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    2020年高考化学三轮冲刺要点突破讲练 专题04 日新月异的原电池、电解池
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    2020年高考化学三轮冲刺要点突破讲练 专题04 日新月异的原电池、电解池

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    04 日新月异的原电池、电解池

    【难点突破】

    一、原电池

    1.原电池工作原理

    三个方向:电流:从正极沿导线到负极;

    电子流:从负极沿导线到正极;

    离子移动方向:带什么电移向什么极。

    2.原电池装置图的升级考查

    注意:(1)原电池中电子均不能通过电解质溶液。

    (2)在装置中,由于不可避免会直接发生ZnCu2===Zn2Cu而使化学能转化为热能,所以装置的能量转化率高。

    (3)盐桥的三种作用:隔绝正负极反应物,避免直接接触,导致电流不稳定;通过离子的定向移动,构成闭合回路;平衡电荷,使溶液保持电中性

    (4)离子交换膜作用:由装置到装置的变化是盐桥变成质子交换膜。离子交换膜是一种选择性透过膜,允许相应离子通过,离子移动方向遵循电池中离子移动方向。

    3.陌生原电池装置的知识迁移

    (1)燃料电池按要求书写不同介质下甲醇燃料电池的电极反应式。

    酸性介质,如H2SO4溶液:

    负极:2CH3OH12e2H2O===2CO212H

    正极:3O212e12H===6H2O

    碱性介质,如KOH溶液:

    负极:2CH3OH12e16OH===2CO12H2O

    正极:3O212e6H2O===12OH

    熔融盐介质,如K2CO3

    负极:2CH3OH12e6CO===8CO24H2O

    正极:3O212e6CO2===6CO

    掺杂Y2O3ZrO3固体作电解质,在高温下能传导O2

    负极:2CH3OH12e6O2===2CO24H2O

    正极:3O212e===6O2

    (2)可逆电池

    反思总结

    碱性介质 C→CO                  酸性介质 H→H

    其余介质 C→CO2                                    其余介质 H→H2O

    二、电解池

    1.电解池工作原理(阳极为惰性电极)

    三个方向:电流:电源正极阳极离子定向移动阴极负极;

    电子流:负极阴极;阳极正极(注意:电子不能通过电解质溶液);

    离子移动方向:带正电移向阴极,带负电移向阳极(异性相吸)。

    2.正确判断电极产物

    (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S2SO32-IBrClOH()

    (2)阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断(电极材料不参与放电)

    AgHg2Fe3Cu2H(酸)Pb2Sn2+Fe2Zn2H()

    易错点:两个H的位置   

    3.对比掌握电解规律(阳极为惰性电极)

    电解类型

    电解质实例

    溶液复原物质

    电解水

    NaOHH2SO4Na2SO4

    电解电解质

    HClCuCl2

    原电解质

    放氢生碱型

    NaCl

    HCl气体

    放氧生酸型

    CuSO4AgNO3

    CuOAg2O

     

    注意电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。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,Cu2完全放电之前,可加入CuOCuCO3复原,而Cu2完全放电之后,应加入Cu(OH)2Cu2(OH)2CO3复原。

    4.陌生电解池装置图的知识迁移

    (1)电解池

    三、突破电化学中的易错点

    致误原因

    应对策略

    解释或举例

    混淆电解池和原电池原理

    根据电池反应,充电时为电解池,放电时为原电池;与电源连接的为电解池,提供电流的为原电池

    电池的总反应为Li1xMnO2LixC6

    LiMnO2C6,放电时负极反应式为LixC6xe===C6xLi,充电时阳极反应式为LiMnO2xe===Li1xMnO2xLi

    不清楚电池正、负极所带电荷情况,错误判断离子迁移方向

    原电池中,负极附近溶液带正电,阴离子向负极迁移,正极附近溶液带负电,阳离子向正极迁移;电解池中阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移

    CuZnH2SO4形成的原电池中,SOZn(负极)迁移,HCu(正极)迁移;电解NaCl溶液时,NaH向阴极移动,ClOH向阳极移动

    电解时忽视惰性电极和非惰性电极的区别

    惰性电极为石墨、PtAu等,CuFe等金属都是非惰性电极

    惰性电极与电源正极相连接,电极不参与反应,非惰性电极与电源正极相连接,发生氧化反应

    不理解电解反应,错误判断加入复原物质

    需根据电解反应方程式

    判断

    电解CuSO4溶液,2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2,对于此反应,每生成1 mol O2,析出2 mol Cu,加入2 mol CuO2 mol CuCO3,溶液可复原,加入2 mol Cu(OH)2则多了2 mol H2O

    四、金属腐蚀

    1.金属腐蚀快慢的规律

    (1)金属腐蚀类型的差异

    电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。

    (2)电解质溶液的影响

    对同一金属来说,腐蚀的快慢(浓度相同):强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。

    对同一种电解质溶液来说,电解质浓度越大,腐蚀越快。

    (3)活泼性不同的两金属,活泼性差别越大,腐蚀越快。

    2.两种腐蚀与种保护

    (1)两种腐蚀:析氢腐蚀(强酸性环境)、吸氧腐蚀(弱酸性或中性环境)

    (2)种保护:电镀保护法、牺牲阳极的阴极保护法(原电池原理)、外加电流的阴极保护法(电解池原理)

     

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