高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題能力訓(xùn)練5 電化學(xué)基礎(chǔ)（含15年高考題）課件

專題能力訓(xùn)練專題能力訓(xùn)練5電化學(xué)基電化學(xué)基礎(chǔ)礎(chǔ)-2-專題知識脈絡(luò)能力目標(biāo)解讀熱點(diǎn)考題詮釋-3-專題知識脈絡(luò)能力目標(biāo)解讀熱點(diǎn)考題詮釋-4-專題知識脈絡(luò)能力目標(biāo)解讀熱點(diǎn)考題詮釋1231.(2015全國課標(biāo))微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是()A.正極反應(yīng)中有CO2生成B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C.質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 答案解析解析關(guān)閉解題要領(lǐng):C6H12O6中C的平均化合價為0價,二氧化碳中C的化合價為+4價,所以生成二氧化碳的反應(yīng)為氧化反應(yīng),故CO2在負(fù)極生成,A選項(xiàng)錯誤;在微生物的作用下,該裝置為原電池裝置,反應(yīng)速率加快,所以微生物促進(jìn)了反應(yīng)的發(fā)生,B項(xiàng)正確;質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子(即H+)通過,原電池中陽離子向正極移動,C項(xiàng)正確;電池的總反應(yīng)實(shí)質(zhì)是C6H12O6的氧化反應(yīng),D項(xiàng)正確。 答案解析關(guān)閉A-5-專題知識脈絡(luò)能力目標(biāo)解讀熱點(diǎn)考題詮釋1232.(2014課標(biāo)全國)2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是()A.a為電池的正極B.電池充電反應(yīng)為LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLiC.放電時,a極鋰的化合價發(fā)生變化D.放電時,溶液中Li+從b向a遷移 答案解析解析關(guān)閉解題要領(lǐng):根據(jù)原電池、電解池的組成及工作原理,確定放電元素及其化合價變化。原電池工作時,b電極上的活潑金屬Li,失去電子變?yōu)長i+;a電極Mn元素得到電子化合價降低。 答案解析關(guān)閉C -6-專題知識脈絡(luò)能力目標(biāo)解讀熱點(diǎn)考題詮釋1233.(2015全國課標(biāo))酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:溶解度/(g/100 g水) -7-專題知識脈絡(luò)能力目標(biāo)解讀熱點(diǎn)考題詮釋123回答下列問題:(1)該電池的正極反應(yīng)式為,電池反應(yīng)的離子方程式為。 (2)維持電流強(qiáng)度為0.5 A,電池工作5分鐘,理論上消耗鋅 g。(已知F=96 500 Cmol-1)-8-專題知識脈絡(luò)能力目標(biāo)解讀熱點(diǎn)考題詮釋123-9-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三原電池原理及電極反應(yīng)式的書寫有關(guān)原電池解題的思維路徑-10-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三問題探究1.如何確定正負(fù)極?(1)根據(jù)電極材料判斷:活潑金屬作負(fù)極、不活潑金屬(或非金屬)作正極。燃料電池:燃料在負(fù)極,氧氣在正極。(2)由反應(yīng)類型判斷:失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的是負(fù)極;得電子發(fā)生還原反應(yīng)的是正極。(3)依據(jù)電子流向、陰陽離子流向、電流流向判斷:電子流出、電流流入、陰離子流向的電極為負(fù)極;電子流入、電流流出、陽離子流向的電極為正極。-11-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三2.怎樣正確書寫電極反應(yīng)?(1)電極反應(yīng)的書寫是關(guān)鍵。常見的步驟及方法:-12-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三-13-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三(2)書寫電極反應(yīng)式應(yīng)充分注意介質(zhì)影響。中性溶液反應(yīng)物中若是H+得電子或OH-失電子,H+和OH-均來自于水的電離;酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均不出現(xiàn)OH-;堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均不出現(xiàn)H+;水溶液中不能出現(xiàn)O2-。3.如何分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?分析電極及電極區(qū)的pH及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時,要從電極反應(yīng)入手;分析電解質(zhì)溶液中的pH及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時,要從電池反應(yīng)入手。-14-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三例1(1)(2013全國課標(biāo))二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點(diǎn),其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93 kWhkg-1)。若電解質(zhì)為酸性,二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為,一個二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化,可以產(chǎn)生個電子的電量。 (2)(2012課標(biāo)全國部分)與MnO2-Zn電池類似,K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應(yīng)式為,該電池總反應(yīng)的離子方程式為。 -15-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三分析推理(1)對于燃料電池負(fù)極反應(yīng)的書寫,需要以下幾個思維步驟:第一步先寫反應(yīng)物、生成物,注意溶液的環(huán)境:酸性電解質(zhì)中CH3OCH32CO2;第二步寫明轉(zhuǎn)移電子數(shù),根據(jù)碳元素的化合價變化:CH3OCH3-12e-2CO2;第三步配平,根據(jù)電荷守恒和原子守恒:3H2O+CH3OCH3-12e- 2CO2+12H+。1 mol二甲醚被氧化生成2 mol CO2,失去12NA個電子,故1個二甲醚分子轉(zhuǎn)移12個電子。-16-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三-17-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三-18-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三-19-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三對點(diǎn)訓(xùn)練1(2013安徽理綜)熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后,電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為:PbSO4+2LiCl+CaCaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關(guān)說法正確的是()A.正極反應(yīng)式:Ca+2Cl-2e- CaCl2B.放電過程中,Li+向負(fù)極移動C.每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,理論上生成20.7 g PbD.常溫時,在正負(fù)極間接上電流表或檢流計,指針不偏轉(zhuǎn) 答案解析解析關(guān)閉負(fù)極反應(yīng)為Ca失電子,A錯;放電過程中,陽離子移向正極,B錯;由電池總反應(yīng)方程式可知,每轉(zhuǎn)移2 mol e-,生成1 mol Pb,即每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,理論上生成10.35 g Pb,故C錯;D項(xiàng),由題干信息可知,常溫下,該電池反應(yīng)不能發(fā)生,故D正確。 答案解析關(guān)閉D-20-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三電解原理及電極反應(yīng)式的書寫有關(guān)電解池解題的思維路徑-21-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三問題探究1.如何判斷陰陽極?判斷原電池和電解池的電極是解題的關(guān)鍵,為了方便記憶,我們可采取口訣或諧音的方法記憶。原電池,正負(fù)極;電解池,陰陽極;失去電子負(fù)(原電池)陽(電解池)極;發(fā)生氧化定無疑。還可以用諧音幫助記憶:陰得(陰德)陽失;陽氧(陽)陰還。-22-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三2.怎樣判斷電解產(chǎn)物?(1)陽極產(chǎn)物的判斷。首先看電極,如果是活性電極(金屬活動性順序中Ag以前的金屬,包括Ag)作陽極,則電極材料本身失電子,電極溶解。如果是惰性電極,則看溶液中陰離子的失電子能力,陰離子的放電順序?yàn)镾2-I-Br-Cl-OH-,其氧化產(chǎn)物依次對應(yīng)為單質(zhì)S、I2、Br2、Cl2和O2。(2)陰極產(chǎn)物的判斷。直接根據(jù)陽離子放電順序(如下)進(jìn)行判斷:Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+,其還原產(chǎn)物依次對應(yīng)為金屬單質(zhì)或低價態(tài)陽離子:Ag、Fe2+、Cu、H2、Pb、Sn、Fe、Zn。3.如何正確書寫電極反應(yīng)式?根據(jù)溶液環(huán)境,結(jié)合電解產(chǎn)物的判斷,書寫出陰陽極的電極反應(yīng)方程式。-23-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三例2(1)(2014全國課標(biāo))H3PO2也可用電滲析法制備,“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過):-24-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三寫出陽極的電極反應(yīng)式。 分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因。 早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2,將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜,從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有雜質(zhì),該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是。 (2)(2014課標(biāo)全國)PbO2也可以通過石墨為電極,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為,陰極上觀察到的現(xiàn)象是;若電解液中不加入Cu(NO3)2,陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為,這樣做的主要缺點(diǎn)是。 -25-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三-26-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三(4)對于Pb(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液,陽極產(chǎn)物是O2嗎?陰陽極產(chǎn)物如何判斷?一般要依據(jù)離子在溶液中的放電順序,活性電極作陽極要先放電溶解,結(jié)合題給信息,知道PbO2可以由電解得到,則Pb2+的化合價升高,失電子,只能在陽極產(chǎn)生,所以陽極產(chǎn)生的是PbO2而非O2。根據(jù)放電順序,陰極產(chǎn)生的是銅單質(zhì)。-27-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三題后反思(1)寫電極反應(yīng)時電子的得失易寫反,如寫成2H2O+4e-O2+4H+而丟分,而寫成4OH-4e-2H2O+O2也得分。(2)得到H3PO2的原因,雜質(zhì)產(chǎn)生的原因,學(xué)生給出的答案千奇百怪,說明對原理不清楚。即使清楚原理,很多學(xué)生語言敘述存在很大問題,沒有說出關(guān)鍵點(diǎn)而丟分。由此提醒我們在今后的學(xué)習(xí)中多在課堂中練習(xí)表述,學(xué)會表述。(3)對于Pb(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中陽極反應(yīng)很多學(xué)生沒有審清題,寫成4OH-4e-2H2O+O2而丟分。同樣“陰極上觀察的現(xiàn)象”,而許多學(xué)生寫成溶液中的現(xiàn)象而丟分。審清題意成為此題得分的關(guān)鍵點(diǎn)。-28-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三對點(diǎn)訓(xùn)練2(2015河北邯鄲一模)用Na2SO3溶液吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫,將所得的混合液進(jìn)行電解循環(huán)再生,這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。其中陰、陽離子交換膜組合循環(huán)再生機(jī)理如圖所示,則下列有關(guān)說法中不正確的是()A.X為直流電源的負(fù)極,Y為直流電源的正極B.陽極區(qū)pH增大C.圖中的baD.該過程中的產(chǎn)品主要為H2SO4和H2 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-29-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)電化學(xué)定量計算金屬的腐蝕與防護(hù)的解題思維路徑-30-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三問題探究1.金屬防腐的電化學(xué)方法有哪些?(1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法原電池原理:在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上裝若干較活潑金屬如鋅塊,讓被保護(hù)的金屬作原電池的正極,簡稱“犧陽保陰”。(2)外加電流的陰極保護(hù)法電解池原理:讓被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作陰極,惰性電極作陽極,外接直流電源,簡稱“外流保陰”。(3)其他方法:改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu),如制成不銹鋼;加涂防護(hù)層如噴油漆、涂油脂、噴鍍等方法。-31-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三2.有關(guān)電化學(xué)定量計算的方法有哪些?(1)根據(jù)總反應(yīng)式計算。先寫出電極反應(yīng),再寫出總反應(yīng)式,然后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算。(2)守恒法計算。用于串聯(lián)電路中電極反應(yīng)物、產(chǎn)物及電子轉(zhuǎn)移的有關(guān)計算,其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)守恒。-32-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三例3(2014上海化學(xué))如下圖所示,將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中。下列分析正確的是 ()A.K1閉合,鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H+2e- H2B.K1閉合,石墨棒周圍溶液pH逐漸升高C.K2閉合,鐵棒不會被腐蝕,屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法D.K2閉合,電路中通過0.002NA個電子時,兩極共產(chǎn)生0.001 mol氣體-33-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三分析推理(1)發(fā)生原電池反應(yīng)時,是吸氧腐蝕還是析氫腐蝕?審清溶液的環(huán)境,題中給出的是飽和氯化鈉溶液,所以發(fā)生吸氧腐蝕,鐵棒上是Fe-2e- Fe2+,石墨棒上是O2+2H2O+4e-4OH-。(2)如何判斷鐵棒是否發(fā)生腐蝕?先根據(jù)電源判斷正極與石墨棒相連,石墨棒為陽極,鐵棒為陰極,被保護(hù)。要區(qū)別犧牲陽極的陰極保護(hù)法和外接電源的陰極保護(hù)法的不同之處:正極是活潑金屬還是外接電源。(3)如何求算產(chǎn)生氣體的量?先寫出陰陽極電極反應(yīng)式,陽極:2Cl-2e- Cl2,陰極:2H+2e-H2。所以轉(zhuǎn)移1 mol電子,共產(chǎn)生1 mol氣體。答案:B對點(diǎn)訓(xùn)練3為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕性,現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源,以Al作陽極、Pb作陰極,電解稀硫酸,使鋁表面的氧化膜增厚。反應(yīng)原理如下:電池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)電解池:2Al+3H2O Al2O3+3H2電解過程中,以下判斷正確的是()-34-命題熱點(diǎn)一命題熱點(diǎn)二命題熱點(diǎn)三 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-35-12341.下圖是一套電化學(xué)裝置,下列有關(guān)說法錯誤的是() 答案解析解析關(guān)閉根據(jù)裝置圖分析,A為燃料電池,B為電解池,電解H2SO4溶液,A項(xiàng)正確;B池中電解H2SO4溶液實(shí)質(zhì)是電解水,H2SO4溶液濃度增大,pH減小,B項(xiàng)錯誤;a口若消耗1 mol CH4,失去8 mol e-,d口H+得8 mol e-可產(chǎn)生4 mol H2,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)也正確。 答案解析關(guān)閉B-36-12342.(2015河南六市檢測)英國赫瑞瓦特大學(xué)陶善文博士研究出以尿素為動力的燃料電池新技術(shù)。用這種電池可直接去除城市廢水中的尿素,既能產(chǎn)生凈化的水,又能發(fā)電。尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示,關(guān)于該電池描述正確的是 ()A.電池工作時H+移向負(fù)極B.該裝置還可以將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.理論上電池工作時,每消耗67.2 L O2時,可以凈化2 mol CO(NH2)2D.電池的負(fù)極反應(yīng)式為:CO(NH2)2+H2O-6e- CO2+N2+6H+ 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-37-12343.(2014湖北黃岡中學(xué)模擬)乙烯催化氧化成乙醛可設(shè)計成如圖所示的燃料電池,能在制備乙醛的同時獲得電能,其總反應(yīng)為:A.該電池為可充電電池B.每有0.1 mol O2反應(yīng),則遷移H+ 0.4 molD.電子移動方向:電極a磷酸溶液電極b 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-38-1234-39-1234-40-1234