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文檔簡介

1、高考化學解題方法電化學一、基礎知識1.1原電池以自發進行的氧化還原反應為基本反應1.2電解池放電順序:a)陰極:陽離子放電Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>AI3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+b)陽極:惰性電極(Pt,Au,石墨)只導電不放電活性電極材料>S2->I->Br->Cl->OH-(水)>含氧酸根>F-注意事項:陰極中,Fe3+、Fe2+放電順序。陰極中,H+由酸或水提供時的放電順序。AI3+及其之后的

2、陽離子在水溶液中不會放電,因此冶煉相關金屬需要電解非水環境。陽極中,陰離子在水溶液中不放電。二、做題思路2.1總體思路(分清池,判電極,反應式,可解題):1)分清原電池、電解池;2)判斷正、負極,或陰.陽極;3)找出電極反應和電極附近的反應;4)開始解題。2.2考察知識點:2.2.1電極方程式的書寫(嚴格按照書寫順序)1)變價物質和得失電子2)得失電子守恒配平3)電荷守恒配平4)原子守恒配平必須考察環境:非水體系,某些離子可以存在,如02-;含水體系,分為酸性、中性、堿性環境。有機物參與的反應會考察有機物中元素的化合價。2.2.2電解質溶液中陰陽離子的移動方向和數目將某一電極室看作一個整體,整

3、個電極室必須處于電中性狀態,由電子得失引起的電極室電荷變化,必定會引發離子移動,最終電極室必須保持電中性。如,負極室失電子造成正電荷堆積,可以將負極室正電荷移除或引入負電荷,由此來判斷離子的移動方向。同理,既然將電極室作為一個整體,那么電極室失去lmol電子,為了保持電中性,就要彌補lmol正電荷或失去lmol負電荷,據此計算發生移動的陰陽離子的數目。2.2.3電極室中溶液質量的變化將電極室中的溶液看作一個整體,考察外界對其影響,比如向其中加入物質、通過膜的離子交換等。2.2.4離子交換膜以實驗目的為目標,以通過不同類型膜的陰陽離子的移動方向為方法,利用膜完成實驗目的。2.2.5計算題計算題以

4、電子為研究主體,分為三個部分:1.在整個電路中電流處處相同;2.在兩個電極上放電的物質,其得失電子守恒;3.電極附近發生的反應。三. 高考真題:(2020山東卷)10.微生物脫鹽電池是一種高效、經濟的能源裝置,利用微生物處理有機廢水獲得電能,同時可實現海水淡化。現以NaCI溶液模擬海水,采用惰性電極,用右圖裝置處理有機廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說法錯誤的是()A.負極反應為CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2T+7H+B. 隔膜1為陽離子交換膜,隔膜2為陰離子交換膜C. 當電路中轉移1mol電子時,模擬海水理論上除鹽58.5gD.電池工作一段時間后,正、負極產生氣體的物質

5、的量之比為2:1生物膜有機模擬酸性廢水海水水溶液解題思路:1. 分清池:原電池2. 判電極:由乙酸根變為C02可知,此極失電子,故a極為負極,b極為正極3. 反應式:負極:CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2T+7H+;正極:2H+2e-二H24. 開始解題:A符合得失電子守恒,電荷守恒,原子守恒和所處的環境,正確。B實驗目的為淡化海水,即鈉離子和氯離子要進入到正負極室。負極室失去電子,正電荷堆積,因此需要氯離子中和正電荷,因此隔膜1應為陰離子交換膜,相似的隔膜2為陽離子交換膜,錯誤。C轉移lmol電子即負極室多了lmol正電荷,正極室多了lmol負電荷,分別需要lmol氯離子和鈉離子來

6、中和電荷,即lmolNaCI,58.5g,正確。D負極:CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2f+7H+;正極:H+2e-=H2,得失電子守恒轉移8mol電子生成H2和CO2分別為4mol和2mol,正確。(2020山東卷)13.采用惰性電極,以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如右圖所示。忽略溫度變化的影響,下列說法錯誤的是()A. 陽極反應為2H2O-4e-=4H+O2tB. 電解一段時間后,陽極室的pH未變C. 電解過程中,H+由a極區向b極區遷移D. 電解一段時間后,a極生成的02與b極反應的02等量解題思路:1.分清池:電解池2.判電極:b極上氧氣變為過氧化氫,化合價

7、降低,得電子,因此b極為陰極,a極為陽極3.反應式:質子交換膜,因此為酸性環境,陽極:2H2O-4e-=4H+02t;陰極:2H+02+2e-=H2O2o4.開始解題:A合理,正確。B由電極反應方程式可知,得失電子守恒,陽極生成的H+與陰極消的H+的量是相同的,且H+能通過質子交換膜,因此pH不變,正確。C陰極室得電子,負電荷堆積,氫離子由陽極室進入陰極室,正確。D由電極反應方程式可知,得失電子守恒,轉移lmol電子,陽極生成0.25mol氧氣,陰極消耗0.5mol氧氣,錯誤。選D(2020全國I)12.科學家近年發明了一種新型Zn-C02水介質電池。電池示意圖如右,電極為金屬鋅和選擇性催化材

8、料。放電時,溫室氣體CO2被轉化為儲氫物質甲酸等,為解決環境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是()co2雙極隔膜A.放電時負極反應為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-B.放電時,1molCO2轉化為HCOOH,轉移的電子數為2molC. 充電時,電池總反應為2Zn(OH)42-=2Zn+O2t+4OH-+2H2OD. 充電時,正極溶液中OH-濃度升高1. 分清池:同時考察原電池和電解池2. 判電極:放電時,原電池,CO2變為甲酸,C的化合價降低,右側為正極,左側為負極;充電時,右側為陽極,左側為陰極。2.電極反應源電池,負極:Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-;正極:

9、CO2+2e-+2H+=HCOOHo電解池,陰極:Zn(OH)42-+2e-=Zn+4OH-;陽極:2H2O-4e-=02+4H+O4.開始解題:A合理,正確。B變價元素為C,從+4變為+2,正確。C充電時,陰極:Zn(OH)42-+2e-=Zn+40H-;陽極:2H2O-4e-=02+4H+。因此總反應方程式正確。D充電時,正極即陽極室,由電極反應方程式可知生成H+,因此0H-濃度下降,錯誤。選D(2021全國甲卷)13.乙醛酸是一種重要的化工中間體,可果用如下圖所示的電化學裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-,并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是(乙陸酸)

10、(乙二膠)().110 f(11(乙57釀)oonnoCCOil(乙二盼飽和乙戲溶液雙極脫乙:KKDr溶液A. KBr在上述電化學合成過程中只起電解質的作用B. 陽極上的反應式為:乙二酸+2H+2e-=乙醛酸+H20C. 制得2mol乙醛酸,理論上外電路中遷移了lmol電子D. 雙極膜中間層中的H+在外電場作用下,向鉛電極方向遷移1. 分清池:電解池2. 判電極:鉛電極由酸變醛,發生還原反應,因此為陰極;石墨電極將Br-氧化為Br2,因此為陽極。3. 電極反應:陰極:乙二酸+2H+2e-=乙醛酸+H20;陽極:2Br-2e-=Br2,在電極附近Br2也將乙醛酸氧化為乙二酸。4.開始解題:AKBr除了作為電解質導電外,還是陽極放電的物質,同時作為主反應的中間產物,有傳遞電子的作用,錯誤。B此為陰極反應,錯誤。C由電極反應式可知每生成1個乙醛酸轉移2個電子,兩個電極室同時產生乙醛酸,因此每生成1個乙醛酸轉移1個電子,錯誤。D鉛電極連接外電路負極,因此吸引陽離子,正確。選D2021.05.28彌補:1.原電池和電解池的能量變化,開始學習的時候都是電能與化學能之間的相互轉化,但在實際問題中,設計電池的思路可能只是一個能量的轉換裝置。如題,我國科學家在天然氣脫硫研究方面取得了新進展,利用如圖裝置可發生反應:H2S+O2=H

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