理想模型→真實(shí)情境:電極新材料、電極(副)反應(yīng)、反應(yīng)歷程、電催化機(jī)理分析
裝置(原電池:化學(xué)能→電能)
①電勢(shì)高低②電極材料活性③電子、離子流向④氧還分析(得失電子、價(jià)態(tài)變化)
離子導(dǎo)體:電解質(zhì)溶液(或熔液或多孔固體電解質(zhì))中離子遷移傳遞電荷,氧化性強(qiáng)或還原性強(qiáng)的粒子在兩極得失電子,由離子導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為電子導(dǎo)體。
電子導(dǎo)體: n(e-)=Q/F ml=It/F ml,F(xiàn)為法拉第常量,常取96500 C/ml
離子傳遞電荷不僅與溶液(或熔液或多孔固體電解質(zhì),包括鹽橋)電極間的距離有關(guān),而且與離子的電荷、離子的遷移速率等因素有關(guān)。
優(yōu)點(diǎn):①物理隔離氧化劑和還原劑,減少副反應(yīng)的發(fā)生,提高能量轉(zhuǎn)化效率。 ②減少單液原電池中,電極表面的極化現(xiàn)象,提高電池效率。
裝置(電解池:電能→化學(xué)能)
放電順序:陽(yáng)極(失電子能力):活性金屬材料電極(除Au、Pt)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子>F-。S2-、I-、Br-、Cl-放電,產(chǎn)物分別是S、I2、Br2、Cl2;若OH-放電,則得到H2O和O2。陰極(得電子能力):陰極材料只起導(dǎo)電作用Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理P18頁(yè)
【例1】(2024·北京卷T3)酸性鋅錳干電池的構(gòu)造示意圖如下。關(guān)于該電池及其工作原理,下列說(shuō)法正確的是( ?? ?)A.石墨作電池的負(fù)極材料?B.電池工作時(shí),NH4+向負(fù)極方向移動(dòng) C.MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)???? D.鋅筒發(fā)生的電極反應(yīng)為Zn-2e-?=?Zn2+
【例2】(2024·江蘇卷T8)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O= ZnO+2MnOOH,電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ?? ?)A.電池工作時(shí),MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作時(shí),OH-通過(guò)隔膜向正極移動(dòng)C.環(huán)境溫度過(guò)低,不利于電池放電 D.反應(yīng)中每生成1ml MnOOH, 轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2×6.02×10-23
人教版化學(xué)反應(yīng)原理P97頁(yè)
【例】(2023?遼寧卷T11)某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是( ???)A.放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小B.儲(chǔ)能過(guò)程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C.放電時(shí)右側(cè)H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D.充電總反應(yīng):Pb+SO42-+2Fe3+=PbSO4+2Fe2+
放電:2Fe3++2e-=2Fe2+
儲(chǔ)能:電能→化學(xué)能,為電解池。
放電:Pb+SO42-+2Fe3+=PbSO4+2Fe2+
教材中離子交換膜的引入
人教版化學(xué)反應(yīng)原理P98頁(yè)
?人教版化學(xué)反應(yīng)原理P104頁(yè)
離子交換膜是一種含離子基團(tuán)的、對(duì)溶液里的離子具有選擇透過(guò)能力的高分子膜。選擇性地通過(guò)某些離子或阻止某些離子來(lái)隔離某些物質(zhì),又稱離子選擇透過(guò)性膜。
防止H2、O2混合引起爆炸。
將兩極區(qū)隔離,阻止兩極區(qū)的物質(zhì)接觸,防止發(fā)生化學(xué)反造成產(chǎn)物不純
選擇性通過(guò)離子,平衡電荷、形成閉合回路
2Cl―-2e― =Cl2↑
2H2O+2e― =H2↑+2OH―
【例2】(2024·廣東卷)一種基于氯堿工藝的新型電解池(下圖),可用于濕法冶鐵的研究。電解過(guò)程中,下列說(shuō)法不正確的是A.陽(yáng)極反應(yīng):2Cl―-2e―=Cl2↑B.陰極區(qū)溶液中OH―濃度逐漸升高C.理論上每消耗1ml Fe2O3,陽(yáng)極室溶液減少213gD.理論上每消耗1ml Fe2O3,陰極室物質(zhì)最多增加138g
【例1】(2023·浙江6月T13)氯堿工業(yè)能耗大,通過(guò)如圖改進(jìn)的設(shè)計(jì)可大幅度降低能耗,下列說(shuō)法不正確的是A.電極A接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極B的電極反應(yīng)式為:2H2O+2e―=H2↑+2OH―C.應(yīng)選用陽(yáng)離子交換膜,在右室獲得濃度較高的NaOH溶液D.改進(jìn)設(shè)計(jì)中通過(guò)提高電極B上反應(yīng)物的氧化性來(lái)降低電解電壓,減少能耗
O2+4e―+2H2O=4OH―
加強(qiáng)對(duì)教材中裝置模型的深入理解和挖掘!
Fe2O3+6e―+3H2O=2Fe+6OH―
【例1】(2024·甘肅卷)某固體電解池工作原理如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.電極1的多孔結(jié)構(gòu)能增大與水蒸氣的接觸面積B.電極2是陰極,發(fā)生還原反應(yīng):O2+4e-?=2O2-C.工作時(shí)O2-從多孔電極1遷移到多孔電極2D.理論上電源提供2ml e-能分解1ml H2O
【例2】(2024·安徽卷T11)我國(guó)學(xué)者研發(fā)出一種新型水系鋅電池,其示意圖如下。該電池分別以Zn-TCPP (局部結(jié)構(gòu)如標(biāo)注框內(nèi)所示)形成的穩(wěn)定超分子材料和Zn為電極,以ZnSO4和KI混合液為電解質(zhì)溶液。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.標(biāo)注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)中存在共價(jià)鍵和配位鍵B.電池總反應(yīng)為:I3-+Zn Zn2++3I-C.充電時(shí),陰極被還原的Zn2+主要來(lái)自Zn-TCPPD.放電時(shí),消耗0.65 g Zn,理論上轉(zhuǎn)移0.02 ml電子
對(duì)電極、電極反應(yīng)的考查
2H2O+4e- =2H2+2O2-
2O2--4e- =O2
Zn-2e- =Zn2+
I3-+2e- =3I-
增強(qiáng)吸附效果,提高電池效率!
【例1】(2022·北京卷)利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。
下列說(shuō)法不正確的是(  )A.①中氣體減少,推測(cè)是由于溶液中c(H+)減少,且Cu覆蓋鐵電極,阻礙H+與鐵接觸B.①中檢測(cè)到Fe2+,推測(cè)可能發(fā)生反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Fe2++CuC.隨陰極析出Cu,推測(cè)②中溶液c(Cu2+)減少,Cu2++4NH3 [Cu(NH3)4]2+平衡逆移D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+,使c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu緩慢析出,鍍層更致密
Fe+2H+=Fe2++H2↑Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Cu-2e― =Cu2+
Cu2++2e― =Cu
【例2】(2023山東卷T11)利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示,甲、乙兩室均預(yù)加相同的CuSO4電鍍廢液,向甲室加入足量氨水后電池開(kāi)始工作。下列說(shuō)法正確的是A.甲室Cu電極為正極 B.隔膜為陽(yáng)離子膜C.電池總反應(yīng)為:Cu2++4NH3=Cu[NH3]42+ D.NH3擴(kuò)散到乙室將對(duì)電池電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生影響
甲:Cu2+(ag)+4NH3?H2O(ag)=Cu[NH3]42++4H2O
甲:Cu-2e―+4NH3=Cu[NH3]42+
乙:Cu2++2e― =Cu
Cu[NH3]4SO4
如NH3進(jìn)入乙室,乙室Cu2+濃度降低,濃差電池的電動(dòng)勢(shì)減小
氧化劑、還原劑濃度的變化,改變了電極電勢(shì),影響了電極反應(yīng)式!
【例1】?(2024·全國(guó)甲卷T6)科學(xué)家使用δ-MnO2研制了一種MnO2-Zn可充電電池(如圖所示)。電池工作一段時(shí)間后,MnO2電極上檢測(cè)到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列敘述正確的是( ? ?)A.充電時(shí),Zn2+向陽(yáng)極方向遷移B.充電時(shí),會(huì)發(fā)生反應(yīng)Zn+2MnO2?=ZnMn2O4C.放電時(shí),正極反應(yīng)有MnO2+H2O+e-?=MnOOH+OH-D.放電時(shí),Zn電極質(zhì)量減少0.65g,MnO2電極生成了0.020mlMnOOH
放電(-) ①Zn-2e-=Zn2+
放電(+) ②MnO2+H2O+e- =MnOOH+OH-副反應(yīng): ③2MnO2+2e- +Zn2+=ZnMn2O4
①+③:放電可能發(fā)生的總反應(yīng):Zn+2MnO2=ZnMn2O4
正極有ZnMn2O4生成,n(MnOOH)

相關(guān)課件

第6講 新型電池和電解原理的應(yīng)用 課件 2025高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí):

這是一份第6講 新型電池和電解原理的應(yīng)用 課件 2025高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí),共40頁(yè)。PPT課件主要包含了考點(diǎn)統(tǒng)計(jì),考向分析,知識(shí)梳理,教材模型梳理,常見(jiàn)一次化學(xué)電源,常見(jiàn)二次化學(xué)電源,離子交換膜分類(lèi),重溫經(jīng)典感悟高考,平衡電荷溶質(zhì)單一,Cu電極等內(nèi)容,歡迎下載使用。

新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)課件 第1部分 專(zhuān)題突破 專(zhuān)題12 新型電池和電解原理的應(yīng)用:

這是一份新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)課件 第1部分 專(zhuān)題突破 專(zhuān)題12 新型電池和電解原理的應(yīng)用,共60頁(yè)。PPT課件主要包含了新型電池的分析應(yīng)用,回扣自測(cè),核心精講,2二次電池,真題演練,考向預(yù)測(cè),電解原理的分析應(yīng)用,電化學(xué)腐蝕與防護(hù),→腐蝕,→防護(hù)等內(nèi)容,歡迎下載使用。

新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義課件第6章 第38講 電解原理的綜合應(yīng)用(含解析):

這是一份新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義課件第6章 第38講 電解原理的綜合應(yīng)用(含解析),共57頁(yè)。PPT課件主要包含了復(fù)習(xí)目標(biāo),真題演練明確考向,KCl,課時(shí)精練,N2O5,石墨Ⅰ等內(nèi)容,歡迎下載使用。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)課件 更多

(人教版)高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義課件第10章第43講 電解原理應(yīng)用新拓展(含解析)

(人教版)高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義課件第10章第43講 電解原理應(yīng)用新拓展(含解析)

新高考版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)(新高考版) 第1部分 專(zhuān)題突破  專(zhuān)題12 新型電池和電解原理的應(yīng)用課件PPT

新高考版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)(新高考版) 第1部分 專(zhuān)題突破 專(zhuān)題12 新型電池和電解原理的應(yīng)用課件PPT

高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件第6章第5講 電解原理及應(yīng)用(含解析)

高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件第6章第5講 電解原理及應(yīng)用(含解析)

(新高考)高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)課件第6章第38講電解原理的綜合應(yīng)用(含解析)

(新高考)高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)課件第6章第38講電解原理的綜合應(yīng)用(含解析)

資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者,認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán),請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員,我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng),可獲得資源免費(fèi)推廣曝光,還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì),申請(qǐng) 精品資源制作, 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專(zhuān)區(qū)
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源,讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題,支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯,日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇,專(zhuān)業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼,快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送,5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符,數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部