2022年高三化学二轮复习专题十电化学基础学案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载专题十 电化学基础【考纲展现】1. 明白原电池和电解池的工作原理；2. 明白常见化学电源的种类及其工作原理；3. 懂得金属发生电化学腐蚀的缘由,金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施；【学问回扣】学问网络定义：将化学能转化为电能的装置构成条件（1）活泼性不同的两个电极（2）合适的电解质溶液（3）形成闭合回路失去e,沿导线传递,有电流产生电原电池反应原理氧化反应 Zn2e=Zn 2+负极正极仍原反应 2H +2e=H2金属腐蚀不断溶解电解质溶液阳离子移向化学腐蚀类型析氢腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀爱护方法：（1）转变金属内部结构（2）在金

2、属表面掩盖爱护层化学（3）电化学爱护定义：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引发氧化仍原反应的过程装置特点：电能转化为化学能电解电解池构成条件（1）与电源相连的两电极（2）电解质溶液反应原理（3）形成闭合回路阳极（与电源正极相连的电极）发生氧化反应阴极（与电源负极相连的电极）发生仍原反应应用：氯碱工业、电解精炼、电镀要点扫描 一、原电池和电解池电极确定的方法 电化学中电极的确定是电池反应式正确书写的前提,判定的方法有：1. 依据反应本质速判电极 不论是原电池仍是电解池,阳极总是发生氧化反应,阴极总是发生仍原反应（原电池负极发生氧化反应,正极发生仍原反应） ,如能找出电极发生的反应是氧化反应,仍

3、是仍原反应,就可快速确定电极；2. 依据电子、离子移动方向判定电极 不论是在原电池仍是在电解池中,电子总是从阳极（负极）流向外电路；电解液中总是阳离子移向阴极（正极）,阴离子移向阳极（负极）；3. 依据溶液 pH 变化或电极现象判定电极名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载pH 就增大,无论是在原电池仍是在电解池中,只要是有H2生成的电极,该电极区溶液的该电极上发生仍原反应,该电极为正极；只要是有O2生成的电极,该电极区pH就减小,该电极发生氧化反应,该电极为负极（阳极）；二、电极反应式的书写 1. 原电

4、池电极反应式的书写（1）一般电极反应式的书写列物质 标得失看环境 配守恒两式加 验总式判定电极反应产物,找出得失电子总数电极产物在电解质溶液中应稳固存在,如碱性介质中生成的 H+应让其结合OH生成水；电极反应式要依据电荷守恒、质量守恒、电子守恒加以配平两电极反应式相加,与总反应式对比（2）复杂电极反应式的书写复杂电极反应式 = 总反应式 较简洁一极电极反应式2. 电解池电极反应式的书写 第一分析电解质水溶液的组成,找全离子并分为阴、阳两组；然后分别对阴阳离子排出 放电次序,写出两极上的电极反应式；最终合并两个电极反应式得出电解总方程式；留意事项：（1）书写电解池中电极反应式时,要以实际参与放电

5、的离子表示,但书写总 方程式时, 弱电解质要写成分子式； （2）要确保两极电子转移数目相等,且注明条件“ 电解” ；三、电解运算 1. 依据电子守恒法运算：用于串联电路、阴、阳两极产物、相同电量等类型的运算,其 依据是电路中转移的电子数相等；2. 依据总反应式运算：凡是总反应式反映出的物质的量关系都可以列比例式运算；3. 依据关系运算：由得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁,建立运算 的关系式,如 物质： H2 O2 Cl 2CuAgH +OH emol 2 1 2 2 4 4 4 4 【热点透视】热点题型【典例 1】将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发觉液

6、滴掩盖的圆周中心区 a 已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环 要缘由是液滴之下氧气含量比边缘少；以下说法正确选项 A.液滴中的 Cl由 a 区向 b 区迁移b ,如下列图；导致该现象的主名师归纳总结 B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为：O22H2O4e=4OHFe 发生负第 2 页,共 6 页C.液滴下的 Fe 因发生仍原反应而被腐蚀,生成的Fe 2由 a 区向 b 区迁移,与b 区的 OH形成 Fe（OH） 2,进一步氧 化、脱水形成铁锈D.如改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl 溶液,就负极发生的电极反应为：Cu2e2=Cu解析： 液滴边缘O2多,在碳粒上发生正极反应

7、O2 2H2O4e=4OH；液滴下的- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 极反应, Fe 2e学习必备欢迎下载=Fe 2,为腐蚀区 a ；A错误； Cl由 b 区向 a 区迁移； B正确； C错误；液滴下的Fe 因发生氧化反应而被腐蚀； D错误； Cu 更稳固,作正极,反应为O22H2O4e=4OH；答案： B 命题意图： 此题考查电化学内容中金属吸氧腐蚀的原理的分析；老学问换新面孔,高考 试题,万变不离其宗,关键的学问内容肯定要让同学自己想懂,而不是死记硬背；同学把难 点真正“ 消化” 了就可以做到一通百通,题目再怎么变换形式,同学也能回答；【典例 2】

8、下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的 NaOH溶液、足量的 CuSO4溶液和 100g 10.00% 的 K2SO4溶液,电极均为石墨电极；（1）接通电源,经过一段时间后,测得丙中 据此回答疑题：电源的 N端为 极；K2SO4浓度为 10.47%,乙中 c 电极质量增加；积：电极 b 上发生的电极反应为；列式运算电极b 上生成的气体在标准状况下的体；电极 c 的质量变化是 g；电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其缘由液甲溶液；乙溶液；丙溶（ 2）假如电解过程中铜全部析出,此时电解能否连续进行,为什么？；解析：（1）乙中 C电极质量增加,就 c 处发生

9、的反应为：Cu 2+2e=Cu,即 C处为阴极,由此可推出 b 为阳极, a 为阴极, M为负极, N为正极；丙中为 K2SO4,相当于电解水,设电解的水的质量为 xg；由电解前后溶质质量相等有,100 10%=（100-x ） 10.47%,得 x=4.5g ,故为 0.25mol ；由方程式 2H2+O22H2O可知,生成 2molH2O,转移 4mol 电子,所以整个反应中转 移 0.5mol 电子,而整个电路是串联的,故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的；甲中为 NaOH,相当于电解 H2O,阳极 b 处为阴离子 OH放电,即 4OH-4e=2H2O + O 2 ；2转移 0.5mo

10、l 电子,就生成 O2为 0.5/4=0.125mol,标况下的体积为 0.125 22.4=2.8L ； Cu+2e=Cu,转移 0.5mol 电子,就生成的 mCu=0.5/2 64 =16g；甲中相当于电解水,故NaOH的浓度增大, pH 变大；乙中阴极为 Cu 2 放电,阳极为 OH放电,所以 H增多,故 pH 减小；丙中为电解水,对于 K2SO4而言,其 pH几乎不变；（ 2）铜全部析出,可以连续电解 H2SO4,有电解液即可电解；答案：（1）正极 4OH-4e=2H2O + O2 ； 2.8L 16g 甲增大,由于相当于电解水；乙减小,OH放电, H增多；丙不变,相当于电解水；（2

11、）可以 由于 CuSO 4 溶液已转变为 H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应技巧点拨： 电化学学问是氧化仍原反应学问的连续和深化,在分析电化学题目时,要注意氧化仍原反应学问的运用；热点猜测名师归纳总结 【猜测 1】一种充电电池放电时的电极反应为（）第 3 页,共 6 页 H2+2OH2e=2H2O； NiOOH+H2O+e=NiOH 2+OH当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是（A. H2O的仍原 B. NiOOH的仍原- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - C. H 2 的氧化学习必备欢迎下载 2 的氧化 D. NiOH解析： 由题中

12、给出的电极反应可判定出做原电池时,H2 是仍原剂被氧化、NiOOH是氧化剂被仍原, 就充电时 H2 是仍原产物、 NiOOH是氧化产物, 与正极相连的是阳极发生氧化反应,所以“ NiOH 2 的氧化” 正确；答案： D 命题立意： 考查二次电池中的氧化仍原问题 技巧点拨： 关于充电电池的氧化仍原问题是常考点,这类题有规律；原电池时,先要分 析氧化剂与仍原剂,氧化剂被仍原、仍原剂被氧化；充电时（电解池）,原电池负极反应反着 写为仍原过程,发生在阴极,原电池中的正极反应反着写为氧化过程,发生在阳极；【猜测 2】有人设计出利用 CH4和 O2 的反应,用铂电极在 KOH溶液中构成燃料电池；电池 的总

13、反应类似于 CH4 在 O2中燃烧,就以下说法正确选项（）4mol 电子 A.每消耗 1molCH4 可以向外电路转移B.负极上 CH4 失去电子,电极反应式为CH4+10OH=CO3 2+7H2O+8eC.负极上是 O2获得电子,电极反应式为：O2+2H2O+4e=4OHD.电池放电后,溶液pH不断上升解析： 判定电池正负极的方法是确定在该电极上的电子得失情形；如得电子,就为正极,反之就为负极；CH4 在电极上发生的反应类似于燃烧反应,即 CH4CO2, （准确地说生成的 CO2 连续与 KOH 反应生成 K2CO 3 和 H2O）,碳元素价态上升,失去电子,是电池的负极；电极反应式为 CH

14、4+10OH=CO 2+7H2O+8e, B 项正确；每当有 1molCH4 被氧化时,失去电子 8mol ,A项错误；=4OH , C 项 错 误 ； 总 反 应 式 为 ：O2 在 正 极 上 得 到 电 子 , 电 极 反 应 式 为 O2+2H2O+4e CH4+2O2+2KOH=K 2CO3+3H2O反应中消耗 KOH,所以放电时 pH不断下降, D项错误；答案： B 技巧点拨： 燃料电池属于新型化学电源,因其电池总反应类似于可燃物燃烧而得名；在 书写（包括判定）燃料电池的电极反应时,可分为三个步骤：一、写出可燃物燃烧的化学方程式,分析元素的氧化、仍原；二、写出氧化剂仍原产物,仍原剂

15、氧化产物的表达式（可 能不完整或重复） ；三、结合电解液成分与仍原产物或氧化产物的反应确定电极反应的最终表 达式；【直击高考】1. 以下有关电池的说法不正确选项（）A.手机上用的锂离子电池属于二次电池 B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D.锌锰干电池中,锌电极是负极 2. 以 ZnCl 2和 KCl 为电镀液在铁制品上镀锌,以下说法正确选项（）A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程 B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无关 C.电镀时保持电流恒定,上升温度不会转变电解反应速率 D.镀锌层破旧

16、后即对铁制品失去爱护作用名师归纳总结 3. 可用于电动汽车的铝- 空气燃料电池,通常以NaCl 溶液或 NaOH溶液为电解液,铝合金第 4 页,共 6 页为负极,空气电极为正极；以下说法正确选项（）A.以 NaCl 溶液或 NaOH溶液为电解液时,正极反应都为：O22H2O4e4OHB.以 NaOH溶液为电解液时,负极反应为：Al 3OH3e- Al （OH） 3- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载C.以 NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的 pH保持不变D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极4. 如下图所示, a、b

17、 是多孔石墨电极,某同学按图示装置进行如下试验：断开 K2,闭合K1 一段时间（上为 K2,下为 K1）,观看到两只玻璃管内部有气泡将电极包围,此时断开 K1,闭合 K2,观看到电流计 A 的指针有偏转,以下说法不正确的是（） A. 断开 K2,闭合 K1时, a 极上的电极反应式为：4OH4e=O2 +2H2O B. 断开 K2,闭合 K1一段时间,溶液的 pH要变大C.断开 K1,闭合 K2时, b 极上的电极反应为：2H +2e=H2D.断开 K1,闭合 K2时 , OH向 b 移动5. 氢氧燃料电池以氢气为仍原剂,氧气作氧化剂,电极为多孔镍,电解质溶液为 30%的氢氧化钾溶液；以下数种

18、说法：负极反应为： O2+2H2O+4e=2OH；负极反应为：H2+4OH4e=4H2O；电池工作时正）极区碱性增强, 负极区碱性减弱； 电池工作时溶液中阴离子移向正极；正确的组合是 （A. B. C. D.6. 讨论人员最近发觉了一种“ 水” 电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电, 在海水中电池总反应可表示为：5MnO 2 2Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl,以下“ 水”电池在海水中放电时的有关说法正确选项（）A.正极反应式： AgCle=AgCl B.每生成 1 mol Na 2Mn5O10转移 2 mol 电子C.Na不断向“ 水” 电池的负极移动D. AgC

19、l 是仍原产物7. 氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：（1）溶液 A的溶质是；（2）电解饱和食盐水的离子方程式是；（3）电解时用盐酸掌握阳极区溶液的 PH 在 23,用化学平稳移动原懂得释盐酸的作用；（4）电解所用的盐水需精制；去除有影响的 Ca 2、Mg 2、NH4、SO4 2cSO 4 2 cCa 2 ；来自流程如下（淡盐水和溶液 A来电解池）：盐泥 a 除泥沙外,仍含有的物质是；过程中将 NH4 +转化为 N2 的离子方程式是；BaSO4 的溶解度比 BaCO 3 的小,过程中除去的离子有经过程处理,要求盐水中 c 中剩余 Na2SO3的含量小于 5mg L1, 如盐水 b

20、 中 NaClO的含量是 7.45 mg L1,就处理 10m 3 盐水 b ,至多添加 10% Na2SO3 溶液 kg（溶液体积变化忽视不计） ；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8. 常温下电解200mL肯定浓度的学习必备欢迎下载NaCl 与 CuSO 4 混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如右图所示（气体体积已换算成标准状况下的体 积）,依据下图中信息回答以下问题；（1）原混合溶液中NaCl 和 CuSO 4 的物质的量浓度分别为、；（2）t 2 时所得溶液的pH= ；专题十1.B 2.D 3. A 4.C 5.C 6.B 7. （1） NaOH（2）2Cl2H2O电解2OHH2 Cl 2（3）氯气与水反应：Cl 2H2OHClHClO,增大 HCl 的浓度可使平稳逆向移动,削减氯气在水中的溶解,有利于氯气的溢出；（ 4） MgOH2 2NH43Cl 2 8OH=8H2O6ClN2 名师归纳总结 SO4 2、Ca 21.761 c （ CuSO 4）=0.1mol L1 （2）1 第 6 页,共 6 页8. （1）cNaCl =0.1mol L- - - - - - -