河北省2015年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)培訓(xùn)課件電化學(xué)專題河北正定中學(xué)

1、電化學(xué)專題,2014年高考電化學(xué)考查情況,和大家交流的內(nèi)容,1 考試大綱與高考試題新特點(diǎn)2 學(xué)生存在的問題及復(fù)習(xí)建議,《2014年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱（理科·課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）》（化學(xué)部分）與2013年完全一致。,了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極 反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的 危害、防止金屬腐蝕的措施。,1.1 考試大綱,電極反

2、應(yīng)式的書寫更與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際貼近,1.2 高考試題新特點(diǎn),電解池兩極放電一般規(guī)律陽極上：含氧酸根離子<OH－<X－<S2－<活潑金屬電極陰極上：K＋<Ca2＋< ……<Zn2＋<Fe2＋<Sn2＋<Pb2＋<H＋<Cu2＋<……,但是……,（2014全國新課標(biāo)卷Ⅱ）27．鉛及其化合物可用于蓄電池，耐酸設(shè)備及X射線防護(hù)材料等。（3）……；PbO2也可以通

3、過石墨為電極，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式_____________，陰極觀察到的現(xiàn)象是_________________；若電解液中不加入Cu(NO3)2，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式_____________，這樣做的主要缺點(diǎn)是_______________。,Pb2＋+2H2O－2e－=PbO2↓+ 4H＋石墨上包上銅鍍層Pb2＋+2e－ =Pb↓不能有效利用Pb2＋,（2014

4、四川卷）11．（4）MnO2可作超級電容材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽極的電極反應(yīng)式是_________________________。,Mn2＋+2H2O－2e－=MnO2+4H＋,（2014山東卷）30．離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，由有機(jī)陽離子、Al2Cl7—和AlCl4—組成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。（1）鋼制品應(yīng)接電源的____極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參

5、與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為_______。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為____。,負(fù)； 4Al2Cl7－＋3e－=Al＋7AlCl4－； H2,＋3e－ — AlAl2Cl7－＋3e－ — Al＋AlCl4－,陽極：NO－3e－＋2H2O=NO3－＋4H＋陰極：NO＋5e－＋6H＋ =NH4＋＋H2O總反應(yīng)：8NO＋7H2O 3NH4NO3＋

6、2HNO3,（2014北京卷）26．NH3經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到HNO3，如下圖所示。（4）IV中，電解NO制備NH4NO3，其工作原理如右圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補(bǔ)充物質(zhì)A，A是_____________，說明理由：______________________。,,另法：NO — NH4＋＋ NO3－,（2014重慶卷）11.（4）一定條件下，題11圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫（忽略其它有機(jī)物）。,②生成目

7、標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為__________。,C6H6＋6H＋＋6e－＝C6H12,（2014北京卷）28．用FeCl3酸性溶液脫除H2S后的廢液，通過控制電壓電解得以再生。某同學(xué)使用石墨電極，在不同電壓(x)下電解pH=1的0.1 mol/L FeCl2溶液，研究廢液再生機(jī)理。記錄如下(a、b、c代表電壓值)：,（2）I中，F(xiàn)e2＋產(chǎn)生的原因可能是Cl－在陽極放電，生成的Cl2將Fe2＋氧化。寫出有關(guān)反應(yīng)的方程式____________

8、_____。（3）由II推測，F(xiàn)e3＋產(chǎn)生的原因還可能是Fe2＋在陽極放電，原因是Fe2＋具有_________性。（4）II中雖未檢測出Cl2，但Cl－在陽極是否放電仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。電解pH=1的NaCl溶液做對照實(shí)驗(yàn)，記錄如下：,③與II對比，得出的結(jié)論(寫出兩點(diǎn))：_____。,通過控制電壓，證實(shí)了產(chǎn)生Fe3＋的兩種原因都成立通過控制電壓，驗(yàn)證了Fe2＋先于Cl—放電,超電勢的影響！影響超電勢的因素有：電極材料、電極的

9、表面狀態(tài)、電流密度、溫度、電解質(zhì)的性質(zhì)、濃度及溶液中的雜質(zhì)等。,Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O,教學(xué)引入：,在陰極鍍上Zn、Cd、Ni等H前金屬,（2014年石家莊市質(zhì)檢二） 27 ．（6）步驟Ⅶ中，Te的獲得可以通過堿性環(huán)境下電解Na2TeO3溶液實(shí)現(xiàn)，其陰極的電極反應(yīng)式為 。,TeO32－＋4e－＋3H2O＝Te＋6OH－,（2014年石

10、家莊市一模） 26．（6）金屬鈦還可以通過電解直接獲得。以石墨為陽極，TiO2為陰極，熔融CaO為電解質(zhì)，其陰極的電極反應(yīng)式為__________________________。,TiO2＋4e－＝Ti＋2O2－,命題素材中多見新型化學(xué)電源,新型電池有很多優(yōu)點(diǎn)，以此為素材既能體現(xiàn)化學(xué)的實(shí)用性和時(shí)代性，又增加了試題的陌生度、體現(xiàn)命題情景的新穎性；還能較好地考查學(xué)生從新信息中準(zhǔn)確提取實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，并與已有知識塊整合，重組為新知識塊的能力。,

11、（2014浙江卷）11．鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動(dòng)力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲(chǔ)氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是：Ni(OH)2＋M=NiOOH＋MH已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－=6Ni(OH)2＋NO2－下列說法正確的是A．NiMH電池放電過程中，正極的電極反應(yīng)式為： NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－B．充電過程中OH－離子從陽極向陰極遷

12、移C．充電過程中陰極的電極反應(yīng)式：H2O＋M＋e－=MH＋OH－， H2O中的H被M還原D．NiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液,（1）鎳氫電池,總：Ni(OH)2＋M=NiOOH＋MH陽：Ni(OH)2＋OH－－e－ = NiOOH＋H2O陰：H2O＋M＋e－=MH＋OH－,,,（2014全國大綱卷）9．右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池（MH－Ni電池）。下列有關(guān)

13、說法不正確的是A．放電時(shí)正極反應(yīng)為：NiOOH＋H2O＋e－→Ni(OH)2＋OH－B．電池的電解液可為KOH溶液C．充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：MH＋OH－→H2O＋M＋e－D．MH是一類儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高,負(fù)：MH＋OH－－e－ = H2O＋M正：NiOOH＋H2O＋ e－ =Ni(OH)2＋OH－,（2014天津卷）6．已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC＋Li1＋xCoO2

14、 C＋LiCoO2，鋰硫電池的總反應(yīng)為：2Li＋S Li2S。有關(guān)上述兩種電池說法正確的是A．鋰離子電池放電時(shí)，Li+向負(fù)極遷移B．鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C．理論上兩種電池的比能量相同D．右圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電,（2）鋰離子電池,,（2013全國新課標(biāo)卷Ⅰ）27．鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導(dǎo)電劑乙炔

15、黑和鋁箔等。充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C＋xLi＋＋xe－=LixC6。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件為給出）。（5）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1－xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式_____________________。原電池：（－） LixC6－xe－=6C＋xLi＋（＋） Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋=LiCoO2總：LixC6＋ Li1－xCoO

16、2=6C＋LiCoO2,（2014天津卷）6．已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC+Li1－xCoO2 C+LiCoO2，,,（2014全國新課標(biāo)卷Ⅱ）12．2013年3月我國科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系，下列敘述錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)為電池的正極 B．電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=Li1－xMn2O4＋xLiC．放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化 D．放電時(shí)，溶液中L

17、i＋從b向a遷移,（2014天津卷）6．已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC＋Li1－xCoO2 C＋LiCoO2，,,（2014海南卷）16．鋰錳電池的體積小，性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列問題：,（1）外電路的電流方向是由____極流向____極。（填字母）

18、（2）電池正極反應(yīng)式為__________。（3）是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？____（填“是”或“否”）原因是_______________。,（1）b a（2）MnO2＋e—＋Li＋=LiMnO2（3）否 電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng),計(jì)算能力的考察,考察學(xué)生用數(shù)學(xué)方法解決化學(xué)問題的能力，多為兩極放電量與消耗或生成的物質(zhì)相關(guān)量之間的計(jì)算。,（2014福建卷）11．D．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e－時(shí)，交

19、換膜左側(cè)溶液中約減少 0.02 mol離子（2014上海卷）12．D．K2閉合，電路中通過0.002 NA個(gè)電子時(shí)，兩極共產(chǎn)生 0.001 mol氣體,（2013全國新課標(biāo)卷Ⅰ）28.（5）二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接燃料電池 (5.93 kW ·h·kg-1)。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為________，一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電

20、化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生_____個(gè)電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20 V，能量密度E=____ (列式計(jì)算。能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1kW·h=3.6×106J)。,③該儲(chǔ)氫裝置的電流效率η＝___________。（η＝生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)/轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)×100%，計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位。）,（2014重慶卷）11.（4）一定條件下，題11圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫（忽略其

21、它有機(jī)物）。,64.3%,依據(jù)：陰陽兩極得失電子數(shù)目相等。陽極：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑ 11.2 2.8陰極：C6H6＋6H＋＋6e－＝C6H12 6x x 2H＋＋2e－＝H2↑

22、 2y y,,,,（2014福建卷）24．鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。（1）右圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。①該電化腐蝕稱為吸氧腐蝕 。②圖中A、B、C、D四個(gè)區(qū)域，生成鐵銹最多的是B（填字母）。,,加大了對電化學(xué)腐蝕的考查,（2014安徽卷）28．研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，……。（2） …… 。t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始壓強(qiáng)，其原

23、因是鐵發(fā)生了吸氧腐蝕，請?jiān)趫D3中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時(shí)電子流動(dòng)的方向；此時(shí)，碳粉表面發(fā)生了還原（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為還原 2H2O＋O2＋4e— =4OH—（或4H＋＋O2＋4e— =2H2O）。,,,（2014廣東卷）32．（5）石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐，完成圖19防腐示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注。,,（2014上海卷）12．如右圖，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中，下列分析正確的是A．

24、K1閉合，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e→H2↑B．K1閉合，石墨棒周圍溶液pH逐漸升高C．K2閉合，鐵棒不會(huì)被腐蝕，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法D．K2閉合，電路中通過0.002 NA個(gè)電子時(shí)，兩極共產(chǎn)生 0.001 mol氣體,,總之，高考對電化學(xué)部分的考查，①注重綜合性,與氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、電離水解、化學(xué)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)探究、 物質(zhì)制備等融合，提高試題的綜合度，全面考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識及靈活解答問題的能力。,去掉對

25、試題的包裝，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)電化學(xué)試題本質(zhì)上是在考察最基本的原理。如：正負(fù)極與陰陽極的判斷、電極反應(yīng)式及電池總反應(yīng)的書寫、溶液中離子的移動(dòng)方向、電子或電流的流向、可充電電池充放電之間的關(guān)系等。,②注重基本概念和原理,陌生電化學(xué)反應(yīng)的分析 （正負(fù)極和陰陽極的判斷、反應(yīng)物和產(chǎn)物 的判斷、電極反應(yīng)式的書寫）新情景中有效信息的提取能力差 （看到新信息發(fā)憷、讀不懂、速度慢）涉及的計(jì)算,（知識）,（能力）,2 學(xué)生存在的問題及復(fù)習(xí)

26、建議,2.1 學(xué)生存在的問題,2.2 一輪復(fù)習(xí)與二輪復(fù)習(xí)的定位,一輪應(yīng)注重基礎(chǔ) （基礎(chǔ)知識整合、基本方法整合）二輪復(fù)習(xí)應(yīng)側(cè)重分析解決實(shí)際問題能力 （綜合試題、新素材試題）,正確處理新授課、一輪、二輪的關(guān)系,課堂 —— 快速新授課習(xí)題 —— 二輪化傾向,問題,2.3 一輪復(fù)習(xí)需整合提升的知識點(diǎn),2.4 案例1,一輪復(fù)習(xí):《電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式的書寫》,Al 做___極，電極反應(yīng)式_________； Cu做___極

27、，電極反應(yīng)式_________；電池總反應(yīng)_____________。,對電極認(rèn)識的提升對電池原理認(rèn)識的提升對電極反應(yīng)式書寫規(guī)律的提升,,（+）Al（+）NO3-→NO2↑（+） NO3-+e-→NO2↑（+） NO3-+e-+2H+→NO2↑+H2O,非水介質(zhì)中電極反應(yīng)式的書寫,（－）C3H8－20e－＋10CO32－=13CO2＋4H2O（＋）O2＋4e－＋2CO2=2CO32－總：C3H8＋5O2=3CO2＋4H2

28、O,（－）CH3OH－6e－＋3O2－=CO2＋2H2O（＋）O2＋4e－=2O2－總：2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O,正負(fù)極的判斷↓反應(yīng)物、產(chǎn)物的確定↓電子轉(zhuǎn)移↓根據(jù)電解質(zhì)情況結(jié)合電荷守恒配平（H＋/H2O、OH－/H2O、CO32－、O2－等）,方法的固化,電池反應(yīng)－某一電極反應(yīng),正向：,逆向：,電池反應(yīng)：兩電極反應(yīng)疊加（電子守恒）,2.4 案例2,二輪復(fù)習(xí):,在二輪復(fù)習(xí)中，切忌面面俱到。不能像一輪那樣再

29、照顧到每一個(gè)知識點(diǎn)，要通過一些新穎、典型的習(xí)題使學(xué)生綜合分析問題解決問題的能力得到進(jìn)一步的提升，達(dá)到高考的能力要求。在這個(gè)階段，各地的模擬試題新鮮出爐，要關(guān)注這些試題，認(rèn)真篩選改編，使其更適合自己的學(xué)生。,2014年7月21日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》。《意見》明確，要以純電驅(qū)動(dòng)為新能源汽車發(fā)展的主要戰(zhàn)略取向，重點(diǎn)發(fā)展純電動(dòng)汽車（EVs） 、插電式混合動(dòng)力汽車（HEVs，PHEVs ）和燃料電池汽車（FC

30、EVs） 。 財(cái)政部、國家稅務(wù)總局、工信部聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于免征新能源汽車車輛購置稅的公告》，宣布自2014年9月1日至2017年12月31日，對新能源汽車免征車輛購置稅。,新能源汽車的關(guān)鍵：化學(xué)電源??！,鋰離子電池,鋰離子電池,常見鋰離子電池正極材料：,六方層狀結(jié)構(gòu)：LiMO2（M=Co、Ni、Mn等）尖晶石結(jié)構(gòu)：LiM2O4 （M=Co、Ni、Mn等）橄欖石結(jié)構(gòu)：LiMPO4（ M=Fe等）,例如

31、：LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn1－x－yNiyCoxO2 LiMn2O4 LiFePO4,電池的能量密度：,（2014全國大綱卷）9． D．MH是一類儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高（2014天津卷）6． C．理論上兩種電池的比能量相同,（2013全國新課標(biāo)卷Ⅰ）28.（5）二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇

32、直接燃料電池 (5.93 kW ·h·kg-1)。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為________，一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生_____個(gè)電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20 V，能量密度E=____ (列式計(jì)算。能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1kW·h=3.6×106J)。,各種儲(chǔ)能電池的能量密度比較：,,下一代鋰電池：,鋰-硫電池,鋰-空氣電池,柱形高溫鈉電

33、池單體,儲(chǔ)能電池備選：鈉電池,鈉離子電池,燃料電池 （化學(xué)發(fā)電機(jī)）,神州十號 2013年,燃料多樣性生物質(zhì)天然氣丙烷柴油其他碳?xì)浠衔锛淄榧状細(xì)錃?堿性燃料電池直接甲醇熔融碳酸鹽質(zhì)子交換膜磷酸燃料電池固體氧化物,,血糖燃料電池,心臟起搏器,膜結(jié)構(gòu):,《選修4》P77,舊教材P57,（2012北京卷）25．（4）,（2014全國新課標(biāo)卷Ⅰ）27．（4）,南開大學(xué)碩士論文《次磷酸及次磷酸鎳清潔生產(chǎn)研究》,,,