江苏高考化学电化学原理及应用考点总结.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,重要考点,命题规律,1.,原电池和电解池的工作原理，常见的简单电极反应和电池反应方程式书写。,2.,常见的化学电源，化学能与,电能相互转化的实际意义及其重要应用。,3.,金属腐蚀的危害，金属发生电化学腐蚀的原因，选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀,纵观近几年江苏高考试卷，每年均有一道选择题，另外在,卷中还存在少许的填空题。主要的考查形式有：新型电池、电解池的应用，电极反应式的书写等。预计,2012,年会在新工艺中出现命题。,2,【,重点考点,1】,新型电池,原电池电极反应式的书写：,1,如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极和溶液中的电解质离子，再根据正、负极反应规律和离子放电规律书写电极反应式，由两电极反应式相加得总反应方程式。,2,如果题目给定的是总反应方程式，可分析此反应中的氧化或还原反应,(,即从化合价变化分析,),，再选择一个简单的电极反应进行书写，然后用总反应减去此电极反应，即可得另一电极反应式。,3,3,对于二次电池反应，需要看清“充电、放电”的方向，放电的过程为原电池，充电的过程为电解池。,4,电解质溶液中的离子,(,如,H,+,、,OH,-,),，若电极反应的产物能与之反应，则要写在反应式中。,4,【,典型例题,1】,以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是,(),A,该电池能够在高温下工作,B,电池的负极反应为：,C,6,H,12,O,6,6H,2,O,24e,6CO,2,24H,C,放电过程中，,H,从正极区向负极区迁移,D,在电池反应中，每消耗,1 mol,氧气，理论上能生成标准状况下,CO,2,44.8 L,B,5,解析：,一般微生物的最适生长温度是,20,70,，高温条件下微生物不能正常生长，,A,不正确,。通入燃料,C,6,H,12,O,6,的极为负极，负极反应为：,C,6,H,12,O,6,6H,2,O,24e,6CO,2,24H,(,能放出,CO,2,应该是酸性，所以右边写,H,。不能在左边加,OH,、右边写,H,2,O),，,B,项正确,。,正极反应为：,6O,2,24H,24e,12H,2,O,，从两极反应可知：负极生成,H,，正极消耗,H,，即通过质子交换膜从负极到正极传导,H,，选项,C,不正确,。,从总反应,C,6,H,12,O,6,6O,2,6CO,2,6H,2,O,可知，每消耗,1 mol,氧气，理论上能生成标准状况下,CO,2,气体,22.4 L,，,D,项错,。,答案：,B,6,原电池的电极反应为“负氧正还”，电解池的电极反应为“阳氧阴还”。在写电极反应时要注意,H,H,、,OH,在电极反应中的位置。,7,【,重点考点,2】,电解原理,电解池电极反应式的书写,1,根据与电源的正、负极相连识别出阳、阴极。,2,阳极电极式，首先看电极材料，若为非惰性电极，则自身先反应；若为惰性电极，则为溶液中的阴离子放电，且按放电顺序依次进行。,3,阴极反应式，根据溶液中阳离子的放电顺序依次进行。,4,两池电极关系：,原电池正极颠倒即为电解池的阳极；负极颠倒即为阴极。,10,5,原电池、电解池、电镀池对比：,原电池,电解池,电镀池,定义,将化学能转化为电能的装置,将电能转化为化学能的装置,应用电解池为某些金属表面镀上一层其他金属的装置,形成条件,活动性不同的两电极,(,燃料电池除外,),两电极插入电解质溶液形成闭合回路,两电极与直流电源正负极相连两电极插入电解质溶液形成闭合回路,镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极电镀液必须含有镀层金属离子,电极名称,负极：较活泼金属,正极：较不活泼金属,(,或能导电的非金属,),阳极：与电源正极相连的电极,阴极：与电源负极相连的电极,阳极：必须是镀层金属阴极：镀件,11,原电池,电解池,电镀池,电极反应,负极：氧化反应，金属失电子,(,或燃料电池中燃料失电子,),正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,(,或燃料电池中,O,2,得电子,),阳极：氧化反应，溶液中的阴离子或金属电极失电子,阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,阳极：金属电极 失电子,阴极：电镀液中镀层金属离子得电子,电子流向,负极 正极,负极 阴极,阳极 正极,负极 阴极,阳极 正极,续表,1,12,原电池,电解池,电镀池,反应原理,原电池,(,以,Cu,Zn,原电池为例,),电解池,(,以惰性电极电解,CuCl,2,溶液为例,),续表,2,13,【,典型例题,2,】(2010,苏北四市一调,),下图中，图,1,为甲烷和,O,2,构成的燃料电池，图,2,为电解,MgCl,2,溶液装置。用该装置进行实验，反应开始后，观察到,x,电极附近出现白色沉淀。下列说法正确的是,(),A,A,处通入的气体为,CH,4,，,B,处通入的气体为,O,2,B,电池内部,K,+,向,b,极移动，溶液中,OH,-,向,a,极移动,C,图,1,装置中发生的总反应为：,CH,4,+2O,2,CO,2,+3H,2,O,D,图,1,、图,2,中电解质溶液的,pH,均增大,14,解析：,本题以甲烷燃料电池作为电源电解,MgCl,2,溶液，综合考查了原电池原理和电解池原理。根据,x,电极附近出现白色沉淀判断,x,电极为阴极，,y,为阳极，则,a,为负极，,b,为正极，,a,电极反应式为,CH,4,-8e,-,+10OH,-,CO,3,2-,+7H,2,O,，,b,电极反应式为,2O,2,+8e,-,+4H,2,O,8OH,-,，,C,选项,，总反应式为,CH,4,+2O,2,+2OH,-,CO,3,2-,+3H,2,O,，,D,选项,，图,1,的,pH,降低，图,2,的,pH,增大。,答案：,A,、,B,15,与原电池正极相连的电极为电解池的阳极，与负极相连的电极为电解池的阴极。在阳极处为阴离子放电，在阴极处为阳离子放电，根据题中的现象，可以得出阴、阳极，进而得出正、负极。,16,【,变式,2】,(2011,苏锡常镇二模,),图,1,是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图,2,是,NaBH4/H2O2,燃料电池；,17,下列说法正确的是,(),A,图,2,电池放电过程中，,Na,从正极区向负极区迁移,B,图,2,电池负极区的电极反应为,BH,8e,8OH,BO,6H,2,O,C,若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将,a,、,b,直接相连，则铅笔芯,c,点处出现红色,D,若用,KI,淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将,a,、,b,与,A,、,B,电极相连，铅笔芯,c,点处出现蓝色，则,b,接的是,A,电极,18,解析：,图,2,是原电池，其中,A(,负极,),电极反应式为：,BH,8e,8OH,BO,6H,2,O,，,B(,正极,),电极反应式为：,H,2,O,2,2e,2OH,，故,Na,应往正极区迁移，,A,错,B,对,；,C,项所对应的情况是,Zn,C,ZnSO,4,原电池,(,吸氧腐蚀,),，负极,(Zn,板,),电极反应式为：,Zn,2e,Zn,2,，正极,(,铅笔,),电极反应式为：,O,2,4e,2H,2,O,4OH,，,C,对,；,D,项对应的情况是电解池，,a,，,b,两极反应式为：,O,2,4e,2H,2,O,4OH,(,阴极,),、,2I,2e,I,2,(,阳极，出现蓝色,),，故,b,接的是,B(,正极,),，,D,错,。,答案：,A,、,B,19,20,重要考点,命题规律,1.,原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数间的数量关系。,2.,元素周期表的结构及其应用。,3.,化学键的含义。离子键、共价键的形成。,4.,用电子式、结构式和结构简式表示某些物质的结构。,5.,典型的离子型和共价型化合物，能从化学键变化的角度认识化学反应的实质。,元素周期表和元素周期律是中学化学中重要的基本理论之一，是高考必考的考点，江苏省高考题型是选择题。考查点为元素性质的递变、电子式正误判断、同位素概念等。题干往往是要求根据原子结构、元素性质及相互关系进行推断，然后考查所推元素间的性质，难度中等，预计近几年的考查方式不变。,21,【,重点考点,1】,原子结构与电子式,【,典型例题,1】(2010,扬州期末,),下列有关化学用语正确的是,(,),A,Cl,-,的结构示意图：,B,次氯酸分子的电子式：,H Cl O,C,CH,4,Si,的结构式：,C,Si,D,质量数为,137,的钡原子：,Ba,H,H,H,H,：,：,：,：,：,56,137,22,解析：,次氯酸的形成为,Cl,与,OH,相连，即,O,在,H,和,Cl,中间，,B,项错。,C,和,Si,均为第,A,族元素，形成稳定物质时，必须形成四个化学键，,C,项错。质量数应写在原子的左上角，,D,项错。,答案：,A,23,(1),质量数,(A)=,质子数,(Z)+,中子数,(N),(2),原子质量数,相对原子质量,原子,(X),A,Z,原子核,核外电子：,Z,个,质子：,Z,个,中子：,A-Z,个,24,【,变式,1】,下列有关表述正确的是,(),A,-OH,与,OH,-,组成元素相同，含有的质子数也相同,B,NH,4,Cl,的电子式为：,H N H Cl,C,丙烷分子的比例模型示意图：,D,CO,2,分子的比例模型示意图：,：,：,：,：,：,：,H,H,25,解析：,A,项,，羟基和氢氧根均是由,O,和,H,组成的，质子数均为,9,，正确。,B,项,，,NH,4,Cl,为离子化合物，,Cl,-,应加方括号表示，,NH,4,为复杂阳离子，也应加方括号，错。,C,项,，为丙烷的球棍模型，错。,D,项,，,CO,2,应为直线型，错。,答案：,A,26,【,重点考点,2】,元素性质的递变规律,1,元素周期律：,元素的性质,(,核外电子排布、原子半径、主要化合价、金属性、非金属性,),随着核电荷数的递增而呈周期性变化的规律。元素性质的周期性变化实质是,元素原子核外电子排布的周期性变化,的必然结果。,27,性,质,化合价,最高正价由,+1,升到,+7(F,、,O,例外,),，最低负价从,-4,升至,-1,；元素的最高正价,=,主族序数,=,最外层电子数,(F,、,O,例外,),；元素的最低负价,=,主族序数,-8,=,最外层电子数,-8,最高正价、负价,相同,(F,、,O,例外,),，最高正价,=,主族序数,同周期,(,从左至右,),同主族,(,从上至下,),原子结构,核电荷数,逐渐增大,增大,电子层数,相同,增多,原子半径,逐渐减小,逐渐增大,28,同周期,(,从左至右,),同主族,(,从上至下,),性,质,失电子能力,(,金属性,),减弱,增强,得电子能力,(,非金属性,),增强,减弱,单质的氧化性、还原性,氧化性增强还原性减弱,氧化性,减弱,、还原性,增强,最高价氧化物对应水化物的酸碱性,碱性,减弱,酸性,增强,碱性,增强,酸性,减弱,气态氢化物的稳定性,增强,减弱,续表,29,2.,元素金属性和非金属性强弱的判断依据：,(1),比较元素的金属性强弱，通常从以下四方面考虑：,单质与水或酸反应置换出氢的难易；,最高价氧化物对应水化物的碱性强弱；,单质的还原性,(,或离子的氧化性,),的强弱；,金属单质间的置换反应。,(2),比较元素的非金属性强弱，也可从以下四个方面考虑：,单质与,H,2,反应生成气态氢化物的难易和氢化物的稳定性；,最高价氧化物对应水化物的酸性强弱；,单质的氧化性,(,或离子的还原性,),的强弱；,非金属单质间的置换反应。,30,【,典型例题,2】,(2010,浙江卷,),有,X,、,Y,、,Z,、,W,、,M,五种短周期元素，其中,X,、,Y,、,Z,、,W,同周期，,Z,、,M,同主族；,X,与,M,2,具有相同的电子层结构；离子半径：,Z,2,W,；,Y,的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是,(,),A,X,、,M,两种元素只能形成,X,2,M,型化合物,B,由于,W,、,Z,、,M,元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低,C,元素,Y,、,Z,、,W,的单质晶体属于同种类型的晶体,D,元素,W,和,M,的某些单质可作为水处理中的消毒剂,D,31,解析：,本题为元素周期律与周期表知识题。,首先，,运用周期表工具，结合周期规律，考虑位、构、性关系推断,X,、,Y,、,Z,、,W,、,M,分别是什么元素。在此基础上应用知识解决题给选项的问题。,本题分析的要点或关键词是：,短周期元素、同周期、同主族、相同的电子层结构、离子半径大小、单质晶体熔点、硬度、半导体材料等。,找到突破口：,Y,单质晶体熔点高、硬度大，是半导体材料，则,Y,是,Si,。根据,X,、,Y,、,Z,、,W,同周期，,Z,2,、,M,2,知,Z,是,S,，,M,是,O(Z,、,M,同主族,),。,X,与,M,2,具有相同的电子层结构则,X,为,Na,。离子半径：,Z,2,W,则,W,为,Cl,。,32,整理一下：,X,、,Y,、,Z,、,W,、,M,分别是：,Na,、,Si,、,S,、,Cl,、,O,。,A.,X,、,M,两种元素能形成,Na,2,O,和,Na,2,O,2,两种化合物。,B.,W,、,Z,、,M,元素的氢化物分别为,HCl,、,H,2,S,、,H,2,O,，相对分子质量减小，但由于水中存在氢键，沸点最高。,C.,Y,、,Z,、,W,的单质分别为：,Si,、,S,、,Cl,2,，分别属于原子晶体和分子晶体两种类型。,D.,W,和,M,的单质,Cl,2,、,O,3,可作水处理剂。,答案：,D,33,做元素推断题时，最关键是找到突破口，由题中所给信息：如原子半径、单质颜色、密度等物理或化学性质即可找到。,34,【,变式,2】,已知,A,、,B,、,C,、,D,、,E,是短周期中原子序数依次增大的,5,种主族元素，其中元素,A,、,E,的单质在常温下呈气态，元素,B,的原子最外层电子数是其电子层数的,2,倍，元素,C,在同周期的主族元素中原子半径最大，元素,D,的合金是日常生活中常用的金属材料。下列说法正确的是,(),A,元素,A,、,B,组成的化合物常温下一定呈气态,B,一定条件下，元素,C,、,D,的最高价氧化物对,应的水 化物之间能发生反应,C,工业上常用电解法制备元素,C,、,D,、,E,的单质,D,化合物,AE,与,CE,具有相同类型的化学键,BC,35,解析：,本题主要考查原子结构与元素周期律的应用。从题目所给条件可以看出,A,为,H,元素、,B,为,C,元素、,C,为,Na,元素、,D,为,Al,元素、,E,为,Cl,元素。,A,项,，由,H,、,C,元素组成的化合物，在常温下，有气态的也有液态的；,B,项,，其对应的最高价氧化物对应的水化物为,NaOH,和,Al(OH),3,，能反应；,C,项,，对于,Na,、,Al,、,Cl,2,的制备，在工业上都采用电解的方法；,D,项,，化合物,AE,为,HCl,，为分子晶体，只有共价键，化合物,CE,为,NaCl,，是离子晶体，存在离子键。综上分析可知，,本题选,BC,项。,36,【,重点考点,3】,“位、构、性”的关系,元素的“位、构、性”关系：,在具体的解题过程中，必须具备以下三个方面的基础。结构决定位置，结构决定性质，位置体现性质。,37,A,元素,X,与元素,Z,的最高正化合价之和的数值等于,8,B,原子半径的大小顺序为：,r,X,r,Y,r,Z,r,W,r,Q,C,离子,Y2,和,Z3,的核外电子数和电子层数都不相同,D,元素,W,的最高价氧化物对应的水化物的酸性比,Q,的强,【,典型例题,3】(2011,江苏卷,),短周期元素,X,、,Y,、,Z,、,W,、,Q,在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是,(,),A,38,解析：,该题以“周期表中元素的推断”为载体，考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。,推出的元素为：,X,为,N,；,Y,为,O,；,Z,为,Al,；,W,为,S,；,Q,为,Cl,。,A.,元素最高正化合价一般等于其主族数。,B.,同周期原子半径从左到右依次减小，同主族从上到下依次增大。,C.,离子,Y,2,和,Z,3,都为,10,电子微粒，核外电子数和电子层数都相同。,D.,元素最高价氧化物对应的水化物的酸性是与非金属性一致的，因此酸性,Q,对应的强。,答案：,A,。,39,元素在周期表中所处的位置，遵循一定的规律。如半径、化合价、气态氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物的酸、碱性，按同周期或同主族的顺序存在着递变规律，即位置决定结构，结构反应性质。,40,【,变式,3】,短周期元素,W,、,X,、,Y,和,Z,的原子序数依次增大。元素,W,是制备一种高效电池的重要材料，,X,原子的最外层电子数是内层电子数的,2,倍，元素,Y,是地壳中含量最丰富的金属元素，,Z,原子的最外层电子数是其电子层数的,2,倍。下列说法错误的是,(),A,元素,W,、,X,的氯化物中，各原子均满足,8,电子的稳,定结构,B,元素,X,与氢形成的原子比为,11,的化合物有很多种,C,元素,Y,的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气,生成,D,元素,Z,可与元素,X,形成共价化合物,XZ,2,A,41,解析：,元素,W,是制备一种高效电池的重要材料，说明,W,是,Li,；,X,原子的最外层电子数是内层电子数的,2,倍，说明,X,是,C,；元素,Y,是地壳中含量最丰富的金属元素，因此,Y,是,Al,；短周期元素电子层数最多是,3,层，如果原子的最外层电子数是其电子层数的,2,倍，所以可能是,He,、,C,和,S,。,A,不正确。,因为,W,、,X,、,Y,和,Z,的原子序数依次增大，所以,Z,只能是,S,。元素,W,、,X,的氯化物分别是,LiCl,和,CCl,4,，前者锂原子不能满足,8,电子的稳定结构；,B,正确。,X,与氢形成的原子比为,11,的化合物可以是,C,2,H,2,、,C,6,H,6,或,C,8,H,8,等；,C,正确。,单质铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成；,D,正确。,C,和,S,均属于非金属元素，二者可以形成共价化合物,CS,2,。,答案：,A,。,42,