2019版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)第26講新型化學(xué)電源的視角及解題策略課時達(dá)標(biāo)

1、上課時間達(dá)到了第二十四節(jié)1 .一個實驗組同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動。(1)圖為某實驗組通過氧化還原反應(yīng)： _Fe Cu2=Fe2 Cu_ (用離子方程式表示)修正的單電池裝置，反應(yīng)前，兩電極質(zhì)量相等，不久后(2)其他條件不變，將CuCl2溶液置換為NH4Cl溶液后，石墨電極反應(yīng)式為_2H 2e-=H2_，這是因為NH4Cl溶液顯示_酸性_，所以用吸管吸出鐵片附近的溶液，放入試管，其中少量的新飽和氯水寫出了反應(yīng)的離子方程式： _2Fe2 cl2=2Fe3 2cl-_，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅的結(jié)果3價鐵被氧化為FeO時，該反應(yīng)的離子方程式： _2fe3 3cl2 8h2o=2

2、feo 6cl- 16h _。(3)其他條件不變，鹽橋改為銅導(dǎo)線，與石墨連接成n型，如圖所示。 不久，在裝置甲銅線附近滴下苯酚酞試驗液時，_溶液變紅_O2 2H2O 4e-=4OH-_； 裝置b的石墨(1)為_陰_極(“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”)，與裝置b的銅線連接的石墨電極發(fā)生的反應(yīng)式為_2cl-。分析(1)設(shè)通過導(dǎo)線的電子物質(zhì)的量為x mol，則負(fù)極減少28x g，正極增加32x g，28x 32x=12，x=0.2。 (2)NH4Cl水解溶液顯示酸性，正極中h得到電子，負(fù)極中Fe失去電子生成Fe2。 Cl2將Fe2氧化為Fe3，Cl2過剩時產(chǎn)生的反應(yīng)為2Fe3 3Cl2 8H2O=2

3、FeO 6Cl- 16H。 (3)鹽橋變更為銅線和石墨時，裝置甲成為一次電池，裝置乙成為電解電池。 裝置甲中的Fe為負(fù)極，Cu為正極，正極電極反應(yīng)式為O2 2H2O 4e-=4OH-，滴加酚酞后變成紅色。 裝置b中的石墨(1)可以用陰極檢查，與銅線連接的電極可以用陽極檢查，電極反應(yīng)式可以用2Cl-2e-=Cl2，Cl2可以用濕潤的淀粉-KI試驗紙檢查。2 .鋰離子電池應(yīng)用廣泛，其正極材料可循環(huán)利用。 某鋰離子電池的正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電劑乙炔黑、鋁箔等。 充電時，該鋰離子電池負(fù)極產(chǎn)生的反應(yīng)為6C xLi xe-=LixC6。 目前正在利用以下工藝流程回收正極材料中的部分金屬資源

4、(部分條件未給出)。回答以下問題(1)在1)LiCoO2中，Co元素的化學(xué)鍵合價為_ 3_。(2)“正極堿浸漬”中反應(yīng)的離子方程式寫成了_2al 2oh- 6h2o=2al(oh) 3h2_。(3)“酸浸漬”一般在80 下進(jìn)行，寫出在該工序中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式： _ _2Li COO23 h2so4h2o2Li2so42 COSO4o 24 h2o可以用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但會生成氯氣，污染環(huán)境。(4)寫出在“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： _ _ _ COSO42 n h4HCO3=coco 3(NH4)2so4h2o co 2(5)充放電中發(fā)生LiCo

5、O2和Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時電池的反應(yīng)方程式： _ _ _ _ Li1xcoo2lixc6=licoo26 c _ _。(6)上述工藝中的“放電處理”有利于正極中的鋰的回收，其原因是_Li從負(fù)極脫離，經(jīng)由電解質(zhì)移動到正極，被吸收到正極材料中。 在整個回收工藝中，可回收的金屬化合物為_Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4_ (填充化學(xué)式)。分析(1)Li和o的價數(shù)分別為1和-2，該化合物中的Co的價數(shù)為(22-1)=3。 (2)正極材料中的金屬鋁能量與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2Al 2OH- 6H2O=2Al(OH) 3H2。 (3)根據(jù)流程，有CoSO4生成，

6、這表示在反應(yīng)中LiCoO2是氧化劑，過氧化氫水是還原劑，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2 Li COO23 h2so4h2o2Li2so42 COSO4o 24 h 20，反應(yīng)中過剩的過氧化氫水過剩如果置換成引起污染的鹽酸，氯化氫就會被氧化生成氯氣，引起環(huán)境污染。 (4)根據(jù)原子保存可知，在反應(yīng)中生成硫酸銨、CO2、H2O，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為COSO42 n h4HCO3=coco 3(NH4)2so4h2o co 2(5)充電時該鋰離子電池的負(fù)極產(chǎn)生的反應(yīng)6 c xli 如果在放電時LixC6在負(fù)極失去電子，則Li1-xCoO2在正極得到電子，因此可知放電時電池反應(yīng)式為li1-xcoo2 li

7、xc63 .熔鹽燃料電池因具有高發(fā)電效率而受到重視。 有的燃料電池以熔化的K2CO3(其中不含o2和HCO )為電解質(zhì)，以丁烷為燃料，以空氣為氧化劑，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極。 該燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式為2C4H10 26CO-52e-=34CO2 10H2O .回答下面的問題吧(1)該燃料電池的化學(xué)反應(yīng)方程式為_2C4H10 13O2=8CO2 10H2O_。(2)正極電極的反應(yīng)式為_O2 2CO2 4e-=2CO_。(3)為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，電池的電解質(zhì)組成必須穩(wěn)定。 因此，必須在通氣的空氣中放入物質(zhì)，放入的物質(zhì)為_CO2_，是由_負(fù)極生成的物質(zhì)。(4)某學(xué)

8、生想用該燃料電池和圖形裝置電解飽和食鹽水。寫反應(yīng)的離子方程式： _ _2cl-2 h2OCL2h2oh-_ .將濕潤的淀粉ki試驗紙放在該裝置附近，發(fā)現(xiàn)試驗紙變藍(lán)，過了一段時間后變藍(lán)。 這是因為將過剩的Cl2生成的I2進(jìn)行氧化。 如果反應(yīng)的Cl2和I2的物質(zhì)的量的比為51，則生成2種酸。 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_5Cl2 I2 6H2O=10HCl 2HIO3_。電解后得到3.25mol/lnaoh溶液200ml，消耗C4H10的體積在標(biāo)準(zhǔn)情況下為_560_mL。分析(2)從總化學(xué)方程式中減去負(fù)極電極反應(yīng)式，得到正極電極反應(yīng)式。 (3)負(fù)極消耗CO生成CO2，因此，為了保持穩(wěn)定，正極需要生成CO

9、，必要的CO2可以由負(fù)極生成的物質(zhì)供給。 (4)由于串聯(lián)電路中各電極的得失電子數(shù)相等，因此電解后得到的NaOH的物質(zhì)的量為3.25 mol/L0.2 L=0.65 mol，即在電解電池的陰極得到0.65 mol H，得到0.65 mol的電子，因此燃料電池的負(fù)極消耗C4H10的體積為(0)4 .圖中所示的裝置x、y都是惰性電極。 接通電源后，向裝置甲滴入苯酚酞溶液，在Fe極附近呈現(xiàn)紅色。 回答下面的問題吧(1)在電源中，b電極為_負(fù)_極(填充電極名，以下相同)； 裝置c中的y電極為_陰_極。(2)在裝置甲中，在石墨(c )電極上發(fā)生_氧化_ (氧化或還原)反應(yīng)。 裝甲中的總化學(xué)方程式為_2Na

10、Cl 2H2OCl2 H2 2NaOH_以上。(3)定位丙烯通電一段時間后，在x電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_2Cl-2e-=Cl2_。(4)如果裝甲乙中精銅電極的質(zhì)量增加了0.64 g，裝甲中，鐵電極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)情況下為_0.224_L。解析(1)接通電源后，向裝置甲滴入苯酚酞溶液，在Fe極附近呈紅色，F(xiàn)e電極附近的水溶液呈堿性時，由于該電極為h放電，因此Fe為陰極，與直流電源的負(fù)極連接。 因此，在電源中，b電極為負(fù)極，a電極為正極。 在裝置c中，y電極是陰極。 (2)在裝置甲中，石墨(c )的電極是電解單元的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)。 由于在NaCl溶液中的放電能力： Cl-OH-，在c電極上

11、發(fā)生氧化反應(yīng)：2Cl-2e-=Cl2。 裝甲中的總化學(xué)方程式為2NaCl 2H2OCl2 H2 2NaOH。 (4)如果安裝乙中精加工銅電極的質(zhì)量增加0.64 g，n(Cu)=0.01 mol，則n(e-)=0.02 mol。 由于閉合回路整體中電子遷移數(shù)相等，因此，在鐵電極中產(chǎn)生的氫氣為0.01 mol，標(biāo)準(zhǔn)為0.224 L。(1)二氧化氯(ClO2)為黃綠色氣體，是國際公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。 現(xiàn)在正在開發(fā)用電解法提取ClO2的新工藝。圖中以石墨為電極，在一定條件下電解飽和鹽水，采集ClO2。 在陽極發(fā)生的ClO2的電極反應(yīng)式為_Cl-5e- 2H2O=ClO2 4H _

12、。電解一段時間，陰極產(chǎn)生的氣體體積達(dá)到112 mL (標(biāo)準(zhǔn)狀況)時停止電解。 通過陽離子交換膜陽離子的物質(zhì)的量為_0.01_mol； 用平衡移動原理說明陰極區(qū)域pH增大的原因：陰極反應(yīng)：2H 2e-=H2，h濃度減少，H2OH OH-平衡向右移動，OH-濃度增大，pH增大。(2)為了提高甲醇燃料的利用率，發(fā)明了一個電極通過空氣，另一個電極通過甲醇?xì)怏w，電解質(zhì)是配合了Y2O3的ZrO2結(jié)晶，在高溫下通過o2的燃料電池。 電池工作時的正極反應(yīng)式為_O2 4e-=2O2-_ .以該電池為電源，以石墨為電極，電解100 mL含有以下離子的溶液。離子Cu2h電視劇二氧化碳c/(小型-1)1441電解一段時間后，當(dāng)兩極聚集體積相同(相同條件)的氣體時(忽略溶液體積的變化和可能存在電極生成物的溶解現(xiàn)象)，陽極上聚集氧的物質(zhì)量為_0.1_mol。分析(1)陽極Cl-失去電子引起氧化反應(yīng)。 水電分離產(chǎn)生的h在陰極放電產(chǎn)生H2，如果移動電子的物質(zhì)的量n(e-)=2n(H2)=2=0.01 mol，則在內(nèi)部電路中移動的電荷為0.01 mol，如果每個Na帶有1單位的正電荷，則通過的na (2)電池工作時，