2019年高考化学命题热点提分攻略专题08电化学难点突破学案.doc

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1、1专题 8 电化学考点分布全国卷 年份 题号原电池 电解池11 201827（3） 2017 11 27 I201611 12 201826（4） 27 201711 26 II201611 11 201827（3） 28 201711 27 III201611 北京卷 2018 12 天津卷 2018 10（3） 江苏卷 2018 10 从上表我们不难看出，电化学的考查仍是高考中的热点问题。19 年的高考中，一是对于电极反应式书写的考查，二是可能以电化学在工农业等生产中的应用为情境，考查电化学原理及应用，并可能会涉及相关计算。2考点一 电化学原理 1.原电池工作原理示意图2.电解池工作原理(

2、阳极为惰性电极)示意图3.解答电化学问题注意“三看”一看有无外接电源，有电源装置为电解池，无电源装置为原电池；二看电极，判断阴阳极和正负极；三看电解质溶液。【典例 1】 【2018 全国 1】最近我国科学家设计了一种 CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中 CO2和 H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为 ZnO石墨烯（石墨烯包裹的 ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTA-Fe 2+-e-EDTA-Fe 3+2EDTA-Fe 3+H2S2H +S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是A. 阴极的电极反应：CO 2+2H+2e-CO+H 2OB. 协同转化

3、总反应：CO 2+H2SCO+H 2O+S3C. 石墨烯上的电势比 ZnO石墨烯上的低D. 若采用 Fe3+/Fe2+取代 EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性【答案】CB、根据石墨烯电极上发生的电极反应可知+即得到 H2S2e 2H +S，因此总反应式为CO2+H2SCO+H 2O+S，B 正确；C、石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比 ZnO石墨烯电极上的高，C 错误；D、由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用 Fe3 /Fe2 取代 EDTA-Fe3 /EDTA-Fe2 ，溶液需要酸性，D正确。答案选 C。点睛：准确判断出阴阳极是解答的关键，注意从

4、元素化合价变化的角度去分析氧化反应和还原反应，进而得出阴阳极。电势高低的判断是解答的难点，注意从物理学的角度借助于阳极与电源的正极相连去分析。【典例 2】 【2018 天津】CO 2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：（3）O 2辅助的 AlCO 2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用 CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式：_。电池的正极反应式：6O 2+6e 6O26CO2+6O2 3C2O42反应过程中 O2的作用是_。该电池的总反应式：_。【答案】Al3e =Al3+（或 2Al6e=2Al3+） 催化剂 2Al+6

5、CO 2=Al2(C2O4)3【解析】 （3）明显电池的负极为 Al，所以反应一定是 Al失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以 Al失4电子应转化为 Al3+，方程式为：Al3e =Al3+（或 2Al6e=2Al3+） 。根据电池的正极反应，氧气再第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到，总反应为：2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。【典例 3】 【2018 江苏】下列说法正确的是A. 氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能B. 反应 4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应C. 3 mol H2与 1 mol

6、N2混合反应生成 NH3，转移电子的数目小于 66.021023D. 在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快【答案】C详解：A 项，氢氧燃料电池放电时化学能不能全部转化为电能，理论上能量转化率高达 85%90%，A 项错误；B项，反应 4Fe（s）+3O 2（g）=2Fe 2O3（s）的 S 0，该反应常温下可自发进行，该反应为放热反应，B项错误；C 项，N 2与 H2的反应为可逆反应，3molH 2与 1molN2混合反应生成 NH3，转移电子数小于 6mol，转移电子数小于 6 6.02 1023，C 项正确；D 项，酶是一类具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用具有的特点是：条件温

7、和、不需加热，具有高度的专一性、高效催化作用，温度越高酶会发生变性，催化活性降低，淀粉水解速率减慢，D 项错误；答案选 C。点睛：本题考查燃料电池中能量的转化、化学反应自发性的判断、可逆的氧化还原反应中转移电子数的计算、蛋白质的变性和酶的催化特点。弄清化学反应中能量的转化、化学反应自发性的判据、可逆反应的特点、蛋白质的性质和酶催化的特点是解题的关键。【答题技法】1.解答电化学原理的一般思路:2.电极判断的“五”方法:判断依据 电极材料 电极反应 电子流向 离子移向 电极现象5负极 活泼金属 氧化反应 流出 阴离子移向 电极质量减小原电池 正极不活泼金属或非金属还原反应 流入 阳离子移向电极增重

8、或质量不变阳极与电源正极相连氧化反应 流出 阴离子移向电极溶解或 pH增大电解池 阴极 与电源负极相连还原反应 流入 阳离子移向电极增重或 pH减小考点二 电极反应式的书写1.“三步”突破原电池电极反应式的书写:2.电解池电极反应式的书写模式:【典例 4】 【2018 全国 1】焦亚硫酸钠（Na 2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：（3）制备 Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中 SO2碱吸收液中含有 NaHSO3和 Na2SO3。阳极的电极反应式为_。电解后，_室的 NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到 Na2S2O5。6【答

9、案】2H 2O4e 4H +O2 a 【典例 5】 【2018 全国 2】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有 SiO2和少量 FeS、CdS、PbS 杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子 c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的 pH范围如下：金属离子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+开始沉淀的 pH 1.5 6.3 6.2 7.4沉淀完全的 pH 2.8 8.3 8.2 9.4（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为_；沉积锌后的电解液可返回_工序继续使用。【答案】Zn 2+2e Zn 溶浸【解析】 （4）电解硫酸

10、锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反应式为 Zn2+2e Zn；阳极是氢氧根放电，破坏水的电离平衡，产生氢离子，所以电解后还有硫酸产生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。【典例 6】 【2018 全国 3】KIO 3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：（3）KIO 3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式_。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。7与“电解法”相比， “KClO3氧化法”的主要不足之处有_（写出一点） 。【答案】2H 2O+2e 2OH +H2 K +

11、 a到 b 产生 Cl2易污染环境等考点三 电化学综合应用 一、电化学计算的基本方法和技巧：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液 pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：1根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。2根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。3根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过 4 mol e 为桥梁可构建如下关系式：(式中 M为金属，

12、n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的8电化学计算问题。二、金属腐蚀与防护的“两种比较” 、 “两种方法”1两种比较(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀条件 水膜呈酸性 水膜呈弱酸性或中性正极反应 2H 2e =H2 O22H 2O4e =4OH负极反应 Fe2e =Fe2其他反应Fe2 2OH =Fe(OH)24Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(2)腐蚀快慢的比较一般来说可用下列原则判断：电解池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

13、；对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中；活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快；对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀的速率越快。2两种保护方法(1)加防护层如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。(2)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法原电池原理：正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属活泼的金属；外加电流的阴极保护法电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。三、电解池的“不寻常”应用“六点”突破电解池1分清阴、阳极，与电源正极相连

14、的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还” 。2剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。93注意放电顺序。4书写电极反应式，注意得失电子守恒。5正确判断产物。(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成 Fe2 ，而不是 Fe3 )；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2 I Br Cl OH (水)。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag Hg2 Fe3 Cu2 H Pb2 Fe2 Zn2 H (水)6恢复原态措施。电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守

15、恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解 CuSO4溶液，Cu 2 完全放电之前，可加入 CuO或 CuCO3复原，而 Cu2 完全放电之后，应加入 Cu(OH)2或 Cu2(OH)2CO3复原。【典例 7】 【2018 全国 2】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 NaCO2二次电池。将 NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na 2Na2CO3+C。下列说法错误的是A. 放电时，ClO 4 向负极移动B. 充电时释放 CO2，放电时吸收 CO2C. 放电时，正极反应为：3CO 2+

16、4e 2CO 32 +CD. 充电时，正极反应为：Na +eNa【答案】D10点睛：本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理，掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键，注意充电与发电关系的理解。本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神，落实了立德树人的教育根本任务。【典例 8】 【2018 全国 3】一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O 2与 Li+在多孔碳材料电极处生成 Li2O2-x（ x=0或 1） 。下列说法正确的是A. 放电时，多孔碳材料电极为负极B. 放电时，外电路电子由多孔碳材料电

17、极流向锂电极C. 充电时，电解质溶液中 Li+向多孔碳材料区迁移D. 充电时，电池总反应为 Li2O2-x=2Li+（1 ）O 2【答案】D【解析】分析：本题考查的是电池的基本构造和原理，应该先根据题目叙述和对应的示意图，判断出电池的正负极，再根据正负极的反应要求进行电极反应方程式的书写。详解：A题目叙述为：放电时，O 2与 Li+在多孔碳电极处反应，说明电池内，Li +向多孔碳电极移动，因为阳离子移向正极，所以多孔碳电极为正极，选项 A错误。11B因为多孔碳电极为正极，外电路电子应该由锂电极流向多孔碳电极（由负极流向正极） ，选项 B错误。C充电和放电时电池中离子的移动方向应该相反，放电时，

18、Li +向多孔碳电极移动，充电时向锂电极移动，选项 C错误。D根据图示和上述分析，电池的正极反应应该是 O2与 Li+得电子转化为 Li2O2-X，电池的负极反应应该是单质 Li失电子转化为 Li+，所以总反应为：2Li + (1 )O2 Li2O2-X，充电的反应与放电的反应相反，所以为 Li2O2-X 2Li + (1 )O2，选项 D正确。点睛：本题是比较典型的可充电电池问题。对于此类问题，还可以直接判断反应的氧化剂和还原剂，进而判断出电池的正负极。本题明显是空气中的氧气得电子，所以通氧气的为正极，单质锂就一定为负极。放电时的电池反应，逆向反应就是充电的电池反应，注意：放电的负极，充电时

19、应该为阴极；放电的正极充电时应该为阳极。【典例 9】 【2018 北京】验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的 3%NaCl溶液） 。 在 Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是A. 对比，可以判定 Zn保护了 FeB. 对比，K 3Fe(CN)6可能将 Fe氧化C. 验证 Zn保护 Fe时不能用的方法D. 将 Zn换成 Cu，用的方法可判断 Fe比 Cu活泼【答案】D【解析】分析：A 项，对比，Fe 附近的溶液中加入 K3Fe（CN） 6无明显变化，Fe 附近的溶液中12详解：A 项，对比，Fe 附近的溶液中加入 K3Fe（CN） 6无

20、明显变化，Fe 附近的溶液中不含Fe2+，Fe 附近的溶液中加入 K3Fe（CN） 6产生蓝色沉淀，Fe 附近的溶液中含 Fe2+，中 Fe被保护，A项正确；B 项，加入 K3Fe（CN） 6在 Fe表面产生蓝色沉淀，Fe 表面产生了 Fe2+，对比的异同，可能是 K3Fe（CN） 6将 Fe氧化成 Fe2+，B 项正确；C 项，对比，加入 K3Fe（CN） 6在 Fe表面产生蓝色沉淀，也能检验出 Fe2+，不能用的方法验证 Zn保护 Fe，C 项正确；D 项，由实验可知K3Fe（CN） 6可能将 Fe氧化成 Fe2+，将 Zn换成 Cu不能用的方法证明 Fe比 Cu活泼，D 项错误；答案选D。点睛：本题通过实验验证牺牲阳极的阴极保护法，考查 Fe2+的检验、实验方案的对比，解决本题的关键是用对比分析法。要注意操作条件的变化，如中没有取溶液，中取出溶液，考虑 Fe对实验结果的影响。要证明 Fe比 Cu活泼，可用的方法。