内容正文:
二轮复习
电化学
1.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
电极反应
有关计算
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电极反应
有关计算
工作原理
典例 [2021山东,10,2分] 以 溶液为离子导体,分别组成 、 、 清洁燃料电池,下列说法正确的是( )
A.放电过程中, 均向负极移动
B.放电过程中, 物质的量均减小
C.消耗等质量燃料, 燃料电池的理论放电量最大
D.消耗 时,理论上 燃料电池气体产物的体积在标准状况下为
工作原理
有关计算
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考查特点分析
试题情景分析:一般选取以较陌生且复杂的能量转化设备为情景,以原电池、电解池、二次电池(或充放电装置)为载体。
呈现特点分析:通常以文字叙述加图示的形式呈现。
试题难度分析:中等偏上
关键能力分析:主要考查理解与辨析能力和分析推测能力。
高频考点分析:电极名称的判断;电极反应式和总反应式的书写或正误判断;电子和离子移动方向的判断;离子交换膜的使用;有关反应原理的相关计算等。此外电极电势的高低比较、吉布斯自由能大小比较、双极膜特殊性能也有体现。
考向一 原电池原理及燃料电池
1.原电池的工作原理
(1)构建原电池模型
外电路
内电路
(2)原电池正、负极的判断方法
2.原电池装置图的升级考查
盐桥的作用:
①隔绝正、负极反应物,避免直接接触,导致电流不稳定;
②通过离子的定向移动,构成闭合回路;
③平衡电极区的电荷。
离子交换膜的类型和作用
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典例1 [2021全国甲,13,6分] 乙醛酸是一种重要的化工中间体,可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的 解离为 和 ,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是( )
A. 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B.阳极上的反应式为
C.制得 乙醛酸,理论上外电路中迁移了 电子
D.双极膜中间层中的 在外电场作用下向铅电极方向迁移
D
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电渗析法将含AnBm的废水再生为HnB和A(OH)m的原理:
已知A为金属活动顺序表H之前的金属,Bn-为含氧酸根离子。
典例2 [2020山东,10,2分] 微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以 溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含 的溶液为例)。下列说法错误的是( )
A.负极反应为
B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜
C.当电路中转移 电子时,模拟海水理论上除盐
D.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为
B
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含离子交换膜电化学装置的解题步骤
第一步
分析题意,明确装置意图及实验目的,确定交换膜类型,据此判断允许哪些离子通过交换膜。
第二步
写出电极反应式,判断离子交换膜两侧离子的变化,推断电荷变化,根据电荷平衡判断离子迁移的方向。
分析交换膜的作用:在产品制备中,交换膜作用主要是提高产品纯度,避免产物之间发生反应。
第三步
【思维建模】
3.陌生原电池装置的知识迁移
(1)燃料电池
(2)可逆电池
电极判断 反应式 其他
信
息
解
读 尿素中氮元素的化合价由-3价变为0价,则Ni-Co/Ni极为 , Pd/CFC极为 负极:_____________
正极:_____________
电势较低;向正极主要迁移的是
正极
负极
CO(NH2)2+8OH--6e- C+N2↑+6H2O
2H++H2O2+2e-
2H2O
Ni-Co/Ni极
K+
【示例分析】
图是我国学者研发的高效过氧化氢—尿素电池的原理装置:
燃料电池分析思路
【思维建模】
典例 [2021山东,10,2分] 以 溶液为离子导体,分别组成 、 、 清洁燃料电池,下列说法正确的是( )
A.放电过程中, 均向负极移动
B.放电过程中, 物质的量均减小
C.消耗等质量燃料, 燃料电池的理论放电量最大
D.消耗 时,理论上 燃料电池气体产物的体积在标准状况下为
C
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2.[2021山东济南高三二模] (不定项)用质子导体固体氧化物燃料电池 脱氢可得丙烯,可实现“烯烃—电力”联产,简易原理如图所示。
下列