内容正文:
专题八
电化学
[复习目标] 1.了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。3.能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害,设计实验探究防止金属腐蚀的措施。
专题作业——小题专练
专题作业——大题专练
考向一 化学电源
1.原电池工作原理
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2.燃料电池中C、H元素对应生成物的判断
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按要求书写不同“介质”下甲醇燃料电池的电极反应式。
(1)酸性介质
负极:_____________________________________________________。
正极:_____________________________________________________。
(2)碱性介质
负极:_____________________________________________________。
正极:_____________________________________________________。
(3)熔融碳酸盐介质
负极:_____________________________________________________。
正极:_____________________________________________________。
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考查视角 化学电源工作原理的分析是历届各地高考的热点。通过新型化学电源图示装置提供信息考查正、负极判断,正、负极电极反应式书写、正误判断以及原电池总反应方程式的书写、正误判断;离子移动方向的判断(盐桥中离子的运动以及离子对于指定交换膜的通过);两极质量、电解质溶液的有关离子(包括pH)的有关计算等。特别注意二次新型电池的充、放电原理的分析。
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[解析] 根据图示的电池结构和题目所给信息可知,Zn为电池的负极,MnO2为电池的正极,阳离子向正极移动,A错误。
答案
解析
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2 (2022·全国乙卷)LiO2电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来,科学家研究了一种光照充电LiO2电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++e-===Li)和阳极反应(Li2O2+2h+===2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( )
A.充电时,电池的总反应Li2O2===2Li+O2
B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D.放电时,正极发生反应O2+2Li++2e-===Li2O2
答案
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[解析] 充电时光照光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应(Li++e-===Li)和阳极反应(Li2O2+2h+===2Li++O2),则充电时总反应为Li2O2===2Li+O2,故A正确;充电时,光照光催化电极产生电子和空穴,阴极反应与电子有关,阳极反应与空穴有关,故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,B正确;由分析可知,放电时,金属Li电极为负极,光催化电极为正极,Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移,C错误;放电时总反应为2Li+O2===Li2O2,正极反应为O2+2Li++2e-===Li2O2,D正确。
解析
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解化学电源的题目关键是两极反应式的书写,只有正确地写出两极反应式才能判断两极产物及产生的现象、溶液的变化——主要是浓度变化和溶质的变化,从而进行有关的计算、离子移动方向的判断等。两极反应式的书写方法如下:
1.根据原电池总的化学反应方程式书写两极反应式
(1)正确地分析氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物,其中:
负极反应式:符合“还原剂-ne-→氧化产物”的形式
正极反应式:符合“氧化剂+ne-→还原产物”的形式
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(2)依据原子守恒、电荷守恒,结合电解质溶液(或熔融液)把参加反应或生成的电解质溶液(或熔融液)中的分子(或离子)写在上述两极反应式中。具体地讲若是酸性介质:多余的“O”,加“H+”转化为H2O,不能出现OH-;若是碱性介质:多余的“O”加“H2O”转化为OH-,不能出现H+。若是在熔融态电解质中进行的反应,则可添加熔融态电解质中的相应离子。
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2.协同反应电池两极反应式的书写
正确地分析题目提供的协同反应的