备考高考化学150天全方案之排查补漏提高专题06电化学讲义 10页

‎【2019最新】精选备考高考化学150天全方案之排查补漏提高专题06电化学讲义 一、原电池的工作原理及应用 ‎（1）在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极。(　　)‎ ‎（2）在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强。(　　)‎ ‎（3）在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。(　　)‎ ‎（4）带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。(　　)‎ ‎（5）电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，是因为铜导线价格高，尽量节省成本。(　　)‎ ‎（6）原电池内部阳离子移向负极。(　　)‎ ‎（7）带盐桥的原电池中，可用金属代替盐桥。(　　)‎ ‎【答案】（1）√　（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×　（7）×‎ 二、电池电极反应式或总反应式的书写 ‎1．铝—镍电池(负极—Al，正极—Ni，电解液—NaCl溶液、O2)‎ 负极：4Al－12e－===4Al3＋；‎ 正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－；‎ 总反应式：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。‎ ‎2．镁—铝电池(负极—Al，正极—Mg，电解液—KOH溶液)‎ 负极：2Al＋8OH－－6e－===2AlO2-＋4H2O；‎ 正极：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－；‎ 10 / 10‎ 总反应离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2-＋3H2↑。‎ ‎3．锂电池(负极—Li，正极—石墨，电解液—LiAlCl4—SOCl2)‎ 已知电池总反应式：4Li＋2SOCl2===SO2↑＋4LiCl＋S，则 负极：4Li－4e－===4Li＋；‎ 正极：2SOCl2＋4e－===SO2↑＋S＋4Cl－。‎ ‎4．铁—镍电池(负极—Fe，正极—NiO2，电解液—KOH溶液)‎ 已知Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2，则：‎ 负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2；‎ 正极：NiO2＋2H2O＋2e－===Ni(OH)2＋2OH－。‎ 阴极：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－；‎ 阳极：Ni(OH)2－2e－＋2OH－===NiO2＋2H2O。‎ ‎5．LiFePO4电池(正极—LiFePO4，负极—Li，含Li＋导电固体为电解质)‎ 已知FePO4＋LiLiFePO4，则 负极：Li－e－===Li＋；‎ 正极：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4。‎ 阴极：Li＋＋e－===Li；‎ 阳极：LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋。‎ ‎6．高铁电池(负极—Zn，正极—石墨，电解质为浸湿的固态碱性物质)‎ 已知：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，则：‎ 负极：3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2；‎ 正极：2FeO42-＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－。‎ 阴极：3Zn(OH)2＋6e－===3Zn＋6OH－；‎ 10 / 10‎ 阳极：2Fe(OH)3－6e－＋10OH－===2FeO42-＋8H2O。‎ ‎7．氢氧燃料电池 ‎（1）电解质是KOH溶液(碱性电解质)‎ 负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O；‎ 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；‎ 总反应式：2H2＋O2===2H2O。‎ ‎（2）电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)‎ 负极：2H2－4e－===4H＋；‎ 正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O；‎ 总反应式：2H2＋O2===2H2O。‎ ‎（3）电解质是NaCl溶液(中性电解质)‎ 负极：2H2－4e－===4H＋；‎ 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；‎ 总反应式：2H2＋O2===2H2O。‎ ‎8．甲烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入甲烷、电解液有三种)‎ ‎（1）电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)‎ 正极：2O2＋8e－＋4CO2===4CO32-；‎ 负极：CH4－8e－＋4CO32-===5CO2＋2H2O；‎ 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。‎ ‎（2）酸性电解质(电解液为H2SO4溶液)‎ 正极：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O；‎ 10 / 10‎ 负极：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋；‎ 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。‎ ‎（3）碱性电解质(电解液为KOH溶液)‎ 正极：2O2＋8e－＋4H2O===8OH－；‎ 负极：CH4－8e－＋10OH－===CO32-＋7H2O；‎ 总反应式：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O。‎ ‎9．甲醇燃料电池 ‎（1）碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH溶液)‎ 正极：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－；‎ 负极：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO32-＋12H2O；‎ 总反应式：2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。‎ ‎（2）酸性电解质(铂为两极、电解液为H2SO4溶液)‎ 正极：3O2＋12e－＋12H＋===6H2O；‎ 负极：2CH3OH－12e－＋2H2O===12H＋＋2CO2；‎ 总反应式：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。‎ 三、电解池电极反应式的书写 ‎1．用惰性电极电解下列溶液 ‎（1）NaCl溶液 阴极：2H＋＋2e－===H2↑；‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；‎ 总反应式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。‎ ‎（2）CuSO4溶液 10 / 10‎ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu；‎ 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；‎ 总反应式：2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑。‎ ‎2．用惰性电极电解下列熔融态物质 ‎（1）MgCl2‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；‎ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg；‎ 总反应式：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。‎ ‎（2）Al2O3‎ 阳极：6O2－－12e－===3O2↑；‎ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al；‎ 总反应式：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。‎ ‎3．用铜作电极电解下列溶液 ‎（1）H2O 阴极：2H＋＋2e－===H2↑；‎ 阳极：Cu－2e－===Cu2＋；‎ 总反应式：Cu＋2H2OCu(OH)2↓＋H2↑。‎ ‎（2）H2SO4溶液 阴极：2H＋＋2e－===H2↑；‎ 阳极：Cu－2e－===Cu2＋；‎ 总反应式：Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑。‎ ‎（3）NaOH溶液 10 / 10‎ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；‎ 阳极：Cu－2e－＋2OH－===Cu(OH)2↓；‎ 总反应式：Cu＋2H2OCu(OH)2↓＋H2↑。‎ ‎4．用Al作电极电解下列溶液 ‎（1）H2SO4溶液 阴极：6H＋＋6e－===3H2↑；‎ 阳极：2Al－6e－===2Al3＋；‎ 总反应式：2Al＋3H2SO4Al2(SO4)3＋3H2↑。‎ ‎（2）NaOH溶液 阴极：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－；‎ 阳极：2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O；‎ 总反应式：2Al＋2H2O＋2NaOH2NaAlO2＋3H2↑。‎ 四、电解原理的应用 ‎（1）Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑可以设计成电解池，但不能设计成原电池。(　　)‎ ‎（2）电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。(　　)‎ ‎（3）根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等。(　　)‎ ‎（4）电解是把电能转变成化学能。(　　)‎ ‎（5）电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化。(　　)‎ ‎（6）任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应。(　　)‎ ‎【答案】（1）√　（2）×　（3）×　（4）√　（5）√　（6）√‎ ‎1．化学能与电能转化 10 / 10‎ ‎2．金属腐蚀 ‎1．原电池中的“3”个方向 ‎（1）电子方向：电子从负极流出经外电路流入正极；‎ ‎（2）电流方向：电流从正极流出经外电路流入负极；‎ ‎（3）离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。‎ ‎2．原电池正、负极判断的“五个角度”‎ ‎3．“三步”突破原电池电极反应式、总反应式的书写 ‎4．电解池中电极反应式的书写步骤 ‎5．有关电化学定量计算的方法 ‎（1）根据总反应式计算。先写出电极反应式、再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。‎ ‎（2）守恒法计算。用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。‎ ‎6．金属腐蚀快慢的判断 ‎7．理解充、放电，准确剖析电化学原理 ‎（1）对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池工作原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；外电路中电子由负极流向正极，内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。‎ ‎（2）可充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；充电时电池的“＋”极与外接直流电源的正极相连，电池的“－”极与外接直流电源的负极相连。‎ 10 / 10‎ ‎8．燃料电池电极反应式的书写方法 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：‎ ‎（1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。‎ ‎（2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。‎ ‎（3）固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：O2＋4e－===2O2－。‎ ‎（4）熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO32-。‎ 再根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式：‎ 电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式＝电池正极反应式＋电池负极反应式。‎ 电池负极反应式＝电池的总反应式－电池正极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。‎ ‎1．如图是利用一种微生物将废水中的有机物(如淀粉)和废气NO的化学能直接转化为电能，下列说法中一定正确的是 A．质子透过阳离子交换膜由右向左移动 B．与X相连接是用电器标有“＋”的接线柱 C．M电极反应式：(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋‎ D．当M电极微生物将废水中16.2 g淀粉转化掉时，N电极产生134.4 L N2（标况下）‎ ‎【答案】C 10 / 10‎ ‎2．利用右图装置实现钢铁的电化学防护，下列说法错误的是 A．K连N，X极发生氧化反应 B．K连N，称外接电流的阴极保护法 C．K连M，X为Zn 时，铁不易被腐蚀 D．K连M，铁上电极反应为2H++2e→H2↑‎ ‎【答案】D ‎3．锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：‎ Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)＝Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s) 下列说法错误的是（ ）‎ A．电池工作时，锌失去电子，电解液内部OH-向负极移动 B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)＋H2O(1)＋2e－＝Mn2O3(s)＋2OH－(aq)‎ C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g ‎【答案】C ‎【解析】A、锌的化合价升高，失去电子，电解液内部OH-向负极移动，A正确；B、负极失去电子，正极得到电子，则根据总反应式可判断正极是二氧化锰得到电子，电极反应式为2MnO2(s)＋H2O（1）＋2e－＝Mn2O3(s)＋2OH－(aq)，B正确；C、电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，C错误；D、总的反应式可知消耗0.2mol电子时负极消耗0.1mol锌，则消耗锌的质量0.1mol×65g/mol＝6.5g，D正确，答案选C。‎ ‎4．H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应原理为：2H2S(g) + O2(g) = S2(s) + 2H2O(l)‎ 10 / 10‎ ‎ H＝-632kJ·mol-1。右图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法不正确的是 A．电路中每流过2mol电子，电池内部释放316kJ热能 B．每34gH2S参与反应，有2mol H+经质子膜进入正极区 C．电极a为电池的负极 D．电极b上发生的电极反应为：O2+4e-+4 H+＝2H2O ‎【答案】A ‎【解析】A.根据方程式，电路中每流过2mol电子，有1molH2S发生反应，电池内部释放316kJ的总能量，部分以电能的形式发出，部分以其他形式的能量发出，A错误；B．34gH2S的物质的量为1mol，根据方程式，有2molH+经质子膜进入正极区，与氧气结合生成水，B正确；C．该电池属于燃料电池，通入燃料的为负极，通入空气或氧气的为正极，故电极a为电池的负极，C正确；D.根据图示，酸性条件下，O2 在此极上得电子变为-2价的化合物水，电极b上发生的电极反应为：O2+4H++4e= 2H2O，D正确；答案选A。‎ ‎5．H3BO3(一元弱酸) 可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，其工作原理如图，下列叙述错误的是 A．M室发生的电极反应式为：2H2O－4e－ = O２↑＋4H＋‎ B．N室中：a% >b%‎ C．理论上每生成1mol产品，阴极室可生成标准状况下5.6L气体 D．b膜为阴膜，产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸 ‎【答案】C 10 / 10‎