专题微课3.2 高知能——化学能与电能（课件PPT）-【新高考方案】2024年高考化学二轮复习专题增分方略（老教材）

专题微课3.2　 高知能——化学能与电能 [真题广度研究] 1．(2023·海南等级考)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是(　 ) A．b电极为电池正极 B．电池工作时，海水中的Na＋向a电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D．每消耗1 kg Al，电池最多向外提供37 mol电子的电量 答案：A　 2．(2023·辽宁等级考)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是(　 ) A．b端电势高于a端电势 B．理论上转移2 mol e－生成4 g H2 C．电解后海水pH下降 D．阳极发生：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋ 答案：D　 答案：A　 [系统思维建模] 1．原电池与电解池的“装置—原理”二维模型 2．电化学的一般解答思维模板 典题例析 类型(一)　原电池的原理及应用 [例1]　以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH-­O2、N2H4­-O2、(CH3)2NNH2­-O2清洁燃料电池，下列说法正确的是 (　 ) A．放电过程中，K＋均向负极移动 B．放电过程中，KOH物质的量均减小 C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2­-O2燃料电池的理论放电量最大 D．消耗1 mol O2时，理论上N2H4-­O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L [模型应用] 第一步：根据“装置—原理”二维模型图分析 ①阳离子(K＋)向正极移动； ②根据电极反应原理，N2H4­O2电池中生成N2和H2O，没消耗KOH； ③根据氧化还原反应中得失电子守恒进行相关计算。 第二步：逐项分析，获取正确答案 碱性环境下，甲醇燃料电池总反应为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O；N2H4­O2清洁燃料电池总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合价均为－2价，H元素化合价为＋1价， [答案]　C 类型(二)　电解池的原理及应用 [例2]　钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是 (　 ) [模型应用] 第一步：根据“装置—原理”二维模型图分析 ①石墨为阳极，发生氧化反应，反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；Co为阴极，发生还原反应，反应式为Co2＋＋2e－===Co，进一步可确定总反应； ②阳离子(H＋)向阴极迁移，Ⅱ室c(H＋)增大，pH变小； ③根据电子守恒和电极反应，Ⅰ室溶液减少了1 mol水(18 g)。 第二步：逐项分析，获取正确答案 放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，A项错误；阴极生成1 mol钴，阳极有1 mol水放电，则Ⅰ室溶液质量减小18 g，B项错误；若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，石墨电极的电极反应会发生变化，C项错误。 [答案]　D [易错微点矫正] 易错点(一)　因忽略介质信息导致电极反应式书写错误 [例1]　Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H＋浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是 (　 ) [答案]　A 2．有机电合成是用电化学的方法进行有机合成的技术。如图是在KI­CH3OK­CH3OH体系中，以石墨为电极电解2­-丁酮制备中间体3­-碘­2-­丁酮的原理图。 请回答： (1)石墨B的电极反应式为_____________________________________________。 (2)①反应的离子方程式为___________________________________________。 (3)总反应方程式为__________________________________________________。 解析： 易错点(二)　因电极判断错误导致离子迁移的错误 [例2]　(2021·湖南等级考·节选)利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。 (1)电解过程中OH－的移动方向为________(填“从左往右”或“从右往左”)。 (2)阳极的电极反应式为____________________。 [解析]　根据反应物以及两极产物，可以看出产生氢气的一极氢元素的化合价变化为＋1→0，发生还原反应，应为阴极，产生氮气的一极氮元素的化合价变化为－3→0，发生氧化反应，应为阳极。电解池中，阴离子向阳极移动，所以电解过程中OH－的移动方向为从右往左。阳极上NH3变为N2，溶液环境为碱性，所以阳极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。 [