2011届高考化学二轮专题复习课件：专题9 电化学(新课标)

＋ •阳极：Cu－2e－＝Cu2＋ (Zn－ 阳极： － 阳极 － －＝Zn2＋，Fe－2e－＝Fe2＋等) ＋ ＋ 2e － ＋ •阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu(Ag、 阴极： 阴极 、 Pt、Au以金属单质沉积于阳极， 以金属单质沉积于阳极， 、 以金属单质沉积于阳极 成为“阳极泥” 成为“阳极泥”)
专题九 电化学
主干知识整合 一、原电池电极反应：正极得电子，发生还原反应；负 原电池电极反应：正极得电子，发生还原反应； 极失电子，发生氧化反应。一般相对活泼的金属为负极， 极失电子，发生氧化反应。一般相对活泼的金属为负极，相 对不活泼的金属(有时是被钝化的金属)或碳棒作正极。 对不活泼的金属(有时是被钝化的金属)或碳棒作正极。燃料 电池通氧气的一极为正极，因为氧气总被还原； 电池通氧气的一极为正极，因为氧气总被还原；通燃料的一 极为负极，因为燃料总被氧化。 极为负极，因为燃料总被氧化。 在电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极； 二、在电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极； 在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 可充电电池在放电时是原电池， 三、可充电电池在放电时是原电池，遵循原电池工作原 在充电时是电解池，遵循电解原理。 理；在充电时是电解池，遵循电解原理。给可充电电池充电 外加电源的负极连接电池的负极。 时，外加电源的负极连接电池的负极。
2006年 2006年，科学家们发明了一种能够给电子 设备提供动力的生物燃料电池。 设备提供动力的生物燃料电池。该电池包括两个涂覆着酶 的电极，它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。由于 的电极，它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。 气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜， 气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜，其工作原理 如图1 所示。下列说法正确的是( 如图1－9－2所示。下列说法正确的是( )
专题九 │ 要点热点探究
(4)固体氧化物燃料电池 ( 以固体氧化锆— 氧化钇为 (4)固体氧化物燃料电池( 以固体氧化锆 — 固体氧化物燃料电池 电解质， 在其间通过) 电解质，这种固体电解质在高温下允许 O2－在其间通过) ===2H 负极： 负极：2H2＋2O2－===2H2O＋4e－ 正极： ===2O 正极：O2＋4e－===2O2－ 总反应式： ===2H 总反应式：2H2＋O2===2H2O (5)熔融盐燃料电池 熔融盐燃料电池( (5)熔融盐燃料电池(该电池用 Li2CO3 和 Na2CO3 的熔融 盐混合物作电解质， 为阳极燃气， 盐混合物作电解质，CO 为阳极燃气，空气与 CO2 的混合气 为阴极助燃气， ℃下工作的燃料电池 下工作的燃料电池。 为阴极助燃气，制得在 650 ℃下工作的燃料电池。 负极：2CO＋ 2 ===4CO 负极：2CO＋2CO3－===4CO2＋4e－ 正极： ===2CO2 正极：O2＋2CO2＋4e－===2CO3－ 总反应式：2CO＋ ===2CO 总反应式：2CO＋O2===2CO2
•装置 装置 特征
•电极 电极 反应
＋ •阳极：M－ne－＝Mn＋ 阳极： － 阳极 •阴极：Mn＋＋ne－＝M 阴极： ＋ 阴极
•电解 电解 质溶 液的 浓度
•不变 不变
•基本不变 基本不变
要点热点探究 ► 探究点一 原电池原理及重要应用
2．原电池工作时粒子流向 电子：负极→导线→正极。 电子：负极→导线→正极。 电解质溶液中)离子：阳离子向正极移动， (电解质溶液中)离子：阳离子向正极动，阴离子向 负极移动。 负极移动。 原电池可加快氧化还原反应的反应速率。 3．原电池可加快氧化还原反应的反应速率。 原电池反应是能源开发的一个重要的发展方向。 4．原电池反应是能源开发的一个重要的发展方向。
下列关于该电池叙述错误的是( 下列关于该电池叙述错误的是( ) 电池工作时， A．电池工作时，是将太阳能转化为电能 电池工作时， B．电池工作时，I－在镀铂导电玻璃电极上放电 C．电池中镀铂导电玻璃为正极 电池的电解质溶液中I D．电池的电解质溶液中I－和I的浓度不会减少
B 【解析】 从示意图可看出，在外电路中电子由负极 解析】 从示意图可看出， 流向正极，也即镀铂电极作正极，发生还原反应： － 流向正极 ， 也即镀铂电极作正极 ， 发生还原反应 ： I3 ＋ 2e－ ===3I－，B 错误， C 正确；这是个太阳能电池，从装置示意 错误， 正确；这是个太阳能电池， 图可看出是个原电池，最终是将光能转化为化学能， 正确； 图可看出是个原电池，最终是将光能转化为化学能，A 正确； 根据电池反应，电池工作时， 根据电池反应，电池工作时， I－在负极放电和正极的物质的 量相等， －在正极放电和负极生成的物质的量相等， 量相等， I3 在正极放电和负极生成的物质的量相等，故二者 在电解质溶液中的浓度不变， 正确。 在电解质溶液中的浓度不变，D 正确。
注意】 如果离子浓度相差十分悬殊的情况下， 【注意】 如果离子浓度相差十分悬殊的情况下， 离子浓度大的有可能先放电。 离子浓度大的有可能先放电。如：理论上 H＋的放电能 力大于 Fe2＋、Zn2＋，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸 锌溶液时， 锌溶液时，由于溶液中 c(Fe2＋)或 c(Zn2＋)大于 c(H＋)， 因此， 则先在阴极上放电的是 Fe2＋或 Zn2＋，因此，阴极上的主 Zn。但在水溶液中， 要产物则为 Fe 和 Zn。但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋ 等是不会在阴极上放电的。 等是不会在阴极上放电的。
【点评】 考查新型原电池，原电池的两电极反应式，电 点评】 考查新型原电池，原电池的两电极反应式， 子流向与电流流向，太阳能电池的工作原理， 子流向与电流流向，太阳能电池的工作原理，原电池的总反 应式等，还考查考生变通能力和心理素质， 应式等，还考查考生变通能力和心理素质，能否适应陌生的 情境下应用所学知识解决新的问题等。 情境下应用所学知识解决新的问题等。
► 探究点二
常见的化学电源
(2)碱性( (2)碱性(电解质 KOH) 碱性 ===Zn(OH) 总反应式：Zn＋ 总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnOOH 正极： ===2MnOOH =2MnOOH＋ 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 负极：Zn＋2OH－===Zn(OH)2＋2e－ 负极：Zn＋ ===Zn(OH) 铅蓄电池(属于二次电池) 2．铅蓄电池(属于二次电池) 负极：Pb＋ 2 ===PbSO 负极：Pb＋SO4－===PbSO4＋2e－ 2 ===PbSO 正极： 正极：PbO2＋4H＋＋SO4－＋2e－===PbSO4＋2H2O 总反应式：Pb＋ 总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O
四、电解、电镀及电解精炼 电解、 电解反应的规律、 1．电解反应的规律、溶液浓度及溶液复原的措施
2.电解、电镀及电解精炼的比较 电解、 电解
•池型 池型 •电解池 原理 电解池(原理 电解池 原理) •阳极：惰性电极 Pt、 阳极： 阳极 、 Au、C、Ti(或活性电极 或活性电极) 、 、 或活性电极 •阴极：惰性、活性电 阴极：惰性、 阴极 极均可 •电解液：任意 电解液： 电解液 •阳极：易放电的阴离 阳极： 阳极 子首先放电(或电极参 子首先放电 或电极参 与反应) 与反应 •阴极：易放电的阳离 阴极： 阴极 子首先放电 •改变 改变 •电镀池 电镀池 • (应用电解原理 应用电解原理) 应用电解原理 •阳极：镀层金属(M) 阳极：镀层金属 阳极 •阴极：镀件 阴极： 阴极 •电镀液：含镀层金属离 电镀液： 电镀液 ＋ 子(Mn＋) •铜的精炼池 铜的精炼池 •(应用电解原理 应用电解原理) 应用电解原理 •阳极：粗铜(含Zn、Fe、Ni、 阳极：粗铜 含 、 、 、 阳极 Ag、Pt、Au等) 、 、 等 •阴极：精铜 阴极： 阴极 •电解液：CuSO4溶液 电解液： 电解液
溶液作电解质溶液) (2)甲烷燃料电池(用 KOH 溶液作电解质溶液) 甲烷燃料电池( 负极： === 2 负极：CH4＋10 OH－===CO3－＋7H2O＋8e－ 正极： === 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ 总反应式： 2KOH== === 总反应式：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O 甲醇燃料电池(强碱作为电解质溶液) (3)甲醇燃料电池(强碱作为电解质溶液) OH＋ === 2 负极： 负极：2CH3OH＋16OH－===2CO3－＋12H2O＋12e－ 正极： === 正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ － 总反应式： OH＋ === 2－ 总反应式：2CH3OH＋3O2＋4OH ===2CO3 ＋6H2O
► 探究点三
电解规律及其应用
1．电解产物的判断 阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。 阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。 阳极：若是惰性电极作阳极，则溶液中的阴离子放电。 阳极：若是惰性电极作阳极，则溶液中的阴离子放电。 若是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。 若是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。
A．左边为该电池的负极 ． B．该电池可在高温环境下使用 ． C． 该电池负极反应为 ： H2===2H＋ ． 该电池负极反应为： ＋2e－ D ． 该 电 池 正 极 反 应 为 O2 ＋ 4e － ===2O2－
C 【解析】 从题图分析，这个电池实际上一个氢 解析】 从题图分析， 氧燃料电池。在负极上是氢气失去电子， 氧燃料电池。在负极上是氢气失去电子，正极上是氧气得 到电子， 存在， 到电子，但因为有 H＋存在，不会生成游离的 O2－。又因 为题目中“ 该电池包括两个涂覆着酶的电极” 为题目中 “ 该电池包括两个涂覆着酶的电极 ” 提示有 存在，故不能在高温时使用。 “酶”存在，故不能在高温时使用。
【点评】 题目的切入点新颖，问题情境对考生是陌 点评】 题目的切入点新颖， 生的， 很好的体现了高考命题的公正性。 生的， 很好的体现了高考命题的公正性。 但解决问题的思 方法均是高中化学学习的常规知识。 路、 方法均是高中化学学习的常规知识。 只要将分析氧化 还原反应和电池反应的方法迁移到本题的解答中即可。 还原反应和电池反应的方法迁移到本题的解答中即可。