些知識點的試題，由于題材廣、信息新、陌生度大，所以，大多數(shù)考生對這類試題感到難，而難在何處又十分迷茫。實際上這些題目主要考查

54、的是學生遷移應用的能力。具體有以下幾種考查角度:專題七 考向互動探究 考向互動探究 角度一新型電池“放電時正極、負極的判斷 知識根底 在ZnCu原電池中，較活潑的金屬材料作負極，較不活潑的金屬材料或非金屬材料作正極。負極：Zn2e=Zn2；正極：2H2e=H2。 專題七 考向互動探究 專題七 考向互動探究 專題七 考向互動探究 答案 A專題七 考向互動探究 專題七 考向互動探究 變式題被稱之為“軟電池的紙質(zhì)電池，采用一個薄層紙片作為傳導體，在其一邊鍍鋅，而在其另一邊鍍二氧化錳。紙內(nèi)的離子“流過水和氯化鋅組成的電解液。電池總反響為： Zn2MnO2H2O=ZnO2MnO(OH)。以下說法正確的選項是() A該電池的正極為鋅 B該電池反響中二氧化錳起催化劑作用 C當0.1 mol Zn完全溶解時，流經(jīng)電解液的電子個數(shù)為1.2041023 D電池正極反響式為2MnO22e2H2O=2MnO(OH)2OH專題七 考向互動探究 答案 D 解析 由總反響式可知，二氧化錳為氧化劑而不是催化劑，鋅為復原劑，應為原電池的負極，A、B項錯誤；電子只能經(jīng)外電路流動，電解液內(nèi)電流的形成是陰、陽離子的定向移動，C項錯誤；電池負極反響式為ZnH2O2e=ZnO2H，用總反響式減去負極反響式