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2012届高考化学第二轮电化学原理及应用复习教案

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专题八 电化学原理及应用
班级: 姓名: 学习时间:
【课前自主复习与思考】
1.阅读并思考《创新设计》相关内容。
2.原电池、电解池的工作原理、应用。
3.原电池、电解池电极反应式的书写。
【结合自主复习内容思考如下问题】
1.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池。以下关于该原电池的叙述正确的是
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为Ag++e-===Ag
③实验过程中取出盐桥,电池仍能继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A.①② B.②③ C.②④ D.③④

2.用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,电解一段时间后,再加入W,能使溶液恢复到电解前的状态,符合题意的是
组号XYZW
ACFeNaClH2O
BPtCuCuSO4CuSO4溶液
CCCH2SO4H2O
DAgFeAgNO3AgNO3晶体

【考纲点拨】
1.理解原电池和电解池的工作原理,能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见的化学电源,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
3.认识金属腐蚀的危害,理解金属发生电化学腐蚀的原因,能运用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。
4.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。认识化学在解决能源危机中的重要作用。
【自主研究例题】
1.控制合适的条件,将反应2Fe3++2I- Fe2++I2
设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是( )
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+发生还原反应
C.电流计计数为零时,反应达化学平衡状态
D.电流计计数为零后,在甲中加入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极
2.如下图所示装置,A、B中电极为多孔的惰性电极;C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹,a、b为电源的两极。若在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH的水槽中。切断K1,闭合K2、K3,通直流电,电解一段时间后A、B中均有气体产生。

⑴电源的a极为 (填“正”或“负”)极。
⑵在湿的Na2SO4滤纸条中心滴KMnO4溶液,现象是 。
⑶写出A中电极反应式 。
⑷若电解一段时间后A、B中均有气体包围电极。此时切断K2、K3,闭合K1,电流表的指针偏转,此时B极电极反应式为 。

我思我疑:

【高考链接】
【例1】(2010浙江卷.9)Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为: 2Li++FeS+2e-===Li2S+Fe 有关该电池的下列中,正确的是
A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价
B.该电池的电池反应式为:2Li+FeS===Li2S+Fe
C.负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+
D.充电时,阴极发生的电极反应式为:Li2S+Fe-2e-===2Li++FeS

【例2】(2010广东理综卷.23)铜锌原电池(如图9)工作时,下列叙述正确的是
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,电子从负极流向正极
D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
【例3】(2010福建卷.11)铅蓄电池的工作原理为:
Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,研读右图,
下列判断不正确的是( )
A.K 闭合时,d电极反应式:
PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO42-
B.K闭合时,II中SO42-向c电极迁移
C.当电路中转移0.2mol电子时,I中消耗的H2SO4为0.2 mol
D.K闭合一段时间后,II可单独作为原电池,d电极为正极

【例4】(09全国卷Ⅰ.28)下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g
5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。

⑴接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。
据此回答问题:
①电源的N端为 极;
②电极b上发生的电极反应为 ;
③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积: ;
④电极c的质量变化是 g;
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:
甲溶液 ;
乙溶液 ;
丙溶液 ;
⑵如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?


【归纳与思考】

【自主检测】
1.(2010江苏卷.11)右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。
下列说法正确的是
A.该系统中只存在3种形式的能量转化
B.装置Y中负极的电极反应式为:
O2+2 H2O+4e-===4OH-
C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化

2.(2010全国卷1)右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料(S)涂覆在TiO2纳米晶体表面制成,另一电极由导电玻璃镀铂构成,电池中发生的反应为:
TiO2/S TiO2/S*(激发态)
TiO2/S* TiO2/S++e-
I3-+2e- 3I-
2 TiO2/S++3I- TiO2/S+I3-
下列关于该电池叙述错误的是:
A.电池工作时,是将太阳能转化为电能
B.电池工作时,I-离子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
D.电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少

3.(2010安徽卷.11)某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2+O2=2H2O,下列有关说法正确的是
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2
D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极

4.(09广东理科基础.25)钢铁生锈过程发生如下反应:
①2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2;
②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3;
③2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O。
下列说法正确的是
A.反应①、②中电子转移数目相等
B.反应①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

5.电解100 mL含c(H+)=0.30 mol/L的下列溶液,当电路中通过0.04 mol电子时,
理论上析出金属质量最大的是
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.根据右图,可判断出下列离子方程式错误的是
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)

7.一种新型酸性乙醇电池用磺酸类质子作溶剂,
比甲醇电池效率高出32倍,电池反应式为:C2H5OH
+3O2===2CO2+3H2O,电池构造如右图所示。下列
说法正确的是
A.放电过程中,电源内部的H+从正极区向负极区迁移
B.通入乙醇的电极是与正极
C.该电池的正极反应为:4H++O2+4e-===2H2O
D.用该电池作电源,用惰性电极电解饱和NaCl溶液时,
每消耗0.2 mol C2H5OH,阴极产生标准状况下气体的体积为13.44 L

8.用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液,电解一段时间后,向电解液中加入0.1 mol碱式碳酸铜晶体(不含结晶水),恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH。下列叙述不正确的是
A.电解过程产生的气体体积(在标准状况下)为5.6 L
B.电解过程转移的电子数为3.612×1023个
C.电解过程中只发生了2 CuSO4+2 H2O===2Cu+O2↑+2 H2SO4
D.加入碱式碳酸铜的反应是:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4===2CuSO4+CO2↑+3H2O

9. 为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置,下列
说法中错误的是
A.正极的电极方程式为:O2+2H2O+4e-===4OH-
B.将石墨改成镁电极,难以观察到铁锈生成
C.若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈
D.分别向铁、石墨电极附近吹入O2,前者铁锈出现得快

10.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3具有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到浮选净化的作用。某科研小组用电浮选法处理污水,设计装置如图所示:


⑴实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率较慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时应向污水中加入适量的 。
A.H2SO4 B.BaSO4 C.Na2SO4 D.NaOH E.CH3CH2OH
⑵电解池阳极的电极反应式分别是① ;②4OH--4e-===2H2O+O2↑
⑶电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是

⑷熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。
已知负极的电极反应是CH4+4CO32--8e-===5CO2+2H2O。
①正极的电极反应是。
②为了使该燃料电池长时间运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质的化学式是 。
⑸实验过程中,若在阴极产生了44.8L(标况)气体,则熔融盐燃料电池消耗CH4 L(标况)。
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