2019高考电化学典例精析及解题方法精讲

2019高考电化学典例精析及解题方法精讲—电化学专题复习共计4课时•第一课时电化学原理复习•第二课时化学电源——落实电极反应•第三课时电池的组合•第四课时电化学知识版块的综合考纲要求考点考题类型高考频度命题规律1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。原电池及化学电源选择题非选择题★★★★★1.本专题是历年高考必考内容，主要考查：(1)原电池、电解池、电镀池的电极名称；(2)电极反应式及电池反应式的书写；(3)电解产物的判断；(4)设计原电池；(5)电化学的有关计算。电解原理及其应用选择题非选择题★★★★考试说明的要求考纲要求考点考题类型高考频度命题规律2.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。金属的电化腐蚀及防护选择题非选择题★★★2.原电池的工作原理及新型电源电极反应式的书写，电解产物的判断和电化学计算是高考命题的热点。电化学知识脉络简图选择题，多以考察基础电化学知识为主，包括原电池的工作原理、电解池工作原理、电极反应式书写的正误判断、金属的腐蚀和防护为热点；填空题与生产生活、新科技及新技术等问题相联系，考察电极判断、电极反应式的书写、离子的移动、电解质溶液的变化、新型电池的分析、金属的腐蚀和防护、电镀、电冶金、电解法制备某些物质，装置设计、环境保护、实验探究等等。更多的时候是要结合题给电化学装置信息，考察电解原理、电极反应式书写、电解时电极附近电解质溶液的pH变化，涉及元素化合物、氧化还原、化学实验的对照实验设计、变量控制、少量产物的检验方法、对比分析后的结论表述等内容。从而综合考查学生接受吸收整合化学信息的能力、分析解决化学问题的能力、化学实验及探究能力。高考题型学生的思维障碍点主要是：•对氧化还原反应的基本概念遗忘或不熟练，影响对电极反应本质的判断（出错或慢）•原电池、电解池的概念相似性高，区分不清造成混乱。•不能从物质的氧化性、还原性强弱判断电极反应物。•对双液原电池的盐桥理解不准确，与原电池、电解池串联装置中连接电极的导线混淆•电极反应书写中出现表示得失电子、得失电子数值、电荷守恒配平、电解质与电极反应产物反应的考虑等错误•电化学装置中微粒（电子、离子）的移动方向的判断，装置中离子浓度变化的判断和计算。•对陌生的原电池装置找不到“自发的氧化还原反应”，影响对装置工作原理的理解。•对分析电化学装置的思路不清楚或不熟练。•与其他板块知识的综合应用分析能力有待提高。第一课时电化学原理复习——明确解决电化学问题的程序第二课时化学电源——落实电极反应式的书写第三课时电池的组合——精练第四课时电化学知识版块的综合——知识整合第一课时电化学原理复习——明确解决电化学问题的程序AGZnFeH2SO4DGFeCNaClGCFeCNH4ClBGZnCCuSO4EFeCNaClFFeCNaClHCCuCuSO4GCCCuSO4【环节一】：以教材素材重组装置为例，辨析典型装置，巩固分析电化学装置的程序，熟悉典型电极反应书写。装置总反应（用双线桥表示元素化合价的变化）电极材料电解质/溶液（阴阳离子）电极反应类别序号ABCD装置电源与电极的关系电极材料电解质/溶液（阴阳离子）电极区物质的氧化性、还原性顺序电极反应总反应类别序号EFGH•填写表格，请注意表格内容的先后。自发的氧化还原反应电极反应物和电极产物、反应过程、反应现象、电子流向电极材料的选择电解质溶液的选择、离子移动方向明确电源、电子流向电极区物质的氧化性、还原性顺序确定电极反应物和电极产物、反应过程、反应现象、电子流向离子移动方向（结合信息）拆分电极反应式电极反应式【环节二】：归纳总结分析电化学装置的程序。原电池:1、原理---自发的氧化还原反应2、装置电极反应物电极产物过程现象失电子场所得电子场所电子导体离子导体装置要素原理要素还原剂失电子氧化产物氧化剂得电子还原产物电子移动方向阳离子阴离子原电池思维模型(负极材料)（电解质）(正极材料)e-e-e-e-e-Mn+Mn+电解池:1、原理---强大的氧化剂和还原剂，使“非自发的氧化还原反应”得以发生，2、思维起点----电源---电子流动方向--离子移动方向(氧化性还原性)--氧化性还原性决定放电顺序电极反应物电极产物过程现象失电子场所得电子场所电子导体离子导体装置要素原理要素还原剂失电子氧化产物氧化剂得电子还原产物电子移动方向阳离子阴离子电解池思维模型(负极材料)（电解质）(正极材料)e-e-e-e-e-e-e-建立思维模型，帮助学生梳理思维的系统性。清华大学校长顾秉林先生寄语毕业生时说过这样一句话“方向比努力更重要”。【环节三】：应用电化学装置思维模型进行分析。---精心设计教学问题，让学生说完整的话，将思路外显，有利于更好地转变为学生的思路，培养学生分析解释问题的能力。（1）装置C中石墨电极（C）上的现象，结合平衡移动原理解析和电极方程式解析产生该现象的原因：。（2）装置D是铁合金的腐蚀，电化学反应后在溶液中继续发生的反应是：。以上装置中对于铁能实现“牺牲阳极的阴极保护”的是：，属于“外加电流的阴极保护法”的是。（3）装置E工作一段时间后分别在两电极附近滴加1～2滴酚酞溶液，现象是：，结合平衡移动原理解析和电极方程式解析产生该现象的原因：，总反应的离子方程式是。（4）装置G工作一段是间后的现象是：，溶液的pH变大、变小、不变、不能确定)。（5）装置H的作用是：；若把装置更改为实现“粗铜精炼”（粗铜中含有少量Zn、Fe、Ag和石墨），则阳极反应，阴极反应，溶液中c(Cu2+)。（6）冶炼金属钠可以在装置E中把改为，反应方程式是：。金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护电解的应用氯碱工业粗铜精炼金属冶炼精心设计教学问题，创设探究情境【小结】1、熟练典型的电化学模型2、根据表格内容，形成分析电化学装置的基本流程3、原电池是基于“自发的氧化还原反应”而设计的把化学能转化为电能的装置，所以正反应物是氧化性较明显的物质（如Ag+、Fe3+、Cu2+、H+、氧气、氯气、MnO2等）负极都是还原性比较强的物质（如金属、氢气、一氧化碳、甲烷、乙醇等）。4、电解池的电源是强大的氧化剂和还原剂，使“非自发的氧化还原反应”得以发生，实现电能转化为化学能的装置。所以阴、阳极的反应物可以是氧化性不强的物质（如Na+、Al3+）和还原性不强的物质（如Cl-、OH-）5、无论是原电池还是电解池，在电极上放电的顺序都是“先强后弱”【例题2】10.右图为锌铜原电池装置图，下列说法不正确的是A.电子由Zn极流向Cu极B.该装置的总反应为：Zn+Cu2+==Zn2++CuC.一段时间后，A池带正电荷，B池带负电荷D.取出盐桥，电流计指针不再偏转【环节四】：以Zn/ZnSO4‖KCl盐桥‖Cu/CuSO4电池为例，掌握电化学装置的设计及表达【环节四】：以Zn/ZnSO4‖KCl盐桥‖Cu/CuSO4电池为例，掌握电化学装置的设计及表达【例题3】综合下图判断，下列叙述不正确的是A.Ⅰ、Ⅱ的反应原理均是Zn+Cu2+=Zn2++CuB.Ⅰ、Ⅱ中均有电子转移，均是把化学能转化为电能利用C.随着反应的进行，Ⅰ、Ⅱ中CuSO4溶液颜色均渐渐变浅D.取a中溶液，加足量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，有沉淀产生盐桥离子移动单池原电池和盐桥原电池的对比图1和图2两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。负极：Zn－2e－===Zn2＋正极：Cu2＋＋2e－===Cu总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋不同点：图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。图2中Zn和CuSO4溶液分别在两个池子中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。2.盐桥的组成和作用(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。(2)盐桥的作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流。20题型总结发现问题—提出假设—收集证据—解释现象—得出结论—分析现象，从物质及其变化的条件提出合理假设源于异常实验现象分析；对实验结论或观点的质疑或思考；实验缺陷的思考等设计并完成实验，控制变量，排除干扰（空白对照实验、单一因素改变）假设成立时，改变某因素，导致某一变化，出现对应的实验现象运用化学反应规律和原理，解释现象背后的物质变化；回答实验假设是否成立。【小结】1、双液原电池的优点：分隔氧化剂与还原剂，避免电池“内耗”2、盐桥的意义：正负极区电解质以外的电解质，保证内电路上有阴阳离子的定向移动而形成闭合回路，保持两电极区溶液的电中性，是电池能够持续工作。3、负极（区）：还原剂+电解质/溶液（不与电极材料反应）正极（区）：导体（还原性比负极弱）+氧化剂盐桥：电解质溶液（不与正负极区电解质反应）+载体（琼胶、滤纸、棉线等）第二课时化学电源---落实电极反应式的书写（1）放电过程是（原电池/电解池）装置，还原剂是，氧化剂是，负极反应：，正极反应：，溶液的pH变化是。（2）在铅蓄电池工作原理示意图中，请在方框内补充充电时所需用品的示意图。分别表示放电、充电时，电子、阴阳离子的移动方向；（3）充电过程的阳极反应：，若通电一段时间，蓄电负极质量减少9.6g，则在导线上通过的电子为mol。【环节一】以铅蓄电池为例复习二次电池的分析方法。铅蓄电池的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O1、二次电池：铅蓄电池(-)Pb│H2SO4│PbO2(+)负极：负极反应：Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)氧化反应负极材料：Pb正极：正极反应：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4(s)+2H2O(l)还原反应正极材料：PbO2总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)放电过程【环节一】以铅蓄电池为例复习二次电池的分析方法。（1）在反应方程式上用双线桥表示放电过程得失电子、氧化反应、还原反应的情况。铅蓄电池的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O阴极(接电源负极)：PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)还原反应阳极(接电源正极)：2PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)氧化反应充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)铅蓄电池的充放电过程：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电放电充电时接反电源正负极什么情况？充电过程（2）在反应方程式上用双线桥表示充电过程得失电子、氧化反应、还原反应的情况。【小结】1、氧化还原反应的基本概念：失升氧还原剂，得降还氧化剂2、原电池（放电）：负极氧化，电子流出，阴离子靠近；（正极还原，电子流入，阳离子靠近）3、电解池（充电）阳极氧化，电子流出，阴离子靠近；（阴极还原，电子流入，阳离子靠近）4、用“画圈”的方法帮助学生掌握电子、电流、离子的流动方向可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极连接？归纳总结1、氢氧燃料电池介质电池总反应：当用酸性电解质时正极负极当用碱性电解质时正极负极【环节二】：燃料电池工作原理及构造1、氢氧燃料电池负极材料氢气正极材料O2电解质KOH溶液负极反应正极反应总反应备注该电池由于高能、轻便、无污染等优点而被广泛应用于航天等特殊场合2H2+4OH-－4e－=4H2OO2+2H2O+4e－=4OH-2H2+O2=2H2O2、氢氧燃料电池负极材料氢气正极材料O2电解质稀硫酸负极反应正极反应总反应备注该电池由于高能、轻便、无污染等优点而被广泛应用于航天等特殊场合2H2－4e