高考化学二轮复习化学反应原理题突破02 电化学选择题(课件精讲) (含解析)
展开1.素材新:紧密联系最新电池动态(注:2019诺贝尔化学奖:锂电池)
3.方式新:从常规考查到利用离子膜交换膜(2016)制备产品到多步反应(2018、2019)
4.知识新:2016、2019都出现了电极名称的“混乱”;2017出现了腐蚀电流
5.高起低落:起点高(信息高大上),落点低(考查基本知识) 如:工作原理、粒子移动、电极名称、电极反应
2.重图像:都会和图像相结合,并且图像分析是突破口和重心
基础模型1.构建原电池模型,理解电池工作原理
1.以最新的电池素材为背景,尤其是我国重大研究成就
2.电极上可能考查多步反应(如2019)
3.关注电极名称的“混乱”说法及离子交换膜的应用
4.“高起低落”主旋律不会改变
类型一 燃料电池1.(2019·全国卷Ⅰ,12)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。下列说法错误的是A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+===2H++2MV+C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
特点:只考察原电池原理,一般比较简单
2.(2012·四川理综,11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH-4e-+H2O===CH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动B.若有0.4 ml电子转移,则在标准状况下消耗4.48 L氧气C.电池反应的化学方程式为CH3CH2OH+O2===CH3COOH+H2OD.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O===4OH-
解析 解答本题时审题是关键,反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中,阳离子要向正极移动,故A错误;因电解质溶液是酸性的,不可能存在OH-,故正极的反应式为O2+4H++4e-===2H2O,转移4 ml电子时消耗 1 ml O2,则在标准状况下转移0.4 ml电子时消耗2.24 L O2,故B、D错误;电池反应式即正、负极反应式之和,将两极的反应式相加可知C正确。
类型二 可逆电池3.(2019·全国卷Ⅲ,13)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池,结构如图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l) ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-===NiOOH(s)+H2O(l)C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-===ZnO(s)+H2O(l)D.放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区
特点:原电池和电解池原理都会考,现在高考主流,弄清放电和充电两个过程,熟悉可逆电池基础模型。
4.(2019·天津,6)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e-===2I-+Br-B.放电时,溶液中离子的数目增大C.充电时,b电极每增重0.65 g,溶液中有0.02 ml I-被氧化D.充电时,a电极接外电源负极
5.(2016·全国卷Ⅲ,11)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O=== 。下列说法正确的是A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小C.放电时,负极反应为Zn+4OH--2e-===D.放电时,电路中通过2 ml电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)
特点:此模型类似新型锂离子电池模型,储氢金属只是做载体,不参与反应!全国卷没出现过,了解即可。
类型四 其他新型电池7. (2018·浙江11月,17)金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.金属M作电池负极B.电解质是熔融的MOC.正极的电极反应O2+4e-+2H2O===4OH-D.电池反应2M+O2+2H2O===2M(OH)2
特点:素材新,和最新电池结合,其实往往就是考可逆电池,用可逆电池模型解决即可
8.2019年2月27日至3月1日,第十届日本国际二次电池展在日本东京举行,各种新型二次电池在东京有明展览中心展出,其中以Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池,格外引人注意,其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.放电时,正极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-===Na2Fe[Fe(CN)6]B.充电时,M箔接电源的负极C.充电时,Na+通过离子交换膜从左室移向右室D.外电路中通过0.2 ml电子时,负极质量变化为2.4 g
类型五 可逆反应原电池例.控制适合的条件,将反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池。回答下列问题:(1)反应开始时,负极为____(填“甲”或“乙”)中的石墨,电极反应式为_______________。(2)电流表读数为_____时,反应达到化学平衡状态。(3)当达到化学平衡状态时,在甲中加入FeCl2固体,此时负极为_____(填“甲”或“乙”)中的石墨,电极反应式为_____________________。
2I--2e-===I2
2Fe2+-2e-===2Fe3+
特点:与可逆电池不一样,可逆电池并非可逆反应,而可逆反应原电池是可逆反应,重点是分析清楚反应的方向,进而弄清氧化剂和还原剂,判断电极。另外,可逆反应达平衡时,电流为零。
1.用于物质的分离和提纯
②分析产品室可得到H3PO2的原因:________________________________________________________________________________________。
阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的
穿膜离子数和转移电子数存在关系:
H+~ e- Cl-~e-
g(已知相对原子质量:Cl 35.5)。
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