内容正文:
专题一 质点的直线运动
专题十二 电化学
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考点一 原电池的工作原理
1.概念和反应本质
原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
2.原电池的构成条件
(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两个电极:一般是活泼性不同的两个电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:
①电解质溶液;
②两个电极直接或间接接触;
③两个电极插入电解质溶液中。
3.工作原理(以锌铜原电池为例)
注意:
(1)盐桥的构成:盐桥里的物质一般是强电解质而且不与两池中的电解质发生反应。教材中常使用装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管,离子可以在其中自由移动,这样溶液不致流出。
(2)盐桥的作用:
①连接内电路,形成闭合回路;
②平衡电荷,使原电池不断产生电流。
自测1 关于如图所示的原电池,下列说法正确的是( )
A.电子从锌电极通过电流表流向铜电极
B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C.锌电极发生氧化反应;铜电极发生还原反应,其电极反应为2H++2e-==H2↑
D.取出盐桥后,电流表仍会偏转,铜电极在反应前后质量不变
A
解析:
A项,锌片为负极,铜片为正极,电子从负极流向正极,A正确;B项,盐桥中的阴离子向负极移动,B错误;C项,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,铜电极发生的反应为Cu2++2e-==Cu,C错误;D项,取出盐桥后不能形成原电池,铜电极在反应后质量增加,D错误。
自测2一种新型的电池,总反应为3Zn+2Fe+8H2O==2Fe(OH)3↓+3Zn(OH)2↓+4OH-,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.Zn电极是负极,发生氧化反应
B.随着反应的进行,溶液的pH增大
C.电子由Zn电极流出到石墨电极,再经过溶液回到Zn极,形成回路
D.石墨电极上发生的反应为Fe+4H2O+3e-==Fe(OH)3↓+5OH-
C
解析:
A项,根据电池总反应,Zn的化合价升高,即Zn作负极,发生氧化反应,A正确;B项,根据电池总反应方程式,生成OH-,溶液的pH增大,B正确;C项,电子从Zn电极流出经外电路流向石墨电极,电解质溶液中应是阴、阳离子定向移动,没有电子通过,C错误;D项,负极电极反应式为Zn+2OH--2e-==Zn(OH)2↓,正极反应式为Fe+4H2O+3e-==Fe(OH)3↓+5OH-,D正确。
自测3 一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是( )
A.反应CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1 mol CH4转移12 mol电子
B.电极A上H2参与的电极反应为H2+2OH--2e-==2H2O
C.电池工作时,C 向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e-==2C
D
解析:
A项,CH4中的C为-4价,CO中的C为+2价,每个碳原子失去6个电子,因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol电子,A错误;B项,熔融盐中没有OH-,因此OH-不参与电极反应,电极反应式为H2+CO+2C-4e-==3CO2+H2O,B错误;C项,C应向负极移动,即向电极A移动,C错误;D项,电极B上O2得电子与CO2反应生成C,D正确。
考点二 电解原理及应用
一、电解原理
1.构成条件
①直流电源。
②固体电极。
③电解质溶液(或熔融电解质),与电源正极相连的称为阳极,与电源负极相连的称为阴极。
2.电极名称及电极的反应式(如图所示)
3.阴离子放电顺序(如图所示)
4.阳离子放电顺序(如图所示)
5.惰性电极电解电解质溶液的四种类型
二、电解原理的应用
1.电解饱和食盐水
电解饱和食盐水又称氯碱工业,制烧碱、氢气和氯气。
阳极:钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)。
阴极:碳钢网。
阳离子交换膜:
①只允许阳离子通过,能阻止阴离子和气体通过。
②将电解槽隔成阳极室和阴极室。
总反应方程式:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
离子方程式:2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑
2.电解精炼铜
3.电镀铜
4.电冶金
利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
注意:电解熔融态而不是溶液,电解法制镁取材为氯化镁而不是氧化镁,电解法制铝取材为氧化铝而不是氯化