2020年高考模拟复习知识点试卷试题之高考电化学专题复习知识点总结完美版.pdf

一、原电池的工作原理 装置特点：化学能转化为电能。 、两个活泼性不同的电极； 形成条件：、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电、建立在自发进行的氧化还原反应基础之上 池负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 原基本概念：正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 理电极反应方程式：电极反应、总反应。 氧化反应负极铜锌原电池正极还原反应 反应原理Zn-2e-=Zn 2+ 2H +2e-=2H 2 电解质溶液 二、常见的电池种类 电极反应：负极（锌筒） Zn-2e-=Zn 2+ 正极（石墨）2NH4+2e-=2NH3+H2 普通锌 锰干电池总反应： Zn+2NH4+=Zn 2+2NH 3+H2 干电池：电解质溶液：糊状的NH4Cl 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 碱性锌 锰干电池 电极反应：负极（锌筒）Zn-2e- +2OH - =Zn(OH) 2 溶 解 不 断 可充电电池 正极（石墨） 2e-+2H2O +2MnO2= 2OH-2MnOOH ( 氢氧化氧锰 ) 总反应：2 H2O +Zn+2MnO2= Zn(OH) 22MnOOH 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加） ；使用寿命提高 电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。 正极（ PbO2） PbO2+SO42-+4H +2e-=PbSO4+2H 2O 负极（ Pb）Pb+SO42-2e-=PbSO4 铅蓄电池总反应： PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O 电解液： 1.25g/cm31.28g/cm 3 的 H2SO4 溶液 蓄电池特点：电压稳定, 废弃电池污染环境 、镍 镉（ Ni Cd）可充电电池； 其它负极材料： Cd；正极材料：涂有NiO2，电解质： KOH 溶液 NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 、银锌蓄电池 正极壳填充Ag2O 和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH 。 反应式为：2Ag+Zn(OH)2 Zn+Ag2O+H2 锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2 = 6LiCl+Li2SO3+2S 锂电池用途：质轻、高能(比能量高 )、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命， 广泛应用于军事和航空领域。 、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时 燃 料电极反应产物不断排出电池。 放电 充电 放电 放电 充电 放 电 充电 放 电 电 池、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 、氢氧燃料电池：总反应：O2 +2H2 =2H2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 2.氢氧燃料电池反应汇总： 介质电池反应2H2 += 2H2O 酸性负极2H2 - 4e- = 4H + 正极O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O 中性负极2H2 - 4e- = 4H + 正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 碱性负极2H2 +4OH- 4e- = 4H2O 正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 3.固体氢氧燃料电池： 固体电解质介质电池反应：2H2 += 2H2O 负极 2H2 - 4e- +2O 2= 2H2O 正极 O2 + 4e-= 2O2 负极2H2 - 4e- = 4H + 正极 O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 4.甲烷新型燃料电池 以两根金属铂片插入KOH 溶液中作电极，又在两极上分别通入甲烷和氧气。 电极反应为： 负极： CH4+ 10OH -8e-= CO32- + 7H 2O 正极： 2O2+ 4H2O +8e-= 8OH - 电池总反应： CH4+ 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3 H2O 分析溶液的pH 变化。 C4H10、空气燃料电池、电解质为熔融K2CO3, 用稀土金属材料作电极（具有催化作用） 负极： 2C4H10 -52e- + 26CO3 2- = 34 CO 2+ 10H2O 正极： 13O2 +52e- + 26CO2 =26CO3 2- 电池总反应： 2C4H10+ 13O2 = 8CO2 + 10 H2O 5.铝 空气燃料电池（海水） ： 负极： 4Al -12e- = 4Al 3+ 正极： 3O2 +12e- + 6H2O =12OH - 电池总反应： 4Al +3O2 +6H2O = 4Al(OH)3 三、原电池的主要应用： 1.利用原电池原理设计新型化学电池；2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气； 3.进行金属活动性强弱比较；4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀 锌。 5.解释某些化学现象 四、金属的腐蚀与防护 腐蚀概念：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 概述：腐蚀危害： 腐蚀的本质： M-ne -Mn+(氧化反应 ) 分类：化学腐蚀（金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀）、电化腐蚀 电化学腐蚀定义：因发生原电池反应，而使金属腐蚀的形式。 负极（ Fe） ：Fe-2e-=Fe2+； 吸氧腐蚀：正极（ C） ：O2+2H2O+4e-=4OH - 总反应： 2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2 后继反应： 4Fe(OH)2 +O2 +2H2O =4Fe(OH)3 钢铁的腐蚀2Fe(OH) 3=Fe2O3 +3H2O 负极（ Fe） ：Fe-2e -=Fe2+； 析氢腐蚀：正极（ C） ：2H +2e-=H 2 总反应：Fe+2H+=Fe2+H2 影响腐蚀的因素：金属本性、介质。 金属的防护：、改变金属的内部组织结构； 保护方法：、在金属表面覆盖保护层； 、电化学保护法（牺牲阳极的阴极保护法 电解池原理 一、 电解池基础 定义：使电流通过电解质溶液而在阴阳 两极引起氧化还原反应的过程。 装置特点：电能转化为化学能。 金 属 的 腐 蚀 与 防 护 、与电源本连的两个电极； 形成条件、电解质溶液（或熔化的电解质） 、形成闭合回路。 电极阳极：与直流电源正极相连的叫阳极。 概念阴极：与直流电源负极相连的叫阴极。 电极反应： 原理：谁还原性或氧化性强谁先放电（发生氧化还原反应） 离子放电顺序：阳极：阴离子还原性S2-I -Br-Cl-OH-SO42-（含氧酸根） F- 阴极：阳离子氧化性Ag +Fe3+Cu2+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+ 电子流向e- e - 氧化反应阳极阴极还原反应 反应原理： 4OH -4e-=2H 2O +O2 Cu2+2e-=Cu 电解质溶液 电解结果：在两极上有新物质生成。 总反应： 2CuSO4+ 2H2O= 2Cu+2H2SO4+O2 二、 电解池原理 粗铜板作阳极，与直流电源正极相连； 、装置纯铜作阴极，与直流电源负极相连； 用 CuSO4 (加一定量 H2SO4)作电解液。 阴极： Cu2+2e-=Cu 电解精炼铜阳极： Cu-2e-=Cu2+、Zn-2e -=Zn2+ 移 向 阴 离 子 移 向 阳 离 子 电 解 池 原 理 、原理：Ni-2e -=Ni2+ 阳极泥：含Ag、Au 等贵重金属； 电解液：溶液中CuSO4浓度基本不变 、电解铜的特点：纯度高、导电性好。 、概念：利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。 、方法：镀层金属与电源正极相连作阳极； 将待镀金属与电源负极相连作阴极； 电镀：用含镀层金属离子的电解质溶液配成电镀液。 、原理：阳极Cu-2e-=Cu2+ ；Cu2+2e-=Cu 、装置（如图） 、电镀工业：镀件预处理电镀液添加剂 装置： 现象、阴极上有气泡； 、阳极有刺激性气体产，能使湿润的淀粉KI 变蓝； 电解食盐水、阴极区附近溶液变红，有碱生成 通电前：NaCl =Na +Cl- H2O H+OH - 原理阴极（ Fe）:Na+,H +移向阴极； 2H+2e-=H 2(还原反应 ) 通电后：阳极（ C） ：Cl -、 OH-移向阳极； 2Cl-2e-=Cl 2(氧化反应 ) 总反应： 2NaCl +2H2O 2NaOH +Cl2+H2 阳极、阴极、离子交换膜、电解槽、导电铜棒等 、组成：阳极：金属钛网（涂有钌氧化物）；阴极：碳钢网（涂有Ni 涂层） 阳离子交换膜：只允许阳离子通过，阻止阴离子和空气通过； 电 解 的 应 用 氯 碱 工 业 电解 离 子 交 换 膜 法 制 烧 碱 、装置： 食盐湿氯气氯气 生成流程：淡盐水氢气 NaOH 溶液NaOH 固体 精制食盐水+ 纯水（含少量NaOH） 粗盐水（含泥沙、Cu2+、Mg 2+、Ba2+、SO42-等） 阳离子交换树脂：除Cu2+、Mg 2+等 加 BaCl2 ，Ba2+SO42-=BaSO4 、粗盐水精制：加 Na2CO3：Ca2+CO32-=CaCO3;Ba2+CO32-=BaCO3 加 NaOH： Mg2+2OH -=Mg(OH) 2； Fe3+3OH -=Fe(OH) 3 三、电解实例及规律 电解液溶质类别电解总反应式相当于电解溶液 pH NaOH 溶液强碱 2H2O 电 解 2H2 +O2 水 升高 H2SO4溶液含氧酸降低 Na2SO4溶液 活泼金属的 含氧酸盐 不变 (两极混 合液 ) CuCl2溶液 不活泼金属 的无氧酸盐 CuCl2 电 解 Cu+Cl2 电解质本身接近 7 NaCl 溶液 活泼金属的 无氧酸盐 2NaCl+2H2O 电 解 H2+2 NaOH+Cl2 www.k s5u.c om 电解质与水升高 HCl 溶液无氧酸 2HCl 电 解 H2 +Cl2 升高 CuSO4溶液 不活泼金属 的含氧酸盐 2CuSO4+2H2O 电 解 2Cu+O2 +2H2SO4 降低 NaCl(熔融 ) 离子化合物 2NaCl 电 解 2Na+Cl2 电解质本身 Al2O3(熔融 ) 2Al2O3 电 解 4Al+3O2