第一章 化学反应与能量转化 电化学整合 复习学案 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

选必一 第一章 化学反应与能量转化 编制人：赵鹏远 审核人：张友祥 姓名： 班级： 编号38 编号38 第一章 化学反应与能量转化 电化学整合 -----------------------------------[必备知识:学]------------------------------------- 任务一.常考的电化学反应 问题1：常见的二次电池 (1) 铁镍电池(负极:Fe,正极:NiO2,电解质溶液:KOH溶液) 负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2 正极:NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH- 阴极:Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH- 阳极:Ni(OH)2+2OH--2e-=NiO2+2H2O 总反应: Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+ Ni(OH)2 (2) LiFePO4电池(负极:Li,正极:FePO4电解质为含Li+的导电固体) 负极:Li-e-=Li+ 正极:FePO4+Li++e-= LiFePO4 阴极:Li++e-=Li 阳极: LiFePO4-e-=FePO4+Li+ 总反应:FePO4+Li LiFePO4 (3)高铁电池(负极:Zn,正极:石墨,电解质为浸湿的固态K2FeO4) 负极:3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2 正极:2FeO42-+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH- 阴极:3Zn(OH)2+6e-=3Zn+6OH- 阳极:2Fe(OH)3+10OH--6e-=2FeO42-+8H2O 总反应:3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH (4)锂离子电池 ①组成 负极材料 正极材料 电解质溶液 嵌锂石墨(LixCy) 钴酸锂(LiCoO2) 六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯无水溶液 ②工作原理 构造原理图 放电 负极LixCy-xe-=xLi++Cy Li+由石墨中脱嵌移向正极，嵌入LiCoO2晶体中 正极Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2 LixCy+Li1-xCoO2=LiCoO2+Cy 充电 阳极LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+ Li+从LiCoO2晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中 阴极xLi++Cy+xe-=LixCy LiCoO2+Cy=LixCy+Li1-xCoO2 合并总反应 Li1-xCoO2+LixCy LiCoO2+Cy 在充、放电时Li+往返于电池的正负极之间，完成化学能与电能转化 问题2：常见的燃料电池反应 (1)氢氧燃料电池 ①碱性电解质(电解质溶液是KOH溶液) 负极: 正极: 总反应: ②酸性电解质(电解质溶液是H2SO4溶液) 负极: 正极: 总反应: ③中性电解质(电解质溶液是NaCl溶液) 负极: 正极: 总反应: (2)甲烷燃料电池(铂为两极,正极通入O2和CO2,负极通入甲烷) ①电解质溶液是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3) 负极: 正极: 总反应: ②酸性电解质(电解质溶液是H2SO4溶液) 负极: 正极: 总反应: ③碱性电解质(电解质溶液是KOH溶液) 负极: 正极: 总反应: (3)甲醇燃料电池(铂为两极) ①碱性电解质(电解质溶液是KOH溶液) 负极: 正极: 总反应: ②酸性电解质(电解质溶液是H2SO4溶液) 负极: 正极: 总反应: (4)CO燃料电池 ①铂为两极,Li2CO3或Na2CO3的熔融盐为电解质，CO为负极燃料气,O2与CO2 的混合气体为正极助燃气 负极: 正极: 总反应: ②酸性电解质(铂为两极,电解质溶液是H2SO4溶液) 负极: 正极: 总反应: 问题3：电解的类型 类型 电解质特点 实例 电极反应 电解质溶液的复原 电解水型 含氧酸 H2SO4 可溶性强碱 NaOH 活泼金属 含氧酸盐 KNO3 电解电解质型 无氧酸 HCl 不活泼金属无氧酸盐 CuCl2 放氢生碱 活泼金属无氧酸盐 NaCl 放氧生酸 不活泼金属含氧酸盐 CuSO4 问题4：金属电腐蚀原理 (1)析氢腐蚀(水膜酸性较强) 负极: 正极: 总反应: (2)吸氧腐蚀(水膜酸性较弱、呈中性或碱性) 负极: 正极: 总反应: -----------------------------------[关键能力:议、练]------------------------------------- 问题5：原电池的原理及应用 科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如下图)。充电时电极a的反应式为 NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3 下列说法正确的是 A.充电时电极b是阴极 B.放电时NaCl溶液的pH减小 C.放电时NaCl溶液的浓度增大 D.每生成1 mol Cl2,电极a质量理论上增加23g 问题6：电解的原理及应用 下图所示电解装置中,通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成,Fe2O3逐渐溶解。 下列判断错误的是 A.a是电源的负极 B.通电一段时间后,向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液,出现红色 C.随着电解的进行,CuCl2溶液浓度变大 D.当0.01 mol Fe2O2完全溶解时,至少产生气体336mL(折合成标准状况下) 问题7：电化学综合应用 某储能电池原理如下图所示，下列说法正确的是 A.放电时负极反应:Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+ B.放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移 C.放电时每转移1mol电子,理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2 D.充电过程中,NaCl溶液浓度増大 ------------------------------------[课堂总结:悟]----------------------------------------- 通过本节课学习，总结出本节课思维导图 付出就有收获，尝试就能成功；参与就有快乐，自信就能成功。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$