2014年高考電化學(xué)新題解析及備考啟示(下)[文檔資料]

2014 年高考電化學(xué)新題解析及備考啟示 (下 ) 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 三、考查微粒的移動方向 例 4 （ 1）（ 2014 年福建卷， 24題節(jié)選）如圖 1 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 。 圖中 A、 B、 C、 D 四個區(qū)域，生成鐵銹最多的是 （填字母）。 （ 2）（ 2014 年新課標(biāo) I 卷， 27題節(jié)選） H3PO2 也可用電滲析法制備， “ 四室電滲析法 ” 工作原理如圖 2 所示（陽膜和 陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過）： （已知： H3PO2 及 NaH2PO2 均可將溶液中的銀離子還原為銀單質(zhì)，從而可用于化學(xué)鍍銀） 寫出陽極的電極反應(yīng)式 。 分析產(chǎn)品室可得到 H3PO2 的原因 。 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 。 【解析】（ 1） 海水（主要為氯化鈉的稀溶液）是中性溶液，鐵 在中性溶液中發(fā)生吸氧腐蝕。 海水表面溶解的氧氣最多，氧氣得電子生成 OH-； C 處的鐵失去電子生成Fe2+，可以想象為水面生成的 OH-與 C 處生成的 Fe2+相互吸引并結(jié)合生成 Fe（ OH） 2， Fe（ OH） 2 進(jìn)一步被表面海水中溶解的氧化為 Fe（ OH） 3， Fe（ OH） 3 分解生成鐵銹，故在靠近表面的 B 處生成的鐵銹最多。各反應(yīng)發(fā)生的大致區(qū)域如圖 3所示： （ 2） 電解稀硫酸的陽極是 “ 放氧生酸 ” ： 2H2O-4e-O2+4H+ 。 電解 NaOH 稀溶液的陰極是 “ 放氫生堿 ” ：4H2O+4e-2H2+4OH -。陽極室不斷 生成的 H+與原料室的H2PO2-相互吸引， H+穿過陽膜擴散至產(chǎn)品室， H2PO2-穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室，二者結(jié)合生成弱電解質(zhì) H3PO2。 “H3PO2及 NaH2PO2 均可將溶液中的銀離子還原為銀單質(zhì) ” 說明 H3PO2及 H2PO2-具有還原性。合并前后的不同在于：合并前 H2PO2-沒有與陽極接觸，合并后具有還原性的 H2PO2-與陽極接觸放電（失去電子）被氧化為 PO43-。 【答案】（ 1） 吸氧腐蝕 B （ 2） 2H2O - 4e- O2+4H+ 陽極室的 H+穿過陽膜擴散至產(chǎn)品室，原料室的H2PO2-穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成 H3PO2 PO43 - H2PO2-或 H3PO2 被氧化 【備考啟示】（ 1） “ 陰陽相吸 ” 是很多化學(xué)反應(yīng)的微觀基礎(chǔ)，陰陽相吸的含義有： 陰離子與陽離子相互吸引并發(fā)生遷移； 陰極吸引電解質(zhì)溶液中的陽離子，陽極吸引電解質(zhì)溶液中的陰離子，并使陽離子、陰離子發(fā)生定向移動； 正極吸引自由電子，使電子經(jīng)過金屬導(dǎo)線由負(fù)極定向移動到正極。（ 2）考生要有豐富的微觀想象能力，鐵銹主要不在正極或負(fù)極處形成，而主要在正、負(fù)極之間產(chǎn)生，因為 Fe（ OH） 2 在正、負(fù)極之間形成， Fe（ OH） 2 繼續(xù) 與溶解的 O2（靠近水面溶解的 O2多）反應(yīng)生成 Fe（ OH） 3， Fe（ OH） 3脫去一部分水才生成鐵銹，因此鐵銹主要是在有 O2的區(qū)域形成。復(fù)習(xí)備考?xì)w根到底是要對教材知識有深刻的理解！ 四、考查對比分析的能力 例 5 （ 2014 年天津卷， 7 題節(jié)選）已知： 化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 類型 離子化合物 離子化合物 離子化合物 共價化合物 熔點 / 2800 2050 714 191 工業(yè)制鎂時，電解 MgCl2 而不電解 MgO 的原因是 ；制鋁時，電解 Al2O3 而不電解 AlCl3 的原因是 。 【解析】氧化鎂和氯化鎂都是離子化合物，在熔融狀態(tài)下電解均能制備金屬鎂，但氧化鎂的熔點（ 2800 ）比氯化鎂的熔點（ 714 ）高得多，因此電解熔融氧化鎂制備金屬鎂比電解熔融的氯化鎂制備金屬鎂能耗要大得多，生產(chǎn)成本也高得多。氧化鋁是離子化合物，氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)下氧化鋁能導(dǎo)電而氯化鋁卻不能導(dǎo)電，因此只能選擇電解氧化鋁制鋁而不能選擇電解氯化鋁制鋁。 【答案】 MgO 的熔點高，熔融時耗費更多能源，增加生產(chǎn)成本 AlCl3 是共價化合物，熔 融態(tài)難導(dǎo)電 【備考啟示】（ 1）復(fù)習(xí)過程中，要善于思考、發(fā)現(xiàn)異同，利用結(jié)構(gòu)、性質(zhì)上的不同來解釋應(yīng)用上的差別。（ 2）實際工業(yè)生產(chǎn)中用冰晶石（ Na3AlF6）降低氧化鋁的熔點，從而降低生產(chǎn)成本。（ 3）純凈的熔融氯化鋁不導(dǎo)電，但我們可以設(shè)想，如果找到某種物質(zhì)與熔融態(tài)的氯化鋁形成的液態(tài)混合物能導(dǎo)電，那么電解熔融氯化鋁就能制備金屬鋁。事實上，工業(yè)上已有用電解 AlCl3-NaCl-KCl 的熔融鹽混合物的方法制備金屬鋁，其能耗比電解氧化鋁與冰晶石的熔融混合物更低。 五、考查復(fù)雜裝置的判斷 例 6 （ 2014 年廣東卷， 11題）某同學(xué)組裝了如圖 4 所示的電化學(xué)裝置。電極 I 為 Al，其他電極均為 Cu，則（ ） A.電流方向：電極 IV 電極 I B.電極 發(fā)生還原反應(yīng) C.電極 逐漸溶解 D.電極 的電極反應(yīng)： Cu2+2e-Cu 【解析】本題考查考生的觀察理解能力。前兩個燒杯中有鹽橋，很容易讓考生聯(lián)想到鹽橋電池，若將 和 、 和 斷開，把 和 連接起來，就是總反應(yīng)為 2Al+3CuSO4Al2（ SO4） 3+3Cu 的鹽橋電池，如圖 5 所示： 第三個燒杯中 是兩個銅電極插入硫酸銅溶液中，應(yīng)該聯(lián)想到銅的電解精煉裝置：鹽橋電池的負(fù)極鋁與銅電極 相連，銅電極 作電解池的陰極；鹽橋電池的正極與銅電極 相連，銅電極 作電解池的陽極。至此，考生可在圖上標(biāo)明，如圖 6 所示： 參照圖 6，根據(jù)電化學(xué)的基礎(chǔ)知識可以順利得出結(jié)論。電流方向與電子方向相反，即電極 經(jīng)電流計到電極 ， A 正確。電池負(fù)極是還原劑，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)， B 錯誤。電極 是正極，電解質(zhì)溶液中的銅離子不斷得到電子并在電極表面析出銅，電極 II逐漸變粗， C 錯誤。電極 是銅作活潑陽極，失去電子被氧化： Cu-2e-Cu2+， D 錯誤。 【答案】 A 【備考啟示】（ 1）利用原電池作為電解池的電源，創(chuàng)設(shè)比較復(fù)雜的情景，考查考生的觀察理解能力，這種命題方式應(yīng)引起考生的重視。（ 2）鹽橋電池的構(gòu)造是：還原劑與氧化產(chǎn)物在一起構(gòu)成電池的負(fù)極區(qū)，氧化劑與還原產(chǎn)物在一起構(gòu)成電池的正極區(qū)，負(fù)極區(qū)與正極區(qū)通過鹽橋相連。理解并牢記鹽橋電池的優(yōu)點：可以避免氧化劑與還原劑（如本題中的銅離子和鋁）的接觸，從而避免能量損失，提高電池效率，提供穩(wěn)定的電流。 六、考查電化學(xué)計算 例 7 （ 2014 年重慶卷， 11題節(jié)選）一定 條件下，如圖7 所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學(xué)儲氫（忽略其他有機物）。 導(dǎo)線中電子移動方向為 _。（用 A、 D 表示） 生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為 _。 該儲氫裝置的電流效率 = 。 （ =100% ，計算結(jié)果 保留小數(shù)點后 1 位） 【解析】 仔細(xì)觀察裝置圖可以發(fā)現(xiàn)：電解池左邊 D電極上發(fā)生的反應(yīng)是苯加氫還原。根據(jù)電解池中電極名稱的規(guī)定知：發(fā)生還原反應(yīng)的 D 電極是陰極，即電子流入的電極，故導(dǎo)線中電子移動方向為 AD 。 該電解池的 目的是為了儲氫，故目標(biāo)產(chǎn)物為環(huán)己烷，其電極反應(yīng)式為C6H6+6H+6e-C6H12。 陽極生成的 H+經(jīng)過高分子電解質(zhì)膜移動至陰極，一部分 H+與苯一起得電子生成環(huán)己烷，還有一部分 H+ 得電子生成 H2（ 2H+2e-H2 ，陰極的副反應(yīng)），左邊（陰極區(qū)）出來的混合氣體成分為未反應(yīng)的苯（ g）和生成的環(huán)己烷（ g）、 H2，設(shè)未反應(yīng)的苯蒸氣物質(zhì)的量為 x，生成的氫氣的物質(zhì)的量為 y，陰極生成的氣態(tài)環(huán)己烷為（ 2.4-x）mol，得到電子 6（ 2.4-x） mol，陰極生成 y mol H2 得到電子 2y mol，陽極（ E 極）的電極反應(yīng)式為 2H2O-4e-O2+4H+ ，生成 2.8 mol O2 失去電子物質(zhì)的量為 42.8 mol=11.2 mol ，根據(jù)得失電子守恒有 6（ 2.4-x） mol+2y mol=11.2 mol；陰極出來的混合氣體中苯蒸氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 x （ 10+y） = 0.1；聯(lián)解得 x=1.2 mol，電流效率為 6 （ 2.4-1.2） 11.2100%=64.3% 。 【答案】 AD C6H6+6H+6e -C6H12 64.3% 【備考啟示】 “ 定量計算進(jìn)入化學(xué)意味著化學(xué)的成熟 ” “ 將化學(xué)問題抽象成數(shù)學(xué)問題是思維的飛躍 ” 等觀點是命題專家的共識。要加強復(fù)習(xí)備考的針對性就應(yīng)重視通過計算和推理解決實際化學(xué)計算題。 Q