2018屆二輪復(fù)習(xí)電化學(xué)

1、2018屆高三二輪專題復(fù)習(xí) 專題二第8講 電化學(xué)清華附中西安學(xué)校高清華附中西安學(xué)校高15級高三化學(xué)級高三化學(xué) 王續(xù)斌王續(xù)斌 2018年年3月月6命題預(yù)測命題預(yù)測 電化學(xué)包括原電池和電解池，對這一部分的考電化學(xué)包括原電池和電解池，對這一部分的考查重在對原理的應(yīng)用，考查命題的查重在對原理的應(yīng)用，考查命題的特點(diǎn)是：結(jié)合最特點(diǎn)是：結(jié)合最新成果和能成熟應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)、生活的科學(xué)技術(shù)新成果和能成熟應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)、生活的科學(xué)技術(shù)作為素材進(jìn)行命題作為素材進(jìn)行命題，其實(shí)質(zhì)仍是考查原電池和電解，其實(shí)質(zhì)仍是考查原電池和電解池的工作原理。池的工作原理。1.了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。

2、2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。3.理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施?？季V要求內(nèi)容索引考點(diǎn)一 原電池的全面突破考點(diǎn)二 幾種重要的化學(xué)電池考點(diǎn)三 電解池及其應(yīng)用考點(diǎn)四 金屬腐蝕與防護(hù)的“兩種比較”、 “兩種方法”例例1 廣東卷改編廣東卷改編 銅鋅原電池銅鋅原電池(如圖如圖)所示工作時(shí)，下列敘述正所示工作時(shí)，下列敘述正確的是確的是()C思考：從哪些方面可以判定原電池的正負(fù)極？思考：從哪些方面可以判定原電池的正負(fù)極？(1)由兩極的相對活潑性確定由兩極的相對活潑性確定(2)由電極反應(yīng)確定由電極反應(yīng)確定(3)根據(jù)電子流向或電流流向根據(jù)電子流向或電流流向(4)帶電離

3、子的流向判斷帶電離子的流向判斷(5)由電極現(xiàn)象確定由電極現(xiàn)象確定A A. .反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)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)，甲中石墨電極上反應(yīng)開始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3+被還原被還原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)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，在甲中溶入電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨電極固定，乙中石墨電極為負(fù)極為負(fù)極 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1 1（福建理綜（福建理綜11）控制適合的條件，將反應(yīng)）控制適合的條件，將反應(yīng) 設(shè)計(jì)成如右圖所示的原電池。下列判斷設(shè)計(jì)成如右圖所示的原電池。下列判斷

4、不不正確正確的是的是( )( )322FeI222FeID總結(jié)：有關(guān)原電池的解題思路總結(jié)：有關(guān)原電池的解題思路例例2 全國卷全國卷 圖圖192所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯燒杯依次分別盛放依次分別盛放100 g 5.00%的的NaOH溶液、足量的溶液、足量的CuSO4溶液溶液和和100 g 10.00%的的K2SO4溶液，電極均為石墨電溶液，電極均為石墨電極極。(1)接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測得丙中接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測得丙中K2SO4濃度為濃度為10.47%，乙中，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題： （1 1）電源的電源的N N端

5、為端為_極；極； 電極電極b b上發(fā)生的電極反應(yīng)為上發(fā)生的電極反應(yīng)為_； 計(jì)算電極計(jì)算電極b b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積；上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積； _ _； 電極電極c c的質(zhì)量變化是的質(zhì)量變化是_g_g； 電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化， 簡述其原因：簡述其原因： 甲溶液甲溶液_； 乙溶液乙溶液_； 丙溶液丙溶液_； (2) (2)如果電解過程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，如果電解過程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行， 為什么為什么? ?變變式訓(xùn)練式訓(xùn)練2.2.全國卷全國卷 圖圖194是一個(gè)用鉑絲作電極，電是一個(gè)用鉑絲

6、作電極，電解稀的解稀的MgSO4 4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時(shí)溶液呈紅色。此時(shí)溶液呈紅色。(指示劑的指示劑的pH變色范圍：變色范圍：6.88.0，酸，酸色色紅色，堿色紅色，堿色黃色黃色) 回答下列問題：回答下列問題： (1)下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是（下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是（ ） A管溶液由紅變黃管溶液由紅變黃 B管溶液由紅變黃管溶液由紅變黃 A管溶液不變色管溶液不變色 B管溶液不變色管溶液不變色 (2)寫出寫出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式： _； (3)寫出寫出B管中

7、發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：_； (4)檢驗(yàn)檢驗(yàn)a管中氣體的方法是管中氣體的方法是: _； (5)檢驗(yàn)檢驗(yàn)b管中氣體的方法是管中氣體的方法是:_； (6)電解一段時(shí)間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是電解一段時(shí)間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是 _?？偨Y(jié)：有關(guān)電解池問題的解題思路總結(jié)：有關(guān)電解池問題的解題思路分析電極材料和溶液介質(zhì) 確定電極名稱 明確放電順序 分析電極反應(yīng) 根據(jù)守恒計(jì)算 討論電解變化 根據(jù)實(shí)質(zhì)復(fù)原考點(diǎn)一 原電池的全面突破 核心精講1 11.通常只有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池。2.工作原理以鋅銅原電池為例：電極名稱負(fù)極正極電極材

8、料鋅片銅片電極反應(yīng)_反應(yīng)類型_電子流向由Zn沿導(dǎo)線流向Cu鹽橋中離子移向鹽橋含飽和KCl溶液，K移向 ，Cl移向_鹽橋的作用(1)平衡電荷(2)避免斷路時(shí)發(fā)生化學(xué)腐蝕(隔離作用)Zn2e=Zn2Cu22e=Cu氧化反應(yīng)還原反應(yīng)正極負(fù)極答案說明說明(1)無論是裝置還是裝置，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。(2)在裝置中，由于不可避免會(huì)直接發(fā)生ZnCu2=CuZn2而使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，所以裝置的能量轉(zhuǎn)化率高。題組一對比設(shè)計(jì)兩類原電池題組一對比設(shè)計(jì)兩類原電池1.(1)能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選

9、材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)、銅片、鐵片、鋅片和導(dǎo)線。 題組集訓(xùn)2 2原電池甲完成原電池甲的裝置示意圖(見下圖)，并作相應(yīng)標(biāo)注，要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。原電池甲解析答案解析解析根據(jù)題給條件和原電池的構(gòu)成條件可得：a.若用Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)組成原電池，Zn作負(fù)極，Cu作正極，Zn插入到ZnSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。b.若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)組成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，Cu作正極，F(xiàn)e插入到FeSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。c.畫圖時(shí)要

10、注意電極名稱、電極材料、電解質(zhì)溶液名稱(或化學(xué)式)，并形成閉合回路。解析答案答案答案 (或其他合理答案)以銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液，只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙，工作一段時(shí)間后，可觀察到負(fù)極_。解析解析由于金屬活動(dòng)性ZnFeCu，鋅片或鐵片作負(fù)極，由于Zn或Fe直接與CuSO4溶液接觸，工作一段時(shí)間后，負(fù)極逐漸溶解，表面有紅色固體析出。原電池甲電極逐漸溶解，表面有紅色固體析出解析答案甲、乙兩種原電池可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是_，其原因是_。原電池甲甲在甲裝置中，負(fù)極不和Cu2接觸，避免了Cu2直接與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)而使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能解析解析帶有鹽橋的原電池甲中負(fù)極沒有和

11、CuSO4溶液直接接觸，二者不會(huì)直接發(fā)生置換反應(yīng)，化學(xué)能不會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，幾乎全部轉(zhuǎn)化為電能；而原電池乙中的負(fù)極與CuSO4溶液直接接觸，兩者會(huì)發(fā)生置換反應(yīng)，部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，化學(xué)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能。解析答案(2)根據(jù)犧牲陽極的陰極保護(hù)法原理，為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕，在(1)的材料中應(yīng)選_作陽極。解析解析由犧牲陽極的陰極保護(hù)法可得，鐵片作正極(陰極)時(shí)被保護(hù)，作負(fù)極(陽極)時(shí)被腐蝕，所以應(yīng)選擇比鐵片更活潑的鋅作負(fù)極(陽極)才能有效地保護(hù)鐵不被腐蝕。原電池甲鋅片解析答案方法歸納方法歸納原電池的設(shè)計(jì)思路原電池的設(shè)計(jì)思路首先根據(jù)離子方程式判斷出氧化劑、還原劑，明確電極反應(yīng)。然后再分析兩劑

12、狀態(tài)確定電極材料，若為固態(tài)時(shí)可作電極，若為溶液時(shí)則只能作電解質(zhì)溶液。然后補(bǔ)充缺少的電極材料及電解質(zhì)溶液。電極材料一般添加與電解質(zhì)溶液中陽離子相同的金屬作電極(使用惰性電極也可)，電解質(zhì)溶液則是一般含有與電極材料形成的陽離子相同的物質(zhì)。最后再插入鹽橋即可。解析題組二題組二“鹽橋鹽橋”的作用與化學(xué)平衡的移動(dòng)的作用與化學(xué)平衡的移動(dòng)2.控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe32I2Fe2I2設(shè)計(jì)成如右圖所示的原電池。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Fe3被還原C.電流表讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D.電流表讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙

13、中的石墨電極為負(fù)極解析解析由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3得電子生成Fe2被還原，I失去電子生成I2被氧化，所以A、B正確；電流表讀數(shù)為零時(shí)，F(xiàn)e3得電子速率等于Fe2失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以C正確；D項(xiàng)，在甲中溶入FeCl2固體，平衡2Fe32I2Fe2I2向左移動(dòng)，I2被還原為I，乙中石墨為正極，不正確。答案3.某同學(xué)為探究Ag和Fe2的反應(yīng)，按下圖連接裝置并加入藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng))，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏移。電子由石墨經(jīng)導(dǎo)線流向銀。放置一段時(shí)間后，向甲燒杯中逐漸加入濃Fe2(SO4)3溶液，發(fā)現(xiàn)電壓表指針的變化依次為偏移減小 回到零點(diǎn) 逆向偏移。則電壓表指針逆向偏移后，

14、銀為_(填“正”或“負(fù)”)極。由實(shí)驗(yàn)得出Ag和Fe2反應(yīng)的離子方程式是_。失誤防范負(fù)返回失誤防范1.把氧化劑、還原劑均為溶液狀態(tài)的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池時(shí)，必須使用鹽橋才能實(shí)現(xiàn)氧化劑與還原劑的分離，否則不會(huì)有明顯的電流出現(xiàn)。2.電子流向的分析方法(1)改變條件，平衡移動(dòng)；(2)平衡移動(dòng)，電子轉(zhuǎn)移；(3)電子轉(zhuǎn)移，判斷區(qū)域；(4)根據(jù)區(qū)域，判斷流向；(5)根據(jù)流向，判斷電極。返回考點(diǎn)二 幾種重要的化學(xué)電池 核心精講1 1高考中常見的新型電池有“氫鎳電池”、“高鐵電池”、“堿性鋅錳電池”、“海洋電池”、“燃料電池”(如新型細(xì)菌燃料電池、氫氧燃料電池、丁烷燃料電池、甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池、CO燃料

15、電池)、“鋰離子電池”、“鋅銀電池”、“紐扣電池”、“MgAgCl電池”、“MgH2O2電池”等。新型電池是對電化學(xué)原理的綜合考查，在高考中依托新型電池考查的電化學(xué)原理知識(shí)有以下幾點(diǎn)。1.判斷電極判斷電極(1)“放電”時(shí)正、負(fù)極的判斷負(fù)極：元素化合價(jià)升高或發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)；正極：元素化合價(jià)降低或發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)。(2)“充電”時(shí)陰、陽極的判斷陰極：“放電”時(shí)的負(fù)極在“充電”時(shí)為陰極；陽極：“放電”時(shí)的正極在“充電”時(shí)為陽極。2.微粒流向微粒流向(1)電子流向電解池：電源負(fù)極陰極，陽極電源正極；原電池：負(fù)極正極。提示：無論是電解池還是原電池，電子均不能流經(jīng)電解質(zhì)溶液。(2)離子流向電解池：陽

16、離子移向陰極，陰離子移向陽極；原電池：陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。3.書寫電極反應(yīng)式書寫電極反應(yīng)式(1)“放電”時(shí)電極反應(yīng)式的書寫依據(jù)條件，指出參與負(fù)極和正極反應(yīng)的物質(zhì)，根據(jù)化合價(jià)的變化，判斷轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目；根據(jù)守恒書寫負(fù)極(或正極)反應(yīng)式，特別應(yīng)注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液共存。(2)“充電”時(shí)電極反應(yīng)式的書寫充電時(shí)的電極反應(yīng)與放電時(shí)的電極反應(yīng)過程相反，充電的陽極反應(yīng)為放電時(shí)正極反應(yīng)的逆過程，充電的陰極反應(yīng)為放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)的逆過程。解析 題組集訓(xùn)2 2題組一題組一“一池多變一池多變”的燃料電池的燃料電池1.一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測儀，負(fù)極上的反應(yīng)為CH3CH2OH4eH2O

17、=CH3COOH4H。下列有關(guān)說法正確的是()A.檢測時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H向負(fù)極移動(dòng)B.若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48 L氧氣C.電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD.正極上發(fā)生的反應(yīng)為O24e2H2O=4OH解析解析解答本題時(shí)審題是關(guān)鍵，反應(yīng)是在酸性電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的。在原電池中，陽離子要往正極移動(dòng)，故A錯(cuò)；因電解質(zhì)溶液是酸性的，不可能存在OH，故正極的反應(yīng)式為O24H4e=2H2O，轉(zhuǎn)移4 mol電子時(shí)消耗 1 mol O2，則轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)消耗2.24 L O2，故B、D錯(cuò)；電池反應(yīng)式即正、負(fù)極反應(yīng)式之和，將兩極的反應(yīng)式相加

18、可知 C正確。2.(2015江蘇，10)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是()解析C項(xiàng)，原電池工作時(shí)，陰離子移向負(fù)極，而B極是正極，錯(cuò)誤；題組二燃料電池中離子交換膜的應(yīng)用題組二燃料電池中離子交換膜的應(yīng)用3.(1)甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于其結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染，可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC的工作原理如右圖所示：通入a氣體的電極是電池的_(填“正極”或“負(fù)極”) ，其電極反應(yīng)為_。解析答案負(fù)極CH3OH6eH2O=CO26H解析解析根據(jù)圖知，交換膜是質(zhì)子交換膜，則電解質(zhì)溶液呈酸性，根據(jù)氫離子移動(dòng)方向知，通入a的電極為負(fù)極、通

19、入b的電極為正極，負(fù)極上甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為 CH3OH6eH2O=CO26H，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O24e4H=2H2O。(2)如將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可達(dá)到低碳排放的目的。如下圖是通過人工光合作用，以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。電極a、b表面發(fā)生電極反應(yīng)。其中a極為_極，b電極反應(yīng)式：_。解析答案負(fù)CO22H2e=HCOOH類型“全”歸納解析解析a極水發(fā)生反應(yīng)生成氧氣，氧元素化合價(jià)升高，失去電子，所以a為負(fù)極，b為正極，二氧化碳得到電子生成甲酸，電極反應(yīng)：CO22H2e=HCOOH。類型“全”歸納不同“介質(zhì)”下燃料電

20、池電極反應(yīng)式的書寫，大多數(shù)學(xué)生感到較難。主要集中在：一是得失電子數(shù)目的判斷，二是電極產(chǎn)物的判斷。下面以CH3OH、O2燃料電池為例，分析電極反應(yīng)式的書寫。(1)酸性介質(zhì)，如H2SO4：CH3OH在負(fù)極上失去電子生成CO2氣體，O2在正極上得到電子，在H作用下生成H2O。電極反應(yīng)式為負(fù)極：CH3OH6eH2O=CO26H類型“全”歸納類型“全”歸納(2)堿性介質(zhì)，如KOH溶液：類型“全”歸納類型“全”歸納解析題組三題組三“久考不衰久考不衰”的可逆電池的可逆電池(一一)“傳統(tǒng)傳統(tǒng)”可逆電池的考查可逆電池的考查4.鎳鎘(NiCd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶

21、液，其充、放電按下式進(jìn)行：Cd2NiOOH2H2O Cd(OH)22Ni(OH)2。有關(guān)該電池的說法正確的是()A.放電時(shí)負(fù)極得電子，質(zhì)量減輕B.放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH向正極移動(dòng)C.充電時(shí)陰極附近溶液的pH減小D.充電時(shí)陽極反應(yīng)：Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O解析解析該可充電電池的放電過程的電極反應(yīng)式為負(fù)極：Cd2e2OH=Cd(OH)2；正極：2NiOOH2H2O2e=2Ni(OH)22OH，所以正確選項(xiàng)為D。解析(二二)“新型新型”可逆電池的考查可逆電池的考查5.(2016全國卷，11)鋅空氣燃料電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2ZnO24OH2H2

22、O=2Zn(OH) 。下列說法正確的是()A.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K向陽極移動(dòng)B.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(OH)逐漸減小C.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn4OH2e=Zn(OH)D.放電時(shí)，電路中通過2 mol電子，消耗氧氣22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)解析解析A項(xiàng)，充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K向陰極移動(dòng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，O24e，故電路中通過2 mol電子，消耗氧氣0.5 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11.2 L，錯(cuò)誤。解析6.(2016四川理綜，5)某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池，放電時(shí)電池總反應(yīng)為Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是()A.放電時(shí)，Li在電解質(zhì)

23、中由負(fù)極向正極遷移B.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為LixC6xe=xLiC6C.充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移1 mol e，石墨(C6)電極將增重7x gD.充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi方法歸納返回解析解析放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為LixC6xe=xLiC6，正極反應(yīng)為Li1xCoO2xexLi=LiCoO2，A、B正確；充電時(shí)，陰極反應(yīng)為xLiC6xe=LixC6，轉(zhuǎn)移1 mol e時(shí)，石墨C6電極將增重 7 g，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，陽極反應(yīng)為放電時(shí)正極反應(yīng)的逆反應(yīng)：LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi，D項(xiàng)正確。方法歸納方法歸納鋰離子電池充放電分析鋰離子電池充放電分析常見的

24、鋰離子電極材料正極材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)LiMPO4(M：Fe等)負(fù)極材料：石墨(能吸附鋰原子)負(fù)極反應(yīng)：LixCnxe=xLinC正極反應(yīng)：Li1xMO2xLixe=LiMO2返回考點(diǎn)三 電解池及其應(yīng)用 核心精講1 11.“六點(diǎn)六點(diǎn)”突破電解池突破電解池(1)分清陰、陽極，與電源正極相連的為陽極，與電源負(fù)極相連的為陰極，兩極的反應(yīng)為“陽氧陰還”。(2)剖析離子移向，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。(3)注意放電順序。(4)書寫電極反應(yīng)式，注意得失電子守恒。(5)正確判斷產(chǎn)物。陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽極，則電極材料失

25、電子，電極溶解(注意：鐵作陽極溶解生成Fe2，而不是Fe3)；如果是惰性電極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電順序?yàn)镾2IBrClOH(水)。陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進(jìn)行判斷：AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2Zn2H(水)(6)恢復(fù)原態(tài)措施。電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2完全放電之前，可加入CuO或CuCO3復(fù)原，而Cu2完全放電之后，應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。2.電解計(jì)算破題電解計(jì)算破題“3方法方法”原電池和電解池的計(jì)算包括

26、兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計(jì)算等。通常有下列三種方法：(1)根據(jù)電子守恒計(jì)算用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒定律關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。如以通過4 mol e為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電

27、化學(xué)計(jì)算問題。 題組集訓(xùn)2 2題組一電解池的題組一電解池的“不尋常不尋?！睉?yīng)用應(yīng)用類型一電解原理在治理環(huán)境中的不尋常應(yīng)用類型一電解原理在治理環(huán)境中的不尋常應(yīng)用1.2016天津理綜，10(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時(shí)獲得氫氣：Fe2H2O2OH 3H2，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色 ，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液 濃度過高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。電解一段時(shí)間后，c(OH)降低的區(qū)域在_(填“陰極室”或“陽極室”)。解析解析根據(jù)題意，鎳電極有氣泡產(chǎn)生是H得電子生

28、成H2，發(fā)生還原反應(yīng)，則鐵電極上OH被消耗且無補(bǔ)充，溶液中的OH減少，因此電解一段時(shí)間后，c(OH)降低的區(qū)域在陽極室。陽極室解析答案電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，其原因：_。解析解析H2具有還原性，根據(jù)題意：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。因此，電解過程中，需將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低。解析答案防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn)，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_。解析解析根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，在M點(diǎn)：c(OH)低，

29、Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢；在N點(diǎn)：c(OH)過高，鐵電極上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。解析答案 M點(diǎn)：c(OH)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢或N點(diǎn)：c(OH)過高，鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低解析類型二電解原理在類型二電解原理在“制備物質(zhì)制備物質(zhì)”中的不尋常應(yīng)用中的不尋常應(yīng)用(一一)“單膜單膜”電解池電解池2.2015山東理綜，29(1)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電

30、解液為_溶液(填化學(xué)式)，陽極電極反應(yīng)式為_，電解過程中Li向_電極遷移(填“A”或“B”)。答案LiOH2Cl2e=Cl2B解析解析B極區(qū)生成H2 ，同時(shí)會(huì)生成LiOH ，則B極區(qū)電解液為LiOH 溶液；電極A為陽極，在陽極區(qū)LiCl 溶液中Cl 放電，電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2；在電解過程中Li(陽離子)向B電極(陰極區(qū))遷移。(二二)“雙膜雙膜”電解池電解池3.用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H2SO4，其原理如下圖所示(電極材料為石墨)。解析(1)圖中a極要連接電源的_(填“正”或“負(fù)”)極，C口流出的物質(zhì)是_。負(fù)硫酸

31、答案陰極：2H2O2e=H22OH所以從C口流出的是H2SO4，在陰極區(qū)，由于H放電，破壞水的電離平衡，c(H)減小，c(OH)增大，生成NaOH，堿性增強(qiáng)，從B口流出的是濃度較大的NaOH溶液。(3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng)，用平衡移動(dòng)原理解釋原因：_。H2OHOH，在陰極H放電生成H2，c(H)減小，水的電離平衡正向移動(dòng)，堿性增強(qiáng)答案4.(2016全國卷，11)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na和 可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。解析下列敘述正確的是()A.通電后中間隔

32、室的 離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B.該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C.負(fù)極反應(yīng)為2H2O4e=O24H，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D.當(dāng)電路中通過1 mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5 mol的O2生成解析解析電解池中陰離子向正極移動(dòng)，陽離子向負(fù)極移動(dòng)，即 離子向正極區(qū)移動(dòng)，Na 向負(fù)極區(qū)移動(dòng)，正極區(qū)水電離的OH發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，H留在正極區(qū)，該極得到H2SO4產(chǎn)品，溶液pH減小，負(fù)極區(qū)水電離的H發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，OH留在負(fù)極區(qū)，該極得到NaOH產(chǎn)品，溶液pH增大，故A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，B正確；該電解池相當(dāng)于電解水，根據(jù)電解水的方程式可計(jì)算出當(dāng)電路中通過1 mol

33、電子的電量時(shí)，會(huì)有0.25 mol的O2生成，錯(cuò)誤。(三三)“多膜多膜”電解池電解池5.2014新課標(biāo)全國卷，27(4)H3PO2也可用電滲析法制備。“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)：解析答案(1)寫出陽極的電極反應(yīng)式：_。解析解析陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，在反應(yīng)中OH失去電子，電極反應(yīng)式為2H2O4e=O24H。(2)分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因：_。2H2O4e=O24H 陽極室的H穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的 穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3PO2解析答案(3)早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2：將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3P

34、O2稀溶液代替。并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有_雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是_。題組二題組二“守恒法守恒法”在電化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用在電化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用類型一類型一“多池多池”串聯(lián)的判斷與計(jì)算串聯(lián)的判斷與計(jì)算6.如下圖所示，其中甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。下列說法正確的是()解析A.甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，乙、丙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B.甲池通入CH3OH的電極反應(yīng)式為CH3OH6e2H2O= 8HC.反應(yīng)一段時(shí)間后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體能使CuSO4溶液恢復(fù)到 原濃度D.甲池中消耗280 m

35、L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2，此時(shí)丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45 g固體解析解析甲池為原電池，作為電源，乙池、丙池為兩個(gè)電解池。根據(jù)原電池的形成條件，通入CH3OH的一極為負(fù)極，通入O2的一極為正極，所以石墨、Pt(左)作陽極，Ag、Pt(右)作陰極；C項(xiàng)，應(yīng)加入CuO或CuCO3；D項(xiàng)，丙池中：MgCl22H2O Mg(OH)2Cl2H2，消耗0.012 5 mol O2，轉(zhuǎn)移0.05 mol電子，生成0.025 mol Mg(OH)2，其質(zhì)量為1.45 g。7.已知鉛蓄電池的工作原理為PbPbO22H2SO4 2PbSO42H2O，現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行電解(電解液足量)，測得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mo

36、l電子時(shí)鐵電極的質(zhì)量減少11.2 g。請回答下列問題。(1)A是鉛蓄電池的_極，鉛蓄電池正極反應(yīng)式為_，放電過程中電解液的密度_(填“減小”“增大”或“不變”)。解析解析根據(jù)在電解過程中鐵電極質(zhì)量的減少可判斷A是電源的負(fù)極，B是電源的正極，電解時(shí)Ag極作陰極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2，F(xiàn)e作陽極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，左側(cè)U形管中總反應(yīng)式為Fe2H=Fe2H2。右側(cè)U形管相當(dāng)于電鍍裝置，Zn電極作陰極，電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu，銅電極作陽極，電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2，電鍍過程中CuSO4溶液的濃度保持不變，根據(jù)上述分析可得答案。解析答案負(fù)=PbSO42H2O減小(2)Ag電極

37、的電極反應(yīng)式是_，該電極的電極產(chǎn)物共_ g。(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是_，CuSO4溶液的濃度_(填“減小”“增大”或“不變”)。答案2H2e=H20.4Cu2e=Cu2不變失誤防范兩種兩種“串聯(lián)串聯(lián)”裝置圖比較裝置圖比較失誤防范圖1中無外接電源，其中必有一個(gè)裝置是原電池裝置(相當(dāng)于發(fā)電裝置)，為電解池裝置提供電能，其中兩個(gè)電極活潑性差異大者為原電池裝置，如圖1中左邊為原電池裝置，右邊為電解池裝置。圖2中有外接電源，兩燒杯均作電解池，且為串聯(lián)電解，通過兩池的電子數(shù)目相等。類型二電化學(xué)的其他有關(guān)計(jì)算類型二電化學(xué)的其他有關(guān)計(jì)算8.尾氣中的碳?xì)浠衔锖屑淄椋湓谂艢夤艿拇呋D(zhuǎn)化器中可發(fā)生如下反應(yīng)

38、CH4(g)H2O(l)=CO(g)3H2 (g)H250.1 kJmol1。(1)已知CO(g)、H2(g)的燃燒熱依次為283.0 kJmol1、285.8 kJmol1，請寫出表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式_。CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1解析答案解析解析反應(yīng)CH4(g)H2O(l)=CO(g)3H2(g) H250.1 kJmol1；反應(yīng)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)可由3得到，H250.1 kJmol1 (283.0 kJmol1 )3(285.8 kJmol1)890.3 kJmol1。解析答案CH48e2H2O=

39、CO28H13.4返回返回考點(diǎn)四 金屬腐蝕與防護(hù)的“兩種比較”、 “兩種方法” 核心精講1 11.兩種比較兩種比較(1)析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正極反應(yīng)2H2e=H2O22H2O4e=4OH負(fù)極反應(yīng)Fe2e=Fe2其他反應(yīng) Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹(2)腐蝕快慢的比較一般來說可用下列原則判斷：電解池原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕；對同一金屬來說，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中弱電解質(zhì)溶液中非電解質(zhì)溶液中；活潑性不同的兩種金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快；對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕的速率越快。2.兩種保護(hù)方法兩種保護(hù)方法(1)加防護(hù)層如在金屬表面加上油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠等耐腐蝕的非金屬材料；采用電鍍或表面鈍化等方法在金