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专题七电化学
[考纲要求]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。
考点一 原电池的工作原理及其应用
图解原电池工作原理
原电池装置图的升级考查
说明 (1)无论是装置①还是装置②,电子均不能通过电解质溶液。(2)在装置①中,由于不可避免会直接发生Zn+Cu2+===Cu+Zn2+而使化学能转化为热能,所以装置②的能量转化率高。(3)盐桥的作用:原电池装置由装置①到装置②的变
化是由盐桥连接两个“半电池装置”,其中盐桥的作用有三种: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。(4)离子交换膜作用:由装置②到装置③的变化是“盐桥”变成“质子交换膜”。离子交换膜是一种选择性透过膜,允许相应离子通过,离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。
题组一 原电池电极反应式书写集训(一)辨析“介质”书写电极反应式
按要求书写不同“介质”下甲醇燃料电池的电极反应式。(1)酸性介质,如H2SO4溶液:
负极:CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+。
3
2正极: O2+6e-+6H+===3H2O。
2
碱性介质,如KOH溶液:
负极:CH3OH-6e-+8OH-===CO23-+6H2O。3
2正极: O2+6e-+3H2O===6OH-。
2
熔融盐介质,如K2CO3:
负极:CH3OH-6e-+3CO23-===4CO2+2H2O。3
2正极: O2+6e-+3CO2===3CO23-。
2
掺杂Y2O3的ZrO3固体作电解质,在高温下能传导O2-:负极:CH3OH-6e-+3O2-===CO2+2H2O。
3
2正极: O2+6e-===3O2-。
2
(二)明确“充、放电”书写电极反应式
镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解
放电质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2O 充电Cd(OH)2+2Ni(OH)2。
放电
负极:Cd-2e-+2OH-===Cd(OH)2。
阳极:2Ni(OH)2+2OH--2e-===2NiOOH+2H2O。(三)识别“交换膜”提取信息,书写电极反应式
如将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如下图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。
负极:2H2O-4e-===O2+4H+。
正极:2CO2+4H++4e-===2HCOOH。
金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4M+nO2+2nH2O===4M(OH)n。
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