電化學(xué)基礎(chǔ)精品課件

1、電化學(xué)基礎(chǔ)第1頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四電化學(xué)知識是歷年高考的重要內(nèi)容，主要考點有：原電池、電解池的電極判斷及電極反應(yīng)式的書寫；根據(jù)原電池、電解池的電極變化判斷金屬活動性強弱；根據(jù)電解時電極變化判斷電極材料或電解質(zhì)種類；新型電池的電極反應(yīng)及應(yīng)用；有關(guān)電解產(chǎn)物的判斷和計算。其中原電池的工作原理、電解產(chǎn)物判斷與計算是高考命題的熱點。試題主要涉及電極反應(yīng)、溶液的pH變化、金屬活動性判斷、相關(guān)定量計算等；主要題型有選擇題、簡答題、綜合分析計算題等。 第2頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四在高考中，電化學(xué)基礎(chǔ)知識出現(xiàn)的頻率很高，分析其中的原因，一是這部

2、分知識在實際生活、工業(yè)生產(chǎn)中有極為重要的地位和作用；二是這部分知識的綜合程度非常高，除了有機化學(xué)以外，涉及到高中化學(xué)中基本概念、基本理論、元素化合物知識、化學(xué)計算、化學(xué)實驗等各個板塊的知識，對考生的知識、能力要求極高。展望今后命題會繼續(xù)在上述幾方面進行，同時也會出現(xiàn)涉及新能源、環(huán)境保護、工業(yè)生產(chǎn)等熱點問題，及利用電解原理實現(xiàn)用通常方法難以制備的物質(zhì)等方面的內(nèi)容。 第3頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四原電池和電解池的實質(zhì)是在電極上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，是氧化還原反應(yīng)的進一步延伸和深化。在這部分知識中，既有化學(xué)實驗驗證，又有理論分析推理過程。由于電化學(xué)常常涉及物理學(xué)中的串聯(lián)電

3、路、并聯(lián)電路以及相關(guān)物理量如電流、電壓、電阻、時間、電荷量等，還要求學(xué)生具備一定的物理知識基礎(chǔ)。毫不夸張地說，能否掌握好電化學(xué)的知識，可以充分反映出考生在化學(xué)學(xué)科、甚至是自然科學(xué)領(lǐng)域知識水平和能力的高低。 第4頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四高考中對于電化學(xué)的具體要求如下： 了解原電池和電解池的工作原理。能夠結(jié)合氧化還原、離子反應(yīng)以及相應(yīng)的元素化合物知識，準確判斷電極上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，并能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。了解銅的電解精煉、鍍銅、氯堿工業(yè)等反應(yīng)原理。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。 第5頁

4、，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四熱點一 對日常生活中使用的充電電池進行分析1、化學(xué)電源在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途，因此在高考中越來越多地考查有關(guān)原電池的知識，主要集中在運用原電池的原理分析生活中的電池（特別是新型電池、燃料電池）?；舅悸罚焊鶕?jù)原電池原理、元素化合價變化判斷電極根據(jù)題目要求書寫原電池反應(yīng)的總方程式，并且寫出某一個電極的電極反應(yīng)式。在書寫電極反應(yīng)式和總方程式時必須注意，除了考慮氧化還原過程（電子轉(zhuǎn)移）外，還必須考慮溶液中的溶質(zhì)參與反應(yīng)（離子反應(yīng)）。用電池反應(yīng)的總方程式和已經(jīng)寫出的電極反應(yīng)式“減去”另一個電極的電極反應(yīng)式。 第6頁，共47頁，2022年

5、，5月20日，19點4分，星期四規(guī)律：先寫出自己比較熟悉的那個電極反應(yīng)式，然后根據(jù)條件書寫總方程式，最后用總方程式“減去”已經(jīng)寫出的電極反應(yīng)式，就可以得到另外一個不常見的電極反應(yīng)式。例如：甲烷燃料電池，電解質(zhì)溶液：強堿（KOH）溶液首先寫出O2所在電極正極的反應(yīng)式：2O2+8e+4H2O=8OH；然后寫出總方程式：CH4+2O2+2OH=CO32+3H2O（由于溶液中存在大量OH，因此不能生成CO2）最后得到負極的反應(yīng)式：CH48e+10OH=CO32+7H2O 第7頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四原 電 池電 解 池裝置本質(zhì)兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電流，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化

6、為電能。在直流電作用下，兩極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。電子流動方向電子由負極流向正極。電子由直流電源的負極流出，經(jīng)過導(dǎo)線到達電解池的陰極，然后由離子通過電解液到達陽極，離子在陽極失去電子，電子再回到直流電源的正極。電極上的反應(yīng)負極：還原劑失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。正極：氧化劑得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)。若是惰性電極，溶液中陰離子失電子；若是活性電極陽極本身失電子。陰極：發(fā)生還原反應(yīng)。陰極本身僅起傳遞電子作用，溶液中陽離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)。第8頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例1（08高考）電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的

7、發(fā)展是化學(xué)對人類的一項重大貢獻。下列有關(guān)電池的敘述正確的是（ ）A鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細B氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化D太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅 解析：選項A中ZnMn干電池作負極的是Zn，石墨作電池的正極，只起導(dǎo)電的作用，被腐蝕的是Zn；選項B中氫氧燃料電池是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，而不是把熱能直接轉(zhuǎn)化為電能；太陽能電池的主要材料是高純度的單晶硅，它的能量轉(zhuǎn)化高。C第9頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例2（08高考）LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應(yīng)為：Fe

8、PO4+Li LiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負極材料是石墨，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是（ ）A可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性B放電時電池內(nèi)部Li向負極移動.C充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量減少D放電時電池正極反應(yīng)為：FePO4+Li+e =LiFePO4解析：放電時，負極：Lie=Li+，正極：FePO4+Li+e= LiFePO4；充電時，陽極：LiFePO4e=FePO4+Li+，陰極：Li+e=Li，所以C.D正確。若加入硫酸，與Li單質(zhì)（固體）發(fā)生反應(yīng)，所以A錯；放電時，Li+（正電荷）應(yīng)在電池內(nèi)部（電解質(zhì)中）向正極移動，故B錯。

9、CD放電充電第10頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例3（08高考）鎳鎘（Ni-Cd）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溶液，其充、放電按下式進行：Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2有關(guān)該電池的說法正確的是（ ）A充電時陽極反應(yīng)：Ni(OH)2 e + OH = NiOOH + H2OB充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程C放電時負極附近溶液的堿性不變D放電時電解質(zhì)溶液中的OH 向正極移動 放電 充電第11頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四解析：由充電時方程式中的Cd和Ni的化合價

10、的變化可知，Ni(OH)2作陽極，電解質(zhì)溶液為KOH，所以電極反應(yīng)式為：Ni(OH)2e+OH =NiOOH+H2O；Cd(OH)2作陰極，Cd(OH)2+2e=Cd+2OH ；充電的過程是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。放電時，Cd作負極，Cd2e +2OH =Cd(OH)2，Cd周圍的c(OH)下降，OH向負極移動。第12頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例3（08高考）鎳鎘（Ni-Cd）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溶液，其充、放電按下式進行：Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2有關(guān)該電池的說法正確的是

11、（ ）A充電時陽極反應(yīng)：Ni(OH)2 e + OH = NiOOH + H2OB充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程C放電時負極附近溶液的堿性不變D放電時電解質(zhì)溶液中的OH向正極移動A放電充電第13頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例4（09高考）市場上經(jīng)常見到的標記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負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)Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)為：下列說法不正確的是（ ）A放電時，負極的電極反應(yīng)式：Lie =Li+B充電時，Li0.85NiO2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

12、為電解質(zhì)D放電過程中Li+向負極移動D第14頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例5（09高考）Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。請回答下列問題：（1）電池的負極材料為，發(fā)生的電極反應(yīng)為；（2）電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為；（3）SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，實驗現(xiàn)象是 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；（4）組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是_

13、。鋰Lie=Li+2SOCl2+4e=4Cl+S+SO2出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成SOCl2+H2O=SO2+2HCl鋰是活潑金屬，易與H2O、O2反應(yīng)；SOCl2也可與水反應(yīng) 第15頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四2、燃料電池是目前研究的熱點，在工業(yè)生產(chǎn)中有著巨大的應(yīng)用前景。燃料電池與傳統(tǒng)的原電池不同，利用某些金屬材料對氣體的良好吸附性能，使氣體在金屬電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)。燃料電池使用的原料非常容易得到，但是相對于傳統(tǒng)電池而言，維護成本較高，使用時還涉及到安全問題。解答燃料電池有關(guān)的問題時，要求考生深入理解原電池的形成條件：（1）還原劑與氧化劑在兩個不同的電極上發(fā)

14、生反應(yīng)（在反應(yīng)中，還原劑與氧化劑的粒子不是通過直接的有效碰撞而發(fā)生反應(yīng)，否則無法形成電流）（2）形成閉合回路，兩個電極之間通過導(dǎo)線相連（或直接接觸）。電池內(nèi)部，兩電極之間應(yīng)填充導(dǎo)電介質(zhì)（通常是用電解液，但某些電池中因電極與水劇烈反應(yīng)而不能使用水溶液）。 第16頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例6（08高考）用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂KNO3的U型管）構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（ ）在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為：Ag+e=Ag實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)

15、生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同ABCD解析：Cu作負極，Ag作正極。負極：Cu 2e=Cu2+；正極：Ag+ + e=Ag。在外電路中，電子由Cu電極流向Ag電極，而電流方向與電子流向相反，所以錯。沒有鹽橋，原電池不能繼續(xù)工作，錯。無論是否為原電池，反應(yīng)實質(zhì)相同，均為氧化還原反應(yīng)，對。C第17頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例7（09高考）控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3+2I=2Fe2+I2設(shè)計成如右圖所示的原電池。下列判斷不正確的是（ ）DKI溶液石墨FeCl3溶液 鹽橋 石墨 靈敏電流計甲乙A反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3+

16、被還原C電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)D電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨電極為負極第18頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例8（08高考）一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負極發(fā)生的反應(yīng)是（ ）ACH3OH(g)+O2(g)=H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq)+2eBO2(g)+4H+(aq)+4e=2H2O(l)CCH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+6H+(aq)+6eDO2(g)+2H2O(l)+4e=4OH解析：甲醇與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CH3OH3O22CO24H2O

17、，所以在負極上甲醇失去電子而放電，在該極上的電極反應(yīng)式為：CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+6H+(aq)+6e。C第19頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例9（09高考）以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。關(guān)于該電池的敘述正確的是（ ）BA該電池能夠在高溫下工作B電池的負極反應(yīng)為：C6H12O6+6H2O24e=6CO2+24H+C放電過程中，H+從正極區(qū)向負極區(qū)遷移D在電池反應(yīng)中，每消耗1mol氧氣，理論上能生成標準狀況下氣體（22.4/6）L第20頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例10（09高考）氫氧燃料電池是符合綠

18、色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定，請回答：（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是 _，在導(dǎo)線中電子流動方向為（用a、b 表示）。（2）負極反應(yīng)式為： _。（3）電極表面鍍鉑粉的原因為：_ _。由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苡蒩到b2H2 + 4OH4e= 4H2O 或 H2 + 2OH2e= 2H2O增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率第21頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四由生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為_mol。（4）該電池

19、工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：2Li+H2 2LiHLiH+H2O=LiOH+H2反應(yīng)中的還原劑，反應(yīng)中的氧化劑是 。已知LiH固體密度為0.82g/cm3。用鋰吸收224L（標準狀況）H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比： 。LiH2O1/1148或8.7110432A H2 O2 abKOH溶液第22頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例11X、Y、Z、W為按原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素。已知：X可分別與Y、W形成X2Y，X2Y2、XW等共價化合物

20、；Z可分別與Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等離子化合物。請回答：（1）Z2Y的化學(xué)式是。（2）Z2Y2與X2Y反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。Na2O2Na2O22H2O4NaOHO2第23頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四（3）如圖所示裝置，兩玻璃管中盛滿滴有酚酞溶液的ZW飽和溶液，C（I）、C（II）為多孔石墨電極。接通S1后，C（I）附近溶液變紅，兩玻璃管中有氣體生成。一段時間后（兩玻璃管中液面未脫離電極），斷開S1，接通S2，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此時：負極Cl22e2ClCuH2O22HCu22H2OC（I）C（II）直流電源AS1S2ZW飽和溶液C（I）的電極名稱是（

21、填寫正極或負極）；C（II）的電極反應(yīng)式是_。（4）銅屑放入稀硫酸不發(fā)生反應(yīng)，若在稀硫酸中加入X2Y2，銅屑可逐漸溶解，該反應(yīng)的離子方程式是_。 第24頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四熱點二 電解的知識與實驗和計算相結(jié)合1、電解池中的物質(zhì)在電流的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在工業(yè)上廣泛應(yīng)用于金屬的冶煉、物質(zhì)的制備、污水處理等領(lǐng)域。在近年的高考中，很少單純地考查電解的原理，往往結(jié)合化學(xué)實驗或計算，主要目的在于考查考生是否真正掌握了電解池中的反應(yīng)原理，能否運用所學(xué)過的知識分析、解決實際問題。第25頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四直流電源ab例12（08高

22、考）取一張用飽和的NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圈為白色，外圈呈淺紅色。則下列說法錯誤的是（ ）Ab電極是陰極Ba電極與電源的正極相連C電解過程中水是氧化劑Db電極附近溶液的pH變小解析：本題選自課本中電解氯化鈉溶液的演示實驗，a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圈為白色，外圈呈淺紅色，說明a極負極產(chǎn)生了Cl2，所以a極與電源的正極相連，即a為陽極，電極反應(yīng)式為：2Cl 2e=Cl2，b為陰極，2H2O4e =H22OH，所以b極附近的pH增大。D第26頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星

23、期四例13（07高考）某課外小組對一些金屬單質(zhì)和化合物的性質(zhì)進行研究。（1）下表為“鋁與氯化銅溶液反應(yīng)”實驗報告的一部分： 實驗步驟實驗現(xiàn)象將打磨過的鋁片（過量）放入一定濃度的CuCl2溶液中。產(chǎn)生氣泡，析出疏松的紅色固體，溶液逐漸變?yōu)闊o色。反應(yīng)結(jié)束后分離出溶液備用紅色固體用蒸餾水洗滌后，置于潮濕空氣中。一段時間后固體由紅色變?yōu)榫G色視其主要成分為Cu2(OH)2CO3第27頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四按反應(yīng)類型寫出實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式各一個（是離子反應(yīng)的只寫離子方程式）置換反應(yīng) ；化合反應(yīng)。（2）用石墨作電極，電解上述實驗分離出的溶液，兩極產(chǎn)生氣泡。持續(xù)電解，

24、在陰極附近的溶液中還可以觀察到的現(xiàn)象是 。解釋此現(xiàn)象的離子方程式是 。2Al+6H+=2Al3+3H2或2Al+3Cu2+=2Al3+3Cu2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3白色沉淀生成,后沉淀逐漸溶解至消失Al3+3OH=Al(OH)3；Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O第28頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例14（09高考）下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。 直流電源甲 乙 丙 a b c d e f M N 第29

25、頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四（1）接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：電源的N端為極；電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為_；列式計算電極b上生成的氣體在標準狀態(tài)下的體積：_；電極c的質(zhì)量變化是g；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： 甲溶液； 乙溶液； 丙溶液 _。 （2）如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行，為什么？ 。正4OH4e=2H2O + O22.8L16甲增大，因為相當于電解水乙減小，OH放電， H+增多丙不變，相當于電解水 可以，因為CuSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液，反

26、應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng)第30頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四解析：（1）乙中C電極質(zhì)量增加，則c處發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2+2e=Cu，即C處為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負極，N為正極。丙中為K2SO4，相當于電解水，設(shè)電解的水的質(zhì)量為xg。由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有：10010%=(100-x)10.47%，得x=4.5g，故為0.25mol。由方程式2H2+O2=2H2O可知，生成2mol H2O，轉(zhuǎn)移4mol電子，所以整個反應(yīng)中轉(zhuǎn)化0.5mol電子，而整個電路是串聯(lián)的，故每個燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的。甲中為NaOH，相當于電解H2O，陽極b處為陰離

27、子OH放電，即4OH4e=2H2O+O2。轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成O2為0.5/4=0.125mol，標況下的體積為0.12522.4=2.8L。Cu2+2e=Cu，轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成的m(Cu)=0.5/264 =16g。甲中相當于電解水，故NaOH的濃度增大，pH變大。乙中陰極為Cu2+放電，陽極為OH放電，所以H+增多，故pH減小。丙中為電解水，對于K2SO4而言，其pH幾乎不變。（2）銅全部析出，可以繼續(xù)電解H2SO4，有電解液即可電解。第31頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四2、電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用，在工業(yè)生產(chǎn)中，電解前首先需要對原料進

28、行提純，必然會考查到離子反應(yīng)與實驗設(shè)計；工業(yè)生產(chǎn)追求的是經(jīng)濟效益，會與計算發(fā)生關(guān)系；而現(xiàn)代工業(yè)“可持續(xù)發(fā)展”的方向，必然要求能夠?qū)ΜF(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)原理進行評價、改進，還會與環(huán)境保護進行結(jié)合；工業(yè)生產(chǎn)中有關(guān)電解精煉、電鍍的相關(guān)生產(chǎn)涉及到非惰性電極的使用。因此在高考中，一旦出現(xiàn)涉及工業(yè)生產(chǎn)的題目，其綜合程度遠遠超過其它題目。第32頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例15（07高考）某同學(xué)按下圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是（ ）BCA電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生B電解初期，主反應(yīng)方程式為：Cu+H2SO4 CuSO4+H2C電解一定時間后，石墨電極上有銅析出D整個電

29、解過程中，H的濃度不斷增大石墨 Cu 稀H2SO4 電解第33頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例16（09高考）請回答氯堿工業(yè)的如下問題：（1）氯氣、燒堿是電解食鹽水時按照固定的比率k（質(zhì)量比）生成的產(chǎn)品。理論上k_ （要求計算表達式和結(jié)果）;（2）原料粗鹽中常含有泥沙和Ca2、Mg2、Fe3、SO42等雜質(zhì)，必須精制后才能供電解使用。精制時，粗鹽溶于水過濾后，還要加入的試劑分別為Na2CO3、HCl（鹽酸）BaCl2，這3種試劑添加的合理順序是_（填序號）（3）氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)（電）能30以上。在這種工藝設(shè)計中，相關(guān)物料

30、的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，其中的電極未標出，所用的離子膜都只允許陽離子通過。M(Cl2)/2M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89第34頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四圖中X、Y分別是 、（填化學(xué)式），分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)a與b的大小 ；分別寫出燃料電池B中正極、負極上發(fā)生的電極反應(yīng)正極：；負極：；這樣設(shè)計的主要節(jié)（電）能之處在于（寫出2處） 。Cl2H2a小于bO2+4e+2H2O4OHH22e+2OH2H2O燃料電池可以補充電解池消耗的電能；提高產(chǎn)出堿液的濃度；降低能耗第35頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例17（09

31、高考）新型鋰離子電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位?？捎米鞴?jié)能環(huán)保電動汽車的動力電池。磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下：方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵(CH3COO)2Fe、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后，在800左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰，同時生成的乙酸及其它產(chǎn)物均以氣體逸出。方法二：將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，在800左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。在鋰離子電池中，需要一種有機聚合物作為正負極之間鋰離子轉(zhuǎn)移的介質(zhì)，該有機聚合

32、物的單體之一（用M表示）的結(jié)構(gòu)簡式如下：第36頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四請回答下列問題：（1）上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進行。其原因是 。（2）在方法一所發(fā)生的反應(yīng)中，除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有、（填化學(xué)式）生成。（3）在方法二中，陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為： 。為了防止亞鐵化合物被氧化CO2H2ONH3Fe+H2PO4+Li+2e=LiFePO4+2H+第37頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四（4）寫出M與足量氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。（5）已知該鋰離子電池在充電過程中，陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵

33、，則該電池放電時正極的電極反應(yīng)式為： FePO4+Li+e=LiFePO4 第38頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四例18（08高考）食鹽是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。（1）粗食鹽常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42等雜質(zhì)離子，實驗室提純NaCl的流程如下：水粗食鹽溶液I沉淀濾液加熱溶液a過濾鹽酸晶體洗滌（除去K+），烘干純NaCl調(diào)pH=45溶液II蒸發(fā)濃縮糊狀物冷卻過濾第39頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四欲除去溶液I中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42離子，選出a所代表的試劑，按滴加順序依次為 （只填化學(xué)式）

34、。洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl，選用的試劑為_。（2）用提純的NaCl配制500 mL 4.00 molL-1NaCl溶液，所用儀器除藥匙、玻璃棒外還有 （填儀器名稱）。BaCl2、NaOH、Na2CO375乙醇天平、燒杯、500 mL容量瓶、膠頭滴管提供的試劑：飽和Na2CO3溶液、飽和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳 第40頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四（3）電解飽和食鹽水的裝置如圖所示，若收集的H2為2L，則同樣條件下收集的Cl2（填“”、“=”或“”）2L，原因是： 。裝置改進后，可用于制備N

35、aOH溶液，若測定溶液中NaOH的濃度，常用的方法是 。電解生成的氯氣與電解生成的NaOH發(fā)生了反應(yīng)中和滴定第41頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四（4）實驗室制備H2和Cl2通常采用下列反應(yīng)：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2；MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2+2H2O據(jù)此，從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置（填代號）和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置（填代號）?？蛇x用制備氣體的裝置：ed第42頁，共47頁，2022年，5月20日，19點4分，星期四解析：（1）要除去SO42，只有選BaCl2溶液，若選用Ba(NO3)2，會引入新的離子NO3，再選用NaOH溶液除去Mg2和Fe3溶液，最后選用Na2CO3溶液除去Ca2，此處不能選用K2CO3溶液，否則會引入新的K，再