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文檔簡介
1、 高頻考點專題解析1. 考綱解讀原電池與電解池是高考每年都涉及的內(nèi)容,考試目標(biāo)與要求:了解原電池和電解池的工作原理,能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因.金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。了解:對所學(xué)化學(xué)知識有初步認識,能夠正確復(fù)述、再現(xiàn)、辨認或直接使用。理解(掌握):領(lǐng)會所學(xué)化學(xué)知識的含義及其適用條件,能夠正確判斷、解釋和說明有關(guān)化學(xué)現(xiàn)象和問題,即不僅“知其然”,還能“知其所以然”。2. 考情分析(1)考查形式:選擇題,填空題。(2)命題特點:高頻考點,命題與生活息息相關(guān),多與新技術(shù)相聯(lián)系。 高考年份 2012年全國2013年全國
2、2014年全國2015年全國高考預(yù)測題號分值 26( 4分) 27.(2 ) ( 3分) 11(6分) 12(6分)12(6分) 13(6分) 27 (3)(6分) 原電池或電解池電極反應(yīng)式的書寫是高考的重點,特別是新情景下電極反應(yīng)式的書寫,會書寫電極反應(yīng)式是分析電池工作原理的關(guān)健考察內(nèi)容原電池電極反應(yīng)式的書寫;反應(yīng)熱的計算原電池原理的應(yīng)用;蓋斯定律原電池工作原理;反應(yīng)熱大小的比較;電解池工作原理及電極反應(yīng)式的書寫(3)試卷賦分:選擇題(6分),填空題(6分)。(4)真題再現(xiàn):(2012)36【化學(xué)選修2化學(xué)與技術(shù)】(15分) 由黃銅礦(主要成分是CuFeS2)煉制精銅的工藝流程示意圖如下:
3、(1)在反射爐中,把銅精礦砂和石英砂混合加熱到l000左右,黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價硫化物,且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r氧化物。該過程中兩個主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_,反射爐內(nèi)生成爐渣的主要成分是_; (2)冰銅(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量為2050。轉(zhuǎn)爐中,將冰銅加熔劑(石英砂)在1200左右吹入空氣進行吹煉。冰銅中的Cu2S被氧化為Cu2O。生成的Cu2O與Cu2S反應(yīng),生成含Cu量約為98.5的粗銅,該過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_。 (3)粗銅的電解精煉如右圖所示。在粗銅的電解過程中,粗銅板應(yīng)是圖中電極_(填圖中的字母);在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為
4、_;若粗銅中還含有Au、Ag、Fe,它們在電解槽中的存在形式和位置為_。答案: Cu2FeS2O2Cu2S2FeSSO2 2FeS3O22FeO2SO2 FeSiO3 2Cu2S3O22Cu2O2SO2 2Cu2OCu2S6CuSO2 c Cu22e= Cu Au、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c(陽極)下方,F(xiàn)e以Fe2+的形式進入電解液中(2014)122013年3月我國科學(xué)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( ) Aa為電池的正極 B電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=Li1-xMn2Ox+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遷移答案:C(201
5、4)27(15分)鉛及其化合物可用于蓄電池,耐酸設(shè)備及X射線防護材料等?;卮鹣铝袉栴}:(1)鉛是碳的同族元素,比碳多4個電子層,鉛在周期表的位置為 周期,第 族:PbO2的酸性比CO2的酸性 (填“強”或“弱”)。(2)PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(3)PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得,反應(yīng)的離子方程式為 :PbO2也可以通過石墨為電極,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式 ,陰極觀察到的現(xiàn)象是 :若電解液中不加入Cu(NO3)2,陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式 ,這樣做的主要缺點是 。(4)PbO2在加熱過程發(fā)生分解的
6、失重曲線如下圖所示,已知失重曲線上的a點為樣品失重4.0%()的殘留固體,若a點固體表示為PbO2或mPbO2·nPbO2,列式計算x值和m:n值 。答案:(1) 六 A 弱(2)PbO2+4HCl(濃) PbCl2+Cl2+2H2O(3)PbO+ClO-= PbO2+Cl- Pb2+2H2O - 2e- = PbO2+ 4H+ 石墨上包上銅鍍層 Pb2+2e- =Pb 不能有效利用Pb2+(4)x=2 - =1.4 = = (2013)11.“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,電極材料多孔Ni/Nicl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是A.電池
7、反應(yīng)中有NaCl生成B.電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三個鋁離子C.正極反應(yīng)為:NiCl2+2e=Ni+2ClD.鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動答案:B(2011)11.鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池,放電時的總反應(yīng)為:Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有關(guān)該電池的說法不正確的是A. 電池的電解液為堿性溶液,正極為Ni2O3、負極為FeB. 電池放電時,負極反應(yīng)為Fe+2OH-2e-=Fe(OH)2C. 電池充電過程中,陰極附近溶液的pH降低D. 電池充電時,陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O答案:C(2011)27.科學(xué)家利用太陽能分解水生
8、成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱H分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。請回答下列問題:(1)用太陽能分解10mol水消耗的能量是_kJ;(2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_;(3)在容積為2L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他條件不變得情況下,考察溫度對反應(yīng)的影響,實驗結(jié)果如下圖所示(注:T1、T2均大于300);下列說法正確的是_(填序號)溫度為T1時,從反應(yīng)開始到平衡,
9、生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)= mol·L-1·min-1該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小該反應(yīng)為放熱反應(yīng)處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2,達到平衡時增大(4)在T1溫度時,將1molCO2和3molH2充入一密閉恒容器中,充分反應(yīng)達到平衡后,若CO2轉(zhuǎn)化率為a,則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為_;(5)在直接以甲醇為燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,負極的反應(yīng)式為_、正極的反應(yīng)式為_。理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1KJ,則該燃料電池的理論效率為_(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)答
10、案:(1) 2858(2) CH3OH(l)+ O2(g)=CO(g)+2 H2O(l) H=-443.5kJ·mol-1(3) (4)1-a/2(5) CH3OH(g) +H2O-6e-= CO2 +6H+ 3/2O2 + +6H+ +6e-= 3H2O96.6%3.知識結(jié)構(gòu)明確復(fù)習(xí)重點,突出主干知識裝置特點:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 形 兩個活潑性不同的電極 成 電解質(zhì)溶液(一般與活潑性強的電極發(fā)生氧化還原反應(yīng))條 形成閉合回路(或在溶液中接觸) 件 能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng) 負極:原電池中電子流出的一極,負極一定發(fā)生氧化反正、負極 正極:原電池中電子流入的一極,正極一定發(fā)生還原反 失電
11、子沿導(dǎo)線傳遞,有電流產(chǎn)生反 應(yīng) 原 (氧化反應(yīng))負極 銅鋅原電池 正極(還原反)不斷陽離子溶解移動理 電解質(zhì)溶液主 加快化學(xué)反應(yīng)速率要 判斷金屬活動性的強弱應(yīng) 制備各種干電池、蓄電池等實用電池 用 化學(xué)腐蝕 金屬腐蝕 析氫腐蝕 電化學(xué)腐蝕 條件、現(xiàn)象、本質(zhì)、聯(lián)系 吸氧腐蝕定義:使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。裝置特點:電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。、與電源本連的兩個電極;形成條件 、電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì))、形成閉合回路。電解池原理電極 陽極:與直流電源正極相連的叫陽極。 概念 陰極:與直流電源負極相連的叫陰極。電極反應(yīng):原理:誰還原性或氧化性強誰先放電(發(fā)生氧化還原反應(yīng))離子
12、放電順序: 陽極:陰離子還原性 S2->I->Br->Cl->OH->SO42-(含氧酸根)>F-陰極:陽離子氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+電子流向 e- e-移 向陽離子氧化反應(yīng) 陽極 陰極 還原反應(yīng)移向陰離子反應(yīng)原理:4OH-4e-=2H2O +O2 Cu2+2e-=Cu 電解質(zhì)溶液電解電解結(jié)果:在兩極上有新物質(zhì)生成。總反應(yīng):2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O24.備考方略(1)學(xué)情分析:1.理論性強,不理
13、解原理。2.名詞多,容易忘記。3.考試中得分低。(2)存在問題:1.題型多變,與現(xiàn)實生活緊密相連。 2.考察范圍廣,知識理論綜合難度大。 3.原電池和電解池的理論易混。(3)復(fù)習(xí)建議:1必須掌握常見金屬和非金屬的氧化性和還原性規(guī)律。2.學(xué)好氧化還原反應(yīng)(雙線橋法可指導(dǎo)學(xué)生寫出電極反應(yīng))。3.要熟練掌握基礎(chǔ)原理,遵循基礎(chǔ)原理通過認真審題尋找解題突破口。4.注意對一些基本概念的對比總結(jié),以防混淆。 原電池和電解池的比較:裝置原電池電解池實例原理使氧化還原反應(yīng)中電子作定向移動,從而形成電流。這種把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程叫做電解。這種
14、把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池。形成條件電極:兩種不同的導(dǎo)體相連;電解質(zhì)溶液:能與電極反應(yīng)。電源; 電極(惰性或非惰性);電解質(zhì)(水溶液或熔化態(tài))。反應(yīng)類型自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極名稱由電極本身性質(zhì)決定:正極:材料性質(zhì)較不活潑的電極;負極:材料性質(zhì)較活潑的電極。由外電源決定:陽極:連電源的正極;陰極:連電源的負極;電極反應(yīng)負極:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反應(yīng))正極:2H+2e-=H2(還原反應(yīng))陰極:Cu2+ +2e- = Cu (還原反應(yīng))陽極:2Cl-2e-=Cl2 (氧化反應(yīng))電子流向負極正極電源負極陰極;陽極電源正極電流方向正極負極電源正極陽極;陰極電源負極能
15、量轉(zhuǎn)化化學(xué)能電能電能化學(xué)能應(yīng)用抗金屬的電化腐蝕;實用電池。電解食鹽水(氯堿工業(yè));電鍍(鍍銅);電冶(冶煉Na、Mg、Al);精煉(精銅)。化學(xué)腐蝕和電化腐蝕的區(qū)別化學(xué)腐蝕電化腐蝕一般條件金屬直接和強氧化劑接觸不純金屬,表面潮濕反應(yīng)過程氧化還原反應(yīng),不形成原電池。因原電池反應(yīng)而腐蝕有無電流無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生反應(yīng)速率電化腐蝕化學(xué)腐蝕結(jié)果使金屬腐蝕使較活潑的金屬腐蝕吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別電化腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性較強正極反應(yīng)O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H+ + 2e-=H2負極反應(yīng)Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+腐蝕作用是主要的腐
16、蝕類型,具有廣泛性發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi)電解、電離和電鍍的區(qū)別電解電離電鍍條件受直流電作用受熱或水分子作用受直流電作用實質(zhì)陰陽離子定向移動,在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)陰陽離子自由移動,無明顯的化學(xué)變化用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金實例CuCl2 CuCl2CuCl2=Cu2+2Cl陽極 Cu 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e- = Cu關(guān)系先電離后電解,電鍍是電解的應(yīng)用電鍍銅、精煉銅比較電鍍銅精煉銅形成條件鍍層金屬作陽極,鍍件作陰極,電鍍液必須含有鍍層金屬的離子粗銅金屬作陽極,精銅作陰極,CuSO4溶液作電解液電極反應(yīng)陽極 Cu 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e- = Cu陽極
17、:Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等陰極:Cu2+ + 2e- = Cu溶液變化電鍍液的濃度不變?nèi)芤褐腥苜|(zhì)濃度減小5總結(jié)規(guī)律,加深印象1離子放電順序的規(guī)律陽離子在陰極得電子順序與 相反Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+陰離子在陽極失電子順序金屬陽極>S2>SO32>I>Br>Cl>OH>高價含氧酸根離子>O2>F特別提醒:要注意在水溶液中有些離子不發(fā)生放電2用惰性電極電解電
18、解質(zhì)溶液的規(guī)律(1)電解水型:電極反應(yīng):陰極 4H+4e=2H2;陽極 4OH4e=2H2O+O2總反應(yīng)式:包括高價含氧酸(H2SO4、HNO3)、強堿NaOH、Ba(OH)2 、活潑金屬的高價含氧酸鹽Na2SO4、K2CO3、Al2(SO4)3。(2)電解電解質(zhì)型:電極反應(yīng)式:陰極:amMn+mnae=amM 陽極:anYmmnae=nYa包括無氧酸(除HF) 、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液(如CuCl2)(3)放氫生堿型:活潑金屬的無氧酸(除氟化物)鹽(如NaCl、MgBr2)溶液的電解以NaCl溶液為例:電極反應(yīng)式:陰極 2H+2e=H2;陽極 2Cl2e=Cl2 總反應(yīng)式: 陰極由于H+放
19、電,破壞了水的電離平衡,水的電離程度增大,電極附近溶液中OH濃度增大,溶液pH值增大,整個電解質(zhì)溶液堿性增強,pH值增大。(4)放氧生酸型: (如CuSO4、AgNO3)溶液的電解以CuSO4溶液為例:電極反應(yīng)式:陰極 2Cu2+4e=2Cu;陽極 4OH4e=O2+2H2O 總反應(yīng)式:陽極由于OH放電,破壞了水的電離平衡,水的電離程度增大,電極附近溶液中H+濃度增大,溶液pH值減小,整個電解質(zhì)溶液酸性增強,pH值減小6. 熟練掌握氫氧燃料電池【堿性電解質(zhì)】電極反應(yīng)為:負極:2H2+40H4e4H20; 正極:02+2H20+4e40H總反應(yīng):2H2+022H2O【酸性電解質(zhì)】電極反應(yīng)為:負極
20、:2H24e4 H+;正極:02+4e+4 H+2H2O總反應(yīng):2H2+022H2O 7.舉一反三 ,推出其他燃料電池(Al .Fe. CH4 . CH3OH 等)如:甲烷燃料電池該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極,在兩極上分別通甲烷和氧氣;負極:CH4+10OH8e=CO32+7H2O; 正極:2O2+4H2O+8e=8OH總反應(yīng)方程式為:CH4+2O2+2OH=CO32+3H2O方法:由簡到難 先寫反應(yīng)的離子方程式 然后寫正推負 特點:堿中無H+ 酸中無 0H 一輪復(fù)習(xí)典型例題:【例1】在下圖所示的裝置中,能夠發(fā)生原電池反應(yīng)的是( ) A B C D E F 答案:BD【例2】(08廣
21、東卷)用銅片、銀片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂-KNO3的U型管)構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是( )在外電路中,電流由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為:Ag+e-=Ag實驗過程中取出鹽橋,原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同A BC D答案:C【例3】將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間,以下敘述正確的是( )A兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生 B甲中銅片是正極,乙中銅片是負極C兩燒杯中溶液的pH均增大 D產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢答案:C【例4】等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b,分別加入過量的稀H2SO4,
22、同時向a中加入少量的膽礬晶體,下列圖表示產(chǎn)生H2的體積V(升)與時間t(分)的關(guān)系,其中正確的是( )。答案:C【例5】能用電解原理說明的問題是 ( )電解是電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能;電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?;電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電是化學(xué)變化,金屬的導(dǎo)電是物理變化;不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng),通過電解的原理可以實現(xiàn);任何溶液被電解時必然會導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生A 答案:D【例6】金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),可用電解法制備高純度的鎳,下列敘述正確的是(已知:氧化性Fe2Ni2Cu2) ( )A 陽極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式:Ni22eNiB 電解過程中,陽極質(zhì)量的減少與陰
23、極質(zhì)量的增加相等C 電解后,溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2和Zn2D 電解后,電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt答案:D課堂訓(xùn)練:【例1】(08寧夏卷)一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負極發(fā)生的反應(yīng)是 ( )ACH3OH(g)+O2(g) = H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2eBO2(g)+4H+(aq)+4e = 2H2O(1)CCH3OH(g)+H2O(1) = CO2(g)+6H+(aq)+6eDO2(g)+2H2O(1)+4e = 4OH答案:C【例2】(08江蘇卷)鎳鎘(Ni-Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知
24、某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進行:Cd + 2NiOOH +2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2有關(guān)該電池的說法正確的是 ( )A充電時陽極反應(yīng):Ni(OH)2 e + OH- = NiOOH + H2OB充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程C放電時負極附近溶液的堿性不變D放電時電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動答案:A【例3】(09廣東化學(xué)14)可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。下列說法正確的是A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應(yīng)都為:O22H2O4e4OHB以NaOH溶液為電解液
25、時,負極反應(yīng)為:Al3OH3e-Al(OH)3C以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解液的pH保持不變D電池工作時,電子通過外電路從正極流向負極答案:A【例4】 (2007年高考江蘇卷,電解)某同學(xué)按圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是( )稀H2SO4Cu石墨(A) 電解過程中,銅電極上有H2產(chǎn)生(B) 電解初期,主反應(yīng)方程式為:CuH2SO4CuSO4H2(C) 電解一定時間后,石墨電極上有銅析出(D) 整個電解過程中,H的濃度不斷增大答案:BC【例5】用惰性電極實現(xiàn)電解,下列說法正確的是( )A 電解稀硫酸溶液,實質(zhì)上是電解水,故溶液p H不變B 電解稀氫氧化鈉溶液,要消耗
26、OH,故溶液pH減小C 電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2D 電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:1答案:D【例6】(08全國卷)右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置,通電后在石墨電極a和b附近分別滴加石蕊溶液,下列實驗現(xiàn)象正確的是( ) A逸出氣體的體積:a電極的小于b電極的B電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣體Ca電極附近呈紅色,b電極附近呈藍色Da電極附近呈藍色,b電極附近呈紅色答案:D鞏固夯實:【例1】(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池,兩電極間連接一個電流計。鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng):_;銀片上發(fā)生的電極反應(yīng):_。
27、(2)若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g,工作一段時間后,取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重,總質(zhì)量為47 g,試計算:產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況);通過導(dǎo)線的電量。(已知NA = 6.02×1023 /mol,電子電荷為1.60×1019 C)ZnC2CuC1ABCuSO4溶液KCl酚酞溶液答案: Zn Zn2+ + 2e- 2H+ + 2e- H2 4.48L 3.85× 104C【例2】按下圖裝置進行實驗,并回答下列問題判斷裝置的名稱:A池為 B池為 銅極為_極,電極反應(yīng)式為 石墨棒C1為_極,電極反應(yīng)式為 石墨棒C2附近發(fā)生的實驗現(xiàn)象為 當(dāng)C2極析出224mL氣體
28、(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時,鋅的質(zhì)量變化(增加或減少) g.CuSO4溶液的質(zhì)量變化了(增加或減少了) g 稀H2SO4Cu石墨答案:(1)原電池 電解池 (2)正 Cu2+ + 2e- Cu 陽 2Cl- Cl2+ 2e- 有氣泡冒出,溶液變紅 (3)減少 0.65 增加 0.015【例3】 (2007年高考江蘇卷,電解)某同學(xué)按圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是( )(A) 電解過程中,銅電極上有H2產(chǎn)生(B) 電解初期,主反應(yīng)方程式為:CuH2SO4CuSO4H2(C) 電解一定時間后,石墨電極上有銅析出(D) 整個電解過程中,H的濃度不斷增大答案:BC【例4】用惰性電極實現(xiàn)電解,下列說法正確
29、的是( )A 電解稀硫酸溶液,實質(zhì)上是電解水,故溶液p H不變B 電解稀氫氧化鈉溶液,要消耗OH,故溶液pH減小C 電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2D 電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:1答案:D【例5】關(guān)于電解NaCl水溶液,下列敘述正確的是 ( ) A電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉 B若在陽極附近的溶液中滴入KI試液,溶液呈棕黃色 C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無色D電解一段時間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分攪拌后溶液呈中性答案:B【例6】某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解 飽和氯化鈉溶液
30、,通電時,為使Cl2被完全吸收,制得有較強殺菌 能力的消毒液,設(shè)計了如圖的裝置,則對電源電極名稱和消毒液 的主要成分判斷正確的是( )Aa為正極,b為負極;NaClO和NaClBa為負極,b為正極;NaClO和NaClCa為陽極,b為陰極;HClO和NaCl Da為陰極,b為陽極;HClO和NaCl答案:B【例7】下圖為直流電源,為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙,為電鍍槽接通電路后發(fā)現(xiàn)上的c點顯紅色為實現(xiàn)鐵上鍍鋅,接通后,使c、d兩點短路下列敘述正確的是Aa為直流電源的負極Bc極發(fā)生的反應(yīng)為:2H+2eH2Cf電極為鋅板 De極發(fā)生還原反應(yīng)答案:B反饋測試:【例1】為研究金屬腐蝕的條件和速
31、率,某課外小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在如下圖所示的三個裝置中,再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時間,下列對實驗結(jié)束時現(xiàn)象的描述不正確的是( )。A裝置a的左側(cè)液面一定會下降 B左側(cè)液面裝置a比裝置b的低C裝置b中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重 D裝置C中的鐵釘幾乎沒被腐蝕答案:B【例2】把a、b、c、d四塊金屬片浸泡在稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。若a、b相連時,a為負極;c、d相連時, d上有氣泡逸出;a、c相連時,a極減輕;b、d相連時,b為正極。則這四種金屬活潑性順序由強到弱的順序為( )Aabcd Bacbd Cacdb Dbdac答案:C【例3】 下列事實不能用電化
32、學(xué)理論解釋的是 ( )A輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊B鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用C鋁片不需要用特殊方法保存D鋅跟稀硫酸反應(yīng)時,滴加少量硫酸銅溶液后,反應(yīng)速率加快答案:C【例4】(09上海卷13)右圖裝置中,U型管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別盛 有食鹽水和氯化銨溶液,各加入生鐵塊,放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是 ( )A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應(yīng)式是:Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕,b試管中發(fā)生了析氫腐蝕答案:B【例5】(07年全國卷1)以惰性電極電解 CuSO4 溶液。若陽極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.0100mol,則陰極賞析
33、出Cu的質(zhì)量為 ( ) A0.64g B1.28g C2.56g D5.12g答案:B【例6】將0.2molAgNO3,0.4moiCu(NO3)2和0.6molKCl溶于水,配成100ml混合液,用惰性電極電解一段時間后,在一級上析出0.3mol銅,此時另一級上收集到的氣體的體積為(標(biāo)準(zhǔn)狀況) ( )A. 4.48L B. 5.6L C. 6.72L D 7.84L 答案:D【例7】按右圖裝置實驗,A
34、、B兩燒杯分別盛放200g10%NaOH和足量CuSO4溶液。通電一段時間后,c極上有Cu析出;又測得A杯中溶液的質(zhì)量減少4.5g(不考慮水的蒸發(fā))。a、b、c為石墨電極,d為銅電極。(1)電極P極為 極(2)a極上所發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。(3)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,b極產(chǎn)生氣體的體積為 L(4)c極上析出固體的質(zhì)量為 g答案:(1)負 (2)2H+2e= H2 (3)2.8 (4)16【例8】如圖所示,若電解5min時銅電極質(zhì)量增加2.16g,試回答: 電源電極X名稱為_ _ 。 PH變化:A_ _,B_,C_。 通電5min時,B中共收集224mL氣體(標(biāo)況),溶液體積為200mL,則通電前硫酸銅
35、溶液的物質(zhì)的量濃度為_。 若A中KCl溶液的體積也是200mL,電解后溶液的PH = _。答案:(1)負極 (2)增大 減小 不變 (3)0.025mol·L-1 (4)B階段檢測:一、選擇題(每題4分,共64分)1鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是A.2H+2e = H2B.Fe2+2e = FeC.2H2O+O2+4e = 4OH-D.Fe3+e = Fe2+2以下現(xiàn)象與電化腐蝕無關(guān)的是A 黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠 B 生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)容易生銹 C 銹質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件,在接觸處易生鐵銹 D 銀質(zhì)獎牌久置后表面變暗 3A、B、C是三種金屬,根據(jù)下列
36、、兩個實驗,確定它們的還原性強弱順序為將A與B浸在稀硫酸中用導(dǎo)線相連,A上有氣泡逸出,B逐漸溶解電解物質(zhì)的量濃度相同的A、C鹽溶液時,陰極上先析出C(使用惰性電極)A.A>B>CB.B>C>AC.C>A>BD.B>A>C4下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是A把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中,銅片表面出現(xiàn)氣泡B用鋅片做陽極,鐵片做做陰極,電解氯化鋅溶液,鐵片表面出現(xiàn)一層鋅C把銅片插入三氯化鐵溶液中,在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中,加入幾滴氯化銅溶液,氣泡放出速率加快5在外界提供相同電量的條件,Cu2+或Ag+分別按Cu2+2eCu
37、或Ag+eAg在電極上放電,電極上析出銅的質(zhì)量為1.92g,則析出銀的質(zhì)量為A1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g6100 mL濃度為2 mol/L的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng),為加快反應(yīng)速率,又不影響生成的氫氣的總量,可采用的方法是A加入適量的6 mol/L的鹽酸 B加入數(shù)滴氯化銅溶液C加入適量蒸餾水 D加入適量的氯化鈉溶液7用兩支惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中,通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(設(shè)電解時陰極沒有氫氣析出,且電解液在電解前后體積變化可以忽略),電極上析出銀的質(zhì)量大約是A27 mg B54 mg C108 mg D216 mg8氫鎳電池
38、是近年開發(fā)出來的可充電電池,它可以取代會產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是根據(jù)此反應(yīng)式判斷,下列敘述中正確的是A.電池放電時,電池負極周圍溶液的PH不斷增大B.電池放電時,鎳元素被氧化C.電池充電時,氫元素被還原D.電池放電時,是負極9用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液,當(dāng)陰極上增重ag時,在陽極上同時產(chǎn)生bL氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況):從而可知M的原子量為A.B.C.D.10實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣,已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應(yīng):今若制得Cl20.050mol,這時電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是A.0.025mol B.0.050mol C.0.10mol D.0
39、.20mol11將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個電解槽串聯(lián),在一定條件下通電一段時間后,析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為A.1:2:3B.3:2:1C.6:3:1D.6:3:212右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的是13將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連,一組插入濃HNO3溶液中,一組插入稀NaOH溶液中,分別形成了原電池,則在這兩個原電池中,正極分別為A Al片、Cu片 B Cu片、Al片 C Al片、Al片 D Cu片、Cu片14鹽溶液電解時,在相同時間作用下,析出金屬物質(zhì)的量取決于A 電極的性質(zhì) B 電流強度 C 所加
40、電壓 D 金屬離子的價數(shù)15A、B、C三個電解槽,A槽是CuCl2水溶液,純銅片做陰極,B、C都是AgNO3水溶液,純銀絲做陰極,先將A、B槽并聯(lián),再與C槽串聯(lián)進行電解,當(dāng)B槽中銀絲質(zhì)量增加0.108g,C槽銀絲質(zhì)量增加0.216g時,A槽中銅片質(zhì)量增加為A 0.216g B 0.108g C 0.064g D 0.032g16鋰電池是新型高能電池,它以質(zhì)輕、容量大而受到普遍重視,目前已經(jīng)制成多種功能的鋰電池,某種鋰電池的總反應(yīng)可表示為LiMnO2LiMnO2,若該電池提供0.5C電量,則消耗正極材料的質(zhì)量約為(其他損耗忽略不計)A 3.5g B 7g C 4.52×104g D 4
41、3.5g二、綜合題(共86分)17(17分)工業(yè)上為了除去含Cr2O72-離子的酸性廢水,采用以下處理方法:往工業(yè)廢水中加入適量的食鹽水12g/L;以鐵作為電極進行電解:鼓入空氣,經(jīng)過一段時間后,使廢水中的含鉻(有毒)量降到可排放的標(biāo)準(zhǔn)。其原理是:將Cr2O72-離子還原為可溶性三價鉻離子;在電解除鉻過程中,溶液的pH不斷升高,使工業(yè)廢水由酸性變?yōu)閴A性,再把三價鉻離子變成不溶性氫氧化物除去。根據(jù)上述原理回答下列問題:(1)用鐵作為電極電解時,電極反應(yīng)式為:陽極 ,陰極 ;加入食鹽的目的是 。(2)在水溶液中將Cr2O72-離子還原成Cr3+離子的還原劑為溶液中的 離子,此氧化還原反應(yīng)的離子方程
42、式是 。(3)在處理廢水的過程中,溶液的pH不斷升高,由酸性變?yōu)閴A性是通過 和 途徑來實現(xiàn)的。(4)將Cr3+轉(zhuǎn)變成不溶性氫氧化物的離子方程式為 ,同時還有 沉淀生成。18(30分)人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池,以滿足不同的需要。在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中,電池發(fā)揮著越來越重要的作用,大至宇宙火箭、人造衛(wèi)星、空間電視轉(zhuǎn)播站、飛機、輪船,小至電腦、收音機、照相機、電話、助聽器、電子手表、心臟起搏器等,都離不開各式各樣的電池。以下每小題中的電池即為廣泛使用于日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)等方面的實用電池,請根據(jù)題中提供的信息,填寫空格。(1)電子表和電子計算器中所用的是鈕扣式的微型銀鋅電池,
43、其電極分別為Ag2O和Zn,電解液為KOH溶液。工作時電池總反應(yīng)為:Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。 工作時電流從 極流向 極(兩空均選填“Ag2O”或“Zn”)。 電極反應(yīng)式為:正極 ,負極 。 工作時電池正極區(qū)的pH (選填“增大”“減小”或“不變”)。(2)蓄電池在放電時起原電池作用,在充電時起電解池的作用。愛迪生蓄電池放電充電分別在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)為:Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。 放電時,正極為 。正極的電極反應(yīng)式為 。充電時,陰極的電極反應(yīng)式為 。該蓄電池中的電解質(zhì)溶液應(yīng)為 (選填“酸性”或“堿性”)溶液。(3)1991年我國首創(chuàng)以鋁
44、空氣海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已經(jīng)研制成功。這種燈以海水為電解質(zhì)溶液,靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水?dāng)?shù)分鐘就發(fā)出耀眼的閃光,其能量比干電池高2050倍。試寫出這種新型電池的電極反應(yīng)式:正極 ,負極 。(4)熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視??捎肔i2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負極燃氣,空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣,制得在650下工作的燃料電池。已知負極反應(yīng)式為:2CO+2CO32-=4CO2+4e。則正極反應(yīng)式為 ,總電池反應(yīng)式為 。(5)氫鎳電池是新型的二次電池,它的突出優(yōu)點是循環(huán)壽命長,1987年起在地球同步軌道條件下工作壽
45、命超過10年。其正極為氧化鎳,負極為氫電極。電解質(zhì)溶液為密度1.3g/cm3左右的氫氧化鉀水溶液。電池總反應(yīng)為:H2+2NiOOH2Ni(OH)2。則放電時的電極反應(yīng)式為:正極 ,負極 。19(6分)銀制器皿日久表面因生成硫化銀而變黑色。有人設(shè)計用原電池原理加以除去,其具體做法是:將一定濃度的食鹽水放入一鋁制容器中,再將表面變黑的銀器沉入其中,放置一段時間后,不僅能褪去黑色,而且還不損失銀。試回答:(1)該原電池的負極反應(yīng)式是 ;(2)該原電池的總反應(yīng)式是 。20(13分)取Pt和Zn為電極材料埋入人體內(nèi)作為心臟起搏器的能源,它跟人體的體液中含有一定濃度的溶解O2、H+和Zn2+進行作用。(1
46、)其正極的反應(yīng)式為 負極的反應(yīng)式為 (2)該電池在0.8V、40uw條件下進行工作,則工作電流為 A。(3)將5g鋅埋入人體內(nèi),則可維持多少年才需要第二次手術(shù)進行更換(取二位有效數(shù)字)?(4)心臟起搏器是一種人造心臟激勵器。它向心臟發(fā)送小的電脈沖,以使心臟有規(guī)則地跳動。大多數(shù)起搏器是由鋰電池或銀鋅電池驅(qū)動。有一種心臟起搏器中使用的新型LiI2電池使用壽命可超過10年,其反應(yīng)可簡化為:2Li+I2=2LiI。則工作時負極的電極反應(yīng)為 ,根據(jù)你所學(xué)的堿金屬的有關(guān)知識判斷:該新型鋰電池中能否用LiI水溶液作電解液? (選填“能”或“不能”)原因是。21(10分)如右圖所示是某位同學(xué)設(shè)計的一個進行電解
47、硫酸銅溶液實驗的電路。電源由10個電壓為1.5V的電池串聯(lián)組成電池組,測得其總內(nèi)阻為0.5,電解質(zhì)溶液為500mL,1.0mol/L的硫酸銅溶液,以鉑做電極。20min后a極增重 1.6g(設(shè)電解過程中溶液體積保持不變,且不考慮電解池的反電動勢)。(1)M是 極,b是 極;(2)電解池的平均電阻是 ;(3)若要使電解池中溶液恢復(fù)至電解前的狀態(tài),可加入 A CuSO4固體 B 水 C CuO D Cu(OH)2 (4)電解后溶液的pH值為 。22(10分)如右圖所示,一金屬桿ab在兩水平平行的導(dǎo)軌間向右做勻速直線運動,其速度為v1m/s,導(dǎo)軌電阻不計。導(dǎo)軌間的寬度為l1m,其間有一豎直向下的勻強磁場,磁感強度B1T,現(xiàn)用導(dǎo)線與插入電解槽中兩惰性電極CD相連,回路的總電阻為1,電解液為CuSO4,問:(l)哪一個電極為負極,析出何種物質(zhì)?(2)寫出電解CuSO4水溶液的離子方程式。(3)析出的物質(zhì)質(zhì)量為多少克?參考答案一、選擇題1.C 2.D 3.D 4.C 5.B 6.B 7.B 8.CD 9.C 10.C 11.D 12.A 13.A 14.BD 15.D 16.C二、綜合題17(1) 陽極:Fe-2e=Fe2+,陰極:2H
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