2017屆高考化學二輪復(fù)習 專題七 電化學（學案+課件+試題）（打包4套）新人教版,2017屆高考化學二輪復(fù)習,專題七,電化學（學案+課件+試題）（打包4套）新人教版,2017,高考,化學,二輪,復(fù)習,專題,電化學,課件,試題,打包,新人 專題七 電化學 【考綱解讀】 1、閉合回路、電子、離子運動。 2、電極名稱、電極反應(yīng)式/總反應(yīng)式的書寫。 3、原理的創(chuàng)新運用、新型電源、實現(xiàn)特殊反應(yīng)。 4、計算(電極質(zhì)量變化、pH——電子數(shù)相關(guān))。 【考點回顧】 1．按如圖所示裝置進行實驗，并回答下列問題。 （1）判斷裝置的名稱：A池為________，B池為________。 （2）鋅極為____極，Cu2＋在溶液中向________(填“Zn”或“Cu”)極運動。 （3）電極反應(yīng)式 正極________________________________________________________________________， 負極________________________________________________________________________。 （4）若溶液X為滴有酚酞的KCl溶液 ①石墨棒C1的電極反應(yīng)式為______________________，石墨棒C2附近發(fā)生的實驗現(xiàn)象為_____________________________，溶液中的K＋向__________(填“C1”或“C2”)電極移動； ②當C2極析出224 mL 氣體(標準狀況時)，鋅的質(zhì)量變化________(填“增加”或“減少”)________g，此時B中的溶液的體積為200 mL，則pH為________。 （5）若溶液X為CuSO4溶液(足量) ①B池中總反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________； ②反應(yīng)一段時間后，A池中Cu電極增重3.2 g，要使B池溶液恢復(fù)到起始狀態(tài)，向溶液中加入適量的________，其質(zhì)量為________g。 【答案】（1）原電池　電解池　（2）負　Cu （3）Cu2＋＋2e－===Cu　Zn－2e－===Zn2＋ （4）①2Cl－－2e－===Cl2↑　產(chǎn)生無色氣泡，溶液變紅　C2?、跍p少　0.65　13　（5）①2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋?、贑uO(或CuCO3)　4(或6.2) 2．如圖所示水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察： （1）鐵釘在逐漸生銹，則鐵釘?shù)母g屬于____(填“化學”或“電化學”)腐蝕。 （2）若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈__________性，發(fā)生__________腐蝕，正極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 （3）若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈________________性，發(fā)生__________腐蝕，正極反應(yīng)式為_______________________。 【答案】（1）電化學 （2）弱酸或中　吸氧　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ （3）較強的酸　析氫　2H＋＋2e－===H2↑ 3．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×” （1）電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學變化，金屬導(dǎo)電是物理變化(　　) （2）電解法精煉銅時，用純銅作陽極(　　) （3）鋼鐵在潮濕空氣中比干燥空氣中更容易生銹(　　) （4）電解法精煉銅時，電解質(zhì)溶液中各離子濃度基本不變(　　) （5）金屬作原電池的負極時被保護(　　) （6）生活、生產(chǎn)中鋼鐵被腐蝕的原理主要是負極發(fā)生反應(yīng)：Fe－3e－===Fe3＋(　　) （7）電解飽和食鹽水時，電子的流向由負極→外電路→陰極→食鹽水溶液→陽極→正極(　　) （8）在濃硝酸中插入用導(dǎo)線連接的鋁板和銅板，鋁板為負極(　　) (9)電鍍時只能用鍍層金屬作陽極(　　) (10)工業(yè)上可用電解MgCl2、AlCl3溶液的方法制取Mg和Al(　　) 【答案】（1）√?。?）×　（3）√?。?）×　（5）×?。?）×　（7）×?。?）×　(9)√　(10)× 【題型預(yù)測】 題型1　原電池和電解池的工作原理 1．(2015·天津理綜，4)鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B．電池工作一段時間后，甲池的c(SO)減小 C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加 D．陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡 【答案】C 【解析】A項，由鋅的活潑性大于銅，可知銅電極為正極，在正極上Cu2＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cu，錯誤；B項，由于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故甲池的c(SO)不變，錯誤；C項，在乙池中Cu2＋＋2e－===Cu，同時甲池中的Zn2＋通過陽離子交換膜進入乙池中，則有Cu2＋→Zn2＋，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的總質(zhì)量增加，正確；D項，陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，電解過程中Zn2＋通過交換膜移向正極保持溶液中電荷平衡，陰離子是不能通過交換膜的，錯誤。 【歸納】 1．原電池工作原理示意圖 2．電解池工作原理(陽極為惰性電極)示意圖 3．解答電化學問題注意“三看” 一看有無外接電源，有電源裝置為電解池，無電源裝置為原電池；二看電極，判斷陰陽極和正負極；三看電解質(zhì)溶液。 題型2　新型化學電源　電極反應(yīng) 2．(2015·全國卷Ⅰ，11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(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．微生物促進了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū) D．電池總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 【答案】A 【解析】由題意可知，微生物電池的原理是在微生物作用下O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將化學能轉(zhuǎn)化為電能，B正確；氧氣在正極反應(yīng)，由于質(zhì)子交換膜只允許H＋通過，則正極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，沒有CO2生成，A項錯誤；負極發(fā)生反應(yīng)：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋在負極區(qū)生成，移向正極區(qū)，在正極被消耗，C項正確；總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D項正確。 【歸納】 原電池電極反應(yīng)式的書寫 （1）一般電極反應(yīng)式的書寫 （2）復(fù)雜電池反應(yīng)的電極反應(yīng)式書寫 復(fù)雜的電極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－較簡單一極的電極反應(yīng)式 如CH4堿性燃料電池負極反應(yīng)式的書寫： CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O……總反應(yīng)式 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正極反應(yīng)式 CH4＋10OH－－8e－===7H2O＋CO……負極反應(yīng)式 得分技巧 原電池中氧氣得電子的思維模型 根據(jù)燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，電解質(zhì)溶液(酸堿鹽)的不同，其電極反應(yīng)有所不同，抓住氧元素的化合價變化規(guī)律，得到電子后化合價降低，首先變成O2－，O2－能否存在要看電解質(zhì)環(huán)境。 下面總結(jié)了四種不同電解質(zhì)環(huán)境中，氧氣得電子后－2價O的存在形式： 題型3　電解規(guī)律的不尋常應(yīng)用 1．(2015·福建理綜，11)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是(　　) A．該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為光能和電能 B．該裝置工作時，H＋從b極區(qū)向a極區(qū)遷移 C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被還原 D．a(chǎn) 電極的反應(yīng)為3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O 【答案】B 【解析】A項，該裝置是電解池，在電解和光的作用下H2O在光催化劑的表面轉(zhuǎn)化為O2和H＋，故該裝置是將電能和光能轉(zhuǎn)化為化學能，錯誤；B項，根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引的原則，該裝置工作時，H＋從陽極b極區(qū)向陰極a極區(qū)遷移，正確；C項，該電解池的總反應(yīng)式為6CO2＋8H2O2C3H8O＋9O2。根據(jù)總反應(yīng)方程式可知，每生成1 mol O2，有 mol CO2被還原，其質(zhì)量為 g，錯誤；D項，a電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，錯誤。 【歸納】 1．電解池中電極反應(yīng)式的書寫步驟 2．“六點”突破電解應(yīng)用題 （1）分清陰、陽極，與電源正極相連的為陽極，與電源負極相連的為陰極，兩極的反應(yīng)為“陽氧陰還”。 （2）剖析離子移向，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。 （3）注意放電順序。 （4）書寫電極反應(yīng)式，注意得失電子守恒。 （5）正確判斷產(chǎn)物 ①陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽極，則電極材料失電子，電極溶解(注意：鐵作陽極溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性電極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電順序為S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)>含氧酸根>F－。 ②陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進行判斷：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋。 （6）恢復(fù)原態(tài)措施 電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2＋完全放電之前，可加入CuO或CuCO3復(fù)原，而Cu2＋完全放電之后，應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。 題型4　金屬的腐蝕與防護 1．(2013·北京理綜，7)下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是(　　) A．水中的鋼閘門連接電源的負極 B．金屬護欄表面涂漆 C．汽車底盤噴涂高分子膜 D．地下鋼管連接鎂塊 【答案】A 【解析】A項，水中鋼閘門連接電源的負極，即作為電化學保護裝置的陰極，使其不發(fā)生失電子反應(yīng)而被保護，正確；B項和C項都屬于外加防護層的防腐方法，B、C兩項不符合題意，錯誤；D項，屬于犧牲陽極的陰極保護法，錯誤。 【歸納】 抓住金屬腐蝕的本質(zhì)，依據(jù)金屬活動性順序進行判斷。 （1）常見的電化學腐蝕有兩類： ①形成原電池時，金屬作負極，大多數(shù)是吸氧腐蝕； ②形成電解池時，金屬作陽極。 （2）金屬防腐的電化學方法： ①原電池原理——犧牲陽極的陰極保護法：與較活潑的金屬相連，較活潑的金屬作負極被腐蝕，被保護的金屬作正極。 注意：此處是原電池，犧牲了負極保護了正極，但習慣上叫做犧牲陽極的陰極保護法。 ②電解池原理——外加電流的陰極保護法：被保護的金屬與原電池負極相連，形成電解池，作陰極。 題型5　電化學的定量分析 5．(2013·天津理綜，6)為增強鋁的耐腐蝕性，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＋3H2OAl2O3＋3H2↑ 電解過程中，以下判斷正確的是(　　) 電池 電解池 A H＋移向Pb電極 H＋移向Pb電極 B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3 C 正極：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O 陽極：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ D 【答案】D 【解析】依據(jù)原電池和電解池的原理分析、解決問題。原電池中，Pb為負極：Pb－2e－＋SO===PbSO4，PbO2為正極：PbO2＋2e－＋SO＋4H＋===PbSO4＋2H2O，所以H＋向PbO2極移動。電解池中，Pb作陰極：2H＋＋2e－===H2↑，Al為陽極：3H2O＋2Al－6e－===Al2O3＋6H＋，所以H＋向Pb電極移動，A錯；每消耗3 mol Pb時轉(zhuǎn)移6 mol e－，每生成2 mol Al2O3時，轉(zhuǎn)移12 mol e－，B錯；根據(jù)A項分析，可知電池的正極反應(yīng)式書寫錯誤，C錯；原電池中隨時間增長，Pb變?yōu)镻bSO4，質(zhì)量增加，電解池中Pb極產(chǎn)生H2，Pb電極質(zhì)量不變，D正確。 【歸納】 原電池和電解池的定量計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算，以及與轉(zhuǎn)移電子關(guān)系的定量計算等。常見計算方法有： （1）根據(jù)電子守恒計算 用于串聯(lián)電路中電解池陰陽兩極產(chǎn)物、原電池正負兩極產(chǎn)物、通過的電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 （2）根據(jù)總反應(yīng)式計算 先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。 （3）根據(jù)關(guān)系式計算 根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。 如以通過4 mol e－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式： (式中M為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值) 該關(guān)系式具有總攬電化學計算的作用和價值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運用該關(guān)系式便能快速解答常見的電化學計算問題。 8