北京四中網(wǎng)校2013年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 高考總復(fù)習(xí)五(2) 電化學(xué) 專(zhuān)題 7.電化學(xué) 專(zhuān)題知識(shí)導(dǎo)學(xué)
《北京四中網(wǎng)校2013年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 高考總復(fù)習(xí)五(2) 電化學(xué) 專(zhuān)題 7.電化學(xué) 專(zhuān)題知識(shí)導(dǎo)學(xué)》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《北京四中網(wǎng)校2013年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 高考總復(fù)習(xí)五(2) 電化學(xué) 專(zhuān)題 7.電化學(xué) 專(zhuān)題知識(shí)導(dǎo)學(xué)(12頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、高考總復(fù)習(xí)五(2)――電化學(xué)專(zhuān)題 7.電化學(xué)專(zhuān)題 [考點(diǎn)掃描] 1.原電池的原理和構(gòu)成條件。 2.原電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)。 3.化學(xué)電源新型電池。 4.金屬電化學(xué)腐蝕與保護(hù)。 5.電解原理和電解池的基本構(gòu)造。 6.電極產(chǎn)物的判斷,電解池的電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)。 7.電解原理的幾種應(yīng)用。 [知識(shí)指津] 1.原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 (1)構(gòu)成電池的條件是: ?、儆袃煞N活潑性不同的導(dǎo)體(金屬或非金屬作電極); ?、趦蓚€(gè)電機(jī)均需插入電解質(zhì)溶液; ?、蹆蓸O必
2、須相互接觸或連接。 (2)原電池的正負(fù)極的判斷(從原電池反應(yīng)實(shí)質(zhì)角度確定): 較活潑金屬作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)(電子流出的一極); 另一導(dǎo)體作正極,發(fā)生還原反應(yīng)(電子流入的一極)。 2.書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)先寫(xiě)明電極名稱(chēng)(正極或負(fù)極),得失電子數(shù)均寫(xiě)在“=”左側(cè)??偡磻?yīng)式為氧化還原反應(yīng)的方程式。 3.對(duì)于化學(xué)電源和新型電池工作原理的分析,可類(lèi)比于銅、鋅、硫酸原電池,可把總反應(yīng)折成兩部分進(jìn)行處理。知道兩極反應(yīng)式,或一極反應(yīng)式或總反應(yīng)式,可通過(guò)加減的方法求出另一極反應(yīng)或總反應(yīng)方程式。 4.金屬的腐蝕指金屬或合金周?chē)佑|到氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕
3、損耗的過(guò)程。金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子變成陽(yáng)離子的過(guò)程。 金屬的腐蝕一般分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。 判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律: (1)電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)腐蝕措施的腐蝕; (2)同種金屬的腐蝕在強(qiáng)電解質(zhì)中>弱電解質(zhì)中>非電解質(zhì)中; (3)活潑性不同的兩金屬,活潑性差別越大,腐蝕越快; (4)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō),電解質(zhì)溶液濃度越大,腐蝕越快。 防止金屬腐蝕主要有改變金屬的成分、在金屬表面覆蓋保護(hù)層及電化學(xué)保護(hù)法等。 5.電解是使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))而在兩極上發(fā)生
4、氧化還原反應(yīng),把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程。其裝置叫電解池,常由直流電源、兩個(gè)電極、導(dǎo)線(xiàn)及電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))構(gòu)成。 (1)陰極:(陰極電極材料的本身受到保護(hù),不參與反應(yīng))應(yīng)是溶液中較易得電子的陽(yáng)離子在陰極上得電子而被還原,在陰極得電子的難易順序?yàn)椋篈g+>Fe3+>Cu2+>(H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>A13+>Mg2+>Na+。當(dāng)此放電順序適用于陽(yáng)離子濃度相差不大時(shí),順序要有相應(yīng)的變動(dòng)(當(dāng)溶液中H+只來(lái)自于水電離時(shí),H+的放電順序介于A13+和Zn2+之間)。 (2)陽(yáng)極:①如果用惰性電極(如Pt、Au、石墨等)做陽(yáng)極,則溶液中較易失電子的陰離
5、子在陽(yáng)極上失電子而被氧化。②如果用活潑金屬做陽(yáng)極,則陽(yáng)極依金屬活潑性強(qiáng)弱的順序本身失電子被氧化成為陽(yáng)離子進(jìn)入溶液,失電子能力順序:K>Ca>Na>…>Hg>Ag>S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F-。 6.酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律(惰性電極做陽(yáng)極) (1)電解水型:含氧酸、強(qiáng)堿和活潑金屬含氧酸鹽溶液。如:NaOH溶液、H2SO4溶液。 (2)分解電解質(zhì)型:無(wú)氧酸、不活潑金屬無(wú)氧酸鹽溶液(HF、氟化物除外)。如:HCl、CuCl2溶液。 (3)放H2生堿型:活潑金屬無(wú)氧酸鹽溶液(F-除外)。如:NaCl溶液。 (4)放O2
6、生酸型:不活潑金屬含氧酸鹽溶液。如:CuSO4溶液。 電解后判斷溶液pH的變化:先分析原溶液的酸堿性,再看電極產(chǎn)物:①如果只產(chǎn)生H2而沒(méi)有O2,則pH變大;②如果只產(chǎn)生O2而無(wú)H2,則pH變??;③如果既產(chǎn)生O2又有H2,a.若原溶液呈酸性則pH減小,b.若原溶液呈堿性pH增大,c.若原溶液呈中性pH不變,如果既無(wú)O2產(chǎn)生也無(wú)H2產(chǎn)生,則溶液的pH均趨于7。 7.電解有關(guān)計(jì)算:可根據(jù)電解方程式或電極反應(yīng)式列比例式求解;還可利用各電極、線(xiàn)路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目守恒列等式求解。 [范例點(diǎn)擊] 例1 鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是 ( ) A.2H++2
7、e-=H2 B.2H2O+O2+4e-=4OH- C.Fe-2e-=Fe2+ D.4OH--4e-=2H2O+O2 解析 鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)是:Fe-2e-=Fe2+;正極上發(fā)生的電極反應(yīng),吸氧腐蝕是:2H2O+O2+4e-=4OH-,析氫腐蝕是:2H++2e-=H2。 答案 C 例2 隨著人們生活質(zhì)量的提高,廢電池必須進(jìn)行集中處理的問(wèn)題被提到議事日程,其首要原因是 ( ) A.利用電池外殼的金屬材料 B.防止電池中汞、鎘、鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染 C.不使電池中滲
8、泄的電解液腐蝕其他物品 D.回收其中石墨電極 解析 廢舊電池進(jìn)行集中處理的主要原因是電池中含有汞、鎘和鉛等金屬離子,它們會(huì)造成對(duì)土壤、水源的污染。 答案 B 例3 如圖各容器中盛有海水,鐵在其中腐蝕時(shí)由快到慢的順序是 ( ) A.④>②>①>③ B.②>①>③>④ C.④>②>③>① D.③>②>④>① 解析 金屬腐蝕的快慢判斷方法:電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐蝕措施的腐蝕;同一種金屬腐蝕:強(qiáng)電解質(zhì)>弱電解質(zhì)>非電解質(zhì)溶液。 ?、凇ⅱ蹖?shí)質(zhì)均為原電池裝置,④為電解池
9、裝置,F(xiàn)e作陽(yáng)極,腐蝕最快。③中Fe為正極,被保護(hù);②中Fe為負(fù)極,被腐蝕,①中因鐵不純而發(fā)生微電池反應(yīng)。 答案 A 例4 熔融鹽燃料電池具有很高的發(fā)電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負(fù)極燃?xì)?,空氣與CO2的混合氣體作為正極助燃?xì)?;制得?5℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式。 負(fù)極反應(yīng)式:2CO+2CO32-=4CO2+4e- 正極反應(yīng)式:________________。 總電池反應(yīng)式:________________。 解析 原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)就是還原劑(燃料電池即為燃?xì)?在
10、負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),氧化劑(燃料電池一般為O2)在正極發(fā)生還原反應(yīng),同時(shí)在書(shū)寫(xiě)過(guò)程要特別注意介質(zhì)環(huán)境。 答案 O2+2CO2+4e-=2CO32-;2CO+O2 =2CO2 例5 用鉑電極(惰性)電解下列溶液時(shí),陰極和陽(yáng)極上的主要產(chǎn)物分別是H2和O2 的是 ( ) A.稀NaOH溶液 B.HCl溶液 C.酸性MgSO4溶液 D.酸性AgNO3溶液 解析 陰極產(chǎn)物是H2,說(shuō)明放電的是H+,陽(yáng)極產(chǎn)物是O2,說(shuō)明在陽(yáng)極放電的是OH-,HCl溶液中在陽(yáng)極放電的是C1-,AgNO3溶液中在陰極放電的是Ag+,所
11、以B、D兩選項(xiàng)都不合題意。 答案 A、C 例6 下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是 ( ) A.銅鋅原電池中銅是正極 B.在鍍件上電鍍銅時(shí)用金屬銅作陽(yáng)極 C.用電解法精煉粗銅時(shí)粗銅作陰極 D.電解稀硫酸制H2、O2時(shí)銅作陽(yáng)極 解析 在鍍件上鍍銅時(shí),需要將溶液中的Cu2+還原成金屬銅而沉積在鍍件上。用做向溶液供給Cu2+離子的銅則必須作為陽(yáng)極。電解精煉粗銅時(shí),粗銅應(yīng)作陽(yáng)極。電解硫酸時(shí),金屬銅如果作為陽(yáng)極,它將以Cu2+離子的形式被溶解而進(jìn)入電解液。當(dāng)在電解液內(nèi)有H+和Cu2+兩種離子共存時(shí),后者將在陰極上放電。這樣,陰極的生成物將是金屬銅
12、而不是氧氣。換言之,陰極將被鍍銅,達(dá)不到制取氫氣、氧氣的目的。 答案 A、B 例7 將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.052(5.2%)的NaOH溶液1L(密度為1.06g·cm-3),用鉑電極電解,當(dāng)溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)改變了0.010(1.0%)時(shí)停止電解,則此時(shí)溶液中應(yīng)符合的關(guān)系是 ( ) NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 陽(yáng)極析出物的質(zhì)量/g 陰極析出的質(zhì)量/g A 0.062(6.2%) 19 152 B 0.062(6.2%) 152 19 C 0.042(4.2%) 1.2 9.4 D 0.042(4.2%) 9.4 1.2 解析
13、 根據(jù)電解NaOH溶液事實(shí)上是電解水這一結(jié)論,可看出隨著電解的進(jìn)行,溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量數(shù)增加,這樣,C、D兩選項(xiàng)應(yīng)予否定。電解水時(shí)陽(yáng)極析出的是氧氣,陰極析出的是氫氣,它們的物質(zhì)的量之比應(yīng)為2:1,前者的質(zhì)量應(yīng)大于后者,當(dāng)然只有選項(xiàng)B正確。 答案 B 例8 用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液,當(dāng)陰極上增重ag時(shí),在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生bL氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)):從而可知M ( ) ax/b B.11.2ax/b C.5.6ax/b D.2.5ax/b 解析 用惰性電極電解硝酸鹽溶液時(shí),兩極發(fā)生的反應(yīng)分別是:陽(yáng)極4OH
14、--4e-=2H2O+O2↑,陰極Mx++xe-=M;設(shè)m為M的相對(duì)原子質(zhì)量,根據(jù)電子守恒原理,得: 。 答案 C 例9 工業(yè)上為了處理含有Cr2O72-酸性工業(yè)廢水,采用下面的處理方法:往工業(yè)廢水加入適量NaCl,以Fe為電極進(jìn)行電解,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (2)寫(xiě)出Cr2O72-變?yōu)镃r3+離子方程式:________________。 (3)廢水由酸性變?yōu)閴A性的原因是________________。 (4)________________
15、(填“能”或“不能”)改用石墨電極,原因是________________。 解析 (1)以Fe為電極電解加入適量NaCl的工業(yè)廢水,電極反應(yīng)式為陽(yáng)極:Fe-2e-=Fe2+,陰極:2H++2e-=H2↑。 (2)電解生成的Fe2+具有強(qiáng)還原性,能將Cr2O72-變?yōu)镃r3+,離子方程式為:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。 (3)H+不斷放電,Cr2O72-與Fe2+反應(yīng)中消耗H+,打破了水的電離平衡,使溶液中c(OH-)>c(H+)。 (4)不能;因?yàn)橛檬麟姌O,陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2,得不到Fe2+;缺少還原
16、劑,不能使Cr2O72-→Cr3+→Cr(OH)3↓而除去。 [變式操練] 1.下列現(xiàn)象中,與電化腐蝕無(wú)關(guān)的是 ( ) A.黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠 B.鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件,在接觸處易生鐵銹 C.生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)容易生銹 D.銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后表面變暗 [答案] D 2.有A、B、C、D四種金屬。將A與B用導(dǎo)線(xiàn)連結(jié)起來(lái),浸入電解質(zhì)溶液中,B不易腐蝕。將A、D分別投入等濃度的鹽酸中,D比A反應(yīng)劇烈。將銅浸入B的鹽溶液里,無(wú)明顯變化。如果把銅浸入C的鹽溶液里,有金屬C析出。據(jù)此判斷它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是
17、( ) A.D、C、A、B B.D、A、B、C C.D、B、A、C D.B、A、D、C [答案] B 3.燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4)等跟氧氣(或空氣)起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿(如KOH)溶液。下面關(guān)于甲烷燃料電池的說(shuō)法中,不正確的是 ( ) A.正極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e-=4OH- B.負(fù)極反應(yīng)式為:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O C.隨著放電的進(jìn)行,溶液pH不變 D.甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的大 [答案]
18、 C 4.如圖所示,在盛有水的燒杯中,鐵圈和銀圈和連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲,使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液。 (1)片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(指懸吊的金屬圈)( ) A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B.保持平衡狀態(tài)不變 C.鐵圈向下傾斜 D.銀圈向下傾斜 (2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是________________。 [答案] (1)D (2)加入CuSO4溶液后,構(gòu)成Fe-Ag原電池,鐵溶解質(zhì)量減輕,Cu2+在銀圈上沉積,質(zhì)量增加。 5.稱(chēng)三份鋅粉,分別盛于甲、乙、丙三支試管中
19、,按下列要求另加物質(zhì)后,塞上導(dǎo)管塞子,定時(shí)間測(cè)定生成氫氣的體積。甲加入50mLpH=3的鹽酸;乙加入50mLpH=3的醋酸,丙加入50mLpH=3的醋酸及少量膽礬粉末。若反應(yīng)終了,生成氫氣的體積一樣多,且沒(méi)有剩余的鋅。將甲、乙、丙用符號(hào)“>”、“=”、“<”表示它們之間關(guān)系: (1)開(kāi)始時(shí)反應(yīng)速率的大小為_(kāi)_______________; (2)三試管中參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為_(kāi)_______________; (3)反應(yīng)終了,所需時(shí)間為_(kāi)_______________; (4)在反應(yīng)過(guò)程中,乙、丙速率不同的理由(簡(jiǎn)要說(shuō)明)是________________
20、。 [答案] (1)甲=乙=丙 (2)甲=乙<丙 (3)甲>乙>丙 (4)對(duì)于丙因形成Zn-Cu原電池反應(yīng)速率加快。 6.用惰性電極電解下列溶液,一段時(shí)間后,再加入一定質(zhì)量的另一種物質(zhì)(中括號(hào)內(nèi)),溶液能與原來(lái)溶液完全一樣的是 ( ) A.CuCl2 [CuSO4] B.NaOH[NaOH] C.NaCl[HCl] D.CuSO4[Cu(OH)2] [答案] C 7.柯?tīng)栘惙磻?yīng)是2RCOOK+H2OR-R+H2+CO2+2KOH(R代表烴基)。關(guān)于無(wú)機(jī)產(chǎn)物,下
21、列說(shuō)法正確的是 ( ) A.含氫元素的產(chǎn)物均在陽(yáng)極區(qū)生成 B.含氫元素的產(chǎn)物均在陰極區(qū)生成 C.含碳元素的產(chǎn)物均在陽(yáng)極區(qū)生成 D.含碳元素的產(chǎn)物均在陰極區(qū)生成 [答案] BC 8.用石墨做電極解3mol/L KCl和0.5mol/L Al2(SO4)3,混合液時(shí),下圖表示電解變化的曲線(xiàn)合理的是 ( ) [答案] AD 9.如圖所示,已知A、B、C、D為鉑電極,P、Q為直流電源的兩極,通電發(fā)現(xiàn)B極增重, ?、貾、Q哪個(gè)是正極? ②當(dāng)甲池溶液的pH由6.0降至2.0時(shí),B極增重多少克? ?、鄞藭r(shí)乙
22、池溶液的濃度由2%變?yōu)槎嗌? [答案] ?、貾為正極 ②0.32g?、?.42% [配套練習(xí)] 1.國(guó)外新近研制的溴化鋅蓄電池的基本構(gòu)造是用碳棒作兩極,溴化鋅溶液作電解液?,F(xiàn)有四個(gè)電極反應(yīng):①Zn-2e-=Zn2+ ②Zn2++2e-=Zn ③Br2+2e-=2Br- ④2Br-+2e-=Br2,那么,充電時(shí)的陽(yáng)極和放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)分別是 ( ) A.④① B.②③ C.③① D.②④ [答案] A [解析] 在電化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)中要弄清充電和放電的含義,以及相對(duì)應(yīng)的陰陽(yáng)極和正負(fù)極上所發(fā)
23、生的反應(yīng)。充電時(shí),電解池陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)是:2Br-+2e-=Br2,放電時(shí),原電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是:Zn-2e-=Zn2+。 [評(píng)說(shuō)] “理解原電池原理,初步了解化學(xué)電源,了解化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕及一般防腐蝕的方法”??忌趶?fù)習(xí)時(shí)要注意對(duì)這個(gè)考點(diǎn)的練習(xí)。 2.有一種鋰電池,用金屬鋰和石墨作電極材料,電解質(zhì)溶液是由四氯鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯( )中而形成的,電池總反應(yīng)方程式為:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S,下列敘述中正確的是 ( ) A.電解質(zhì)溶液中混入水,對(duì)電池反應(yīng)無(wú)影響 B.金屬鋰作電池的正板,石墨作電池的負(fù)極
24、 C.電池工作過(guò)程中,亞硫酰氯(SOCl2)被還原為L(zhǎng)i2SO3 D.電池工作過(guò)程中,金屬鋰提供的電子與正極區(qū)析出硫的物質(zhì)的量之比為4:1 [答案] D [解析] 由電池總反應(yīng)式可知,Li失電子,作電池的負(fù)極,石墨作電池的正極,故B選項(xiàng)不正確;Li為堿金屬,易與水發(fā)生反應(yīng):2Li+2H2O=2LiOH+H2↑,故A選項(xiàng)不正確;電池工作過(guò)程中,SOCl2被還原為S,故C選項(xiàng)不正確;由電池總反應(yīng)式知,8mol Li參與反應(yīng),可提供8mol e-,同時(shí)在正極析出2mol S,故本題正確選項(xiàng)為D。 [評(píng)說(shuō)] 《考試大綱》要求考生通過(guò)分析和綜合,能
25、夠用所學(xué)的知識(shí)解釋人類(lèi)生活和社會(huì)發(fā)展中遇到的某些問(wèn)題。近幾年出現(xiàn)的新技術(shù)、新科技有很多與原電池有關(guān),如宇宙飛船上使用的燃料電池、耐用的鋰電池等;廢舊電池的危害、化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化、電池效率等都是近幾年理科綜合試題的熱點(diǎn)。本題考查的是原電池的基本原理。 3.把一小塊鎂、鋁合金放入10mol·L-1的NaOH溶液中,可形成微型原電池。則該電池負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)為 ( ) A.Mg-2e-=Mg2+ B.A1+4OH--3e-=A1O2-+2H2O C.4OH--4e-=2H2O+O2↑ D.2H2O+2e-=2OH-+H2↑
26、 [答案] B [解析] 在NaOH溶液中,Mg不能發(fā)生反應(yīng),Al失去電子生成A13+,A13+與OH-作用生成A1O2-,鋁作負(fù)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。OH-失電子須在通電條件下才發(fā)生,C項(xiàng)錯(cuò)誤。H2O得電子生成OH-和H2是正極上發(fā)生的反應(yīng)。 [評(píng)說(shuō)] 構(gòu)成原電池的條件是電化學(xué)中要掌握的內(nèi)容,常見(jiàn)的是活潑金屬作負(fù)極,本題打破思維定勢(shì)、利用鋁的特殊反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池,考查學(xué)生對(duì)原電池原理的理解。本題以常見(jiàn)的鎂、鋁、氫氧化鈉為原料,突出考查堿性條件下的電池反應(yīng),打破以往酸性條件下鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的形式,具有新穎性,高考中容易出現(xiàn)此類(lèi)考題。 4.微型鈕
27、扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。有一種銀鋅電池,其電極分別是Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH,電極反應(yīng)為:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。 根據(jù)上述反應(yīng)式,判斷下列敘述中正確的是 ( ) A.在使用過(guò)程中,電池負(fù)極區(qū)溶液的pH減小 B.在使用過(guò)程中,電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極 C.Zn電極發(fā)生還原反應(yīng),Ag2O電極發(fā)生氧化反應(yīng) D.Zn是負(fù)極,Ag2O是正極 [答案] AD [解析] 判斷原電池的正負(fù)極,可以從兩個(gè)方面:①微觀:電子流出的一極是負(fù)極,電子流入的一極是正極。②宏
28、觀:活潑的電極是負(fù)極,不活潑的一極是正極,電子是從負(fù)極沿導(dǎo)線(xiàn)流入正極。 [評(píng)說(shuō)] 通過(guò)此題的訓(xùn)練可以達(dá)到全面掌握有關(guān)原電池工作原理、電極反應(yīng)、電子流向等知識(shí)點(diǎn),同時(shí)該題也是一個(gè)將課本知識(shí)與實(shí)際結(jié)合的極好例子。 5.下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是 ( ) A.銅-鋅原電池中銅是負(fù)極 B.用電解法精煉時(shí)粗銅作陰極 C.在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陽(yáng)極 D.電解稀硫酸制H2、O2時(shí)銅作陽(yáng)極 [答案] C [解析] 有關(guān)原電池的基礎(chǔ)知識(shí)有:正負(fù)極的判斷、氧化還原與原電池知識(shí)的結(jié)合、電極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、原電池構(gòu)成的條件。有
29、關(guān)電解、電鍍基礎(chǔ)知識(shí)有:電鍍時(shí)電極的選擇、電解液的濃度變化的定性判斷等。A中銅應(yīng)該是正極;B中粗銅應(yīng)作陽(yáng)極;D中電解法制氫氣和氧氣,陽(yáng)極應(yīng)該用惰性電極。 [評(píng)說(shuō)] 《考試大綱》要求“了解銅的電解精煉、鍍銅”,該題就是考查對(duì)這一知識(shí)的掌握。 6.某工廠(chǎng)以碳棒作為陽(yáng)極材料電解熔于熔融冰晶石(Na3AlF6)中的Al2O3,每產(chǎn)生1molAl,同時(shí)消耗1mol的陽(yáng)極材料(C),則陽(yáng)極收集到的氣體為 ( ) A.物質(zhì)的量之比為1:2的CO與CO2 B.物質(zhì)的量之比為1:1的CO與CO2 C.物質(zhì)的量之比為2:1的CO2與CO D.物質(zhì)的量之比為
30、1:1的F2與O2 [答案] B [解析] 根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理,每產(chǎn)生1molAl需要3mol的電子 設(shè)CO為xmol,CO2為ymol 由題意得,x+y=1,2x+4y=3 解得:x=0.5,y=0.5,所以選B。 [評(píng)說(shuō)] 《考試大綱》要求“理解電解原理,了解銅的電解精煉、銅鍍、氯堿工業(yè)反應(yīng)原理”,該題是把考綱上的內(nèi)容遷移到鋁的冶煉上,考查學(xué)生的知識(shí)遷移能力和綜合能力。 7.下圖為氫氧燃料電池原理示意圖,按照此圖的提示,下列敘述不正確的是 ( ) A.a(chǎn)電極是負(fù)極 B.b電極的電極反應(yīng)為:4OH--
31、4e-=2H2O+O2↑ C.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源 D.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置 [答案] B [解析] b極為正極,其電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-。 [評(píng)說(shuō)] 以氫氧燃料電池考查考生對(duì)原電池工作的基本原理、電極正負(fù)的判斷、電極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)及其環(huán)保常識(shí),及對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。 8.PH=a的某電解質(zhì)溶液中,插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后,溶液的pH>a,則該電解質(zhì)可能是 ( ) A.NaOH B.H2SO4
32、 C.AgNO3 D.Na2SO4 [答案] A [解析] 用惰性電極電解Na2SO4溶液,pH不變,電解H2SO4溶液和AgNO3溶液,pH減小。 [評(píng)說(shuō)] 考查對(duì)電解原理的理解,同時(shí)涉及到了溶液pH大小與溶液酸堿性的關(guān)系。考生需熟練分析出四種溶液電解后的產(chǎn)物,還要推斷出溶液酸堿性在電解前后的變化才能作答。 9.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應(yīng)式為: Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
33、 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ( ) A.電池工作時(shí),鋅失去電子 B.電池正極的電極反應(yīng)式為:2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq) C.電池工作時(shí),電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極 D.外電路中每通過(guò)0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g [答案] C [解析] 鋅-錳原電池中,Zn為負(fù)極,失去電子,lmol Zn失去2mol e-,電子由負(fù)極通過(guò)外電路流向正極,C項(xiàng)不正確。 [評(píng)說(shuō)] 電池的原理是高考化學(xué)中的常見(jiàn)試題之一。本題考查的是學(xué)生對(duì)于電化學(xué)部分知識(shí)的掌握程度,以及在理解的基礎(chǔ)上運(yùn)用相
34、關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。同時(shí),還測(cè)試了考生對(duì)氧化還原基本概念的理解。 10.在玻璃圓筒中盛有兩種無(wú)色的互不相溶的中性液體。上層液體中插入兩根石墨電極,圓筒內(nèi)還放有一根下端彎成環(huán)狀的玻璃攪棒,可以上下攪動(dòng)液體,裝置如下圖。接通電源,陽(yáng)極周?chē)囊后w呈現(xiàn)棕色,且顏色由淺變深,陰極上有氣泡生成。停止通電,取出電極,用攪棒上下劇烈攪動(dòng)。靜置后液體又分成兩層,下層液體呈紫紅色,上層液體幾乎無(wú)色。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答: (1)陽(yáng)極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________。 (2)陰極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________。 (3)原上層液體是_______
35、_________。 (4)原下層液體是________________。 (5)攪拌后兩層液體顏色發(fā)生變化的原因是________________。 (6)要檢驗(yàn)上層液體中含有的金屬離子,其方法是________________,現(xiàn)象是________________。 [答案] (1)2I--2e-=I2 (2)2H++2e-=H2↑ (3)KI(或NaI等)水溶液 (4)CCl4(或CHCl3等) (5)I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,所以絕大部分I2都轉(zhuǎn)移到CCl4中 (6)焰色反應(yīng)透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰呈紫色(其它合理答案同樣給分。例如,若③中答NaI水溶液,這里答火焰呈黃色。) [解析] 由題意可知,陽(yáng)極產(chǎn)物為I2,原電解質(zhì)溶液為KI(或NaI)水溶液,下層液體為CCl4(或CHCl3等)。 [評(píng)說(shuō)] 本題將電解與萃取等知識(shí)巧妙地有機(jī)結(jié)合在一起,試題立意較新穎,很好的考查了學(xué)生的分析推理能力,具有較高的選拔功能。
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