高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六單元 化學(xué)反應(yīng)與能量 高考熱點(diǎn)題型6 電化學(xué)原理綜合考查課件

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1、電化學(xué)原理綜合考查-2-2-2-2-將原電池和電解池結(jié)合在一起,綜合考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)計(jì)算等知識(shí),是高考試卷中電化學(xué)部分的重要題型。該類(lèi)題目的考查內(nèi)容通常有以下幾個(gè)方面:電極的判斷、電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)總方程式的書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、溶液中離子的移動(dòng)、溶液pH的變化、電解質(zhì)溶液的恢復(fù)及運(yùn)用得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)計(jì)算等。-3-3-3-3-1.多池串聯(lián)裝置中電池類(lèi)型的判斷(1)直接判斷。非常直觀(guān)明顯的裝置,如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中時(shí),則其他裝置為電解池。如下圖:A為原電池,B為電解池。-4-4-4-4-(2)根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷。原電池一般是

2、兩種不同的金屬電極或一種金屬電極和一個(gè)碳棒做電極;而電解池則一般都是兩個(gè)惰性電極,如兩個(gè)鉑電極或兩個(gè)碳棒。原電池(燃料電池除外)中的負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng),電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液進(jìn)行自發(fā)反應(yīng)。如圖:B為原電池,A為電解池。-5-5-5-5-(3)根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷。在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極,并由此判斷電池類(lèi)型,如圖:若C極溶解,D極上析出Cu,B極附近溶液變紅,A極上放出黃綠色氣體,則可知乙是原電池,D是正極,C是負(fù)極;甲是電解池,A是陽(yáng)極,B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng),A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。-6-6-6-6-2.有關(guān)概念的分析和

3、判斷在確定了原電池和電解池后,有關(guān)概念的分析和判斷如:電極的判斷、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、溶液中離子的移動(dòng)方向、溶液pH的變化及電解質(zhì)溶液的恢復(fù)等,只要按照各自的規(guī)律分析就可以了。3.原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)(1)水溶液中電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法。例如:堿性CH3OH燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)步驟:步驟1,確定正負(fù)極和得失電子數(shù)目:負(fù)極為還原劑失電子:CH3OH-6e-、正極為氧化劑得電子:O2+4e-;-7-7-7-7-8-8-8-8-9-9-9-9-注意:中性水溶液“=”前不能出現(xiàn)H+和OH-,“=”后可能出現(xiàn)H+或OH-;酸性水溶液“=”前后均不能出現(xiàn)OH-;堿性水溶液“=”前后均不能

4、出現(xiàn)H+;水溶液中不能出現(xiàn)O2-;生成物是否與介質(zhì)發(fā)生反應(yīng),如堿性介質(zhì)中SO2、CO2、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Al3+均會(huì)與OH-反應(yīng)。-10-10-10-10-(2)非水溶液中電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)。書(shū)寫(xiě)步驟與水溶液中類(lèi)似,只是步驟4中改用題中所給陰、陽(yáng)離子配平電荷。(3)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、判斷電極反應(yīng)式的正誤。分析電極及電極附近的pH及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí),要從電極反應(yīng)式入手;分析電解質(zhì)溶液的pH及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí),要從電池反應(yīng)入手。-11-11-11-11-4.電解池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)電解池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)可總結(jié)為五步:一判、二看、三分、四寫(xiě)、五平。一判:判斷陰、陽(yáng)極。二看:要看清陽(yáng)極電極材料。對(duì)于鐵、鋁、

5、銅、銀等活潑電極,則陽(yáng)極金屬電極失電子變成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液(Fe變成Fe2+),陰離子不失電子;如果是惰性電極(Pt、Au、石墨等)材料,應(yīng)是溶液中的陰離子失電子。三分:將離子分成陽(yáng)離子組、陰離子組(注意:水溶液中一定不要漏掉H+、OH-),陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),在陰極得電子;陰離子向陽(yáng)極移動(dòng),在陽(yáng)極失電子。根據(jù)得失電子能力對(duì)離子排序,得電子能力:Ag+Fe3+Cu2+H+;失電子能力:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-。四寫(xiě):由放電順序及信息確定電極產(chǎn)物和電極反應(yīng)式。-12-12-12-12-五平:配平方法與原電池電極反應(yīng)式基本相同:找化合價(jià)變化的物質(zhì);確定電極產(chǎn)物;配平除氫、氧之外的其他原

6、子;依據(jù)電荷守恒配平電荷;依據(jù)氫守恒配平氫原子;用氧原子檢查配平情況。-13-13-13-13-5.電化學(xué)綜合裝置中的有關(guān)計(jì)算原電池和電解池綜合裝置的有關(guān)計(jì)算的根本依據(jù)就是電子轉(zhuǎn)移的守恒,分析時(shí)要注意兩點(diǎn):串聯(lián)電路中各支路電流相等;并聯(lián)電路中總電流等于各支路電流之和。在此基礎(chǔ)上分析處理其他各種數(shù)據(jù)。如圖中裝置甲是原電池,乙是電解池,若電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移,則Zn極溶解6.5g,Cu極上析出H22.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),Pt極上析出Cl20.1mol,C極上析出Cu6.4g。甲池中H+被還原,產(chǎn)生H2,負(fù)極Zn被氧化生成ZnSO4溶液,pH變大;乙池中是電解CuCl2溶液,由于Cu2+濃度

7、減小使溶液pH微弱增大,電解后加入適量CuCl2固體可使溶液復(fù)原。-14-14-14-14-典例SO2、CO、CO2、NOx是對(duì)環(huán)境影響較大的幾種氣體,對(duì)它們的合理控制和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。(1)利用電化學(xué)原理可將CO、SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料,裝置如圖所示:-15-15-15-15-若A為CO,B為H2,C為CH3OH,則通入CO的一極為極,該極的電極反應(yīng)式為。若A為SO2,B為O2,C為H2SO4,則負(fù)極的電極反應(yīng)式為。若A為NH3,B為O2,C為HNO3,則正極的電極反應(yīng)式為。若用上述作電池電解200mL含有0.1molL-1NaCl和0.1molL-1CuSO4的混合溶

8、液(電極均為惰性電極),當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.448LH2時(shí),陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體為(填化學(xué)式),其物質(zhì)的量分別為,溶液的pH=(忽略銅離子的水解,假設(shè)電解前后溶液體積不變)。-16-16-16-16-17-17-17-17-18-18-18-18-19-1 21.某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置,電極為Al電極,其他均為Cu電極,則下列敘述正確的是()A.電子流動(dòng)方向:電極電極B.電極發(fā)生氧化反應(yīng)C.電極質(zhì)量不變D.電極的電極反應(yīng):Cu2+2e-=Cu 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-20-1 22.下圖是一個(gè)化學(xué)過(guò)程的示意圖。-21-1 2(1)圖中甲池是(填“電解池”或“原電池”)裝置,其中OH-移向(填“CH3OH”或“O2”)極。(2)寫(xiě)出通入CH3OH的電極反應(yīng)式: 。(3)向乙池兩電極附近分別滴加適量紫色石蕊溶液,附近變紅的電極為極(填“A”或“B”),并寫(xiě)出此電極的電極反應(yīng)式:。(4)乙池中總反應(yīng)的離子方程式為。(5)常溫下,當(dāng)乙池中B(Ag)極的質(zhì)量增加5.40g時(shí),乙池的pH是(此時(shí)乙池中溶液的體積為500mL);此時(shí)丙池某電極析出1.60g某金屬,則丙中的某鹽溶液可能是(填序號(hào))。A.MgSO4B.CuSO4C.NaClD.AgNO3-22-1 2-23-1 2