高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)指導(dǎo) 第二部分 基本理論 專題四 電化學(xué)

專題四 電 化 學(xué)知識(shí)點(diǎn)高考考試說(shuō)明對(duì)應(yīng)教科書內(nèi)容 原電池電解池理解原電池和電解池的工作原理，并正確書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式；了解原電池和電解池在實(shí)際中的應(yīng)用必修2 第二章 第二節(jié)選修4 第四章 第一、二、三節(jié)電化學(xué)腐蝕能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因；了解金屬腐蝕的危害和金屬的防護(hù)措施選修1 第三章 第二節(jié)選修4 第四章 第四節(jié)一、知識(shí)整理1原電池和化學(xué)電源原電池化學(xué)電源組成條件兩種活動(dòng)性不同的金屬用導(dǎo)線連接，插入電解質(zhì)溶液中將氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移出形成電流電極名稱（確定因素）正極 負(fù)極（較不活潑）（較活潑）正極 負(fù)極（氧化劑）（還原劑）電子方向正極負(fù)極正極負(fù)極電流方向 正極負(fù)極正極負(fù)極電極反應(yīng)負(fù)極：正極：負(fù)極：正極：氫氧燃料電池：負(fù)極：（酸環(huán)境）（堿環(huán)境）正極：（酸環(huán)境）（堿環(huán)境）能量轉(zhuǎn)換（實(shí)質(zhì)）化學(xué)能電能（氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流）化學(xué)能電能（氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流）2電解池電解池組成條件直流電源，電極，電解質(zhì)溶液電極名稱（確定因素）陽(yáng)極（與電源正極相連）陰極（與電源負(fù)極相連）電子方向負(fù)極陰極陽(yáng)極正極電流方向正極陽(yáng)極陰極負(fù)極電極反應(yīng)陽(yáng)極失電子：陽(yáng)極：失電子順序：金屬陰極得電子：陰極：得電子順序：能量轉(zhuǎn)換（實(shí)質(zhì)）電能化學(xué)能（消耗電能生成新物質(zhì)）二、典型例題解析【例1】用石墨電極電解溶液（見右圖）。下列分析正確的是（ ）Aa端是直流電源的負(fù)極B通電使發(fā)生電離C陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)：D通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體【答案】A【例2】控制適合的條件，將反應(yīng)設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是（ ）A反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B反應(yīng)開始時(shí)，甲中石墨電極上被還原C電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入固體，乙中石墨電極為負(fù)極【思路解析】乙中失去電子放電，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；由總反應(yīng)方程式知，被還原成，B正確；當(dāng)電流計(jì)為零時(shí)，說(shuō)明沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，反應(yīng)達(dá)到平衡，C正確。加入，導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)，則失去電子生成，作為負(fù)極，D錯(cuò)誤。【答案】D【例3】市場(chǎng)上經(jīng)常見到的標(biāo)記為的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為：。下列說(shuō)法不正確的是（ ）A放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式： B充電時(shí)，既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)C該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)D放電過(guò)程中向負(fù)極移動(dòng)【思路解析】考查電化學(xué)的熱點(diǎn)鋰離子電池。放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)：；正極反應(yīng)：，向正極移動(dòng)，所以D錯(cuò)誤，很活潑，會(huì)與水反應(yīng)，不能用水溶液。中充電時(shí)，的的平均化合價(jià)由升高到，被氧化，部分被還原為。【答案】D【例4】如右圖，為沾有溶液的濾紙，并加入幾滴酚酞。、分別為片，壓在濾紙兩端，、為電池的電極。、是多微孔的的電極材料，它在堿溶液中可以視為惰性電極。為電流計(jì)，為開關(guān)。、和電解池中都充滿濃溶液。若在濾紙中央點(diǎn)上一滴紫色的溶液，打開，接通電源一段時(shí)間后，、中有氣體產(chǎn)生。（1）外電源的正、負(fù)極分別是為_為_。（2）附近溶液的現(xiàn)象是_。B附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為_。（3）濾紙上的紫色點(diǎn)向哪方移動(dòng)_。（4）當(dāng)、里的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí)，切斷外電源并接通開關(guān)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，、中氣體逐漸減少，主要因?yàn)開，有關(guān)的反應(yīng)式為_。（5）定溫下，將一定量飽和溶液用鉑電極通電電解。當(dāng)陽(yáng)極溢出氣體時(shí)，同時(shí)從溶液中析出晶體，則原來(lái)飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。【思路解析】（1）、產(chǎn)生氣體的體積是不相同的，由此可以判斷端的氣體是氫氣，端產(chǎn)生的氣體是氧氣，所以確定為負(fù)極而端是正極。（2）附近的變化是變?yōu)榧t色，因?yàn)槎朔叛鯕?，端為?yáng)極，而端為陰極，吸引陽(yáng)離子，陽(yáng)離子放電，因?yàn)椋娊馄茐牧怂碾婋x平衡，所以，此處濃度增大，溶液顯紅色。而在端發(fā)生放電，其反應(yīng)為：。（3）因?yàn)槎耸顷?yáng)極，所以的離子向端移動(dòng)，而顯示紫色。（4）氫氣和氧氣在堿的環(huán)境下發(fā)生的是電池反應(yīng)（類似燃料電池），消耗了氫氣和氧氣。（-） （+）（5） 【例5】氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。右圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，請(qǐng)回答：（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是_，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)開（用、表示）。（2）負(fù)極反應(yīng)式為_。（3）電極表面鍍鉑粉的原因是_。（4）該電池工作時(shí)，和連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：I 反應(yīng)I中的還原劑是_，反應(yīng)中的氧化劑是_。已知固體密度為。用鋰吸收 （標(biāo)準(zhǔn)狀況），生成的體積與被吸收的體積比為_。由生成的與作用放出的用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為，則導(dǎo)線中通過(guò)電子的物質(zhì)的量為_。【答案】（1）由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能由到（2） （3）增大電極單位面積吸附、分子數(shù)，加速電極反應(yīng)速率（4） 32【思路解析】（1）原電池的定義就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電子流向是從負(fù)極到正極。（2）負(fù)極方程式可以理解為失電子為，再與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，可得到。（3）其實(shí)是題目的已知條件交代的：“鉑吸附氣體的能力強(qiáng)”，因此可加快反應(yīng)速率。（4）可根據(jù)價(jià)態(tài)變化得到氧化劑還原劑；中為，可得到，質(zhì)量為，體積為，與被吸收的體積比為；20可生成20，轉(zhuǎn)移電子為，則反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為。三、反饋練習(xí)1下圖有關(guān)電化學(xué)的示意圖正確的是（ ）2高功率（表示儲(chǔ)氫合金）電池已經(jīng)用于混合動(dòng)力汽車。總反應(yīng)方程式如下： 下列敘述正確的是（ ）A放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)B放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為： C充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為： D放電時(shí)每轉(zhuǎn)移電子，正極有被氧化3右圖是將轉(zhuǎn)化為重要的化工原料的原理示意圖，下列說(shuō)法不正確的是（ ）A該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B催化劑表面發(fā)生還原反應(yīng)，其附近酸性增強(qiáng)C催化劑表面的反應(yīng)是：D若得到的硫酸濃度仍為，則理論上參加反應(yīng)的與加入的的質(zhì)量比為4右圖是一種航天器能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)原理示意圖。下列說(shuō)法正確的是（ ）A該系統(tǒng)中只存在種形式的能量轉(zhuǎn)化B裝置中負(fù)極的電極反應(yīng)式為： C裝置能實(shí)現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生D裝置、形成的子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能間的完全轉(zhuǎn)化5心臟起搏器中使用的新型電池的使用壽命已超過(guò)10年，其反應(yīng)簡(jiǎn)化為，下列說(shuō)法中不正確的是（ ）A負(fù)極反應(yīng)： B該電池以溶液為電解質(zhì)C該電池以固態(tài)有機(jī)碘化物為電解質(zhì) D電池是一種高能、長(zhǎng)壽的固體電池6用酸性氫氧燃料電池為電源進(jìn)行電解的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下圖所示。下列說(shuō)法中正確的是（ ）A燃料電池工作時(shí)，正極反應(yīng)為： Ba極是鐵，b極是銅時(shí)，b極逐漸溶解，a極上有銅析出Ca極是粗銅，b極是純銅時(shí)，a極逐漸溶解，b極上有銅析出Da、b兩極均是石墨時(shí)，在相同條件下a極產(chǎn)生的氣體與電池中消耗的體積相等7下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是（ ）A圖a中，插人海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B圖b中，開關(guān)由改置于時(shí)，合金的腐蝕速率減小C圖c中，接通開關(guān)時(shí)腐蝕速率增大，上放出氣體的速率也增大D圖d中，干電池自放電腐蝕主要是由的氧化反應(yīng)引起的8熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視?？捎煤偷娜廴邴}混合物做電解質(zhì)，為負(fù)極燃?xì)?，空氣與的混合氣體為正極助燃?xì)?，制得在下工作的燃料電池。完成上述有關(guān)的電池反應(yīng)式：正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_；總電池反應(yīng)式：_。9是汽車尾氣中的主要污染物之一，通過(guò)傳感器可監(jiān)測(cè)的含量，其工作原理示意圖如下：（1）電極上發(fā)生的是_反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）。（2）寫出電極的電極反應(yīng)式：_。10對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長(zhǎng)其使用壽命。（1）以下為鋁材表面處理的一種方法：堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)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，最好向槽液中加人下列試劑中的_。a b c d以鋁材為陽(yáng)極，在溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽(yáng)極電極反應(yīng)為_。取少量廢電解液，加入，溶解后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是_。（2）鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽(yáng)極的原因是_。（3）利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)應(yīng)置于_處。若為鋅，開關(guān)置于處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_。【反饋練習(xí)答案】1D 2A 3B 4 C 5 B 6 C 7B8正極： 負(fù)極： 總方程式：9（1）還原 （2） 10（1） ；因?yàn)楹桶l(fā)生了互促水解；（2）陽(yáng)極可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成（3） 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法