电化学第一轮复习专题讲座

高三化学第一轮复习第三单元电化学专题考纲要求1、理解原电池原理。了解化学电源及工作原理2、理解电解原理。了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业等反应原理。3、能写出电极反应式及总反应方程式4、熟记金属活动顺序表和离子放电顺序。5、理解金属发生电化学腐蚀的原因，腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。【复习重点】原电池、电解池工作原理及有关计算。新课标全国卷Ⅱ电化学考察情况选择题非选择题分值题号考察内容题号考察内容2012年11题由电极判断、电极现象、电子流向判断金属活动顺序36题铜的精炼的电极判断、电极反应、阳极泥存在的形式6+5分2013年11题电极反应、总反应式、离子移动方向36题（选考）电极材料、原电池和电解池的电极反应、普通锌锰电池与碱性锌锰电池的比较6+12分2014年12题充电电池的电极反应、电极判断、原电池中阴阳离子的移动方向27题（3）36题电解池的电极反应、离子放电顺序、电极现象12+4分2015年26题、28题酸性锌锰干电池的电极反应、总反应、化学知识结合物理知识法拉第常数进行计算6分电化学高考命题体现多角度知识点主要应用知识装置构成金属和非金属物质的量氧化还原反应离子反应化学平衡电解质溶液物理知识电极确定电极反应电极现象微粒流向定量计算2016年考察内容预测：选择题：对简易原电池或电解池装置的理解。重点考察电极反应、反应现象、带电微粒的移动方向、反应类型判断非选择题：由于高考化学试题难度增大，估计26年高考难度的增大点可能就在电化学知识上，主要还是从对基础知识的深掘入手。如：盐桥的作用、充电电池在充电时导线的连接方法、放电和充电时的电极反应、自主设计原电池装置（带盐桥）、金属的防护（主观填空）、现象判断、化学计算。其中金属防护、电化学装置的自主设计最近四年都未出现，尤其要注意）复习策略抓住考纲，把握命题脉络，熟悉命题结构老题新改，实行知识模块，突破重点难点（一）装置的构成条件•构成原电池的基本条件•（1）有两种活泼性不同的金属（其中一种是非金属导体也可）作电极;•（2）电解质溶液•（3）自发进行的氧化还原反应•（4）形成闭合回路•电解池•结构特点：•（1）外加直流电源•（2）两个电极（材料可以相同）•（3）电解质溶液（熔融电解质）•（4）形成闭合回路2014年上海高考12题如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有NaCl的饱和溶液的U型管中若闭合K1，是装置若闭合K2，是装置（二）放电规律•1、首先看电极材料：若阳极是活性电极，则电解质溶液中的阴离子不再失去电子，活性电极失去电子。•2、若是惰性电极：先考虑电解质溶液中的离子种类，再考虑溶液中离子的放电顺序：•阴离子失电子顺序（阳极上的电极反应）金属电极S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-阳离子得电子顺序（阴极上的电极反应）•Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+…K+•以上顺序实质是遵循氧化还原反应的优先原则构建离子放电知识网络原电池工作时，带电微粒的移动情况外电路：电子从负极出发经导线流向电源的正极。（离子沿线走）内电路：电解质溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动（离子水中游）2014年全国卷Ⅱ27题(部分）：铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题（3）PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得……；PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合液为电解质制取。阳极发生的电极反应式为Pb2+—2e-+2H2O=PbO2↓+4H+，阴极上的现象为石墨上析出铜镀层；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极的电极反应式为Pb2++2e-=Pb。2014年四川卷11题（部分）MnO2可作超级电容材料，用惰性电极电解MnSO4溶液可得MnO2。其阳极反应式是:Mn2+—2e-+2H2O=MnO2+4H+（三）电极判断•原电池•看反应：负极发生氧化反应，正极发生还原反应•看微粒：一般情况下，阴离子移向负极，阳离子移向正极•看现象：电极材料不同，电极现象现象不同•电解池•看连接：阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连•看反应：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应•看微粒：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极•看现象：电极材料不同，电极现象不同（四）电极反应A、电极材料•原电池的电极材料：•1、单质电极：分为金属电极和惰性电极•金属电极：除Pt，Au以外的金属。•惰性电极：Pt，Au，石墨（C）电极。•2、金属化合物电极：一般指（H）之后的金属氧化物电极•电解池的电极材料•1、惰性电极：Pt，Au，石墨（C）电极。•2、活性电极：除Pt，Au以外的金属电极。B、电极反应1、原电池的电极反应负极反应：一般不分电极材料。电极反应为：作为负极的金属失去电子，发生氧化反应如：Cu—2e=Cu2+；Fe—2e=Fe2+a：正极材料为单质电极时，电极反应一般为溶液中的阳离子夺得电子，发生还原反应。如Fe3++e-Fe2+；Cu2++2e-=Cub：正极材料为金属化合物电极时，电极材料夺得电子，发生还原反应。如：Ag2O+2e-+H+=2Ag+H2O正极反应：分电极材料（全国II卷2014.36）将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化，再从剩余的浓海水中滤过一系列工艺流程提取其他产品。（4）采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为（全国II卷2013.36）（15）锌锰电池（俗称干电池）在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造图如图（a）所示。普通锌锰电池碱性锌锰电池①该电池中，负极材料主要是Zn，电解质的主要成分是NH4Cl，正极发生的主要反应是MnO2＋NH4+＋e－=MnOOH＋NH3_。③采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D，则阴极处得到的主要物质是H2(填化学式)22ClMgMgCl电解22ClMgMgCl电解（来源于高考试题总汇）（五）原电池的设计原电池的设计步骤（一）将自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分开写（把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再一适当方式连接起来，就可以获得电流）（二）根据负极发生氧化反应，正极发生还原反应，标明电极（三）根据两级参加反应的物质（固体或离子），确定电极材料：①如果是固体失去电子，则固体物质作为负极材料；如果失去电子的微粒是离子，则用惰性材料（如石墨）作为负极；②用比负极材料惰性的材料做为正极(来自于高考试题总汇）根据下列氧化还原反应，设计原电池，指出正负极，写出电极反应。Cu+2Fe3+==2Fe2++Cu2+氧化反应：Cu—2e-=Cu2+（负极）还原反应：2Fe3++2e-=2Fe2+（正极）（六）燃料电池•燃料电池电极反应书写方法•首先写出在不同电解质溶液中的电极总反应式•1、酸性电解质溶液中•负极反应特点：负极消耗H2O，生成H+，然后根据总反应式补充其他物质。•正极反应特点：正极消耗H+，生成H2O，然后根据总反应式补充其他物质。•2、碱性电解质溶液中•负极反应特点：负极消耗OH-,生成H2O，然后根据总反应式补充其他物质。•正极反应特点：正极消耗H2O，生成OH-，然后根据总反应式补充其他物质。（全国II卷2011年）甲烷燃料电池（部分）(1)写出该电池在碱性电解质溶液中的负极反应式：CH4—8e-+10OH-=CO32-+7H2O（2）写出该电池在H2SO4溶液中的负极反应式：CH4—8e-+2H2O=CO2↑+8H+(七）电解池1、电解池工作时，带电微粒的移动方向电子：电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极阴离子：向阳极定向移动（在阳极处失去电子，被氧化）阳离子：向阴极定向移动（在阴极处夺得电子，被还原）2、电解池的电极反应阴极反应：不分电极材料，电极反应为：溶液中的阳离子向阴极移动，在阴极处夺得电子，发生还原反应。如：Cu2++2e-=Cu；Fe3++e-=Fe2+阳极反应：电极材料不同，电极反应不同：（1）当惰性电极做阳极时，电极反应为：溶液中的阴离子向阳极移动，在阳极失去电子，发生氧化反应。如：S2-—2e-=S；2I-—2e-=I2（2）当活性电极为阳极时，电极反应为：作为阳极的物质失去电子，发生氧化反应。如：Fe—2e=Fe2+；Cu—2e=Cu2+总结:原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义化学能转变成电能的装置。将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置形成条件①活动性不同两电极②电解质溶液③形成闭合回路①两电极接直流电源②电极入电解质溶液③形成闭合回路①镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极②电镀液须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳:电源正极相连阴:电源负极相连阳极：镀层金属阴极：镀件电极反应负极：氧化反应正极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应（八）电化学原理的应用A金属的防护金属防护的几种方法：①改变金属内部的组织结构，制成合金。②在金属表面覆盖保护层。③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。特别提醒：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解池的阳极＞原电池的负极＞含杂质的金属＞纯金属＞电解池的阴极、原电池的正极（被保护的金属）B电镀C氯碱工业解决办法：使用离子交换膜(全国II2012)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板是图中电极c(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的纯存在形式和位置为Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2+的形式进入电解质溶液中。（九）有关电解的计算2015全国卷Ⅱ26题：酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、二氧化锰、氯化锌和氯化铵等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料（1）该电池的正极反应式为：MnO2+e—+H+=MnOOH电池反应的离子方程式为：2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+（2）维持电流强度为0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌0.05g。(已知F=96500C/mol)（特别注意，这次考试引入了物理知识法拉第常数的应用，以后的复习中在其他知识点上也要警惕）(来源于高考试题总汇）铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液通电一段时间，两极均产生11.2L(标状)气体.求电解后溶液的pH，并确定析出铜的物质的量.解析：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:0.5×4=2mol,阴极生成0.5molH2,消耗H+1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/LpH=0可析出铜为0.5mol.综合最近几年高考试题中的电化学知识，考试题型和知识结构并没有实质性的改变。考得频繁的知识点有：带电微粒的流向、电极反应式的书写，电极现象、电极判断。化学电源方面：2013年和2015年考了锌锰干电池，估计2016年不会再出现。复习重点应倾向于燃料电池。近四年来，电化学的计算方面出现的频率较低，只在2015年出现了一次，所以估计明年也会出现，复习时一定要注意。近几年来没出现过的知识点：盐桥方面的知识、电极材料不同引起的电极反应、电化学装置的自主设计、充电电池等。预测2016年考什么？1：常规知识点：电极判断、电极现象、电极反应、总反应式、离子移动方向、离子放电顺序、电极计算2、新增或难度增加考点：盐桥方面的知识、电极材料不同引起的电极反应、电化学装置的自主设计、充电电池等预测：怎样考？选择题：如：盐桥方面，可能只是一个选项‘用导线代替盐桥’或‘阳离子通过盐桥移向阴极’等等来考察学生对盐桥知识的掌握主观题：通过对充电电池的放电和充电原理，要求能正确写出某一充电电池在放电或充电时的电