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高考化学复习 专题六 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

1．图解原电池工作原理

2．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。

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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

1．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－＋

正极：O2＋6e＋6H===3H2O。

2(2)碱性介质，如KOH溶液：

负极：CH3OH－6e＋8OH===CO23＋6H2O。 3－－

正极：O2＋6e＋3H2O===6OH。

2(3)熔融盐介质，如K2CO3：

负极：CH3OH－6e＋3CO23===4CO2＋2H2O。 3－－正极：O2＋6e＋3CO2===3CO23。 2

(4)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－－

正极：O2＋6e===3O2。

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(二)明确“充、放电”书写电极反应式

2．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质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2O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

3．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。

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放电充电

Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。

负极：2H2O－4e===O2＋4H。

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正极：2CO2＋4H＋4e===2HCOOH。

4．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。

负极：4M－4ne===4Mn。

正极：nO2＋2nH2O＋4ne===4nOH。

5．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。

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负极：N2H4－4e＋4OH===N2＋4H2O。 正极：O2＋4e＋2H2O===4OH。

锂离子电池充放电分析

常见的锂离子电极材料

正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)

LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等) LiMPO4(M：Fe等)

负极材料：石墨(能吸附锂原子) 负极反应：LixCn－xe－===xLi＋＋nC 正极反应：Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－===LiMO2 总反应：Li1－xMO2＋LixCn

放电充电

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nC＋LiMO2。

题组二 “盐桥”的作用与化学平衡的移动

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