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1、專項突破三電化學(xué)高考命題的探究,電化學(xué)知識是歷年高考的命題重點,幾乎每年高考中都有所涉及,有時出現(xiàn)在選擇題中,有時出現(xiàn)在非選擇題中。隨著全球能源逐漸枯竭,研發(fā)、推廣新型能源迫在眉睫,因此,化學(xué)中的新型電源成為科學(xué)家研究的重點方向之一,也成了高考的高頻考點。高考中的新型化學(xué)電源有“氫鎳電池”“高鐵電池”“鋅錳堿性電池”“海洋電池”“燃料電池”“鋰離子電池”“銀鋅電池”“紐扣電池”等,一般具有高能環(huán)保、經(jīng)久耐用、電壓穩(wěn)定、比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)高等特點。由于該類試題題材廣、信息新、陌生度大,因此許多考生感覺難度大。 雖然該類試題貌似新穎,但應(yīng)用的解題原理還是原電池的知識,只要細(xì)心分析,得分比

2、較容易。,考法突破,一、命題規(guī)律 1.新型電池的正、負(fù)極的判斷 題目一般會給出相應(yīng)的反應(yīng)物、生成物或反應(yīng)方程式,只要根據(jù)元素的價態(tài)去分析即可: 新型電池中,2.書寫新型電池的電極反應(yīng)式 第一步:分析物質(zhì)得失電子情況,據(jù)此確定正、負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。 第二步:分析電極反應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)。 第三步:寫出比較容易書寫的電極反應(yīng)式。 第四步:若有總反應(yīng)式,可用總反應(yīng)式減去第三步中的電極反應(yīng)式(電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等),即得另一極的電極反應(yīng)式。 3.新型電池充、放電時各物質(zhì)變化的判斷 電池充電的實質(zhì)是把放電時發(fā)生的變化再復(fù)原的過程,即放電是原電池、充電是電解的過程,如鉛蓄電池放電

3、、充電的變化為,放電時充電時 負(fù)極:Pb PbSO4 陰極:PbSO4 Pb 正極:PbO2 PbSO4 陽極:PbSO4 PbO2 4.新型電池中離子的移動方向 在原電池內(nèi)部,陰離子移向負(fù)極、陽離子移向正極。這是因為負(fù)極失電子,生成大量陽離子積聚在負(fù)極附近,致使該極附近有大量正電荷,所以溶液中的陰離子要移向負(fù)極;正極得電子,該極附近的陽離子因得電子生成電中性的物質(zhì)而使該極附近帶負(fù)電荷,所以溶液中的陽離子要移向正極。雖然從微觀上講不參與電極反應(yīng)的離子也會發(fā)生移動,但從宏觀上講其在溶液中各區(qū)域的濃度基本不變。 5.多池串聯(lián)問題 多個電池“串聯(lián)”在一起,但沒有外接直流電源時,兩個電極活潑性差,異最

4、大的裝置為原電池,其余均為電解池。 6.電化學(xué)與化學(xué)實驗的有機融合 電化學(xué)知識中涉及對電極材料、電解液中的離子等的分析,因而就容易與化學(xué)實驗融合在一起進行考查,如電解液的制備、凈化,電極反應(yīng)產(chǎn)物的檢驗,電化學(xué)裝置的設(shè)計等,提高了試題的綜合度。 7.在元素推斷題中滲透電化學(xué)內(nèi)容 元素推斷是高考考查的重點內(nèi)容,為了拓展知識考查的寬度,體現(xiàn)學(xué)科知識的密切相關(guān)性,故常在該類問題中設(shè)計一些簡單的電化學(xué)知識。 8.原電池與化學(xué)平衡相結(jié)合 將自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)設(shè)計成原電池,根據(jù)陰、陽離子的移動來考查化學(xué)平衡移動原理。,二、解題流程,典例1如圖所示,甲池的總反應(yīng)式為N2H4+O2 N2+2H2O。下列說法

5、 正確的是(),A.甲池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式為N2H4-4e- N2+4H+ B.乙池中石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為4OH--4e- 2H2O+O2 C.甲池溶液pH增大,乙池溶液pH減小 D.甲池中每消耗0.1 mol N2H4,乙池電極上則會析出6.4 g固體,答案B,解析A項,甲池的電解質(zhì)溶液是氫氧化鉀溶液,因此負(fù)極不可能生成H+, 正確的電極反應(yīng)式為N2H4-4e-+4OH- N2+4H2O;B項,乙池中石墨電 極是陽極,OH-失電子發(fā)生氧化反應(yīng);C項,甲池總反應(yīng)生成了水,則氫氧化鉀溶液濃度變小,pH減小;D項,根據(jù)各個電極流過的電量相等知N2H42Cu,則消耗0.1 mol N2H4,乙池

6、電極上會析出12.8 g銅。,1-1空間實驗室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC),RFC 是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的充電電池。下圖為RFC的工作原理示意圖,下列有關(guān)說法中正確的是(),A.當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時,a極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L O2 B.b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是4H2O+4e- 2H2+4OH- C.c極上發(fā)生還原反應(yīng),B中的H+可以通過隔膜進入A D.d極上發(fā)生的電極反應(yīng)是O2+4H++4e- 2H2O,答案C由題圖可知a為陰極,b為陽極,則氣體X為H2,氣體Y為O2;c為正極,d為負(fù)極。正極、陰極發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極、陽極發(fā)生氧化反應(yīng),

7、A、B、D錯誤;在原電池中陽離子移向正極,C正確。,1-2用酸性甲醛燃料電池為電源進行電解的實驗裝置如圖所示,下列說法中正確的是(),C.當(dāng)燃料電池消耗2.24 L甲醛氣體時,電路中理論上轉(zhuǎn)移0.2 mol e- D.燃料電池工作時,負(fù)極反應(yīng)為HCHO+H2O-2e- HCOOH+2H+,A.當(dāng)a、b都是銅時,電解的總反應(yīng)方程式為2CuSO4+2H2O 2H2SO4+ 2Cu+O2 B.燃料電池工作時,正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e- 4OH-,答案D氧氣在正極通入,甲醛在負(fù)極通入,因此a是陰極,b是陽極。當(dāng)a、b都是銅時,相當(dāng)于是銅的精煉,A錯誤;電解質(zhì)為酸性電解質(zhì),則正極反應(yīng)為O2+4H+

8、+4e- 2H2O,B錯誤;2.24 L甲醛的物質(zhì)的量不一定是 0.1 mol,則不能計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù),C錯誤;負(fù)極甲醛失去電子轉(zhuǎn)化為甲酸,D正確。,典例2如圖是一套電化學(xué)裝置,對其有關(guān)說法錯誤的是() A.裝置A是原電池,裝置B是電解池 B.反應(yīng)一段時間后,裝置B中溶液pH增大 C.a口若通入1 mol CH4,d口可產(chǎn)生4 mol氣體 D.a口通入C2H6時的電極反應(yīng)為C2H6-14e-+18OH-2C+12H2O,B,答案B 解析A項,根據(jù)圖示可以判斷,A為原電池,B為電解池;B項,電解H2SO4溶液,實際上是電解水,所以裝置B中溶液pH減小;C項,若a口通入1 mol CH4,d口產(chǎn)生

9、的是H2,根據(jù)得失電子守恒應(yīng)產(chǎn)生4 mol H2。,2-1某同學(xué)按下圖所示的裝置進行實驗。A、B為兩種常見金屬,它們的硫酸鹽可溶于水,當(dāng)K閉合時,Y極上產(chǎn)生黃綠色氣體。下列分析正確的是() A.溶液中c(A2+)減小 B.B極的電極反應(yīng)式:B-2e- B2+ C.Y電極上有Cl2產(chǎn)生,發(fā)生還原反應(yīng) D.反應(yīng)初期,X電極周圍出現(xiàn)白色膠狀沉淀,D,答案D根據(jù)Y極有黃綠色氣體生成可知,Y極的電極反應(yīng)式為2Cl 2e- Cl2,即Y為電解池的陽極,則B為原電池的正極,A為原電池的負(fù) 極。A項,A極的電極反應(yīng)式為A-2e- A2+,溶液中c(A2+)增大;B項,B極 為正極,發(fā)生還原反應(yīng);C項,Y極為電

10、解池的陽極,發(fā)生氧化反應(yīng);D項,X電極上H+放電,則c(H+)減小,c(OH-)增大,OH-與Al3+結(jié)合會形成Al(OH)3白色膠狀沉淀。,2-2如圖甲是利用一種微生物將廢水中的尿素(H2NCONH2)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,并生成環(huán)境友好物質(zhì)的裝置,同時利用此裝置的電能在鐵上鍍銅。下列說法中正確的是(),A.H+透過質(zhì)子交換膜由右向左移動 B.銅電極應(yīng)與X相連接 C.M電極的反應(yīng)式:H2NCONH2+H2O-6e-CO2+N2+6H+ D.當(dāng)N電極消耗0.25 mol氣體時,則鐵電極增重16 g,答案CA項,由圖甲可知,O2在N電極上發(fā)生還原反應(yīng),故N為正極,H+移向正極;B項,由于乙裝置是Fe上鍍銅,所以Cu為陽極,接電源正極,故與Y相連;C項,甲裝置生成環(huán)境友好物質(zhì);D項,O2+4e-+4H+2H2O,Cu2++2e-Cu,所以O(shè)22Cu,故當(dāng)N電極上消耗0.25 mol氣體時,鐵電極增重32 G。,