高考化学必考知识点公式(高考化学电化学基础知识及易错点)(1)

1.知识的迁移实现陌生装置的解读:

高考化学必考知识点公式(高考化学电化学基础知识及易错点)(2)


2.常见原电池电极反应式

(1)铜-锌-H2SO4构成的原电池

①负极反应:____________________________;

②正极反应:____________________________;

③总反应:______________________________。

(2)氢氧燃料电池

①电解质是KOH溶液(碱性电解质)

负极反应:______________________________;

正极反应:______________________________;

总反应:________________________________。

②电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)

负极反应:_______________________________;

正极反应:_______________________________;

总反应:_________________________________。

③电解质是熔融碳酸盐

负极反应:________________________________;

正极反应:________________________________;

总反应:__________________________________。

④电解质是熔融氧化物

负极反应:_________________________________;

正极反应:________________________________;

总反应:__________________________________。

答案:

(1)①Zn-2e-===Zn2+

②2H++2e-===H2↑

③Zn+2H+===Zn2++H2↑

(2)

①2H2-4e-+4OH-===4H2O

O2+2H2O+4e-===4OH-

2H2+O2===2H2O

②2H2-4e-===4H+

O2+4H++4e-===2H2O

2H2+O2===2H2O

③H2-2e-+CO32-===H2O+CO2 ↑

O2+4e-+2CO2===2CO32-

2H2+O2===2H2O

④H2-2e-+O2-===H2O

O2+4e-===2O2-

2H2+O2===2H2O

3.常见电解池电极反应式(电极材料为石墨)

(1)活泼金属的无氧酸盐溶液,以NaCl溶液为例,写电极反应式

①阴极:_________________________________;

②阳极:_________________________________;

③总反应式:_____________________________。

(2)不活泼金属的含氧酸盐溶液,以CuSO4溶液为例,写电极反应式

①阴极:__________________________________;

②阳极:__________________________________;

③总反应式:______________________________。

(3)不活泼金属的无氧酸盐溶液,以CuCl2溶液为例,写电极反应式

①阳极:_________________________________;

②阴极:_________________________________;

③总反应式:_____________________________。

电顺序

(1)阴极:阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。

(2)阳极:活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。

答案:

(1)①2H++2e-===H2↑

②2Cl--2e-===Cl2↑

③2NaCl+2H2O电解=====2NaOH+H2↑+Cl2↑

(2)①2Cu2++4e-===2Cu

②4OH--4e-===2H2O+O2↑

③2CuSO4+2H2O电解=====2Cu+2H2SO4+O2↑

(3)①2Cl--2e-===Cl2↑

②Cu2++2e-===Cu

③CuCl2电解=====Cu+Cl2↑

4.常见可逆电池的电极反应式(铅蓄电池)

放电时:

负极:Pb-2e- SO42-=PbSO4

正极:PbO2 2e- SO42- 4H =PbSO4 2H2O

充电时:

阴极:PbSO4 2e-=Pb SO42-

阳极:PbSO4 2H2O-2e-=PbO2 SO42- 4H

特征:充电时的阴极就是放电时的负极。

5.离子交换膜

高考化学必考知识点公式(高考化学电化学基础知识及易错点)(3)

高考化学必考知识点公式(高考化学电化学基础知识及易错点)(4)


离子交换膜在氯碱工业中的作用:

(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,Cl2 2 NaOH =NaCl NaClO H2O

(2)避免生成物H2和Cl2混合,而导致遇火或遇强光爆炸

例1、锂铜空气燃料电池容量高、成本低,具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O===2Cu+2Li++2OH-, 下列说法不正确的是( )

高考化学必考知识点公式(高考化学电化学基础知识及易错点)(5)

A.放电时,正极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e-===2OH-+2Cu

B.放电时,电子透过固体电解质向Li极移动

C.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O

D.整个反应过程中,氧化剂为O2

【答案】B

【解析】放电过程为2Li+Cu2O+H2O===2Cu+2Li++2OH-,正极上Cu2O反应,碱性条件下通空气时,铜被氧化,表面产生Cu2O,A、C正确;放电时,阳离子向正极移动,则Li+透过固体电解质向Cu极移动,但电子不能在电解质中移动,B错误;D.碱性条件下通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,放电时Cu2O转化为Cu,则整个反应过程中,铜相当于催化剂,氧化剂为O2,故D正确。

【点拨】回归燃料电池,通入空气一边为正极。

例2、用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH4+,模拟装置如图所示。下列说法正确的是( )

高考化学必考知识点公式(高考化学电化学基础知识及易错点)(6)

A.阳极室溶液由无色变成棕黄色

B.阴极的电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑

C.电解一段时间后,阴极室溶液中的pH升高

D.电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4

【答案】C

【解析】Fe与电源正极相连为阳极,失电子发生氧化反应生成Fe2+,故溶液由无色变为浅绿色,A项错误;阴极上H+发生还原反应:2H++2e-===H2↑,B项错误;根据阴极上电极反应,阴极消耗H+,电解一段时间后,阴极室溶液pH升高,C项正确;电解一段时间后,阴极室溶液pH升高,阴极室溶液中溶质可以有很多种,比如(NH4)3PO4、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、H3PO4等,D项错误。

【点拨】注意分析放电顺序。

例3、某充电宝锂离子电池的总反应为xLi+Li1-xMn2O4

高考化学必考知识点公式(高考化学电化学基础知识及易错点)(7)

高考化学必考知识点公式(高考化学电化学基础知识及易错点)(8)

LiMn2O4(0<x<1),某手机镍氢电池总反应为NiOOH+MHM+Ni(OH)2(M为储氢金属或合金),有关上述两种电池的说法不正确的是( )

高考化学必考知识点公式(高考化学电化学基础知识及易错点)(9)

A.锂离子电池放电时,Li+向正极迁移

B.镍氢电池放电时,正极的电极反应式:NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-

C.如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电

D.锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:LiMn2O4-xe-===Li1-xMn2O4+xLi+

【答案】D

【解析】A项,锂离子电池放电时阳离子移向正极,所以Li+向正极迁移, A正确;B项,放电时,正极发生还原反应,方程式为NiOOH+e-+H2O===Ni(OH)2+OH-,B正确;C项,题图表示锂离子电池为放电过程,而镍氢电池为充电过程,故负极Li接M极发生M+H++e-===MH,C正确;D项,锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:Li++e-===Li,故D错误。

【点拨】对于电解池和原电池的串联,可联系电极反应以及工作示意图上的物质判断哪个是原电池,哪个是电解池。

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