二轮复习三案导学案《电化学原理专题复习》

1案例分析—《电化学原理》复习三案导学《电化学原理专题复习》导学案课前延伸案【考纲要求】1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3．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。【真题再现】1．【2007年山东卷·29题】铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应负极反应。2．【2008年山东卷·29题】北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8）。（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为；放电时CO32－移向电池的（填“正”或“负”）极。3．【2009年山东卷·29题】Zn—MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是。电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。（2）若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。a．NaOHb．Znc．Fed．NH3·H2O（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为。4.【2010年山东卷·28题】（3）实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡移动（填“向左”、“向右”或者“不”）；若加入少量下列试剂中的，产生H2的速率将增大。a.NaNO3b.CuSO4c.Na2SO4d.NaHSO35．【2010年山东卷·29题】对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。（1）以下为铝材表面处理的一种方法：②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为____。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_____。（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______。（3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于______处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_______。6．【2011年山东卷·29题】科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。（2）右图为钠硫高能电池的结构示意图。该电池的工作温度为320℃左右，2电池反应为2Na+xS＝Na2Sx，正极的电极反应式为__________。M（由Na2O和Al2O3制得）的两个作用是_______________________、_______________________。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的_______倍。7．【2012年山东卷·28题】(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是。a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反应c．溶液中Cu2＋向阳极移动d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(5)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为。8.【2011年山东卷·15题】以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是（）A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定的关系C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用9.【2012年山东卷·13题】下列与金属腐蚀有关的说法正确的是A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的【方法集萃】1．原电池的设计方法判断出所给氧化还原反应的还原剂和氧化剂，分析它们能否充当电极，能充当的直接作为电极使用，不能充当的一般为溶液中的溶质或通入电极附近的气体，然后再确定其他的电极、电离状态的电解质等，最后连接成闭合回路即可。2.原电池中电极反应式的书写（1）一般电极反应式的书写列物质标得失判断电极反应产物，找出得失电子总数看环境配守恒电极产物在电解质溶液中应稳定存在，如碱性介质中生成的H+应让其结合OH—生成水。电极反应式要依据电荷守恒、质量守恒、电子守恒加以配平两式加验总式两电极反应式相加，与总反应式对照Fe海水图aZnCuCu－Zn合金NM图b稀盐酸稀盐酸PtZn图c图dZnMnO2NH4Cl糊状物碳棒NaSUM3（2）复杂电极反应式的书写复杂电极反应式=总反应式—较简单一极电极反应式3.电解池中电极反应式的书写（1）首先看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电。(2)然后分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式。在书写时要遵循原子守恒和电荷守恒。(3)最后合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。4.可充电电池电极反应式的书写放电为原电池反应，充电为电解池反应。原电池的负极反应与电解池的阴极反应，原电池的正极反应与电解池的阳极反应互为逆反应。5.与电解有关的计算(1)电子守恒法：用于串联电路、阴阳两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)总反应式法：凡是总反应式中反映出的物质的量关系都可以列比例式计算。(3)关系式法：由得失电子守恒建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式，如物质：H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H＋～OH－～e－n(mol)212244446．电解后恢复电解质溶液原始状态的方法分析两极上析出物质的构成元素，找出由这些元素构成的物质，加入相应量的这些物质，即可恢复原溶液的原始状态。注意：这种物质不一定是由两极上发生反应的两种离子构成的。如用惰性电极电解CuSO4溶液时，电极反应分别为：阴极：Cu2++2e-=Cu，阳极：4OH-4e-+2H2O+O2↑。两极上发生反应的离子是Cu2+和OH-，析出的元素是Cu和O，若要恢复溶液的原始状态，应加CuO而不是Cu(OH)2。7.金属腐蚀快慢的的判断不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关：(1)与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性相差越大，氧化还原反应的速率越快，金属被腐蚀的速率就越快。(2)与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般说来可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀。4《电化学原理专题复习》导学案课堂探究案【考题剖析】年份考点分布题型分值难度20071.原电池的设计2.电极反应的书写3.金属的腐蚀本质填空题6中低20081.原电池总反应2.离子的运动方向填空题6中低20091.原电池的电极材料及电子流向判断2.原电池原理的应用-原电池加快化学反应速率3电解池的电极反应及定量计算填空题10中高20101.电解池的电极反应2.电镀铜的原理3.金属的腐蚀与防护4.原电池原理的应用-加快化学反应速率填空题10高20111.新型电池及铅蓄电池分析2.原电池电极反应式的书写3.电化学计算4.电镀原理应用-电镀锌选择题填空题10高20121.电解原理的应用-电解精炼铜2.离子的运动方向3.原电池的设计及电极反应式的书写4.金属的腐蚀5.普通干电池的分析选择题填空题10中低【考情分析】电化学理论属于必考的内容，是高考命题的热点。（1）考察内容包括原电池的工作原理及实际应用、电解池的工作原理及实际应用、金属的腐蚀与防护三个大部分（2）常以实用电池或金属腐蚀为研究载体设置情境，考察注意基础知识、侧重综合应用能力，问题设置具有区分度（3）近两年题型由原来的填空题又增加了选择题，分值基本平稳；（4）电化学重要的知识点较多，具有交替考察、不连续考察的特点。【热点定位】1．原电池的工作原理及电极反应式的书写。2．能分析常用化学电源及新型电源的构造、工作原理，尤其是可充电电池的充放电过程。3．根据所给自发进行的反应设计原电池，并能绘制装置图。4．理解电解原理四大应用，能应用电解原理分析解决工业、生产、生活中的实际问题。5．理解金属的腐蚀的本质及电化学保护的原理，学会一般的防腐蚀方法。【考点演练一】原电池的工作原理及实际应用1．(2011海南∙12)根据下图，下列判断中正确的是5A．烧杯a中的溶液pH升高B．烧杯b中发生氧化反应C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－＝H2D．烧杯b中发生的反应为2Cl－−2e－＝Cl22．(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＋FeC．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＋＋FeS3．美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸出并在电极表面发生电极反应而放电。(1)该燃料电池发生的总的化学方程式是：，其电极分别为a是极，b是极(填正或负)，其电极反应分别是：a极：b极：(2)已知燃料电池发一度电生成396g水，其热化学方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O（l)+572kJ，则发出1度电时，产生能量kJ，此燃料电池的能量转换率是。(3)燃料电池的输出电压为1．2V，要使标有1．2V、1．5W的小灯泡连续发光1小时，则共消耗H2的物质的量为mo1．【错因分析】1.2.3.【考点演练二】电解池的工作原理及实际应用1．如下图所示：甲、乙为相互串联的两电解池。试回答：⑴乙池中Fe极电极反应式为___________，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈______色。NaCl溶液G盐桥ZnFeO2N2abe-6⑵甲池若为用电解原理精炼铜（假设粗铜的组成是均匀的，且比其活泼和不活泼的成分均存在）的装置，则A电极名称为______极，电极反应式为_______，电解质溶液可以是________；通电一段时间后，A极增重12.8g，则甲池溶液原溶质的浓度（填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”），乙池C（石墨）极放出气体在标况下的体积为_______，此时乙池剩余溶液的体积为400mL，则溶液的pH=______。2．(2012福建∙9)将右图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是A．Cu电极上发生还原反应B．电子沿ZnabCu路径流动C．片刻后甲池中c（SO42−）增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色3（2011江苏）(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为。【错因分析】1.2.3.【考点演练三】金属的腐蚀与防护1.铁棒与石墨用导线连接后，浸入0.01mol/L的食盐溶液中，经过足够长的时间，铁棒表面会出现明显的红色铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），试分析写出可能发生的电极反应和化学