【課件】高三化學二輪復習專題十一電化學課件

專題十一電化學核心素養(yǎng)變化觀念與平衡思想證據推理與模型認知考情預測

電化學是氧化還原反應知識的應用和延伸，是熱點考查內容，通常會以新型二次電池為載體考查電極方程式的書寫、離子的移動方向、金屬的電化學腐蝕及防護、計算等，同時也對信息的提取、應用能力進行考查。

預計在2022年高考中，以二次電池以及含有離子交換膜的電解池為背景的命題將成為熱點題型，命題角度豐富，便于同時考查原電池和電解池工作原理及考生的探究能力。判斷依據電極材料電極反應電子流向離子移向電極現象原電池負極活潑金屬氧化反應流出陰離子移向電極質量減小正極不活潑金屬或非金屬還原反應流入陽離子移向電極增重或質量不變電解池陽極與電源正極相連氧化反應流出陰離子移向電極溶解或pH減小陰極與電源負極相連還原反應流入陽離子移向電極增重或pH增大考法1電極的判斷方法1、燃料電池電極反應式的書寫(以氫氧燃料電池為例)

①注意介質環(huán)境考法2強、弱電解質的相關知識

②掌握書寫程序鈉硫電池

總反應：2Na＋xS=Na2Sx正極：xS＋2e－=S；負極：2Na－2e－=2Na＋全釩液流電池

總反應：VO＋2H＋＋V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O正極：VO＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O負極：V2＋－e－=V3＋鋰銅電池

總反應：2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－正極：Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－負極：Li－e－=Li＋一、大氣污染及防治1、酸雨形成及防治

正常雨水偏酸性，pH約為5.6，這是因為大氣中的CO2溶于雨水中的緣故。酸雨是指pH小于5.6的雨水，CO2不會導致酸雨，NO2或SO2都會導致酸雨，酸雨的形成主要人為排放的氮氧化物和硫氧化物等酸性氣體轉化而成的。(1)硝酸型酸雨

①硝酸型酸雨(氮氧化合物NO、NO2引起)：2NO+O2===2NO2

3NO2+H2O===HNO3+NO

②氮氧化物主要來源：煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠的廢氣等.Mg-H2O2電池

總反應：H2O2＋2H＋＋Mg=Mg2＋＋2H2O正極：H2O2＋2H＋＋2e－=2H2O；負極：Mg－2e－=Mg2＋Mg-AgCl電池總反應：Mg＋2AgCl=2Ag＋MgCl2正極：2AgCl＋2e－=2Cl－＋2Ag；負極：Mg－2e－=Mg2＋鎳鐵電池

總反應：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2正極：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－負極：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2陽極：Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O陰極：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－鋰離子電池

總反應：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x<1)正極：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2負極：LixC6－xe－===xLi＋＋C6陽極：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋陰極：xLi＋＋xe－＋C6===LixC6種類允許通過的離子及移動方向說明陽離子交換膜陽離子→移向電解池的陰極或原電池的正極陰離子和氣體不能通過陰離子交換膜陰離子→移向電解池的陽極或原電池的負極陽離子和氣體不能通過質子交換膜質子→移向電解池的陰極或原電池的正極只允許H＋通過考法3離子交換膜在電化學裝置中的應用【題型建?！?/p>

三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如下圖所示，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SO42-可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。判斷ab、cd是什么交換膜；判斷離子的遷移方向；書寫電極反應式；判斷電極產物。

①弄清是原電池還是電解池，電極有外接電源→電解池；n→陽極，m→陰極②根據電極判斷離子的移動方向和交換膜的種類Na＋→通過ab→陰極?ab是陽離子交換膜

SO42-→通過cd→陽極?cd是陰離子交換膜③根據放電順序寫出電極反應式

陰極→陽離子競爭放電，放電順序：H＋>Na＋，陰極的電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；

陽極→陰離子競爭放電，放電順序：OH－>SO42-，陽極的電極反應式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。④根據電極反應式和離子移動方向確定電極反應物陰極H＋放電生成H2，剩余OH－與遷移過來的Na＋生成NaOH；陽極OH－放電生成O2，剩余H＋與遷移過來的

SO42-生成H2SO4。

考法4以惰性電極電解電解質溶液的規(guī)律

1、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）陽極反應式：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應)陰極反應式：2H＋＋2e－=H2↑(還原反應)總反應方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑考法5電解原理的應用2、電解精煉銅(1)電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。(2)電解質溶液：含Cu2＋的鹽溶液。(3)電極反應：陽極：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋；陰極：Cu2＋＋2e－=Cu。(4)陽極泥的形成：在電解過程中，活動性位于銅之后的銀、金等雜質，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，它們以金屬單質的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥。3、電鍍圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖(1)鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。(2)電解質溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。(3)電極反應：陽極：Ag－e－=Ag＋；陰極：Ag＋＋e－=Ag。(4)特點：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。類型化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬跟非金屬單質直接接觸不純金屬或合金跟電解質溶液接觸現象無電流產生有微弱電流產生本質金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯系兩者往往同時發(fā)生，電化學腐蝕更普遍考法6金屬的腐蝕與防護1、化學腐蝕與電化學腐蝕2、析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以鋼鐵的腐蝕為例進行分析）類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應負極Fe－2e－=Fe2＋Fe－2e－=Fe2＋

正極2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯系吸氧腐蝕更普遍3、金屬的防護

(1)電化學防護。①犧牲陽極的陰極保護法—原電池原理a．負極：比被保護金屬活潑的金屬；b．正極：被保護的金屬設備。②外加電流的陰極保護法—電解原理a．陰極：被保護的金屬設備；b．陽極：惰性金屬或石墨。(2)改變金屬的內部結構，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。1、(2021·廣東卷，9)答案：B解析：本題考查原電池。根據題意可知，該電池中鈉為負極，碳納米管為正極。負極上金屬鈉失去電子發(fā)生氧化反應，即Na-e-=Na+，A項錯誤；CO2在正極碳納米管上得電子發(fā)生還原反應生成碳，電極反應式為CO2+4e-+4Na+=C+2Na2O，B項正確；放電時，陽離子從負極移向正極，C項錯誤；放電時，將化學能轉化為電能，D項錯誤。2、(2021·廣東卷，16)

答案:D解析：本題考查電解池。題圖所示裝置為電解池，根據外接電源可確定石墨電極為陽極，電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，Co電極為陰極，電極反應為Co2++2e-=Co。電解時Ⅰ室H+濃度增大，溶液的pH減小，Ⅰ室中H+通過陽離子交換膜進入Ⅱ室，Ⅱ室pH減小，A項錯誤；生成1molCo時，電路中轉移2mol電子，陽極產生0.5molO2，質量減少16g，H+從Ⅰ室進入Ⅱ室，導致Ⅰ室質量也減小，即生成1molCo時，Ⅰ室溶液質量減少大于16g，B項錯誤；若移除兩交換膜，Cl-在陽極發(fā)生反應生成Cl2，陽極反應式發(fā)生變化，C項錯誤；結合電極反應式和轉移電子數目相等，可寫出電解總通電反應為

，D項正確。3、(2021·湖北卷，15)

答案：A4、(2021·湖南卷，10)

答案：A答案:B解析：本題考查原電池和電解池工作原理。M極為Zn電極，失去電子，作為負極，則N極為正極，A項正確；放電時，左側為負極，發(fā)生氧化反應，電極反應方程式為Zn-2e-=Zn2+，左側生成的Zn2+流向右側，故左側的ZnBr2濃度不變，右側ZnBr2的濃度變大，B項錯誤；放電時，M極為負極，充電時，M極為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為Zn2++2e-=Zn，C項正確；中間沉積鋅位置的作用為提供電解液，故其隔膜既可以允許陽離子通過，也允許陰離子通過，D項正確。1、世界某著名學術刊物介紹了一種新型中溫全瓷鐵-空氣電池，其結構如圖所示。下列有關該電池放電時的說法正確的是()

A．a極發(fā)生氧化反應B．正極的電極反應式為FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－C．若有22.4L(標準狀況)空氣參與反應，則電路中有4mol電子轉移D．鐵表面發(fā)生的反應為xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2答案：D解析：a極通入空氣，O2在該電極發(fā)生得電子的還原反應，A錯誤；O2在正極發(fā)生反應，電極反應式為O2＋4e－=2O2－，B錯誤；由B項分析可知，電路中有4mol電子轉移時正極上消耗1molO2，在標準狀況下的體積為22.4L，則通入空氣的體積約為22.4L×5＝112L，C錯誤；由圖可知，鐵表面H2O(g)參與反應生成H2，則發(fā)生的反應為xH2O(g)＋Fe=FeOx＋xH2，D正確。2、一種電化學制備NH3的裝置如下圖所示，圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H＋。下列敘述錯誤的是(

)A．Pd電極b為陰極B．陰極的反應式：N2＋6H＋＋6e－===2NH3