高考化学二轮复习化学基本理论原电池与电解池课件

(2)盐桥中盛有饱和 KCl 溶液，此盐桥中氯离子向________(填“左”或“右”) 移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向________(填“左”或“右”) 移动。 (3)图乙为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电过程曲线，由此可得出高铁 电池的优点有_____________________________________________________ ________________________________________________________________。
[方法技巧] 四步解决新型化学电源问题
(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→书写电极反应和电池反应。 (3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的为负极反应。 (4)电极反应→总反应离子方程式减去较简单一极的电极反应式→另一电极反应 式。
■对点练——沿着高考方向训练· 1．用下列装置能达到预期目的的是( )
A．甲图装置可用于电解精炼铝 B．乙图装置可得到持续、稳定的电流 C．丙图装置可达到保护钢闸门的目的 D．丁图装置可达到保护钢闸门的目的 D [电解精炼铝时，粗铝作阳极，纯铝作阴极，但电解质溶液不能是氯化铝 溶液，否则阴极上会析出氢气，可以用熔融的氧化铝作电解质，A 项错误； 该原电池可以产生电流，但不能提供持续、稳定的电流，B 项错误；丙中形 成原电池，钢闸门是负极，易被腐蚀，不能达到保护钢闸门的目的，C 项错 误；丁中形成电解池，钢照时，电流由 Y 流向 X B．光照时，Pt 电极发生的反应为 2Cl－＋2e－===Cl2 C．光照时，Cl－向 Ag 电极移动 D．光照时，电池总反应为 AgCl(s)＋Cu＋(aq)==光===Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq) D [光照时，AgCl 在 X 电极得到电子，X 电极是正极，Y 电极是负极，电 流由 X 流向 Y，A 错误；光照时，Pt 电极发生的反应为 2Cu＋－e－=== Cu2＋，B 错误；光照时，Cl－向负极 Pt 电极移动，C 错误。]
[审题指导] 题眼 ① ② ③ ④
挖掘关键信息 原电池，电解质为固态 电池内部，阳离子(Li＋)移向电池的正极 Li 化合价升高，失去电子，是负极
电子守恒
D [A 对：原电池工作时，Li＋向正极移动，则 a 为正极，正极上发生还原反 应，a 极发生的电极反应有 S8＋2Li＋＋2e－===Li2S8、3Li2S8＋2Li＋＋2e－ ===4Li2S6、2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4、Li2S4＋2Li＋＋2e－===2Li2S2 等。 B 对：电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子时，氧化 Li 的物质的量为 0.02 mol，质量为 0.14 g。 C 对：石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极 a 的导电性。 D 错：电池充电时电极 a 发生反应：2Li2S2－2e－===Li2S4＋2Li＋，充电时间 越长，电池中 Li2S2 的量越少。]
4．(2017·江西师大附中三模)我国科研人员以 Zn 和尖晶石型锰酸锌(ZnMn2O4)为 电极材料，研制出一种水系锌离子电池。该电池的总反应方程式： xZn＋ 放电 Zn1－xMn2O4 充电 ZnMn2O4(0<x<1)。下列说法正确的是( ) A．充电时，Zn2＋向 ZnMn2O4 电极迁移 B．充电时，阳极反应：ZnMn2O4－2xe－===Zn1－xMn2O4＋xZn2＋ C．放电时，每转移 1 mol e－，ZnMn2O4 电极质量增加 65 g D．充放电过程中，只有 Zn 元素的化合价发生变化
5．高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。 高铁酸钾(K2FeO4)是一种理想的水处理剂，高铁电池的研制正在进行中。如 图甲是高铁电池的模拟实验装置：
甲
乙 (1)该电池放电时正极的电极反应式为_________________________________ ________________________________________________________________； 若维持电流强度为 1 A，电池工作十分钟，理论消耗 Zn________ g。(已知 F ＝96 500 C/mol)
3.模型认知——运用原电 池和电解池模型解释一
理。
T11；2014 年Ⅰ卷 T27(4)
些化学现象。
3.理解金属发生电化 学腐蚀的原因、金属 3.电化学原理的综合应用
4.社会责任——对与电化 学相关的社会热点问题
腐蚀的危害，防止金 2017 年Ⅰ卷 T11
能进行正确的价值判断。
属腐蚀的措施。
命题热点 1 新型化学电源
化学基本理论 第 7 讲 原电池与电解池
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核心素养
1.了解原电池和电解 池的工作原理，能写
1.新型化学电源 2017 年Ⅲ卷 T11；2016 年Ⅱ卷
B [放电时是原电池，Zn 电极是负极，ZnMn2O4 电极是正极，充电时，Zn 是阴极，Zn2＋向 Zn 电极迁移，A 错误；电解池中阳离子向阴极移动，充电时， 阳极发生氧化反应：ZnMn2O4－2xe－===Zn1－xMn2O4＋xZn2＋，B 正确；放电 时，每转移 2 mol e－，ZnMn2O4 电极质量增加 65 g，C 错误；充放电过程中， Zn、Mn 元素的化合价均发生变化，D 错误。]
【答案】 (1)FeO24－＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3↓＋5OH－ 0.2 (2)右 左 (3)使用时间长、工作电压稳定
[方法技巧] 燃料电池电极反应式的书写方法
(1)找位置、写式子：负极反应式应符合“还原剂－ne－―→氧化产物”的形式； 正极反应式符合“氧化剂＋ne－―→还原产物”的形式。燃料中的碳、氢元素及 助燃剂氧气在不同介质中放电后的具体存在形式不同。①酸性介质：碳、氢元 素分别转化为 CO2、H＋；O2 转化为 H2O。②碱性介质：碳、氢元素分别转化为 CO23－、H2O；O2 转化为 OH－。
■对点练——沿着高考方向训练· 1．(2017·九江等八校 4 月联考)锂-铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的
发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力， 其中放电过 程为 2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－， 下列说法不正确的是( )
A．放电时，正极的电极反应式为 Cu2O＋H2O＋2e－===2OH－＋2Cu
■提能力——针对热点题型训练· (见专题限时集训 T1、T2、T3、T6、T7、T10、T12)
命题热点 2 电解原理及应用
(对应学生用书第 28 页) ■储知识——剖解重点难点备考· 1．电解池阴、阳极的判断方法
2．有关电解池的分析思路
3．电解池中电极反应式的书写步骤
[失分提醒] (1)Fe 作阳极时，电极反应式为 Fe－2e－===Fe2＋。 (2)Fe3＋在阴极放电时，电极反应式为 Fe3＋＋e－===Fe2＋。
2．(2017·衡水中学考前模拟)一种光化学电池的结构如下图，当光照在表面涂有 氯化银的银片上时，AgCl(s)===Ag(s)＋Cl(AgCl)，[Cl(AgCl)表示生成的氯原 子吸附在氯化银表面]，接着 Cl(AgCl)＋e－―→Cl－(aq)，若将光源移除，电池 会立即回复至初始状态。下列说法正确的是( )
3．四步突破可充电电池
■悟真题——挖掘关键信息解题· [例 1] (2017·全国Ⅲ卷)全固态锂硫电池①能量密度高、成本低，其工作
原理如图所示，其中电极 a 常用掺有石墨烯的 S8 材料，电池反应为 16 Li＋xS8===8Li2Sx③(2≤x≤8)。下列说法错误的是( )
A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g④ C 石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性 D．电池充电时间越长，电池中 Li2S2 的量越多
【解析】 (1)根据高铁电池装置可确定 Zn 和 C 分别作负极和正极，放电时
FeO
2－ 4
在
正
极
发
生
还
原
反
应
，
其
电
极
反
应
式
为
FeO
2－ 4
＋
4H2O
＋
3e
－
===Fe(OH)3↓＋5OH－；电池工作十分钟，Q＝It＝1 A×600 s＝600 C，转移
电子的物质的量 n(e－)＝96 560000CC/mol≈0.006 2 mol，反应中 1 mol Zn 转移 2
mol 电子，根据正比关系m65Zgn＝0.0206m2oml ol，即求得 m(Zn)≈0.2 g。(2)原电
池工作时，盐桥中阴离子向负极移动，即 Cl－向右移动，改用阳离子交换膜
代替盐桥，阳离子向正极移动，即 K＋向左移动。(3)从图乙可看出高铁电池
和高能碱性电池相比，具有使用时间长、工作电压稳定的优点。
(对应学生用书第 26 页) ■储知识——剖解重点难点备考· 1．原电池正、负极的判断方法
2．原电池电极反应式的书写 (1)一般电极反应式的书写
(2)复杂电极反应式的书写 复杂的电 极反应式 ＝ 总反应式 － 较简单一极的电极反应式
如 CH4 碱性燃料电池负极反应式的书写： CH4＋2O2＋2OH－===CO23－＋3H2O……总反应式 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正极反应式 CH4＋10OH－－8e－===7H2O＋CO23－……负极反应式
3．(2017·武汉模拟)下图是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图。关于 该电池的叙述不正确的是( )