2019年高考化学中等生百日捷进提升系列专题2.9电化学基础基础练测.docx

专题2.9 电化学基础考纲解读1、理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。 若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反应式减去已写出的电极反应式即得另一电极反应式。四、电解的类型、规律及有关计算1、 以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律类型电解质(水溶液) 被电解的物质电极产物溶液pH变化的原因、结果 电解质溶液复原阳极阴极电解水型含氧酸(如H2SO4)水O2H2水减少，酸溶液的浓度增大，pH减小加H2O强碱(如NaOH)水O2H2水减少，碱溶液的浓度增大，pH增大加H2O活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)水O2H2水减少，盐溶液的浓度增大，pH不变或略变化(若为水解的盐)加H2O电解电解质型无氧酸(如盐酸)，除HF外酸非金属单质(如Cl2)H2H放电，c(H)减小，pH增大通HCl气体不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外盐非金属单质(如Cl2)金属单质(如Cu)pH基本不变加CuCl2放H2生碱型活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)水和盐非金属单质(如Cl2)H2H放电，c(H)减小，c(OH)增大，pH增大通HCl气体放O2生酸型不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)水和盐O2金属单质(如Cu)OH放电，c(OH)减小，c(H)增大，pH减小加CuO或CuCO32、电解池中有关量的计算或判断：电解池中有关量的计算或判断主要包括以下方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。解题依据是得失电子守恒，解题方法如下：。五、电解原理在工农业生产中的应用1、氯碱工业（1）食盐水的精制：；（2）主要生产过程：。注意：氯碱工业中阳离子交换膜的作用：将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子(Na)通过，而且阻止阴离子(Cl、OH)和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2与NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。2、电镀(如铁件镀锌)电镀液：含Zn2的盐溶液(如ZnCl2溶液)阳极(Zn)：Zn2e= Zn2阴极(铁件)：Zn22e=Zn电镀过程中电镀液浓度不发生变化。镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液中必须含有镀层金属离子。3、电解精炼：如粗铜(含Zn、Fe、Ag等)的提纯：电解质溶液：含Cu2+的盐溶液(如CuSO4溶液)阳极(粗铜)：Zn2eZn2、Fe2eFe2、Cu2eCu2。阴极(纯铜)：Cu22eCu电解过程中，活泼性比Cu弱的Ag、Au不放电，形成阳极泥(可从阳极泥中提纯Ag、Au)；电解质溶液中c(Cu2)会不断减小，应定期更换电解质溶液。 考点2 原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用【例2】在锌片和盐酸的反应中，加入如下试剂，可使生成氢气的速度变慢的是A硫酸铜晶体 BHCl气体 C醋酸钾晶体 D氯化钡晶体【答案】C【解析】【详解】考点3 电极产物的判断与有关反应式的书写【例3】已知：锂硫电池的总反应为2LixS=Li2Sx。以锂硫电池为电源，通过电解含(NH4)2SO4 的废水制备硫酸和化肥的示意图如图 (不考虑其他杂质离子的反应)。下列说法正确的是Ab为电源的正极B每消耗32 g硫，理论上导线中一定通过2 mol eCSO42-通过阴膜由原料室移向M室DN室的电极反应式为2H2O4e=O24H【答案】C【解析】【详解】A. 由图可知M室会生成硫酸，原料室中的SO42-通过阴膜进入M室，所以在M室电极上OH放电，所以该电极为阳极，因此b极为负极，故A错误；B. 根据电池的总反应式2Li+xS=Li2Sx，每消耗32x g硫，理论上导线中一定通过2mol e-，故B错误；C. SO42-为阴离子，阴离子能通过阴膜移向M室，与氢离子结合得到硫酸，故C正确；D. N室中氢离子放电，所以电极反应为：2H+2e-=H2，故D错误。本题选C。考点4 电解的类型、规律及有关计算【例4】下列装置由甲、乙两部分组成（如图所示），甲是将废水中乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化为环境友好物质形成的化学电源。当电池工作时，下列说法错误的是（ ）A甲中H+透过质子交换膜由左向右移动BM极电极反应式：H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-2CO2+N2+16H+C一段时间后，乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变D当N极消耗0.25 mol O2时，则铁极增重16 g【答案】D【解析】【分析】根据题给信息知，甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；乙部分是在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，根据得失电子守恒计算，以此解答该题。【详解】【点睛】本题考查了原电池原理以及电镀原理，侧重于学生的分析、计算能力的考查，明确原电池正负极上得失电子、电解质溶液中阴阳离子移动方向即可解答，难度中等。考点5 电解原理在工农业生产中的应用【例5】硼酸(H3BO3)为一元弱酸，已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为：H3BO3+OH-B(OH)4一，H3BO3可以通过电解的方法制备。其工作原理如下图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）。下列说法正确的是A当电路中通过1mol电子时，可得到lmolH3BO3B将电源的正负极反接，工作原理不变C阴极室的电极反应式为：2H2O-4e-O2+4H+DB(OH)4一穿过阴膜进入阴极室，Na+穿过阳膜进入产品室【答案】A【解析】【分析】阳极电极反应式为2H2O-4e-O2+4H+、阴极电极反应式为4H2O+4e-2H2+4OH-，阳极室中的氢离子通入阳膜进入产品室，B(OH)4一穿过阴膜进入产品室，发生反应：B(OH)4一+H+H2O+H3BO3，据此判断。 2氮化镓（GaN）与Cu可组成如图所示的人工光合系统，该装置能以CO2和H2O为原料合成CH4，下列说法正确的是ACu电极上发生氧化反应B溶液中H+向GaN电极移动C该系统的功能是将化学能转化为电能D相同条件下，理论上产生的O2和CH4气体体积比为2:1【答案】D【解析】【分析】从价态变化分析，左侧发生了氧化反应，是原电池的负极，右侧发生了还原反应，是原电池的正极。【详解】【点睛】看好题给的箭头，明确各极发生的价态变化是解题的方向。3联盟学校某教师为了让学生观察到明显的实验现象，将教材铜锌单池原电池改为如图所示的双池电池。下列说法不正确的是A铜电极是正极发生还原反应B电池工作过程中甲池中c(Zn2+)几乎不变C装置中发生的总反应是Cu2+Zn=Cu+Zn2+D电子从锌电极经溶液流向铜电极【答案】D【解析】【分析】根据原电池原理分析解答。【详解】【点睛】原电池中，电子从负极经导线流向正极，电流从正极流向负极。 7某实验小组用石墨作电极进行如下实验，实验观察到：a、d处试纸变蓝；b处变红，并局部褪色：c处无明显变化。下列说法中错误的是Aa极为阴极，发生的电极反应为：2H+2e=H2Bb极为阳极，涉及的反应有：2Cl-2e=C12、Cl2+H2OHCl+HClOC电解过程中，电子流向：电源负极acdb电源正极D若将铁丝改成铜丝，其余条件相同，电解一段时间后，能发现c处附近变蓝【答案】C【解析】【分析】a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得电子生成氢气，氢氧根离子浓度增大引起的；b处变红，并局部褪色，说明是溶液中的氯离子放电产生氯气，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，氢离子浓度增大，酸性增强，试纸变红；氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，试纸局部褪色；c处为阳极，铁失去电子产生亚铁离子，试纸无明显变化，据此分析。 【详解】8如图所示五层膜材料常用于汽车玻璃中的电致变色系统，其工作原理是在外接电源下，通过在膜材料内部发生氧化还原反应，实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节。已知WO3和LiFe4Fe(CN)63均为无色透明，LiWO3和Fe4Fe(CN)63均为蓝色。下列有关说法不正确的是A当外电流通过1mol电子时，通过离子导体层的Li+数目为NAB为了获得较好的遮光效果，A应该接电源的负极C该电致变色系统在较长时间的使用过程中离子导体层中Li+的量可保持基本不变D当B接电源正极时，离子储存层反应为：Fe4Fe(CN)63+4Li+4e= Li4Fe4Fe(CN)63【答案】D【解析】【分析】本题应用电解池工作原理进行分析。【详解】9一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示。以下说法不正确的是A中间室Cl移向左室 B处理后的含硝酸根废水pH降低CX气体为CO2 D电路中每通过1 mol电子，产生标准状况下氮气的体积为2.24L【答案】B【解析】【分析】该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极是正极，左边装置电极是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应生成X，据此分析解答。 为正极，海水为电解质溶液，电池反应为：_ 。 二氧化硫空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图2所示。Pt2上的电极反应式为：_ 。 （4）高铁酸钠（Na2FeO4）易溶于水，是一种新型多功能水处理剂，可以用电解法制取：Fe2H2O2OHFeO423H2，工作原理如图所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42，镍电极有气泡产生。电解一段时间后，c（OH）降低的区域在_（填“阴极室”或“阳极室”）；阳极反应为：_。【答案】Zn2eZn2+ 比能量高（或可存储时间长、不易发生电解质的泄漏、或碱性电池使用寿命较长其他合理答案也可） PbSO42ePbSO42 13 4Al3O26H2O4Al(OH)3 O24H+4e2H2O 阳极室 Fe8OH-6eFeO424H2O 【解析】【分析】（1）锌锰电池中，锌的活泼性大，做负极；碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好，比能量和可储存时间均有提高，据此分析作答；（2）充电过程为电解池原理，其阴极得电子，被还原；电解饱和食盐水时，阳极氯离子失电子生成氯气，阴极氢离子得电子变为氢气，根据电子转移数与物质之间的关系式计算溶液中氢氧根浓度，进而求出pH；（3）电池工作时，负极为Al，发生氧化反应，电极反应式为Al-3e-+3OH-=Al（OH）3，正极上通入空气，发生还原反应，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，进而写出总反应式；二氧化硫空气质子交换膜燃料电池中，Pt2电极上通入的是氧气与水，发生还原反应，电解质为质子交换膜，据此分析作答；（4）用电解法制备高铁酸钠，电解时阳极区铁失去电子发生氧化反应，结合氢氧根离子生成高铁酸根离子和水，据此分析作答。【详解】（1）在锌锰干电池中，锌做负极，其电解反应式为：Zn2eZn2+，故答案为：Zn2eZn2+；碱性锌锰电池的优点是比能量高、可存储时间长、不易发生电解质的泄漏等，故答案为：比能量高（或可存储时间长、不易发生电解质的泄漏、或碱性电池使用寿命较长其他合理答案也可）；（3）该电池中，负极为Al，正极通入空气，总反应式为：4Al3O26H2O4Al(OH)3；二氧化硫空气质子交换膜燃料电池中，Pt2电极为电源的正极，结合质子交换膜可知，发生的电极反应式为：O24H+4e2H2O，故答案为：4Al3O26H2O4Al(OH)3