2012屆高考化學第二輪電化學原理及應用復習教案

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高三 來源: 高中學習網(wǎng)
專題八 電化學原理及應用
班級: 姓名: 學習時間:
【課前自主復習與思考】
1.閱讀并思考《創(chuàng)新設計》相關內容。
2.原電池、電解池的工作原理、應用。
3.原電池、電解池電極反應式的書寫。
【結合自主復習內容思考如下問題】
1.用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋(裝有瓊脂-KNO3的U型管)構成一個原電池。以下關于該原電池的敘述正確的是
①在外電路中,電流由銅電極流向銀電極
②正極反應為Ag++e-===Ag
③實驗過程中取出鹽橋,電池仍能繼續(xù)工作
④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同
A.①② B.②③ C.②④ D.③④

2.用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液,電解一段時間后,再加入W,能使溶液恢復到電解前的狀態(tài),符合題意的是
組號XYZW
ACFeNaClH2O
BPtCuCuSO4CuSO4溶液
CCCH2SO4H2O
DAgFeAgNO3AgNO3晶體

【考綱點撥】
1.理解原電池和電解池的工作原理,能寫出常見的簡單電極反應和電池反應方程式。
2.了解常見的化學電源,認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要應用。
3.認識金屬腐蝕的危害,理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因,能運用恰當?shù)拇胧┓乐硅F、鋁等金屬腐蝕。
4.了解提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料和研制新型化學電源的重要性。認識化學在解決能源危機中的重要作用。
【自主研究例題】
1.控制合適的條件,將反應2Fe3++2I- Fe2++I2
設計成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是( )
A.反應開始時,乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應
B.反應開始時,甲中石墨電極上Fe3+發(fā)生還原反應
C.電流計計數(shù)為零時,反應達化學平衡狀態(tài)
D.電流計計數(shù)為零后,在甲中加入FeCl2固體,乙中石墨電極為負極
2.如下圖所示裝置,A、B中電極為多孔的惰性電極;C、D為夾在濕的Na2SO4濾紙條上的鉑夾,a、b為電源的兩極。若在A、B中充滿KOH溶液后倒立于盛有KOH的水槽中。切斷K1,閉合K2、K3,通直流電,電解一段時間后A、B中均有氣體產生。

⑴電源的a極為 (填“正”或“負”)極。
⑵在濕的Na2SO4濾紙條中心滴KMnO4溶液,現(xiàn)象是 。
⑶寫出A中電極反應式 。
⑷若電解一段時間后A、B中均有氣體包圍電極。此時切斷K2、K3,閉合K1,電流表的指針偏轉,此時B極電極反應式為 。

我思我疑:

【高考鏈接】
【例1】(2010浙江卷.9)Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池,該電池中正極的電極反應式為: 2Li++FeS+2e-===Li2S+Fe 有關該電池的下列中,正確的是
A.Li-Al在電池中作為負極材料,該材料中Li的化合價為+1價
B.該電池的電池反應式為:2Li+FeS===Li2S+Fe
C.負極的電極反應式為Al-3e-=Al3+
D.充電時,陰極發(fā)生的電極反應式為:Li2S+Fe-2e-===2Li++FeS

【例2】(2010廣東理綜卷.23)銅鋅原電池(如圖9)工作時,下列敘述正確的是
A.正極反應為:Zn?2e-=Zn2+
B.電池反應為:Zn+Cu2+=Zn2+ +CU
C.在外電路中,電子從負極流向正極
D.鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液
【例3】(2010福建卷.11)鉛蓄電池的工作原理為:
Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,研讀右圖,
下列判斷不正確的是( )
A.K 閉合時,d電極反應式:
PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO42-
B.K閉合時,II中SO42-向c電極遷移
C.當電路中轉移0.2mol電子時,I中消耗的H2SO4為0.2 mol
D.K閉合一段時間后,II可單獨作為原電池,d電極為正極

【例4】(09全國卷Ⅰ.28)下圖所示裝置中,甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g
5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液,電極均為石墨電極。

⑴接通電源,經(jīng)過一段時間后,測得丙中K2SO4濃度為10.47%,乙中c電極質量增加。
據(jù)此回答問題:
①電源的N端為 極;
②電極b上發(fā)生的電極反應為 ;
③列式計算電極b上生成的氣體在標準狀態(tài)下的體積: ;
④電極c的質量變化是 g;
⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化,簡述其原因:
甲溶液 ;
乙溶液 ;
丙溶液 ;
⑵如果電解過程中銅全部析出,此時電解能否繼續(xù)進行,為什么?


【歸納與思考】

【自主檢測】
1.(2010江蘇卷.11)右圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。
下列說法正確的是
A.該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉化
B.裝置Y中負極的電極反應式為:
O2+2 H2O+4e-===4OH-
C.裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生
D.裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質的零排放,并能實現(xiàn)化學能與電能間的完全轉化

2.(2010全國卷1)右圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個點極由有機光敏燃料(S)涂覆在TiO2納米晶體表面制成,另一電極由導電玻璃鍍鉑構成,電池中發(fā)生的反應為:
TiO2/S TiO2/S*(激發(fā)態(tài))
TiO2/S* TiO2/S++e-
I3-+2e- 3I-
2 TiO2/S++3I- TiO2/S+I3-
下列關于該電池敘述錯誤的是:
A.電池工作時,是將太陽能轉化為電能
B.電池工作時,I-離子在鍍鉑導電玻璃電極上放電
C.電池中鍍鉑導電玻璃為正極
D.電池的電解質溶液中I-和I3-的濃度不會減少

3.(2010安徽卷.11)某固體酸燃料電池以CaHSO4固體為電解質傳遞H+,其基本結構見下圖,電池總反應可表示為:2H2+O2=2H2O,下列有關說法正確的是
A.電子通過外電路從b極流向a極
B.b極上的電極反應式為:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.每轉移0.1 mol電子,消耗1.12 L的H2
D.H+由a極通過固體酸電解質傳遞到b極

4.(09廣東理科基礎.25)鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應:
①2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2;
②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3;
③2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O。
下列說法正確的是
A.反應①、②中電子轉移數(shù)目相等
B.反應①中氧化劑是氧氣和水
C.與銅質水龍頭連接處的鋼質水管不易發(fā)生腐蝕
D.鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學腐蝕

5.電解100 mL含c(H+)=0.30 mol/L的下列溶液,當電路中通過0.04 mol電子時,
理論上析出金屬質量最大的是
A.0.10 mol/L Ag+ B.0.20 mol/L Zn2+ C.0.20 mol/L Cu2+ D.0.20 mol/L Pb2+

6.根據(jù)右圖,可判斷出下列離子方程式錯誤的是
A.2 Ag(s)+Cd2+(aq)===2Ag+(aq)+Cd(s)
B.Co2+(aq)+Cd(s)===Co(s)+Cd2+(aq)
C.2Ag+(aq)+Cd(s)===2Ag(s)+Cd2+(aq)
D.2Ag+(aq)+Co(s)===2Ag(s)+Co2+(aq)

7.一種新型酸性乙醇電池用磺酸類質子作溶劑,
比甲醇電池效率高出32倍,電池反應式為:C2H5OH
+3O2===2CO2+3H2O,電池構造如右圖所示。下列
說法正確的是
A.放電過程中,電源內部的H+從正極區(qū)向負極區(qū)遷移
B.通入乙醇的電極是與正極
C.該電池的正極反應為:4H++O2+4e-===2H2O
D.用該電池作電源,用惰性電極電解飽和NaCl溶液時,
每消耗0.2 mol C2H5OH,陰極產生標準狀況下氣體的體積為13.44 L

8.用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,電解一段時間后,向電解液中加入0.1 mol堿式碳酸銅晶體(不含結晶水),恰好使溶液恢復到電解前的濃度和pH。下列敘述不正確的是
A.電解過程產生的氣體體積(在標準狀況下)為5.6 L
B.電解過程轉移的電子數(shù)為3.612×1023個
C.電解過程中只發(fā)生了2 CuSO4+2 H2O===2Cu+O2↑+2 H2SO4
D.加入堿式碳酸銅的反應是:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4===2CuSO4+CO2↑+3H2O

9. 為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理設計了如圖所示裝置,下列
說法中錯誤的是
A.正極的電極方程式為:O2+2H2O+4e-===4OH-
B.將石墨改成鎂電極,難以觀察到鐵銹生成
C.若向自來水中加入少量NaCl(s),可較快地看到鐵銹
D.分別向鐵、石墨電極附近吹入O2,前者鐵銹出現(xiàn)得快

10.電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之間,通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3具有吸附性,可吸附污物而沉積下來,具有凈化水的作用。陰極產生的氣泡把污水中的懸浮物帶到水面形成浮渣層,刮去(或撇掉)浮渣層,即起到浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選法處理污水,設計裝置如圖所示:

⑴實驗時若污水中離子濃度較小,導電能力較差,產生氣泡速率較慢,無法使懸浮物形成浮渣。此時應向污水中加入適量的 。
A.H2SO4 B.BaSO4 C.Na2SO4 D.NaOH E.CH3CH2OH
⑵電解池陽極的電極反應式分別是① ;②4OH--4e-===2H2O+O2↑
⑶電極反應①和②的生成物反應得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是
。
⑷熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質,以CH4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料為電極。
已知負極的電極反應是CH4+4CO32--8e-===5CO2+2H2O。
①正極的電極反應是。
②為了使該燃料電池長時間運行,電池的電解質組成應保持穩(wěn)定。為此電池工作時必須有部分A物質參加循環(huán)。則A物質的化學式是 。
⑸實驗過程中,若在陰極產生了44.8L(標況)氣體,則熔融鹽燃料電池消耗CH4 L(標況)。

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