高频考点：电化学原理与应用(第一课时) 专项突破课件 2021届高考化学二轮复习
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角度2 可充电电池的工作原理
【例2】(2020·山东二模)锂-空气电池是一种可充放电电池,电池反应为2Li+O2 Li2O2,某锂-空气电池的构造原理如图所示。下列说法正确的是( C )。
A.可选用有机电解液或水性电解液 B.含催化剂的多孔材料为电池的负极 C.放电时正极反应式为O2+2Li++2e-
2.书写电极反应式
考点1 原电池原理
角度1 原理分析
【例1】下列有关四个常用电化学装置的叙述正确的是( D )。
A.图Ⅰ所示电池中,MnO2作催化剂 B.图Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度 不断增大 C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶 液中Cu2+浓度不变 D.图Ⅳ所示电池中,Ag2O是氧化剂,电 池工作过程中被还原为Ag
解析▶ 碱性锌锰电池放电过程中,二氧化锰得到电子被还原,为原电池的正极,A
项错误;铅蓄电池放电时电池反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+ 2H2O,硫酸参加反应,浓度减小,B项错误;电解精炼铜时,粗铜中不仅含有铜还含有 其他金属,电解时,粗铜中比铜活泼的金属先失电子,纯铜上只有铜离子得电子,所 以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜,所以溶液中铜离子浓度减小,C项错误;银 锌纽扣电池工作时,正极上氧化银得电子生成银,所以氧化银作氧化剂发生还原反 应,D项正确。
2.书写电极反应式的三步骤
3.解答新型化学电源题型的步骤
(1)判断电池类型
确认电池原理
核实电子、离子移动方向。
(2)确定电池两极
判断电子、离子移动方向
书写电极反应式和电池总
反应式。
(3)充电电池
放电时为原电池
失电子的为负极反应。
(4)电极反应式
总反应式减去较简单一极的电极反应式
另一电极反
应式。
二、 电解池的工作原理
2021届高考二轮复习专题突破
电化学原理与应用 第一课时
• 高三化学组
要点整合
一、原电池原理
1.原电池正、负极的判断 (1)依据原电池两极的电极材料判断。一般较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或 能导电的非金属为正极。 (2)依据原电池两极发生反应的类型判断。负极发生氧化反应,正极发生还原反应。 (3)依据电子流动方向或电流方向判断。电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。 (4)依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极 移动。 (5)依据原电池盐桥中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
1.“五类”依据判断电解池的电极 (1)根据物质转化中化合价变化判断:发生氧化反应的一极为阳极,发生还原反应的一极 为阴极。例如,CO2在阴极上被还原成烃类和烃类衍生物。 (2)根据电子流向判断:电子从电源负极流向阴极,从阳极流出。 (3)根据电极类型判断:与电源负极相连的一极为阴极,与电源正极相连的一极为阳极。 (4)根据离子迁移方向判断:阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移。 (5)根据实验现象判断:如在阴极上产生H2,在阳极上产生O2等;金属在阴极上析出,在阳 极上溶解(质量减小)。
题组2 电解池的工作原理 4.(2020·山东师范大学附属中学考前模拟)图甲为一种新型污水处理装置,该 装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。图乙为电解 氯化铜溶液的实验装置的一部分。下列说法中不正确的是( C)。
3.(2020·福建三明高三期末)某课题组以纳米Fe2O3作电极材料制备锂离子电池(另 一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电, 成功地实现了对磁性的可逆调控(如图)。下列说法正确的是( )A。
A.放电时,正极反应式为Fe2O3+6Li++6e2Fe+3Li2O
2.(2020·山东青岛3月质检)水系锌离子电池是一种新型二次电池,工作原理如图所
示。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及黏结剂等)为负极,V2O5为正极,三
氟甲磺酸锌[Zn(CF3SO3)2]为电解液。下列叙述错误的是( B )。
A.放电时,Zn2+向V2O5电极移动 B.充电时,阳极区电解液的浓度变大
B.该电池可以用水溶液作电解质溶液 C.放电时,Fe作电池的负极,Fe2O3作电池的正极 D.充电完成后,电池被磁铁吸引
解析▶ 正极发生还原反应,Fe2O3得电子被还原,所以放电时电池的正极反应式
为Fe2O3+6Li++6e- 3Li2O+2Fe,A项正确;锂与水能发生反应,所以不可以用水溶液 作电解质溶液,B项错误;放电时,Li作电池的负极,Fe2O3作电池的正极,C项错误;充电 时,Fe作为阳极生成Fe2O3,磁铁不吸引Fe2O3,D项错误。
C.充电时,粉末多孔锌电极发生还原反应
D.放电时,V2O5电极上的电极反应式为
V2O5+xZn2++2xe-
ZnxV2O5
解析▶ 放电时,阳离子向正极移动,所以Zn2+向V2O5电极移动,A项正确;充电时,阳
极发生氧化反应,锌离子通过阳离子交换膜向左移动,所以阳极区电解液的浓度变 小,B项错误;充电时,粉末多孔锌电极为阴极,发生还原反应,C项正确。
Li2O2 D.充电时锂电极应连接外接电源的正极
解析▶ 只能选用有机电解液,不能选用水性电解液,因为锂单质能与水发生反
应;含催化剂的多孔材料电极是通入空气的一极,氧气得电子,发生还原反应,该电 极是电池的正极;充电时锂电极的电极反应式为Li++e- Li,应与电源的负极相连。
考点2 电解池的工作原理
C
题组1 原电池原理
能力提升
1.(2020·山东烟台高三诊断性测试)下列装置一定能证明2Ag++2I能自发进行的是( )。C
2Ag+I2
解析▶ KI溶液与AgNO3溶液反应产生黄色沉淀,说明碘化钾与硝酸银反应生成
碘化银和硝酸钾,无法证明2Ag++2I- 2Ag+I2能自发进行;两个电极均为石墨电极,不 能发生自发的氧化还原反应,无法形成原电池,无法证明2Ag++2I2Ag+I2能自发进行;左边银电极上碘离子失电子产生碘单质,右边银离子在电极上 得电子析出银,能证明2Ag++2I- 2Ag+I2能自发进行;碘化银连接电源的正极作阳 极,阳极上OH-失电子产生氧气,银电极连接电源负极作阴极,阴极上银离子得电子 产生银单质,证明电解硝酸银溶液产生银、氧气和硝酸,无法证明反应2Ag++2I2Ag+I2能自发进行。
角度2 可充电电池的工作原理
【例2】(2020·山东二模)锂-空气电池是一种可充放电电池,电池反应为2Li+O2 Li2O2,某锂-空气电池的构造原理如图所示。下列说法正确的是( C )。
A.可选用有机电解液或水性电解液 B.含催化剂的多孔材料为电池的负极 C.放电时正极反应式为O2+2Li++2e-
2.书写电极反应式
考点1 原电池原理
角度1 原理分析
【例1】下列有关四个常用电化学装置的叙述正确的是( D )。
A.图Ⅰ所示电池中,MnO2作催化剂 B.图Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度 不断增大 C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶 液中Cu2+浓度不变 D.图Ⅳ所示电池中,Ag2O是氧化剂,电 池工作过程中被还原为Ag
解析▶ 碱性锌锰电池放电过程中,二氧化锰得到电子被还原,为原电池的正极,A
项错误;铅蓄电池放电时电池反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+ 2H2O,硫酸参加反应,浓度减小,B项错误;电解精炼铜时,粗铜中不仅含有铜还含有 其他金属,电解时,粗铜中比铜活泼的金属先失电子,纯铜上只有铜离子得电子,所 以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜,所以溶液中铜离子浓度减小,C项错误;银 锌纽扣电池工作时,正极上氧化银得电子生成银,所以氧化银作氧化剂发生还原反 应,D项正确。
2.书写电极反应式的三步骤
3.解答新型化学电源题型的步骤
(1)判断电池类型
确认电池原理
核实电子、离子移动方向。
(2)确定电池两极
判断电子、离子移动方向
书写电极反应式和电池总
反应式。
(3)充电电池
放电时为原电池
失电子的为负极反应。
(4)电极反应式
总反应式减去较简单一极的电极反应式
另一电极反
应式。
二、 电解池的工作原理
2021届高考二轮复习专题突破
电化学原理与应用 第一课时
• 高三化学组
要点整合
一、原电池原理
1.原电池正、负极的判断 (1)依据原电池两极的电极材料判断。一般较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或 能导电的非金属为正极。 (2)依据原电池两极发生反应的类型判断。负极发生氧化反应,正极发生还原反应。 (3)依据电子流动方向或电流方向判断。电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。 (4)依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极 移动。 (5)依据原电池盐桥中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
1.“五类”依据判断电解池的电极 (1)根据物质转化中化合价变化判断:发生氧化反应的一极为阳极,发生还原反应的一极 为阴极。例如,CO2在阴极上被还原成烃类和烃类衍生物。 (2)根据电子流向判断:电子从电源负极流向阴极,从阳极流出。 (3)根据电极类型判断:与电源负极相连的一极为阴极,与电源正极相连的一极为阳极。 (4)根据离子迁移方向判断:阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移。 (5)根据实验现象判断:如在阴极上产生H2,在阳极上产生O2等;金属在阴极上析出,在阳 极上溶解(质量减小)。
题组2 电解池的工作原理 4.(2020·山东师范大学附属中学考前模拟)图甲为一种新型污水处理装置,该 装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。图乙为电解 氯化铜溶液的实验装置的一部分。下列说法中不正确的是( C)。
3.(2020·福建三明高三期末)某课题组以纳米Fe2O3作电极材料制备锂离子电池(另 一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电, 成功地实现了对磁性的可逆调控(如图)。下列说法正确的是( )A。
A.放电时,正极反应式为Fe2O3+6Li++6e2Fe+3Li2O
2.(2020·山东青岛3月质检)水系锌离子电池是一种新型二次电池,工作原理如图所
示。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及黏结剂等)为负极,V2O5为正极,三
氟甲磺酸锌[Zn(CF3SO3)2]为电解液。下列叙述错误的是( B )。
A.放电时,Zn2+向V2O5电极移动 B.充电时,阳极区电解液的浓度变大
B.该电池可以用水溶液作电解质溶液 C.放电时,Fe作电池的负极,Fe2O3作电池的正极 D.充电完成后,电池被磁铁吸引
解析▶ 正极发生还原反应,Fe2O3得电子被还原,所以放电时电池的正极反应式
为Fe2O3+6Li++6e- 3Li2O+2Fe,A项正确;锂与水能发生反应,所以不可以用水溶液 作电解质溶液,B项错误;放电时,Li作电池的负极,Fe2O3作电池的正极,C项错误;充电 时,Fe作为阳极生成Fe2O3,磁铁不吸引Fe2O3,D项错误。
C.充电时,粉末多孔锌电极发生还原反应
D.放电时,V2O5电极上的电极反应式为
V2O5+xZn2++2xe-
ZnxV2O5
解析▶ 放电时,阳离子向正极移动,所以Zn2+向V2O5电极移动,A项正确;充电时,阳
极发生氧化反应,锌离子通过阳离子交换膜向左移动,所以阳极区电解液的浓度变 小,B项错误;充电时,粉末多孔锌电极为阴极,发生还原反应,C项正确。
Li2O2 D.充电时锂电极应连接外接电源的正极
解析▶ 只能选用有机电解液,不能选用水性电解液,因为锂单质能与水发生反
应;含催化剂的多孔材料电极是通入空气的一极,氧气得电子,发生还原反应,该电 极是电池的正极;充电时锂电极的电极反应式为Li++e- Li,应与电源的负极相连。
考点2 电解池的工作原理
C
题组1 原电池原理
能力提升
1.(2020·山东烟台高三诊断性测试)下列装置一定能证明2Ag++2I能自发进行的是( )。C
2Ag+I2
解析▶ KI溶液与AgNO3溶液反应产生黄色沉淀,说明碘化钾与硝酸银反应生成
碘化银和硝酸钾,无法证明2Ag++2I- 2Ag+I2能自发进行;两个电极均为石墨电极,不 能发生自发的氧化还原反应,无法形成原电池,无法证明2Ag++2I2Ag+I2能自发进行;左边银电极上碘离子失电子产生碘单质,右边银离子在电极上 得电子析出银,能证明2Ag++2I- 2Ag+I2能自发进行;碘化银连接电源的正极作阳 极,阳极上OH-失电子产生氧气,银电极连接电源负极作阴极,阴极上银离子得电子 产生银单质,证明电解硝酸银溶液产生银、氧气和硝酸,无法证明反应2Ag++2I2Ag+I2能自发进行。