高二化学知识梳理课件：第四章电化学基础总结(人教版选修4)

电化学知识是理论部分的一个重要内容，也是历年高考考查的一个重点。电化学知识既可以综合学科内知识，如联系到“化学实验现象的判断和分析、定量实验的操作要求、离子方程式的书写、氧化还原反应问题分析、化学计算”等，也可以涉及学科间知识的运用，如联系到物理学的“有关电流强度的计算、有关电量和阿伏加德罗常数的计算、安培表和电池的连接”等，还可以与生产生活(如金属的腐蚀和防护、电镀废液的危害与环保等)、新科学及新技术(新型电池)等问题相联系，是不可忽视的一个知识点。解决此类问题需注意不同知识规律的综合应用。(2010·安徽高考)某固体酸燃料电池以CsHSO4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0.1mol电子，消耗1.12L的H2D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极a为负极，b为正极，电子应该是通过外电路由a极流向b极，A错；b极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B错，C没有告知标准状况。答案：D(2010·浙江高考)LiAlFeS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有关该电池的下列说法中，正确的是()A．LiAl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A项负极材料中Li的化合价为0价，C项负极的电极反应式为2Li－2e－===2Li＋，D项充电时，阴极发生的电极反应式为2Li＋＋2e－===2Li。答案：B首先按装置特点确定是否为原电池(电解池)，按各自对应原理分析解决问题。电解池原电池电极名称阴极(与电源负极相连接)阳极(与电源正极相连接)负极(电子流出的电极)正极(电子流入的电极)电极反应(氧化、还原)还原反应氧化反应氧化反应还原反应能量转变电能转变为化学能化学能转变为电能反应进行是自发的还是不自发的不一定自发自发(2011·广州高二检测)如下图装置闭合电键时，电流计的指针将发生偏转。试回答下列问题。(1)写出A、B两池及各电极的名称：A________，B________，Zn________，Pt________。(2)写出电极反应式：Cu极：__________________。(3)如果电解质溶液仍为CuSO4溶液，将B中两电极都换成铜电极，则工作一段时间后溶液的颜色________(填“加深”、“变浅”或“无变化”)。(4)如果电极材料不变，将B中CuSO4溶液换成NaCl溶液，工作一段时间后A中溶液pH________，B中溶液pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。A为原电池，其中Zn为负极，Cu为正极，B为电解池，则C为阴极，Pt为阳极；(3)中B池实质变为电镀池，c(Cu2＋)不变，则颜色不变。答案：(1)原电池电解池负极阳极(2)2H＋＋2e－===H2↑(3)无变化(4)增大增大关于如图所示装置的叙述正确的是()A．装置A是电解池，装置B是原电池B．装置A是原电池，装置B是电解池C．电子由装置A中碳棒流向装置B中碳棒D．工作一段时间后，A、B装置中溶液质量均减轻答案：B解析：A中Fe与C活泼性不同，用导线连接后插入稀硫酸中，形成原电池，B形成电解池，A中铁为负极，电子流出，C为正极，电子流入，A中反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故A溶质质量增大，B中反应为CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑，B溶液质量变轻，B正确。电化学知识联系多个理论知识模块，有关计算的方法和思路归纳如下：1．基本方法(1)根据电子守恒法计算用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)根据总反应式中的计量关系进行计算先写出电极反应式，再写出总反应式或直接运用总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3)根据关系式计算借得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立所需的关系式。如关系式：O2～4e－～4H＋～4OH－～4Ag～2Cu。2．解决电解问题的基本思路模式(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H＋和OH－)。(2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电。(3)写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。(2010·福建高考)铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O研读下图，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．当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2molC．K闭合时，Ⅱ中SO42－向c电极迁移D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极当K闭合时，Ⅰ中铅蓄电池对Ⅱ进行充电，c为阴极，电极反应为：PbSO4＋2e－===Pb＋SO42－；d为阳极，电极反应为：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO42－，A项正确；由铅蓄电池总反应方程式可知，当电路中转移2mol电子时，消耗H2SO4为2mol，B项正确；当K闭合时，Ⅱ中SO42－向d电极迁移，C项错误；通电一段时间后，Ⅱ可作为原电池使用，C电极(Pb)为电池负极，d电极(PbO2)为电池正极，D项正确。答案：C用铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3的混合溶液，通电一段时间，两极均产生11.2L(标准状况下)气体。求电解后溶液的pH，并确定析出铜的物质的量。用Pt作电极时，发生的电极反应为：阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑阴极：Cu2＋＋2e－===Cu↓；2H＋＋2e－===H2↑阳极转移电子的物质的量为11.2L22.4L·mol－1×4＝2mol，消耗2molOH－，即产生H＋2mol，阴极生成0.5molH2，消耗1molH＋；所以溶液中c(H＋)＝1mol/L，则pH＝0。生成H2转移电子的物质的量为0.5mol×2＝1mol，故还有1mole－用于还原Cu2＋，可析出铜0.5mol。答案：pH＝0；n(Cu)＝0.5mol。