2021届高考化学二轮复习专题——-电化学课件.pptx

20212021届高考届高考化学化学二轮复习二轮复习电化学电化学命题角度分析命题角度分析命题角度命题角度设项方向设项方向1.新型化学电源正、负极判断离子移动方向电极反应式、总原电池方程式的正误判断电极及电解液转移电子计算2.电解原理在工、农业生产中的应用阴、阳极的判断离子交换膜的作用副反应分析及溶液酸碱性的改变电极方程式的正误判断命题角度命题角度设项方向设项方向3.金属的腐蚀与防护电化学腐蚀的原因分析防止金属腐蚀的措施命题角度分析命题角度分析考点考点考点考点1 1 1 1 电极的判断方法电极的判断方法电极的判断方法电极的判断方法判断依据电极材料电极反应电子流向离子移向电极现象原电池负极活泼金属氧化反应流出阴离子移向电极质量减小正极不活泼金属或非金属还原反应流入阳离子移向电极增重或质量不变电解池阳极与电源正极相连氧化反应流出阴离子移向电极溶解或pH减小阴极与电源负极相连还原反应流入阳离子移向电极增重或pH增大考点考点考点考点2 2 2 2 新型电池电极反应式的书写新型电池电极反应式的书写新型电池电极反应式的书写新型电池电极反应式的书写1、燃料电池电极反应式的书写、燃料电池电极反应式的书写(以氢氧燃料电池为例以氢氧燃料电池为例)注意介质环境注意介质环境掌握书写程序2、其他新型电池、其他新型电池钠硫电池 总反应：2NaxS=Na2Sx正极：xS2e=S；负极：2Na2e=2Na全钒液流电池 总反应：VO2HV2 V3VO2H2O正极：VO2He=VO2H2O负极：V2e=V3锂铜电池 总反应：2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH正极：Cu2OH2O2e=2Cu2OH负极：Lie=LiMgH2O2电池 总反应：H2O22HMg=Mg22H2O正极：H2O22H2e=2H2O；负极：Mg2e=Mg2MgAgCl电池总反应：Mg2AgCl=2AgMgCl2正极：2AgCl2e=2Cl2Ag；负极：Mg2e=Mg2镍铁电池 总反应：NiO2Fe2H2O Fe(OH)2Ni(OH)2正极：NiO22e2H2O=Ni(OH)22OH负极：Fe2e2OH=Fe(OH)2阳极：Ni(OH)22OH2e=NiO22H2O阴极：Fe(OH)22e=Fe2OH锂离子电池 总反应：Li1xCoO2LixC6 LiCoO2C6(xNa，阴极的电极反应式为 2H2O2e=H22OH；阳极阳极阴离子竞争放电，放电顺序：OHSO42，阳极的电极反应式为 2H2O4e=O24H。根据电极反应式和离子移动方向确定电极反应物 阴极H放电生成H2，剩余OH与迁移过来的Na生成NaOH；阳极OH放电生成O2，剩余H与迁移过来的 SO42生成H2SO4。考点考点考点考点4 4 4 4 以惰性电极电解电解质溶液的规律以惰性电极电解电解质溶液的规律以惰性电极电解电解质溶液的规律以惰性电极电解电解质溶液的规律1、电解饱和食盐水（氯碱工业）考点考点考点考点5 5 5 5 电解原理的应用电解原理的应用电解原理的应用电解原理的应用阳极反应式：2Cl2e=Cl2(氧化反应)阴极反应式：2H2e=H2(还原反应)总反应方程式：2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl22、电解精炼铜(1)电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。(2)电解质溶液：含Cu2的盐溶液。(3)电极反应：阳极：Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni2、Cu2e=Cu2；阴极：Cu22e=Cu。(4)阳极泥的形成：在电解过程中，活动性位于铜之后的银、金等杂质，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。3、电镀 图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：(1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。(2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。(3)电极反应：阳极：Age=Ag；阴极：Age=Ag。(4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。1、化学腐蚀与电化学腐蚀考点考点考点考点6 6 6 6 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护类型化学腐蚀电化学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，电化学腐蚀更普遍2、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁的腐蚀为例进行分析）类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe2e=Fe2 正极2H2e =H2O22H2O4e =4OH总反应式Fe2H =Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍3、金属的防护 (1)电化学防护。牺牲阳极的阴极保护法原电池原理 a负极：比被保护金属活泼的金属；b正极：被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法电解原理 a阴极：被保护的金属设备；b阳极：惰性金属或石墨。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。例题1：最近我国科学家设计了一种CO2H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTAFe2e=EDTAFe3；2EDTAFe3H2S=2HS2EDTAFe2该装置工作时，下列叙述错误的是()A.阴极的电极反应：CO22H2e=COH2OB.协同转化总反应：CO2H2S=COH2OSC.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3/Fe2取代EDTAFe3/EDTAFe2，溶液需为酸性答案：C 解析：阴极发生还原反应，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，阴极的电极反应式为CO22e2H=COH2O，A项正确；结合阳极区发生的反应，可知协同转化总反应为CO2H2S=SCOH2O，B项正确；石墨烯作阳极，其电势高于ZnO石墨烯的，C项错误；Fe3、Fe2在碱性或中性介质中会生成沉淀，它们只稳定存在于酸性较强的介质中，D项正确。例题2：深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌 作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如下图所 示，下列与此原理有关的说法错误的是()A正极反应：SO425H2O8e=HS9OH B输送暖气的管道不易发生此类腐蚀 C这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3xH2O D管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀答案：C 解析：原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为SO425H2O8e=HS9OH，A正确；硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化作用，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，B正确；由图示可知，Fe腐蚀的最终产物为FeO，C错误；管道上刷富锌油漆，形成ZnFe原电池，Fe为正极，可以延缓管道的腐蚀，D正确。例题3：(2019课标全国，13)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3DZn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高 B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH(aq)e =NiOOH(s)+H2O(l)C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH(aq)2e=ZnO(s)+H2O(l)D.放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区答案：D 解析：A、三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO分散度高，A正确；B、充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转化为NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2(s)+OH(aq)e =NiOOH(s)+H2O(l)，B正确；C、放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)+2OH(aq)2e=ZnO(s)+H2O(l)，C正确；D、原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中OH通过隔膜从正极区移向负极区，D错误 真题重现真题重现1、(2020天津，天津，11)熔融钠硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为 （x=53，难溶于熔融硫），下列说法错误的是（）A.Na2S4的电子式为B.放电时正极反应为C.Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极D.该电池是以 为隔膜的二次电池答案：C2、(2020新高考新高考卷卷，10)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水（以含 CH3COO的溶液为例）。下列说法错误的是()A负极反应为 B隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜C当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5gD电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1答案:B3、(2020全国全国卷卷，12)科学家近年发明了一种新型ZnCO2水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是（）A放电时，负极反应为 B放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 molC充电时，电池总反应为 D充电时，正极溶液中OH浓度升高答案：答案：D解析解析：由题给装置图可知，放电时负极梓失去电子后结合OH生成 ，负极反应为 ，A项正确；放电时，正极上CO2得电子生成HCOOH，中C的化合价为+4，HCOOH中C的化合价为+2，1mol CO2转化为1mol HCOOH，转移2mol电子，B项正确；充电时阴极上 参与反应得到锌，阳极上H2O参与反应得到氧气，电池总反应为 ，C项正确；充电时，阳极上发生失电子的氧化反应：，氢氧根离子浓度降低，D项错误。4、(2020全国全国卷卷，12)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是()AAg为阳极BAg+由银电极向变色层迁移CW元素的化合价升高D总反应为：WO3+xAg=AgxWO3答案：C 解析：根据上述分析可知Ag为阳极，A项正确；电解池工作时，Ag+向阴极移动，即Ag+由银电极向变色层迁移，B项正确；结合上述分析可知 在阴极发生还原反应，即W元素的化合价降低，C项错误；结合阳极和阴极的电极反应式可写出总反应为 ，D项正确。5、(2020全国全国卷卷，12)一种高性能的碱性硼化钒（VB2）空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：该电池工作时，下列说法错误的是（）A负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L（标准状况）O2参与反应B正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高C电池总反应为D电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极答案：B 解析：由上述分析知，正极的电极反应式为，则电路中通过0.04 mol e时，正极有0.01 mol O2参加反应，其在标准状况下的体积为0.224L，A项正确；由正、负极的电极反应式可知，该电池工作时，负极区溶液的pH降低，正极区溶液的pH升高，B项错误；由上述分析知，该电池的总反应方程式为 ，C项正确；电流与电子的流动方向相反，电流从正极出发，沿负载流向负极，再经过溶液最终回到正极，D项正确。课堂练兵课堂练兵1、一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2x(x=0或1)。下列说法正确的是()A.放电时，多孔碳材料电极为负极B.放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时，电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移D.充电时，电池总反应为Li2O2x=2Li(1x/2)O2答案：答案：D解解析析：根据电池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此获得电子，所以多孔碳材料电极为电池的正极，A项错误；放电时电子从负极(锂电极)流出，通过外电路流向正极(多孔碳材料电极)，B项错误；Li带正电荷，充电时，应该向电解池的阴极(锂电极)迁移，C项错误；充电时，电池总反应为Li2O2x=2Li(1x/2)O2，D项正确。2、世界某著名学术刊物介绍了一种新型中温全瓷铁空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()Aa极发生氧化反应B正极的电极反应式为FeOx2xe=FexO2C若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移D铁表面发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2答案：答案：D 解解析析：a极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A错误；O2在正极发生反应，电极反应式为O24e=2O2，B错误；由B项分析可知，电路中有4 mol电子转移时正极上消耗1 mol O2，在标准状况下的体积为22.4 L，则通入空气的体积约为22.4 L5112 L，C错误；由图可知，铁表面H2O(g)参与反应生成H2，则发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2，D正确。3、一种电化学制备NH3的装置如下图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H。下列叙述错误的是()APd电极b为阴极 B阴极的反应式：N26H6e=2NH3 CH由阳极向阴极迁移 D陶瓷可以隔离N2和H2答案：答案：A解解析析：此装置为电解池，总反应式是N23H2=2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N26H6e=2NH3，故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即由阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D说法正确。4、工业上采用如图装置模拟在A池中实现铁上镀铜，在C装置中实现工业KCl制取KOH溶液。下列有关说法错误的是（）Aa为精铜，b为铁制品可实现镀铜要求Bc为负极，电极反应式为CH3OH+8OH6eCO32+6H2OC从e出来的气体为氧气，从f 出来的气体为氢气D钾离子从电解槽左室向右室迁移，h口出来的为高浓度的KOH溶液答案：答案：C解解析析：根据图像可知，B为原电池，氧气得电子与水反应生成氢氧根离子，d作电池的正极；c上甲醇失电子，与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；A、C为电解池g、a为电解池的阳极，b、h为电解池的阴极；a为精铜，作电解池的阳极，失电子，b为铁制品作阴极，铜离子得电子可实现镀铜要求，A正确;c为负极，甲醇失电子与溶液中的氢氧根离子反应生成碳酸根离子，电极反应式为CH3OH+8OH6eCO32+6H2O，B正确；KCl，e处为阳极，氯离子失电子出来的气体为氯气，从f出来的气体为氢气，C错误；电解槽左侧为阳极室，钾离子从电解槽左室向右室迁移，h口出来的为高浓度的KOH溶液，D正确。