高考化学二轮复习专题突破电化学课件
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考法：考查电解原理及应 用
考法：结合生产、生活考 查金属的腐蚀及防护
考点1：原电池原理及电极反应方程式的书写 1． 原电池工作原理示意图
2． 正负极的判断
3.电极反应式的书写
复杂电极反应式的书写 复杂电极反应式=总反应式—较简单一极的电极反应式
例1．铜锌原电池(如图)工作时，有关叙述正确的是(
解析：二甲醚直接燃料电池的总反应为CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O，负极反应式的 书写步骤：第一步先写反应物、生成物：CH3OCH3——2CO2；
第二步写明转移电子数：CH3OCH3－12e－——2CO2； 第三步配平：3H2O＋CH3OCH3－12e－===2CO2＋12H＋。
1 mol二甲醚被氧化生成2 mol CO2，失12NA个电子，故1个二甲醚分子转移12个电 子。据能量密度＝电池输出电能/燃料质量，若燃料质量为1 kg，则：
1V . 2 4 1 g 0 6 m g 0 1 0 1 o 9 0 2 l 6 c m 5 1 0 o 3 .6 0 1 l6 J 0 K 1 W h 1 8 .3 k9 W h 1 k 1 g 1 kg
书写电极反应式时，正负极的判断是关键，看两极与电解质溶液得、失电子 而快速推断出正、负极，同时还应充分注意介质与电极生成物的反应： ①负极生成的金属离子在碱性溶液中能与OH－反应生成难溶性碱，如在碱性条件 下，钢铁腐蚀中负极生成的Fe2＋与溶液中的OH－结合生成Fe(OH)2； ②在碱性条件下电极析出的CO2能与OH－反应生成CO32－等
专题七 电化学
1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2.了解常见的化学电源的种类及其工作原理。 3.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 4.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施
考点
原电池原理及 应用
电解原理 及应用
金属的腐蚀及 防护
)
A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从正极流向负极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
解析：原电池中活泼金属做负极，负极发生氧化反应。所以Zn是负极，反应电 极方程式为：Zn－2e－===Zn2＋，阳离子增加，盐桥中阴离子移向该溶液。电子从 负极流向正极。答案选B。
②铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池 乙，工作一段时间后，可观察到负极_________________。
③甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原
因是_________________。
(2)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在 (1)的 材料中应选________作阳极。
阳极：氧化反应
3．电极产物的判断 (1)阳极：首先依据电极材料，若为活泼电极，则电极本身失电子被氧化，若为惰 性电极(C、Pt、Au)，再依据阴离子放电顺序考虑。 (2)阴极：依据阳离子放电顺序考虑。 4．电解离子方程式的书写 (1)必须在短线上标明电解。 (2)只是电解质被分解，电解化学方程式中只写电解质及分解产物。如电解CuCl2 溶液：Cu2＋＋2Cl－ 电解 Cu＋Cl2↑
考点2：原电池原理的应用 1.加快氧化还原反应的速率 2．比较金属活动性强弱 3．用于金属的防护 4．设计制作化学电源
设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是： (1)首先判断出电池反应中的还原剂和氧化剂，将还原剂(一 般为比较活泼金属)作负极，活 泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极，含氧化剂对应离子的电解质溶液作电解液。 (2)如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含 有与电极材料相同的金属的阳离子。
考点3：电解原理及有关计算 1．电解池工作原理示意图
2．电解原理分析 (1)通电前，电解质溶液中电离(包括电解质和水的电离)的离子作无规则运动。 (2)通电时 ①离子移动方向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 ②放电能力：阳极：金属阳极单质>S2->I- >Br->Cl->OH->含氧酸根 阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋ ③电极反应阴极：还原反应
【答案】 (1)① ②电极逐渐溶解，表面有红色固体析出
③甲 负极不和铜离百度文库接触，避免了铜离子直接与负极发生反应而使化 学能转化为热能 (2)锌片
应用原电池原理可以将任何自发进行的氧化还原反应设计成原电池，但有的电池 相当微弱，同时要注意电解质溶液不一定参与反应，如燃料电池，水中一般要加 入强碱或强酸，以增强溶液的导电性。
(3)按要求画出原电池装置图。如根据以下反应设计的原电池：
原理
装置图
化学反应： CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu 还原剂：Fe； 氧化剂：CuCl2 电极反应： 负极：Fe－2e－===Fe2+ 正极：Cu2＋＋2e－===Cu
例3：(1)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原 电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。 限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。 ①完成原电池甲的装置示意图(见右下图)，并作相应标注。 要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
考例
2016课标全国II，11 2016课标全国Ⅲ，11 2015课标全国I，11 2015课标全国II， 26（1）、（2） 2014课标全国II，12
2016课标全国I，11 2016课标全国I，28（3） 2014课标全国I，27（4） 2014课标全国II，27（3）
未考查
命题角度
考法一：考查原电池的原 理及应用 考法二：考查化学电源
例2：二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇 直接燃料电池(5.93 kW·h·kg－1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负 极反应为_____________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________个 电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E＝ ________________(列式计算。能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1 kW·h＝ 3.6×106 J)。
考法：结合生产、生活考 查金属的腐蚀及防护
考点1：原电池原理及电极反应方程式的书写 1． 原电池工作原理示意图
2． 正负极的判断
3.电极反应式的书写
复杂电极反应式的书写 复杂电极反应式=总反应式—较简单一极的电极反应式
例1．铜锌原电池(如图)工作时，有关叙述正确的是(
解析：二甲醚直接燃料电池的总反应为CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O，负极反应式的 书写步骤：第一步先写反应物、生成物：CH3OCH3——2CO2；
第二步写明转移电子数：CH3OCH3－12e－——2CO2； 第三步配平：3H2O＋CH3OCH3－12e－===2CO2＋12H＋。
1 mol二甲醚被氧化生成2 mol CO2，失12NA个电子，故1个二甲醚分子转移12个电 子。据能量密度＝电池输出电能/燃料质量，若燃料质量为1 kg，则：
1V . 2 4 1 g 0 6 m g 0 1 0 1 o 9 0 2 l 6 c m 5 1 0 o 3 .6 0 1 l6 J 0 K 1 W h 1 8 .3 k9 W h 1 k 1 g 1 kg
书写电极反应式时，正负极的判断是关键，看两极与电解质溶液得、失电子 而快速推断出正、负极，同时还应充分注意介质与电极生成物的反应： ①负极生成的金属离子在碱性溶液中能与OH－反应生成难溶性碱，如在碱性条件 下，钢铁腐蚀中负极生成的Fe2＋与溶液中的OH－结合生成Fe(OH)2； ②在碱性条件下电极析出的CO2能与OH－反应生成CO32－等
专题七 电化学
1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2.了解常见的化学电源的种类及其工作原理。 3.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 4.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施
考点
原电池原理及 应用
电解原理 及应用
金属的腐蚀及 防护
)
A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从正极流向负极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
解析：原电池中活泼金属做负极，负极发生氧化反应。所以Zn是负极，反应电 极方程式为：Zn－2e－===Zn2＋，阳离子增加，盐桥中阴离子移向该溶液。电子从 负极流向正极。答案选B。
②铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池 乙，工作一段时间后，可观察到负极_________________。
③甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原
因是_________________。
(2)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在 (1)的 材料中应选________作阳极。
阳极：氧化反应
3．电极产物的判断 (1)阳极：首先依据电极材料，若为活泼电极，则电极本身失电子被氧化，若为惰 性电极(C、Pt、Au)，再依据阴离子放电顺序考虑。 (2)阴极：依据阳离子放电顺序考虑。 4．电解离子方程式的书写 (1)必须在短线上标明电解。 (2)只是电解质被分解，电解化学方程式中只写电解质及分解产物。如电解CuCl2 溶液：Cu2＋＋2Cl－ 电解 Cu＋Cl2↑
考点2：原电池原理的应用 1.加快氧化还原反应的速率 2．比较金属活动性强弱 3．用于金属的防护 4．设计制作化学电源
设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是： (1)首先判断出电池反应中的还原剂和氧化剂，将还原剂(一 般为比较活泼金属)作负极，活 泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极，含氧化剂对应离子的电解质溶液作电解液。 (2)如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含 有与电极材料相同的金属的阳离子。
考点3：电解原理及有关计算 1．电解池工作原理示意图
2．电解原理分析 (1)通电前，电解质溶液中电离(包括电解质和水的电离)的离子作无规则运动。 (2)通电时 ①离子移动方向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 ②放电能力：阳极：金属阳极单质>S2->I- >Br->Cl->OH->含氧酸根 阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋ ③电极反应阴极：还原反应
【答案】 (1)① ②电极逐渐溶解，表面有红色固体析出
③甲 负极不和铜离百度文库接触，避免了铜离子直接与负极发生反应而使化 学能转化为热能 (2)锌片
应用原电池原理可以将任何自发进行的氧化还原反应设计成原电池，但有的电池 相当微弱，同时要注意电解质溶液不一定参与反应，如燃料电池，水中一般要加 入强碱或强酸，以增强溶液的导电性。
(3)按要求画出原电池装置图。如根据以下反应设计的原电池：
原理
装置图
化学反应： CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu 还原剂：Fe； 氧化剂：CuCl2 电极反应： 负极：Fe－2e－===Fe2+ 正极：Cu2＋＋2e－===Cu
例3：(1)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原 电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。 限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。 ①完成原电池甲的装置示意图(见右下图)，并作相应标注。 要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
考例
2016课标全国II，11 2016课标全国Ⅲ，11 2015课标全国I，11 2015课标全国II， 26（1）、（2） 2014课标全国II，12
2016课标全国I，11 2016课标全国I，28（3） 2014课标全国I，27（4） 2014课标全国II，27（3）
未考查
命题角度
考法一：考查原电池的原 理及应用 考法二：考查化学电源
例2：二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇 直接燃料电池(5.93 kW·h·kg－1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负 极反应为_____________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________个 电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E＝ ________________(列式计算。能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1 kW·h＝ 3.6×106 J)。