高考化學 考前三月沖刺 第一部分 專題3 7電化學基礎課件.ppt

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學案7電化學基礎 專題3化學基本理論 1 閉合回路 電子 離子運動 2 電極名稱 電極反應式 總反應式的書寫 3 原理的創(chuàng)新運用 新型電源 實現(xiàn)特殊反應 4 計算 電極質(zhì)量變化 pH 電子數(shù)相關 高考關鍵詞 核心考點回扣 高考題型1原電池和電解池的工作原理 高考題型2新型化學電源電極反應 高考題型3電解規(guī)律的不尋常應用 內(nèi)容索引 高考題型4金屬的腐蝕與防護 高考題型5電化學的定量分析 核心考點回扣 1 按如圖所示裝置進行實驗 并回答下列問題 1 判斷裝置的名稱 A池為 B池為 2 鋅極為 極 Cu2 在溶液中向 填 Zn 或 Cu 極運動 3 電極反應式正極 負極 原電池 電解池 負 Cu Cu2 2e Cu Zn 2e Zn2 4 若溶液X為滴有酚酞的KCl溶液 石墨棒C1的電極反應式為 石墨棒C2附近發(fā)生的實驗現(xiàn)象為 溶液中的K 向 填 C1 或 C2 電極移動 當C2極析出224mL氣體 標準狀況時 鋅的質(zhì)量變化 填 增加 或 減少 g 此時B中的溶液的體積為200mL 則pH為 2Cl 2e Cl2 產(chǎn)生無色氣泡 溶液變紅 C2 減少 0 65 13 5 若溶液X為CuSO4溶液 足量 B池中總反應的離子方程式為 反應一段時間后 A池中Cu電極增重3 2g 要使B池溶液恢復到起始狀態(tài) 向溶液中加入適量的 其質(zhì)量為 g O2 4H CuO 或CuCO3 4 或6 2 2 如圖所示水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘 放置數(shù)天后觀察 1 鐵釘在逐漸生銹 則鐵釘?shù)母g屬于 填 化學 或 電化學 腐蝕 2 若試管內(nèi)液面上升 則原溶液呈 性 發(fā)生 腐蝕 正極反應式為 3 若試管內(nèi)液面下降 則原溶液呈 性 發(fā)生 腐蝕 正極反應式為 電化學 弱酸或中 吸氧 O2 2H2O 4e 4OH 較強的酸 析氫 2H 2e H2 3 正誤判斷 正確的打 錯誤的打 1 電解質(zhì)溶液導電是化學變化 金屬導電是物理變化 2 電解法精煉銅時 用純銅作陽極 3 鋼鐵在潮濕空氣中比干燥空氣中更容易生銹 4 電解法精煉銅時 電解質(zhì)溶液中各離子濃度基本不變 5 金屬作原電池的負極時被保護 6 生活 生產(chǎn)中鋼鐵被腐蝕的原理主要是負極發(fā)生反應 Fe 3e Fe3 7 電解飽和食鹽水時 電子的流向由負極 外電路 陰極 食鹽水溶液 陽極 正極 8 在濃硝酸中插入用導線連接的鋁板和銅板 鋁板為負極 9 電鍍時只能用鍍層金屬作陽極 10 工業(yè)上可用電解MgCl2 AlCl3溶液的方法制取Mg和Al 真題調(diào)研 高考題型1原電池和電解池的工作原理 1 2015 天津理綜 4 鋅銅原電池裝置如圖所示 其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過 下列有關敘述正確的是 A 銅電極上發(fā)生氧化反應B 電池工作一段時間后 甲池的c SO 減小C 電池工作一段時間后 乙池溶液的總質(zhì)量增加D 陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動 保持溶液中電荷平衡 解析A項 由鋅的活潑性大于銅 可知銅電極為正極 在正極上Cu2 得電子發(fā)生還原反應生成Cu 錯誤 B項 由于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過 故甲池的c SO 不變 錯誤 C項 在乙池中Cu2 2e Cu 同時甲池中的Zn2 通過陽離子交換膜進入乙池中 則有Cu2 Zn2 由于M Zn2 M Cu2 故乙池溶液的總質(zhì)量增加 正確 D項 陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過 電解過程中Zn2 通過交換膜移向正極保持溶液中電荷平衡 陰離子是不能通過交換膜的 錯誤 答案C 2 2014 福建理綜 11 某原電池裝置如圖所示 電池總反應為2Ag Cl2 2AgCl 下列說法正確的是 A 正極反應為AgCl e Ag Cl B 放電時 交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C 若用NaCl溶液代替鹽酸 則電池總反應隨之改變D 當電路中轉(zhuǎn)移0 01mole 時 交換膜左側溶液中約減少0 02mol離子 解析根據(jù)電池總反應可以看出Cl2得電子 Ag失電子 所以在原電池中Cl2在正極上發(fā)生還原反應 Ag在負極上發(fā)生氧化反應 正極反應為Cl2 2e 2Cl A項錯誤 因為電解質(zhì)溶液為鹽酸 所以負極上Ag失電子生成的Ag 隨即與附近的Cl 反應 B項錯誤 用氯化鈉代替鹽酸后 電極反應不發(fā)生改變 C項錯誤 當電路中轉(zhuǎn)移0 01mole 時 負極生成0 01molAg 由于Ag Cl AgCl 所以消耗0 01molCl 由于電荷守恒 同時有0 01molH 通過陽離子變換膜轉(zhuǎn)移至右側溶液中 D項正確 答案D 3 2014 海南 3 以石墨為電極 電解KI溶液 含有少量的酚酞和淀粉 下列說法錯誤的是 A 陰極附近溶液呈紅色B 陰極逸出氣體C 陽極附近溶液呈藍色D 溶液的pH變小 解析以石墨為電極 電解KI溶液 發(fā)生的反應為2KI 2H2O2KOH H2 I2 類似于電解飽和食鹽水 陰極產(chǎn)物是H2和KOH 陽極產(chǎn)物是I2 由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉 所以陽極附近的溶液會變藍 淀粉遇碘變藍 陰極附近的溶液會變紅 溶液呈堿性 A B C正確 由于電解產(chǎn)物有KOH生成 所以溶液的pH逐漸增大 D錯誤 答案D 核心透析 1 原電池工作原理示意圖 2 電解池工作原理 陽極為惰性電極 示意圖 3 解答電化學問題注意 三看 一看有無外接電源 有電源裝置為電解池 無電源裝置為原電池 二看電極 判斷陰陽極和正負極 三看電解質(zhì)溶液 對點模擬 1 下列有關電化學的示意圖中正確的是 解析鋅比銅活潑 銅鋅原電池中 鋅為負極 銅為正極 故A錯誤 電解氫氧化鈉溶液 陽極生成氧氣 不能燃燒 在陰極上生成氫氣 可燃燒 故B錯誤 精煉銅時 粗銅為陽極 純銅為陰極 否則不能達到精煉銅的目的 故C錯誤 電解飽和食鹽水 陽極生成氯氣 陰極生成氫氣 故D正確 答案D 2 根據(jù)如圖判斷 下列說法正確的是 A 甲電極附近溶液pH會升高B 甲極生成氫氣 乙極生成氧氣C 當有0 1mol電子轉(zhuǎn)移時 乙電極產(chǎn)生1 12L氣體D 圖中b為陰離子交換膜 c為陽離子交換膜 利用該裝置可以制硫酸和氫氧化鈉 解析甲為陽極 放氧生酸 電極附近H 濃度增大 乙為陰極 產(chǎn)生H2 C項未指明標準狀況 錯 答案D 3 下列敘述正確的是 A K與N連接時 X為硫酸 一段時間后溶液的pH增大B K與N連接時 X為氯化鈉 石墨電極反應 2H 2e H2 C K與M連接時 X為硫酸 一段時間后溶液的pH增大D K與M連接時 X為氯化鈉 石墨電極反應 4OH 4e 2H2O O2 解析A項 K與N連接時構成原電池 X為硫酸 發(fā)生析氫腐蝕 鐵作負極 失去電子被氧化 石墨作正極 氫離子在正極表面得到電子 一段時間后溶液的pH增大 B項 K與N連接時構成原電池 X為氯化鈉 鐵發(fā)生吸氧腐蝕 石墨電極反應 2H2O O2 4e 4OH C項 K與M連接時構成電解池 X為硫酸 石墨作陽極 鐵作陰極 相當于電解水 一段時間后硫酸的濃度增大 溶液的pH減小 D項 K與M連接時構成電解池 X為氯化鈉 石墨作陽極 電極反應為2Cl 2e Cl2 答案A 高考題型2新型化學電源電極反應 真題調(diào)研 1 2015 全國卷 11 微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 其工作原理如圖所示 下列有關微生物電池的說法錯誤的是 A 正極反應中有CO2生成B 微生物促進了反應中電子的轉(zhuǎn)移C 質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D 電池總反應為C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 解析由題意可知 微生物電池的原理是在微生物作用下O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應 將化學能轉(zhuǎn)化為電能 B正確 氧氣在正極反應 由于質(zhì)子交換膜只允許H 通過 則正極反應為O2 4e 4H 2H2O 沒有CO2生成 A項錯誤 負極發(fā)生反應 C6H12O6 24e 6H2O 6CO2 24H H 在負極區(qū)生成 移向正極區(qū) 在正極被消耗 C項正確 總反應為C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O D項正確 答案A 2 2015 江蘇 10 一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖 下列有關該電池的說法正確的是 C項 原電池工作時 陰離子移向負極 而B極是正極 錯誤 答案D 3 2014 新課標全國卷 12 2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系 下列敘述錯誤的是 A a為電池的正極B 電池充電反應為LiMn2O4 Li1 xMn2O4 xLiC 放電時 a極鋰的化合價發(fā)生變化D 放電時 溶液中Li 從b向a遷移 解析圖示所給出的是原電池裝置 A項 由圖示分析 金屬鋰易失電子 由原電池原理可知 含有鋰的一端為原電池的負極 即b為負極 a為正極 故正確 B項 電池充電時為電解池 反應式為原電池反應的逆反應 故正確 C項 放電時 a極為原電池的正極 發(fā)生還原反應的是錳元素 鋰元素的化合價沒有變化 故不正確 D項 放電時為原電池 鋰離子應向正極 a極 遷移 故正確 答案C 核心透析 原電池電極反應式的書寫 1 一般電極反應式的書寫 2 復雜電池反應的電極反應式書寫復雜的電極反應式 總反應式 較簡單一極的電極反應式如CH4堿性燃料電池負極反應式的書寫 2O2 4H2O 8e 8OH 正極反應式 對點模擬 考向1燃料電池1 將兩個鉑電極放置在KOH溶液中 然后分別向兩極通入CH4和O2 即可產(chǎn)生電流 下列敘述正確的是 通入CH4的電極為正極 正極的電極反應式為O2 2H2O 4e 4OH 通入CH4的電極反應式為CH4 2O2 4e CO2 2H2O 負極的電極反應式為CH4 10OH 8e CO 7H2O 放電時溶液中的陽離子向負極移動 放電時溶液中的陰離子向負極移動A B C D 解析根據(jù)題意知發(fā)生的反應為CH4 2O2 CO2 2H2O 反應產(chǎn)生的CO2在KOH溶液中會轉(zhuǎn)化為CO CH4為還原劑 應為電源的負極 所以 錯誤 正極的電極反應式為O2 2H2O 4e 4OH 故 正確 錯誤 放電時溶液 原電池內(nèi)電路 中的陽離子向正極移動 陰離子向負極移動 錯誤 正確 答案B 2 液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點 一種以液態(tài)肼 N2H4 為燃料的電池裝置如圖所示 該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑 KOH溶液作為電解質(zhì)溶液 下列關于該電池的敘述正確的是 A 該燃料電池持續(xù)放電時 正極發(fā)生氧化反應 pH變大B a極的反應式 N2H4 4OH 4e N2 4H2OC 放電時 電流從a極經(jīng)過負載流向b極D 其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜 解析燃料電池通入燃料的一極為負極 電流由正極流向負極 正極發(fā)生還原反應 A C錯 負極反應物是N2H4 環(huán)境是堿性 產(chǎn)物是N2 故B正確 a極消耗OH 而b極產(chǎn)生OH 因而必須通過OH 運動來平衡電荷 D錯 答案B 3 固體氧化物燃料電池 SOFC 的工作原理如圖所示 已知電池中電解質(zhì)為熔融固體氧化物 O2 可以在其中自由移動 下列有關說法合理的是 A 電極b為電池負極 電極反應式為O2 4e 2O2 B 固體氧化物的作用是讓電子在電池內(nèi)通過C 若H2作為燃料氣 接觸面上發(fā)生的反應為H2 OH 2e H H2OD 若C2H4作為燃料氣 接觸面上發(fā)生的反應為C2H4 6O2 12e 2CO2 2H2O 解析負極應該發(fā)生氧化反應 b極應為電池正極 A錯 電子在外電路中通過 O2 通過固體氧化物定向移動 B錯 燃料在接觸面上與O2 反應 失去電子 C錯 D正確 答案D 得分技巧原電池中氧氣得電子的思維模型根據(jù)燃料電池的特點 一般在正極上發(fā)生還原反應的物質(zhì)都是O2 電解質(zhì)溶液 酸堿鹽 的不同 其電極反應有所不同 抓住氧元素的化合價變化規(guī)律 得到電子后化合價降低 首先變成O2 O2 能否存在要看電解質(zhì)環(huán)境 下面總結了四種不同電解質(zhì)環(huán)境中 氧氣得電子后 2價O的存在形式 考向2其他新型化學電源4 鋰錳電池的體積小 性能優(yōu)良 是常用的一次電池 該電池反應原理如圖所示 其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機溶劑中 Li 通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中 生成LiMnO2 下列有關說法正確的是 A 外電路的電流方向是由a極流向b極B 電池正極反應式為MnO2 e Li LiMnO2C 可用水代替電池中的混合有機溶劑D 每轉(zhuǎn)移0 1mol電子 理論上消耗Li的質(zhì)量為3 5g解析Li是負極 MnO2是正極 且Li是活潑金屬 能與水直接反應 答案B 5 某同學在查閱資料時發(fā)現(xiàn)的一種電池結構如圖所示 當光照在表面涂有氯化銀的銀片上時 AgCl s Ag s Cl AgCl Cl AgCl 表示生成的氯原子吸附在氯化銀表面 接著Cl AgCl e Cl aq 若將光源移除 電池會立即恢復至初始狀態(tài) 下列說法中不正確的是 A Ag電極是電池的正極B 光照時 Pt電極發(fā)生的反應為Cu e Cu2 C 光照時 Cl 向Ag電極移動D 光照時 電池總反應為AgCl s Cu aq Ag s Cu2 aq Cl aq 解析光照時AgCl得電子最終生成Ag和Cl 所以Ag電極是正極 Pt電極為負極發(fā)生失電子的反應 依據(jù)還原性強弱可知Cu e Cu2 兩式相加可知D選項正確 由陰離子向負極移動可知C選項錯誤 答案C 6 ZEBRA 蓄電池的結構如圖所示 電極材料多孔Ni NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔 下列關于該電池的敘述錯誤的是 A 電池反應中有NaCl生成B 電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子C 正極反應為NiCl2 2e Ni 2Cl D 鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動 解析結合蓄電池裝置圖 利用原電池原理分析相關問題 A項 負極反應為Na e Na 正極反應為NiCl2 2e Ni 2Cl 故電池反應中有NaCl生成 B項 電池的總反應是金屬鈉還原二價鎳離子 C項 正極上NiCl2發(fā)生還原反應 電極反應為NiCl2 2e Ni 2Cl D項 鈉在負極失電子 被氧化生成Na Na 通過鈉離子導體在兩電極間移動 答案B 考向3不同電解質(zhì)環(huán)境中電極反應式書寫7 如圖是某同學設計的一個簡易的原電池裝置 回答下列問題 1 若a為鎂 b為CuCl2 則正極材料為 負極上的電極反應式為 解析鎂 鋁均能與CuCl2溶液反應 但鎂比鋁活潑 故鎂失去電子作負極 Al Mg 2e Mg2 2 若a為鎂 b為NaOH 則Mg極上發(fā)生 填 氧化 或 還原 反應 負極上的電極反應式為 解析鋁能與NaOH溶液反應而鎂不能 鋁作負極失去電子變成AlO 電極反應式為Al 3e 4OH AlO 2H2O 還原 3 若a為銅 b為濃硝酸 則電流的方向為 正極上的電極反應式為 解析常溫下鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化 故銅失去電子作負極 正極上是NO得到電子生成NO2 鋁 銅 4 上述事實表明 確定原電池中電極的類型時 不僅要考慮電極材料本身的性質(zhì) 還要考慮 電解質(zhì)的性質(zhì) 高考題型3電解規(guī)律的不尋常應用 真題調(diào)研 1 2015 福建理綜 11 某模擬 人工樹葉 電化學實驗裝置如圖所示 該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料 C3H8O 下列說法正確的是 A 該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為光能和電能B 該裝置工作時 H 從b極區(qū)向a極區(qū)遷移C 每生成1molO2 有44gCO2被還原D a電極的反應為3CO2 18H 18e C3H8O 5H2O 解析A項 該裝置是電解池 在電解和光的作用下H2O在光催化劑的表面轉(zhuǎn)化為O2和H 故該裝置是將電能和光能轉(zhuǎn)化為化學能 錯誤 B項 根據(jù)同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引的原則 該裝置工作時 H 從陽極b極區(qū)向陰極a極區(qū)遷移 正確 D項 a電極為陰極 發(fā)生還原反應 電極反應式為3CO2 18H 18e C3H8O 5H2O 錯誤 答案B 2 2015 四川理綜 4 用右圖所示裝置除去含CN Cl 廢水中的CN 時 控制溶液pH為9 10 陽極產(chǎn)生的ClO 將CN 氧化為兩種無污染的氣體 下列說法不正確的是 A 用石墨作陽極 鐵作陰極B 陽極的電極反應式 Cl 2OH 2e ClO H2OC 陰極的電極反應式 2H2O 2e H2 2OH D 除去CN 的反應 2CN 5ClO 2H N2 2CO2 5Cl H2O 解析Cl 在陽極發(fā)生氧化反應生成ClO 水電離出的H 在陰極發(fā)生還原反應生成H2 又由于電解質(zhì)溶液呈堿性 故A B C項正確 D項 溶液呈堿性 離子方程式中不能出現(xiàn)H 正確的離子方程式為2CN 5ClO H2O N2 2CO2 5Cl 2OH 錯誤 答案D 3 2015 山東理綜 29 1 利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料 LiOH可由電解法制備 鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得 利用如圖裝置電解制備LiOH 兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液 B極區(qū)電解液為 溶液 填化學式 陽極電極反應式為 電解過程中Li 向 電極遷移 填 A 或 B 解析B極區(qū)生成H2 同時會生成LiOH 則B極區(qū)電解液為LiOH溶液 電極A為陽極 在陽極區(qū)LiCl溶液中Cl 放電 電極反應式為2Cl 2e Cl2 在電解過程中Li 陽離子 向B電極 陰極區(qū) 遷移 答案LiOH2Cl 2e Cl2 B 4 2014 新課標全國卷 27 4 H3PO2也可用電滲析法制備 四室電滲析法 工作原理如圖所示 陽膜和陰膜分別只允許陽離子 陰離子通過 寫出陽極的電極反應式 解析陽極發(fā)生氧化反應 在反應中OH 失去電子 電極反應式為2H2O 4e O2 4H 2H2O 4e O2 4H 分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因 陽極室的H 穿過陽膜擴散至產(chǎn)品室 原料室的H2PO穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室 二者反應生成H3PO2 早期采用 三室電滲析法 制備H3PO2 將 四室電滲析法 中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替 并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜 從而合并了陽極室與產(chǎn)品室 其缺點是產(chǎn)品中混有 雜質(zhì) 該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是 核心透析 1 電解池中電極反應式的書寫步驟 2 六點 突破電解應用題 1 分清陰 陽極 與電源正極相連的為陽極 與電源負極相連的為陰極 兩極的反應為 陽氧陰還 2 剖析離子移向 陽離子移向陰極 陰離子移向陽極 3 注意放電順序 4 書寫電極反應式 注意得失電子守恒 5 正確判斷產(chǎn)物 陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極 如果是活性電極作陽極 則電極材料失電子 電極溶解 注意 鐵作陽極溶解生成Fe2 而不是Fe3 如果是惰性電極 則需看溶液中陰離子的失電子能力 陰離子放電順序為S2 I Br Cl OH 水 含氧酸根 F 陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進行判斷 Ag Hg2 Fe3 Cu2 H Pb2 Fe2 Zn2 H 水 Al3 Mg2 Na 6 恢復原態(tài)措施電解后有關電解質(zhì)溶液恢復原態(tài)的問題應該用質(zhì)量守恒法分析 一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物 但也有特殊情況 如用惰性電極電解CuSO4溶液 Cu2 完全放電之前 可加入CuO或CuCO3復原 而Cu2 完全放電之后 應加入Cu OH 2或Cu2 OH 2CO3復原 對點模擬 考向1應用電解原理制備物質(zhì)1 下圖為EFC劍橋法用固體二氧化鈦 TiO2 生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖 其原理是在較低的陰極電位下 TiO2 陰極 中的氧解離進入熔鹽 陰極最后只剩下純鈦 下列說法中正確的是 A 陽極的電極反應式為2Cl 2e Cl2 B 陰極的電極反應式為TiO2 4e Ti 2O2 C 通電后 O2 Cl 均向陰極移動D 石墨電極的質(zhì)量不發(fā)生變化解析電解質(zhì)中的陰離子O2 Cl 向陽極移動 由圖示可知陽極生成O2 CO CO2 所以電極反應為2O2 4e O2 O2與石墨反應生成CO CO2 A C D錯誤 只有B正確 答案B 2 CuI是一種不溶于水的白色固體 它可以由反應 2Cu2 4I 2CuI I2而得到 如圖所示裝置中 a b都是惰性電極 通電一段時間后 在淀粉 KI溶液中陽極周圍變藍色 則下列說法正確的是 A 若a極變紅 則在Pt電極上 2I 2e I2 碘使淀粉變藍B 若b極變紅 則在Pt電極上 4OH 4e 2H2O O2 O2將I 氧化為I2 碘使淀粉變藍C 若a極變紅 則在Cu電極上 開始時Cu 2e Cu2 一段時間后2Cu2 4I 2CuI I2 碘使淀粉變藍D 若b極變紅 則在Cu極上 Cu 2e Cu2 Cu2 顯藍色 解析電解NaCl溶液 滴入酚酞 時 陰極附近變紅 若a極變紅 則Cu電極為陽極 則Cu 2e Cu2 2Cu2 4I 2CuI I2 碘使淀粉變藍 A錯誤 若b極變紅 Pt電極為陽極 發(fā)生2I 2e I2 碘使淀粉變藍 C正確 答案C 3 該小組同學模擬工業(yè)上用離子交換膜法制燒堿的方法 可以設想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣 氧氣 硫酸和氫氧化鉀 1 該電解槽的陽極反應為 此時通過陰離子交換膜的離子數(shù) 填 大于 小于 或 等于 通過陽離子交換膜的離子數(shù) 2 通電開始后 陰極附近溶液pH會增大 請簡述原因 3 若將制得的氫氣 氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池 則電池正極的電極反應為 解析依據(jù)電荷守恒 通過陽離子交換膜的K 應是通過陰離子交換膜的SO的2倍 答案 1 2H2O 4e O2 4H 小于 2 H 放電 促進水的電離 OH 濃度增大 3 O2 2H2O 4e 4OH 考向2材料處理4 以NiSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗鎳 含F(xiàn)e Zn Cu Pt Au等雜質(zhì) 的電解精煉 下列說法正確的是 填字母 已知氧化性 Fe2 Ni2 Cu2 a 電解過程中 化學能轉(zhuǎn)化為電能b 粗鎳作陽極 發(fā)生還原反應c 利用陽極泥可回收Cu Pt Au等金屬d 粗鎳精煉時通過的電量與陰極析出鎳的質(zhì)量成正比 cd 5 將鋁件與另一種材料作電極 以某種溶液作電解液進行電解 通電后在鋁件與電解液的接觸面上逐漸形成一層Al OH 3薄膜 薄膜的某些部位存在著小孔 電流從小孔通過并產(chǎn)生熱量使Al OH 3分解 從而在鋁件表面形成一層較厚的氧化膜 某校課外興趣小組根據(jù)上述原理 以鋁件和鐵棒為電極 一定濃度的NaHCO3溶液為電解液進行實驗 1 鋁件表面形成Al OH 3的電極反應式是 2 電解過程中 必須使電解液pH保持相對穩(wěn)定 不能太大 也不能太小 的原因是 3 用NaHCO3溶液作電解液 會減緩陰極區(qū)溶液pH的增大 能說明這一原理的離子方程式為 解析因為鋁要生成Al OH 3 鋁件應作陽極 鐵棒作陰極 NaHCO3溶液為電解液 由于Al OH 3 Al2O3具有兩性 電解液的酸性或堿性過強 都會使所形成的Al OH 3或Al2O3薄膜溶解 碳酸氫鈉能與堿反應 HCO OH CO H2O 所以會減緩陰極區(qū)溶液pH的增大 2 Al OH 3 Al2O3具有兩性 電解液的酸性或堿性過強 都會使所形成的Al2O3薄膜溶解 考向3廢水處理6 某工廠采用電解法處理含鉻廢水 耐酸電解槽用鐵板作陰 陽極 槽中盛放含鉻廢水 原理示意圖如下 下列說法不正確的是 解析根據(jù)圖示 A作陽極 B作陰極 電極反應式為陽極 Fe 2e Fe2 陰極 2H 2e H2 答案C 7 催化硝化法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染 1 催化硝化法中 用H2將NO還原為N2 一段時間后 溶液的堿性明顯增強 則該反應離子方程式為 a 8 甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染 有一種電化學法可消除這種污染 其原理是 通電后 將Co2 氧化成Co3 然后以Co3 作氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化 實驗室用下圖裝置模擬上述過程 1 寫出陽極的電極反應式 2 寫出除去甲醇的離子方程式 Co2 e Co3 6Co3 CH3OH H2O 6Co2 CO2 6H 1 2013 北京理綜 7 下列金屬防腐的措施中 使用外加電流的陰極保護法的是 A 水中的鋼閘門連接電源的負極B 金屬護欄表面涂漆C 汽車底盤噴涂高分子膜D 地下鋼管連接鎂塊 高考題型4金屬的腐蝕與防護 真題調(diào)研 解析A項 水中鋼閘門連接電源的負極 即作為電化學保護裝置的陰極 使其不發(fā)生失電子反應而被保護 正確 B項和C項都屬于外加防護層的防腐方法 B C兩項不符合題意 錯誤 D項 屬于犧牲陽極的陰極保護法 錯誤 答案A 2 2014 福建理綜 24 1 右圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖 該電化腐蝕稱為 解析金屬在中性和較弱的酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕 圖中A B C D四個區(qū)域 生成鐵銹最多的是 填字母 解析發(fā)生吸氧腐蝕 越靠近液面接觸到的O2越多 腐蝕得越嚴重 吸氧腐蝕 B 3 2015 重慶理綜 11 5 如圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕的原理示意圖 腐蝕過程中 負極是 填圖中字母 a 或 b 或 c 解析 青銅器的腐蝕 如圖銅為負極被腐蝕生成Cu2 正極氧氣發(fā)生吸氧腐蝕生成OH c 環(huán)境中的Cl 擴散到孔口 并與正極反應產(chǎn)物和負極反應產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2 OH 3Cl 其離子方程式為 解析正極反應產(chǎn)物為OH 負極反應產(chǎn)物為Cu2 與Cl 作用生成Cu2 OH 3Cl 2Cu2 3OH Cl Cu2 OH 3Cl 若生成4 29gCu2 OH 3Cl 則理論上耗氧體積為 L 標準狀況 答案0 448 抓住金屬腐蝕的本質(zhì) 依據(jù)金屬活動性順序進行判斷 1 常見的電化學腐蝕有兩類 形成原電池時 金屬作負極 大多數(shù)是吸氧腐蝕 形成電解池時 金屬作陽極 核心透析 2 金屬防腐的電化學方法 原電池原理 犧牲陽極的陰極保護法 與較活潑的金屬相連 較活潑的金屬作負極被腐蝕 被保護的金屬作正極 注意 此處是原電池 犧牲了負極保護了正極 但習慣上叫做犧牲陽極的陰極保護法 電解池原理 外加電流的陰極保護法 被保護的金屬與原電池負極相連 形成電解池 作陰極 1 下列有關鋼鐵腐蝕和防護的說法不正確的是 A 自行車的鋼圈上鍍一層鉻 防止生銹B 外加直流電源保護鋼閘門時 鋼閘門與電源的負極相連C 鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應 2H2O O2 4e 4OH D 鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕的負極反應 Fe 3e Fe3 對點模擬 解析A項中鉻的作用為隔絕空氣中的水和氧氣 防止生銹 B項是外接電源的陰極保護法 C項吸氧腐蝕的正極反應為2H2O O2 4e 4OH D項鐵的析氫腐蝕負極反應式為Fe 2e Fe2 答案D 2 利用下圖裝置進行實驗 開始時 a b兩處液面相平 密封好 放置一段時間 下列說法不正確的是 A a處發(fā)生吸氧腐蝕 b處發(fā)生析氫腐蝕B 一段時間后 a處液面高于b處液面C a處溶液的pH增大 b處溶液的pH減小D a b兩處具有相同的電極反應式 Fe 2e Fe2 解析根據(jù)裝置圖判斷 左邊鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕 右邊鐵絲發(fā)生析氫腐蝕 其電極反應為左邊負極 Fe 2e Fe2 正極 O2 4e 2H2O 4OH 右邊負極 Fe 2e Fe2 正極 2H 2e H2 a處 b處的pH均增大 C錯誤 答案C 3 下列與金屬腐蝕有關的說法中正確的是 A 圖1中 鐵釘易被腐蝕B 圖2中 滴加少量KSCN溶液 生成紅色沉淀C 圖3中 燃氣灶的中心部位容易生銹 主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕D 圖4中 用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕 鎂塊相當于原電池的正極 解析圖1為干燥環(huán)境 不易腐蝕 圖2中 Fe 2e Fe2 Fe2 與SCN 不能生成紅色沉淀 即使是Fe3 與SCN 生成的也不是紅色沉淀 D項為犧牲陽極的陰極保護法 鎂為負極 答案C 4 利用右圖所示的裝置 可以模擬鐵的電化學防護 若X為碳棒 為減緩鐵的腐蝕 開關K應置于 填 M 或 N 處 若X為鋅 開關K置于M處 該電化學防護法稱為 解析鐵被保護 可以作原電池的正極或電解池的陰極 故若X為碳棒 開關K應置于N處 Fe作陰極受到保護 若X為鋅 開關K置于M處 鐵作正極 稱為犧牲陽極的陰極保護法 N 犧牲陽極的陰極保護法 1 2013 天津理綜 6 為增強鋁的耐腐蝕性 現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源 以Al作陽極 Pb作陰極 電解稀硫酸 使鋁表面的氧化膜增厚 反應原理如下 電池 Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 2PbSO4 s 2H2O l 電解池 2Al 3H2OAl2O3 3H2 電解過程中 以下判斷正確的是 高考題型5電化學的定量分析 真題調(diào)研 每消耗3molPb時轉(zhuǎn)移6mole 每生成2molAl2O3時 轉(zhuǎn)移12mole B錯 根據(jù)A項分析 可知電池的正極反應式書寫錯誤 C錯 原電池中隨時間增長 Pb變?yōu)镻bSO4 質(zhì)量增加 電解池中Pb極產(chǎn)生H2 Pb電極質(zhì)量不變 D正確 答案D 2 2014 重慶理綜 11 4 一定條件下 如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫 忽略其他有機物 導線中電子移動方向為 用A D表示 解析由圖可知 苯轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷的過程是加氫過程 發(fā)生還原反應 故為陰極反應 所以A為電源的負極 B為電源的正極 電子從負極流向陰極 即A D A D 生成目標產(chǎn)物的電極反應式為 解析該裝置的目標是從苯到環(huán)己烷實現(xiàn)儲氫 電極反應式為C6H6 6H 6e C6H12 C6H6 6H 6e C6H12 該儲氫裝置的電流效率 生成目標產(chǎn)物消耗的電子數(shù) 轉(zhuǎn)移的電子總數(shù) 100 計算結果保留小數(shù)點后1位 解析陽極反應式為2H2O 4e O2 4H 生成2 8mol氧氣 失去11 2mol電子 電解過程中通過陰 陽極的電子數(shù)目相等 即陰極得到電子也為11 2mol 陰極除生成環(huán)己烷外 還生成H2 2H 2e H2 由題意可知 2n H2 6n C6H12 11 2mol 10mol n H2 10 10mol 24 n C6H12 解得n H2 2mol n C6H12 1 2mol 故生成1 2molC6H12時轉(zhuǎn)移電子1 2mol 6 7 2mol 電流效率 100 64 3 64 3 原電池和電解池的定量計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算 溶液pH的計算 相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算 以及與轉(zhuǎn)移電子關系的定量計算等 常見計算方法有 1 根據(jù)電子守恒計算用于串聯(lián)電路中電解池陰陽兩極產(chǎn)物 原電池正負兩極產(chǎn)物 通過的電量等類型的計算 其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等 核心透析 2 根據(jù)總反應式計算先寫出電極反應式 再寫出總反應式 最后根據(jù)總反應式列出比例式計算 3 根據(jù)關系式計算根據(jù)得失電子守恒關系建立起已知量與未知量之間的橋梁 構建計算所需的關系式 如以通過4mole 為橋梁可構建如下關系式 式中M為金屬 n為其離子的化合價數(shù)值 該關系式具有總攬電化學計算的作用和價值 熟記電極反應式 靈活運用該關系式便能快速解答常見的電化學計算問題 1 如圖所示 A池用石墨電極電解pH 13氫氧化鈉溶液 100mL B池c電極為純銅 d電極為粗銅 含有雜質(zhì)Fe Ag 溶液是足量CuSO4溶液 通電一段時間后停止 A池a極產(chǎn)生的氣體在標準狀況下為2 24L 則下列說法正確的是 對點模擬 A d電極質(zhì)量一定減少6 4gB c電極質(zhì)量一定增加6 4gC A池pH不變D A池溶液質(zhì)量減少3 6g 解析根據(jù)A池中兩管的現(xiàn)象可知 a管生成的氣體是H2 b管生成的氣體是O2 A池實質(zhì)是電解水 溶液pH增大 n H2 0 1mol 則電解H2O的量為0 1mol 則轉(zhuǎn)移電子0 2mol 電解水的質(zhì)量為1 8g C D均錯 B池中 c電極反應式為Cu2 2e Cu 根據(jù)H2 2e Cu 生成Cu的質(zhì)量為6 4g d電極中Fe和Cu都放電溶解 失去相同電子時 Fe減小的質(zhì)量小于Cu減小的質(zhì)量 Ag形成陽極泥 故電極質(zhì)量減少不一定是6 4g 答案B 2 用惰性電極電解200mL一定濃度的硫酸銅溶液 實驗裝置如圖 所示 電解過程中的實驗數(shù)據(jù)如圖 所示 橫坐標表示電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量 縱坐標表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積 標準狀況 下列說法正確的是 A 電解過程中 b電極表面先有紅色物質(zhì)析出 后有氣泡產(chǎn)生B a電極上發(fā)生的反應為2H 2e H2 和4OH 4e 2H2O O2 C 從P點到Q點時收集到的混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為12g mol 1D OP段表示H2和O2混合氣體的體積變化 PQ段表示O2的體積變化 解析結合圖 可知 通過0 0 2mol電子時是電解硫酸銅溶液 然后才是電解硫酸溶液 a電極 陰極 先發(fā)生反應 Cu2 2e Cu 后發(fā)生反應 2H 2e H2 故B錯誤 從P點到Q點時收集到H2和O2的混合氣體 由電解水反應可知通過0 2mol電子時生成0 1molH2 0 05molO2 則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為 12g mol 1 故C正確 由上述分析可知 OP段表示O2的體積變化 PQ段表示H2和O2混合氣體的體積變化 故D錯誤 答案C 3 要使上述第2題的溶液恢復到電解前的狀態(tài) 回答下列問題 1 若向溶液中加入0 8gCuO即可恢復到電解前的狀態(tài) 則電解后溶液的pH為 1 2 若加入0 1molCu OH 2 即可恢復到電解前的狀態(tài) 電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值 解析加入0 1molCu OH 2后可以使溶液恢復至原來狀態(tài) 說明電解過程中不僅有硫酸銅被電解 還有水被電解 0 1molCu OH 2可以看作是0 1molCuO和0 1molH2O 則轉(zhuǎn)移的電子為0 4mol 0 4NA