2014高考化学二轮专题复习与增分策略：专题八电化学

2014高考化学二轮复习-专题八电化学---原电池[考纲要求]了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。原电池的工作原理思考：原电池的工作原理：原电池的工作原理是将氧化还原反应的“氧化反应和还原反应”分别在两极上进行，还原剂在负极被氧化，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。内电路中的阳离子移向正极、阴离子移向负极。(盐桥中的阳离子移向正极区，阴离子移向负极区)。考点一盐桥原电池盐桥常从以下方面命题。1、考查盐桥的作用；2、考查含盐桥的电化学总反应式的书写；3、考查盐桥内溶液离子的移动方向；4、考查含盐桥的电化学装置的设计。1)避免两溶液直接接触2)连通原电池的内电路3)平衡溶液中离子电荷1．根据下图，下列判断中正确的是()A．烧杯a中的溶液pH降低B．烧杯b中发生氧化反应C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－=H2D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－=Cl2B2．能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。①完成原电池甲的装置示意图，并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。设计思路首先根据离子方程式判断出氧化剂、还原剂，明确电极反应。然后再分析两剂状态确定电极材料，若为固态时可作电极，若为溶液时则只能作电解液。然后补充缺少的电极材料及电解液。电极材料一般添加与电解质溶液中阳离子相同的金属作电极(使用惰性电极也可)，电解液则是一般含有与电极材料形成的阳离子相同的物质。最后再插入盐桥即可。②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极________________________________________。③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是________________________________________________________。(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中应选__________作阳极。电极逐渐溶解，表面有红色固体析出甲避免了Cu2＋直接与负极发生反应而使化学能转化为热能负极不和Cu2＋接触，锌片3．控制条件，将反应2Fe3＋+2I－2Fe2＋+I2设计成如图所示的原电池。判断不正确的是()A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极D①改变条件，平衡移动；②平衡移动，电子转移；③电子转移，判断区域；④根据区域，判断流向；⑤根据流向，判断电极。电子流向的分析方法：考点二燃料电池负极：2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O正极：3O2＋12e-＋6H2O=12OH-负极：2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2↑+12H＋正极：3O2＋12e-＋12H＋=6H2O(2)碱性介质，如KOH溶液。(1)酸性介质，如稀H2SO4。示例：CH3OH、O2燃料电池。燃料电池电极反应式的书写关键：一是得失电子数目的判断，二是电极产物的判断。思路归纳对于燃料电池，正极往往通入O2，书写时应注意：(1)首先书写正极反应式：①酸性O2＋4e－＋4H＋==2H2O②碱性O2＋4e－＋2H2O==4OH－(2)然后用总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。(3)熔融盐介质，如K2CO3。(空气与CO2的混合气体为正极气体,传导CO32-）负极：2CH3OH-12e-+6CO32-=8CO2↑+4H2O正极：3O2＋12e－＋6CO2=6CO2－3负极：2CH3OH-12e－+6O2－=2CO2↑+4H2O正极：3O2＋12e－=6O2－(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高温下能传导生成的O2-。4．(2012·四川理综)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e-＋H2O=CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是()A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2==CH3COOH＋H2OD．正极上发生的反应为O2＋4e-＋2H2O=4OH-C5．某燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H＋，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H2＋O2=2H2O。请回答：(1)H＋由____极通过固体酸电解质传递到另一极(填a或b)。(2)b极上电极反应式是_______________。aO2＋4e－＋4H＋=2H2O6．如下图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导正极生成的O2-。(1)c电极的名称为________。(2)d电极上的电极反应式为________________。正极CH4+4O2--8e-=CO2↑+2H2O[考纲要求]1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.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。2014高考化学二轮复习-专题八电化学(2)“六点”突破电解池1．分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。2．剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。3．注意放电顺序。4．书写电极反应，注意得失电子守恒。考点三突破电解池，应用“不寻常”5．正确判断产物。(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2－I－Br－Cl－OH－(水)。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag＋Hg2＋Fe3＋Cu2＋H＋Pb2＋Fe2＋H＋(水)6．恢复原态措施。电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况。1．Li/SO2电池具有输出功率高和低温性能好等特点，其电解质是LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，电池反应式为2Li＋2SO2放电充电Li2S2O4。下列说法正确的是()A．该电池反应为可逆反应B．放电时，Li＋向负极移动C．充电时，阴极反应式为Li＋＋e－===LiD．该电池的电解质溶液可以换成LiBr的水溶液C方法技巧对于可充电电池，放电时为原电池，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。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。电解原理的“不寻常”应用2．某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如右，下列说法不正确的是()A．A为电源正极B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2OC．阴极区附近溶液pH降低D．若不考虑气体的溶解，当收集到H213.44L(标准状况)时，有0.1molCr2O2－7被还原C3.利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B．一段时间后，a管液面高于b管液面C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小D．a、b两处相同的电极反应式：Fe-2e-=Fe2＋C1．两比较(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正极反应2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-负极反应Fe－2e－===Fe2＋其他反应Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈考点四“两比较”“两法”突破金属的腐蚀与防护正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。4．(2012·山东)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A.图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B.图b中，开关由M改置于N时，Cu­Zn合金的腐蚀速率减小C.图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．图d中，Zn­MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的B2．两种保护方法(1)加防护层:金属表面加上油漆、搪瓷等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。(2)电化学防护:①牺牲阳极保护法—原电池原理：正极为被保护的金属；负极为比被保护的金属活泼的金属；②外加电流的阴极保护法—电解原理：阴极为被保护的金属。(2)腐蚀快慢的比较判断原则：电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。考点五正确理解“电解池”的串联突破电化学的计算1．根据电子守恒计算2．根据总反应式计算3．根据关系式计算如通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)5．如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O，下列说法正确的是()A．甲池电能转化为化学能，乙、丙池化学能转化电能B．甲池左电极反应式CH3OH-6e-＋2H2O=CO2－3＋8H＋C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度D．甲池中消耗280mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体D