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

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)驗和化學(xué)計算等知識,是高考試卷中電化學(xué)部分的重要題型。該類題目的考查內(nèi)容通常有以下幾個方面:電極的判斷、電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)總方程式的書寫、實(shí)驗現(xiàn)象的描述、溶液中離子的移動、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)計算等。-3-3-3-3-1.多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷(1)直接判斷。非常直觀明顯的裝置,如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中時,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。原電池一般是兩種不同的金屬電極或一種金屬電極和一個碳棒做電極;而電解池則一般都是兩個惰性電極,如兩個鉑電極或兩個碳棒。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)式的書寫、實(shí)驗現(xiàn)象的描述、溶液中離子的移動方向、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)式的書寫(1)水溶液中電極反應(yīng)式的書寫方法。例如:堿性CH3OH燃料電池電極反應(yīng)式的書寫步驟: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+均會與OH-反應(yīng)。-10-10-10-10-(2)非水溶液中電極反應(yīng)式的書寫。書寫步驟與水溶液中類似,只是步驟4中改用題中所給陰、陽離子配平電荷。(3)分析實(shí)驗現(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)驗現(xiàn)象時,要從電極反應(yīng)式入手;分析電解質(zhì)溶液的pH及實(shí)驗現(xiàn)象時,要從電池反應(yīng)入手。-11-11-11-11-4.電解池電極反應(yīng)式的書寫電解池電極反應(yīng)式的書寫可總結(jié)為五步:一判、二看、三分、四寫、五平。一判:判斷陰、陽極。二看:要看清陽極電極材料。對于鐵、鋁、銅、銀等活潑電極,則陽極金屬電極失電子變成陽離子進(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:將離子分成陽離子組、陰離子組(注意:水溶液中一定不要漏掉H+、OH-),陽離子向陰極移動,在陰極得電子;陰離子向陽極移動,在陽極失電子。根據(jù)得失電子能力對離子排序,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: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:找化合價變化的物質(zhì);確定電極產(chǎn)物;配平除氫、氧之外的其他原子;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)計算原電池和電解池綜合裝置的有關(guān)計算的根本依據(jù)就是電子轉(zhuǎn)移的守恒,分析時要注意兩點(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是對環(huán)境影響較大的幾種氣體,對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的混合溶液(電極均為惰性電極),當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.448LH2時,陽極產(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.下圖是一個化學(xué)過程的示意圖。-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,乙池的pH是(此時乙池中溶液的體積為500mL);此時丙池某電極析出1.60g某金屬,則丙中的某鹽溶液可能是(填序號)。A.MgSO4B.CuSO4C.NaClD.AgNO3-22-1 2-23-1 2