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2023年高考化学冲刺精练卷
11 化学能与电能
一.知识再现
1.构建原电池模型,分析原电池工作原理
2.构建电解池模型,分析电解基本原理
3.注意电极产物的溶解性对电极反应式的影响。
电解MgCl2溶液时的阴极反应式应为:Mg2++2H2O+2e-===Mg(OH)2↓+H2↑,而不是
2H++2e-===H2↑。
总反应离子方程式为:Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑。
不能把电解MgCl2溶液的离子方程式写成:2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑,忽视了生成难溶的Mg(OH)2。
4.常见膜化学:
(1)膜的作用:阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过,质子交换膜允许质子通过而避免不同电极区域内某些离子间的反应。
(2)阴、阳离子交换膜的判断
①看清图示,是否在交换膜上标注了阴、阳离子,是否标注了电源的正、负极,是否标注了电子流向、电荷流向等,明确阴、阳离子的移动方向。
②根据原电池、电解池中阴、阳离子的移动方向,结合题意中给出的制备、电解物质等信息,找出物质生成或消耗的电极区域、确定移动的阴、阳离子,从而推知离子交换膜的种类。
例如三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如下图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。判断ab、cd是什么交换膜;判断离子的迁移方向;书写电极反应式;判断电极产物。
5.燃料电池电极反应式的书写(以氢氧燃料电池为例)
6.其他新型一次电池
(1)钠硫电池: 总反应:2Na+xS===Na2Sx
正极:xS+2e-===S
负极:2Na-2e-===2Na+
(2)全钒液流电池: 总反应:VO2++2H++V2+V3++VO2++H2O
正极:VO+2H++e-===VO2++H2O
负极:V2+-e-===V3+
(3) 锂铜电池: 总反应:2Li+Cu2O+H2O===2Cu+2Li++2OH-
正极:Cu2O+H2O+2e-===2Cu+2OH-
负极:2Li-2e-===2Li+
(4) MgH2O2电池: 总反应:H2O2+2H++Mg===Mg2++2H2O
正极:H2O2+2H++2e-===2H2O
负极:Mg-2e-===Mg2+
(5) MgAgCl电池: 总反应:Mg+2AgCl===2Ag+MgCl2
正极:2AgCl+2e-===2Cl-+2Ag
负极:Mg-2e-===Mg2+
7.充电(可逆)电池
锌银电池 总反应:Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2
正极:Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-
负极:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2
阳极:2Ag+2OH--2e-===Ag2O+H2O
阴极:Zn(OH)2+2e-===Zn+2OH-
镍铁电池 总反应:NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2
正极:NiO2+2e-+2H2O===Ni(OH)2+2OH-
负极:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2
阳极:Ni(OH)2+2OH--2e-===NiO2+2H2O
阴极:Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-
镍镉电池 总反应:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2
正极:2NiOOH+2H2O+2e-===2Ni(OH)2+2OH-
负极:Cd-2e-+2OH-===Cd(OH)2
阳极:2Ni(OH)2+2OH--2e-===2NiOOH+2H2O
阴极:Cd(OH)2+2e-===Cd+2OH-
锌铁电池 总反应:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
正极:2FeO+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-
负极:3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2
阳极:2Fe(OH)3+10OH--6e-===2FeO+8H2O
阴极:3Zn(OH)2+6e-===3Zn+6OH-
锂离子电池 总反应:Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+C6(x<1)
正极Li1-xCoO2+xe-+xLi+===LiCoO2
负极:LixC6-xe-===xLi++C6
阳极:LiCoO2-xe-===Li1-xCoO2+xLi+
阴极:xLi++xe-+C6===LixC6
8.有关电化学计算的三大方法
(1)根据电子守恒计算。用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过