2016届高考化学(全国通用)：专题11 电化学解析

核心要点突破考纲考向分析核心要点突破考纲考向分析考纲要求考点考题类型高考频度命题规律1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。原电池及化学电源选择题非选择题★★★★★1.本专题是历年高考必考内容，主要考查：(1)原电池、电解池、电镀池的电极名称；(2)电极反应式及电池反应式的书写；(3)电解产物的判断；(4)设计原电池；(5)电化学的有关计算。电解原理及其应用选择题非选择题★★★★核心要点突破考纲考向分析考纲要求考点考题类型高考频度命题规律2.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。金属的电化腐蚀及防护选择题非选择题★★★2.原电池的工作原理及新型电源电极反应式的书写，电解产物的判断和电化学计算是高考命题的热点。核心要点突破考纲考向分析原电池化学电源1.概念：把________转化为_____的装置。2.形成条件化学能电能非金属导体电解质自发核心要点突破考纲考向分析3.工作原理[以(－)Zn|CuSO4|Cu(＋)原电池为例]电子Zn-2e-=Zn2+ZnCuCu2++2e-=Cu阴离子SO42-、OH-阳离子(Cu2+、H+)核心要点突破考纲考向分析4.原电池原理的应用(1)比较不同金属的活动性强弱根据原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或碳棒)作正极。(2)加快化学反应速率由于原电池将氧化还原反应拆成两个半反应且有电流产生，因而反应速率加快。如Zn与稀H2SO4反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成Cu－Zn原电池，加快反应速率。(3)用于金属的防护要保护一个铁制闸门，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁制闸门作正极。核心要点突破考纲考向分析(4)设计制作化学电源①判断所给反应是否是自发的放热的氧化还原反应。②首先将氧化还原反应分成两个半反应。③根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。如：根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2核心要点突破考纲考向分析设计的原电池为：④组装形成闭合回路核心要点突破考纲考向分析5.化学电源(1)一次电池①碱性锌锰干电池总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2，正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；负极反应：___________________________。②锌银电池负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；总反应式：________________________________。Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag核心要点突破考纲考向分析(2)二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是_____，正极材料______。①放电时的反应负极反应：________________________。正极反应：______________________________________；总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。②充电时的反应阴极反应：_______________________；阳极反应：_______________________________________；总反应：PbO2PbPb＋SO2－4－2e－===PbSO4PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2OPbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－42PbSO4＋2H2O=====通电Pb＋PbO2＋2H2SO4核心要点突破考纲考向分析(3)燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。种类酸性碱性负极反应式2H2－4e－===4H＋2H2＋4OH－－4e－==_______正极反应式________________________O2＋2H2O＋4e－===4OH－电池总反应式2H2＋O2===2H2O4H2OO2＋4e－＋4H＋===2H2O核心要点突破考纲考向分析[易错警示]规避原电池工作原理的4个易失分点1.只有放热且自发的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。2.电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。3.无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。4.原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。核心要点突破考纲考向分析电解原理及其应用1.电解使______通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起_____________的过程。2.电解池(也叫电解槽)电解池是把_________________的装置。电流氧化还原反应电能转化为化学能核心要点突破考纲考向分析3.电解池的组成和工作原理(电解CuCl2溶液)阴极阳极还原反应氧化反应Cu2++2e-=Cu2Cl--2e-=Cl2↑CuCl2Cu+Cl2↑=====电解核心要点突破考纲考向分析4.电解原理的应用(1)氯碱工业①概念：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取______、____和_____，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为__________。②原理阳极（C）：__________________（氧化反应）阴极（Fe）：___________________（还原反应）总反应：________________________________________NaOHH2Cl2氯碱工业2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑=====通电核心要点突破考纲考向分析5.电镀与电解精炼铜电镀(Fe上镀Cu)电解精炼铜阳极电极材料___________(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)电极反应__________________________________Zn－2e－===Zn2＋Fe－2e－===Fe2＋Ni－2e－Ni2＋阴极电极材料铁纯铜电极反应__________________电解质溶液___________注：电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉在电解池底部形成阳极泥粗铜铜Cu－2e－===Cu2＋Cu－2e－===Cu2＋Cu－2e－===Cu2＋CuSO4溶液核心要点突破考纲考向分析6.电冶金(1)钠的冶炼总反应：___________________________阴极反应：_________________阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑(2)Mg的冶炼总反应：__________________________(3)Al的冶炼总反应：__________________________2NaCl(熔融)=====电解2Na＋Cl2↑2Na＋＋2e－===2NaMgCl2(熔融)=====电解Mg＋Cl2↑2Al2O3(熔融)=====电解4Al＋3O2↑核心要点突破考纲考向分析电解池中两个电极的判断方法(1)阳极：与电源正极相连、发生氧化反应、阴离子移向的一极。(2)阴极：与电源负极相连、发生还原反应、阳离子移向的一极。核心要点突破考纲考向分析金属的电化学腐蚀与防护1.金属腐蚀的本质金属原子_________变为___________，金属发生氧化反应。2.金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀失去电子金属阳离子类型化学腐蚀电化学腐蚀反应物金属、干燥的气体或非电解质_____________________反应类型____________________________有无电流产生________实质金属原子失电子被氧化不纯金属、电解质溶液直接发生化学反应原电池反应无有核心要点突破考纲考向分析(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(钢铁腐蚀为例)类型析氢腐蚀吸氧腐蚀水膜性质________________________负极反应________________正极反应________________________________________总反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2其他反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O注：吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍酸性弱酸性、中性或碱性Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑2H2O＋O2＋4e－===4OH－核心要点突破考纲考向分析3.金属的防护(1)牺牲阳极的阴极保护法利用____________。(2)外加电流的阴极保护法利用____________。(3)改变金属内部结构→如制成不锈钢。(4)加保护层→如电镀、喷漆、覆膜等。原电池原理电解池原理核心要点突破考纲考向分析电化学腐蚀五规律1.对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。2.活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。3.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快。4.电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。5.从防腐措施方面分析，腐蚀的快慢为：外接电源的阴极保护法防腐牺牲阳极的阴极保护法防腐有一般防护条件的防腐无防护条件的防腐。核心要点突破考纲考向分析1.一般电极反应式的书写要点一原电池电极反应式的书写核心要点突破考纲考向分析2.复杂电极反应式的书写如CH4酸性燃料电池中CH4＋2O2===CO2＋2H2O……总反应式①2O2＋8H＋＋8e－===4H2O……正极反应式②①－②得CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋……负极反应式复杂电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应式核心要点突破考纲考向分析【典例示范1】(1)Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。请回答下列问题：②电池的负极材料为________，发生的电极反应为________；②电池正极发生的电极反应为____________________________。(2)固体电解质(高温下能传导O2－)燃料电池中总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O①正极反应式：O2＋4e－===2O2－②负极反应式为_________________________________________。核心要点突破考纲考向分析解析(1)，负极发生氧化反应，所以Li为负极材料，负极反应为：4Li－4e－===4Li＋；正极反应为：2SOCl2＋4e－===S＋SO2＋4Cl－。(2)①－②×2得负极反应式。答案(1)①锂4Li－4e－===4Li＋②2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2(2)CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O核心要点突破考纲考向分析【借题发挥】原电池正、负极判断的“五个角度”核心要点突破考纲考向分析要点二电解池反应式的书写1.电解时电极产物的判断(阴离子放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子)(2)阴极→溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或低价粒子。(阳离子放电顺序：Ag＋＞Hg2＋Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋Na＋＞Ca2＋＞K＋)核心要点突破考纲考向分析2.电极反应式的书写(1)根据装置书写①根据电源确定阴、阳两极→确定阳极是否是活性金属电极→据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。②在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下，将两极电极反应式合并即得总反应式。核心要点突破考纲考向分析(2)由氧化还原反应方程式书写电极反应