高考化学二轮复习 专题十一 电化学考点清单课件 .ppt

专题十一电化学 原电池原理 典例1 2012 四川高考 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪 负极上的反应 ch3ch2oh 4e h2o ch3cooh 4h 下列有关说法正确的是a 检测时 电解质溶液中的h 向负极移动b 若有0 4mol电子转移 则在标准状况下消耗4 48l氧气c 电池反应的化学方程式为 ch3ch2oh o2 ch3cooh h2od 正极上发生的反应为 o2 4e 2h2o 4oh 审题视角 解答本题时要注意两点 1 燃料电池燃料总是在负极上反应 2 氧气在正极上反应 写电极反应式时注意电解质溶液的酸碱性 精讲精析 选c 正极反应为 o2 4h 4e 2h2o 负极反应生成氢离子 正极上消耗氢离子 因此氢离子应该向正极移动 由正极反应式中的比例关系可知 每转移0 4mol电子 反应掉氧气0 1mol即2 24l 将电池的正负极反应方程式相加即可得c项 命题人揭秘 命题规律 原电池原理是电化学的重要内容 它涉及金属活动性顺序 物质的导电性 氧化还原反应 电解质与非电解质溶液 新型化学电源 原电池的设计等众多知识点 注重综合分析能力和迁移应用能力的考查 在近几年的高考试题中往往以新型电源为依托考查电极判断及电极反应类型 离子流向和电极反应等 备考策略 1 熟悉常见电池的组成以及相关原理 如反应类型 各种流向等 2 在复习备考的过程中加强对于各种新型电池的接触和分析 逐步培养通过题目信息结合已知原理进行分析解题的能力 电极反应式和总式的书写 典例2 2011 新课标全国卷 铁镍蓄电池又称爱迪生电池 放电时的总反应为 fe ni2o3 3h2o fe oh 2 2ni oh 2下列有关该电池的说法不正确的是a 电池的电解液为碱性溶液 正极为ni2o3 负极为feb 电池放电时 负极反应为fe 2oh 2e fe oh 2c 电池充电过程中 阴极附近溶液的ph降低d 电池充电时 阳极反应为2ni oh 2 2oh 2e ni2o3 3h2o 审题视角 解答本题的关键思路如下 精讲精析 选c 阅卷人点拨 电解原理及其应用 典例3 2011 山东高考 以kcl和zncl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌 下列说法正确的是a 未通电前上述镀锌装置可构成原电池 电镀过程是该原电池的充电过程b 因部分电能转化为热能 电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系c 电镀时保持电流恒定 升高温度不改变电解反应速率d 镀锌层破损后对铁制品失去保护作用 审题视角 解答本题时注意以下两点 1 明确原电池及电解池的工作原理 2 电解反应的速率取决于电子的流动速率即电流强度的大小 精讲精析 选c 1 电镀时 通常把待镀的金属制品作阴极 把镀层金属作阳极 用含有镀层金属离子的溶液作电镀液 因此在铁制品上镀锌时 铁作阴极 锌作阳极 由于锌比铁活泼 因此未通电前可以构成原电池 但此时锌作负极失去电子 铁作正极 而电镀时锌仍然失电子 所以a不正确 2 在氧化还原反应中必须满足得失电子守恒 因此电镀时通过的电量与锌的析出量有确定关系而与能量变化无关 b不正确 3 由于电镀时保持电流恒定 因此导线中通过的电子速率是不变的 所以升高温度不能改变电解反应速率 c正确 4 镀锌层破损后 由于锌比铁活泼 所以即使发生电化学腐蚀也是锌失去电子而保护铁 即d不正确 命题人揭秘 命题规律 高考中有关电解池的考查往往与原电池相联系 由此衍生出比较复杂的应用电池或联合电池组 使原电池原理与电解原理既相互联系又不尽相同 此类试题往往以装置图为载体 考查对电化学原理的理解和掌握 备考策略 1 要注意分析和熟练掌握电解原理和常见的电解应用过程 2 解决此类问题注意分析具体的装置特点 如电池组成元件 电极及电解液特点等 结合具体的原电池或电解池原理 结合平时的训练 将基本的工业应用模型和高考解题模型迁移到高考试题中去 金属的腐蚀和防护 典例4 2011 浙江高考 将nacl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上 一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区 a 已被腐蚀而变暗 在液滴外沿形成棕色铁锈环 b 如图所示 导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少 下列说法正确的是a 液滴中的cl 由a区向b区迁移b 液滴边缘是正极区 发生的电极反应为o2 2h2o 4e 4oh c 液滴下的fe因发生还原反应而被腐蚀 生成的fe2 由a区向b区迁移 与b区的oh 形成fe oh 2 进一步氧化 脱水形成铁锈d 若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板 在铜铁接触处滴加nacl溶液 则负极发生的电极反应为cu 2e cu2 审题视角 解答本题要注意以下两点 1 根据题目条件判断该过程发生原电池反应 属于金属的吸氧腐蚀 2 根据原电池原理分析该原电池的电极反应以及所形成的电流回路 从而判断离子的移动方向 精讲精析 选b 1 综合分析 液滴边缘o2多 发生正极反应o2 2h2o 4e 4oh 液滴下的fe发生负极反应fe 2e fe2 为腐蚀区 a 2 选项排查 a项错误 原电池中电解质溶液中的阴离子向负极运动 所以cl 由b区向a区迁移 b项正确 由综合分析可知 c项错误 液滴下的fe因发生氧化反应而被腐蚀 d项错误 cu不如fe活泼 铁作负极 负极反应为 fe 2e fe2 阅卷人点拨 原电池原理高考指数 1 2012 大纲版全国卷 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 相连时 外电路电流从 流向 相连时 为正极 相连时 上有气泡逸出 相连时 的质量减少 据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是 a b c d 解析 选b 2 2012 北京高考 人工光合作用能够借助太阳能 用co2和h2o制备化学原料 下图是通过人工光合作用制备hcooh的原理示意图 下列说法不正确的是 a 该过程是将太阳能转化为化学能的过程b 催化剂a表面发生氧化反应 有o2产生c 催化剂a附近酸性减弱 催化剂b附近酸性增强d 催化剂b表面的反应是co2 2h 2e hcooh 解题指南 解答本题时应注意以下三个方面 1 能从题目所给的电子 电流方向快速判断原电池的正 负极 2 熟练地写出原电池的正 负极的电极反应式和电池总反应式 3 两极附近的酸 碱 性变化要从电极反应式得出 解析 选c 题中没有外加电源 应是原电池装置 由给出的反应物和生成物得出电池反应为2co2 2h2o 2hcooh o2 再根据电子从a流向b a为负极 电极反应式是2h2o 4e o2 4h 由于产生h 其附近酸性增强 b是正极 电极反应式是co2 2h 2e hcooh 由于消耗h 其附近酸性减弱 3 2011 福建高考 研究人员研制出一种锂水电池 可作为鱼雷和潜艇的储备电源 该电池以金属锂和钢板为电极材料 以lioh为电解质 使用时加入水即可放电 关于该电池的下列说法不正确的是 a 水既是氧化剂又是溶剂b 放电时正极上有氢气生成c 放电时oh 向正极移动d 总反应为 2li 2h2o 2lioh h2 解题指南 解答本题应注意以下三点 1 活泼金属一般作原电池的负极失电子 发生氧化反应 2 原电池中电解质溶液中的阳离子一般是移向正极得电子 发生还原反应 3 金属锂是一种活泼的碱金属 容易和水反应放出氢气 解析 选c 1 判断电极 金属锂比铁活泼 作原电池的负极 电极反应式为 li e li lioh溶液中的阳离子有li 和h 由于氧化性h li 所以正极反应是 2h 2e h2 2 选项分析 由正极反应式可知 b项正确 因h 来自于水的电离 所以h 放电的同时溶液中产生了oh 即该反应的总反应方程式为 2li 2h2o 2lioh h2 d项正确 该反应中水既是氧化剂又是溶剂 a项正确 在原电池的放电过程中 阳离子向正极移动 阴离子向负极移动 所以oh 向负极移动 c项错误 4 2011 安徽高考 研究人员最近发现了一种 水 电池 这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电 在海水中电池总反应可表示为 5mno2 2ag 2nacl na2mn5o10 2agcl下列 水 电池在海水中放电时的有关说法正确的是 a 正极反应式 ag cl e agclb 每生成1molna2mn5o10转移2mol电子c na 不断向 水 电池的负极移动d agcl是还原产物 解析 选b 由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物 即银作负极 产物agcl是氧化产物 a d都不正确 在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应 所以阳离子向电池的正极移动 c错误 化合物na2mn5o10中mn元素的化合价是价 所以每生成1molna2mn5o10转移电子的物质的量为 4 5 2mol 因此选项b正确 5 2011 广东高考 某小组为研究电化学原理 设计装置 下列叙述不正确的是 a a和b不连接时 铁片上会有金属铜析出b a和b用导线连接时 铜片上发生的反应为 cu2 2e cuc 无论a和b是否连接 铁片均会溶解 溶液从蓝色逐渐变成浅绿色d a和b分别连接直流电源正 负极 电压足够大时 cu2 向铜电极移动 解析 选d a和b不连接时 铁比铜活泼 从溶液中置换出铜 a项正确 a和b连接时 形成原电池 铁作为负极而溶解 铜作为正极 溶液中的cu2 得到电子被还原成铜单质 所以b项正确 无论a和b是否连接 装置中都发生fe cu2 cu fe2 的反应 溶液会从蓝色逐渐变为浅绿色 c正确 如果a和b分别连接直流电源正 负极 该装置为电解池 cu为阳极 fe为阴极 则溶液中的阳离子向阴极移动 即向铁电极移动 d项不正确 故选d 6 2010 新课标全国卷 根据图示 可判断出下列离子方程式中错误的是 a 2ag s cd2 aq 2ag s cd s b co2 aq cd s co s cd2 aq c 2ag aq cd s 2ag s cd2 aq d 2ag aq co s 2ag s co2 aq 解析 选a 第一个原电池装置中 cd作负极 co作正极 自发进行的氧化还原反应是co2 aq cd s co s cd2 aq 第二个原电池装置中 co作负极 ag作正极 自发进行的氧化还原反应是2ag aq co s 2ag s co2 aq 由以上两个方程式相加可得2ag aq cd s 2ag s cd2 aq 因此b c d都正确 cd2 不能氧化ag 所以a不正确 故本题选a 7 双选 2010 广东高考 铜锌原电池 如图 工作时 下列叙述正确的是 a 正极反应为 zn 2e zn2 b 电池反应为 zn cu2 zn2 cuc 在外电路中 电子从负极流向正极d 盐桥中的k 移向znso4溶液 解析 选b c zn是原电池的负极 故a错 原电池总反应与没有形成原电池时的氧化还原反应相同 故b正确 根据闭合回路的电流方向 在外电路中 电流由正极流向负极 因电子流向与电流的方向相反 即电子由负极流向正极 故c正确 在溶液中 阳离子向正极移动 故d错 8 2010 江苏高考 如图是一种航天器能量储存系统原理示意图 下列说法正确的是 a 该系统中只存在3种形式的能量转化b 装置y中负极的电极反应式为 o2 2h2o 4e 4oh c 装置x能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生d 装置x y形成的子系统能实现物质的零排放 并能实现化学能与电能间的完全转化 解析 选c a项 该系统有太阳能转化为电能 电能转化为化学能 化学能转化为电能 电能转化为机械能 太阳能转化为机械能多种能量转化形式 a项错 b项 装置y为原电池 负极发生氧化反应 应是h2反应 b项错 c项 装置x为电解池 其作用是将水转化为燃料 氢气 和氧化剂 氧气 c项正确 d项 化学能与电能间不可能完全转化 d项错 9 2010 全国卷 如图是一种染料敏化太阳能电池的示意图 电池的一个电极由有机光敏燃料 s 涂覆在tio2纳米晶体表面制成 另一电极由导电玻璃镀铂构成 电池中发生的反应为 tio2 stio2 s 激发态 tio2 s tio2 s e i3 2e 3i 2tio2 s 3i 2tio2 s i3 下列关于该电池叙述错误的是 a 电池工作时 是将太阳能转化为电能b 电池工作时 i 在镀铂导电玻璃电极上放电c 电池中镀铂导电玻璃为正极d 电池的电解质溶液中i 和i3 的浓度不会减小 解析 选b a项从装置示意图可看出这是个原电池 把上面四个反应加起来可知 化学物质并没有减少 最终是将光能转化为电能 这是个太阳能电池 所以a选项正确 b项从示意图可看出在外电路中电子由负极流向正极 即镀铂导电玻璃电极做正极 发生还原反应 i3 2e 3i 该电极生成了i 所以b选项错误 c项根据电子流向 可知镀铂导电玻璃为正极 所以c选项说法正确 d项此太阳能电池中总的反应一部分实质就是 i3 3i 的转化 还有i2 i i3 另一部分就是光敏有机物激发态与基态的相互转化 所有化学物质最终均不被损耗 所以d选项正确 还原氧化 10 2009 山东高考 zn mno2干电池应用广泛 其电解质溶液是zncl2 nh4cl混合溶液 1 该电池的负极材料是 电池工作时 电子流向 填 正极 或 负极 2 若zncl2 nh4cl混合溶液中含有杂质cu2 会加速某电极的腐蚀 其主要原因是 欲除去cu2 最好选用下列试剂中的 填代号 a naohb znc fed nh3 h2o 3 mno2的生产方法之一是以石墨为电极 电解酸化的mnso4溶液 阴极的电极反应式是 若电解电路中通过2mol电子 mno2的理论产量为 g 解析 1 原电池的负极是发生氧化反应的一极 zn 2e zn2 电池工作时 电子是从负极流向正极 2 zn与cu2 发生氧化还原反应 生成的cu附着在zn的表面构成铜锌原电池 加快反应速率 从而加快zn的腐蚀 3 电解池的阴极是发生还原反应的一极 2h 2e h2 生成1molmno2需转移2mol电子 故通过2mol电子 理论上生成1molmno2 质量为87g 答案 1 zn 或锌 正极 2 锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀b 3 2h 2e h2 87 电化学装置电极反应式和总式的书写高考指数 11 2012 安徽高考 某兴趣小组设计如下微型实验装置 实验时 先断开k2 闭合k1 两极均有气泡产生 一段时间后 断开k1 闭合k2 发现电流表a指针偏转 下列有关描述正确的是 a 断开k2 闭合k1时 总反应的离子方程式为 2h 2cl cl2 h2 b 断开k2 闭合k1时 石墨电极附近溶液变红c 断开k1 闭合k2时 铜电极上的电极反应式为 cl2 2e 2cl d 断开k1 闭合k2时 石墨电极作正极 解题指南 解答本题时要注意做到 三看 一看电源 断开k2 闭合k1时 有电源装置为电解池 断开k1 闭合k2时 无电源为原电池 二看电极 电极材料为石墨和铜 判断阴阳极和正负极 三看电解质溶液 解析 选d 断开k2 闭合k1时 装置为电解池 两极均有气泡产生 则反应为2cl 2h2oh2 2oh cl2 石墨为阳极 铜为阴极 因此石墨电极处产生cl2 在铜电极处产生h2 附近产生oh 溶液变红 故a b两项均错误 断开k1 闭合k2时 为原电池反应 铜电极反应为h2 2e 2oh 2h2o 为负极 而石墨电极反应为cl2 2e 2cl 为正极 故c项错误 d项正确 12 2012 浙江高考 以铬酸钾为原料 电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下 下列说法不正确的是 a 在阴极室 发生的电极反应为 2h2o 2e 2oh h2 b 在阳极室 通电后溶液逐渐由黄色变为橙色 是因为阳极区h 浓度增大 使平衡2cro42 2h cr2o72 h2o向右移动c 该制备过程总反应的化学方程式为 4k2cro4 4h2o2k2cr2o7 4koh 2h2 o2 d 测定阳极液中k和cr的含量 若k与cr的物质的量之比 nk ncr 为d 则此时铬酸钾的转化率为 解题指南 解答本题时应注意以下两点 1 看清阴 阳极的电极材料 2 阴 阳极上放电的离子分析 解析 选d 由反应的装置分析 惰性电极为阳极 则电解该溶液的实质是电解水 所以阳极是溶液中的氢氧根离子失电子 而阴极是氢离子得电子 故在阴极发生的电极反应为2h2o 2e 2oh h2 a对 由于阳极氢氧根离子放电所以剩余大量的氢离子 会使氢离子的浓度变大 故使平衡2cro42 2h cr2o72 h2o向右移动 b对 根据阴 阳极放电的离子可以得知总反应式为4k2cro4 4h2o2k2cr2o7 4koh 2h2 o2 c对 假设阳极区的k的物质的量为d 则cr的物质的量为 1 设cro42 的转化量是x 则消耗的h 的物质的量为x 则进入阳极区的k 的物质的量为x 由此可知k 的总物质的量为d x n k2cro4 1 2n k n cr 所以1 2 d x 1 x 2 d cro42 的转化率为x 1 2 d 所以d项错 13 2011 北京高考 结合图示判断 下列叙述正确的是 a 和 中正极均被保护b 和 中负极反应均是fe 2e fe2 c 和 中正极反应均是o2 2h2o 4e 4oh d 和 中分别加入少量k3 fe cn 6 溶液 均有蓝色沉淀 解析 选a 锌比铁活泼 装置 中锌作负极 方程式为zn 2e zn2 铁作正极 但溶液显中性 所以发生锌的吸氧腐蚀 正极反应是o2 2h2o 4e 4oh 由于铁比铜活泼 装置 中铁作负极 负极反应为fe 2e fe2 铜作正极 但溶液显酸性 所以正极是溶液中的氢离子得电子 方程式为2h 2e h2 因为装置 中没有fe2 生成 所以装置 中加入少量k3fe cn 6溶液时 没有蓝色沉淀产生 综上所叙 只有选项a是正确的 14 2010 安徽高考 某固体酸燃料电池以cshso4固体为电解质传递h 其基本结构见下图 电池总反应可表示为 2h2 o2 2h2o 下列有关说法正确的是 a 电子通过外电路从b极流向a极b b极上的电极反应式为 o2 2h2o 4e 4oh c 每转移0 1mol电子 消耗1 12l的h2d h 由a极通过固体酸电解质传递到b极 解题指南 本题重在考查燃料电池的工作原理 解题的关键有两点 1 要明确原电池溶液中离子的移动方向 阴离子移向负极 阳离子移向正极 2 电极反应式的书写一定要注意电解质 如本题是固体酸燃料电池 没有水 解析 选d 1 在化学电池中 电子从负极 a极 流向正极 b极 故a错 2 本题是固体酸燃料电池 没有水 故正极的反应式为 o2 4e 4h 2h2o b错 3 该电池每转移0 1mol电子 消耗0 05molh2 但没有指明是否处于标准状况下 不一定是1 12l 故c错 4 在原电池中 阳离子向正极移动 故d正确 15 2010 福建高考 铅蓄电池的工作原理为 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 如图 下列判断不正确的是 a k闭合时 d电极反应式 pbso4 2h2o 2e pbo2 4h so42 b 当电路中转移0 2mol电子时 中消耗的h2so4为0 2molc k闭合时 中so42 向c电极迁移d k闭合一段时间后 可单独作为原电池 d电极为正极 解析 选c 选项a k闭合时 为原电池 为电解池 中发生充电反应 d电极为阳极发生氧化反应 其反应式为pbso4 2h2o 2e pbo2 4h so42 所以a正确 选项b 在上述总反应式中 得失电子总数为2e 当电路中转移0 2mol电子时 可以计算出 中消耗的硫酸的量为0 2mol 所以b项正确 选项c k闭合时d是阳极 阴离子向阳极移动 所以c项错误 选项d k闭合一段时间 也就是充电一段时间后 可以作为原电池 由于c表面生成pb 放电时作电源的负极 d表面生成pbo2 作电源的正极 所以d项正确 误区警示 如何判断原电池和电解池本题所示两个装置就是铅蓄电池的充电过程和放电过程 装置 的两个电极上分别为pb和pbo2 显然为放电装置 即原电池 装置 的两个电极上均为pbso4 显然为充电装置 即电解池 16 2010 浙江高考 li al fes电池是一种正在开发的车载电池 该电池中正极的电极反应式为 2li fes 2e li2s fe 有关该电池的下列说法中 正确的是 a li al在电池中作为负极材料 该材料中li的化合价为 1价b 该电池的电池反应式为 2li fes li2s fec 负极的电极反应式为 al 3e al3 d 充电时 阴极发生的电极反应式为 li2s fe 2e 2li fes 解析 选b 根据题目给出的正极反应式 得电子的反应 2li fes 2e li2s fe 可以判断负极的电极反应式应该为 2li 2e 2li 失电子的反应 因此 在负极材料中li的化合价为0价 a c两项错误 根据电池的正 负极反应式相加得电池反应式 2li fes li2s fe b项正确 充电时 电解池 阴极发生还原反应 得电子 故d项错误 17 2011 江苏高考 ag2o2是银锌碱性电池的正极活性物质 可通过下列方法制备 在koh溶液中加入适量agno3溶液 生成ag2o沉淀 保持反应温度为80 边搅拌边将一定量k2s2o8溶液缓慢加到上述混合物中 反应完全后 过滤 洗涤 真空干燥得固体样品 反应方程式为2agno3 4koh k2s2o8ag2o2 2kno3 2k2so4 2h2o 回答下列问题 1 上述制备过程中 检验洗涤是否完全的方法是 2 银锌碱性电池的电解质溶液为koh溶液 电池放电时正极的ag2o2转化为ag 负极的zn转化为k2zn oh 4 写出该电池反应方程式 3 准确称取上述制备的样品 设仅含ag2o2和ag2o 2 588g 在一定的条件下完全分解为ag和o2 得到224 0mlo2 标准状况下 计算样品中ag2o2的质量分数 计算结果精确到小数点后两位 解析 1 检验相关离子是否存在 就可以检验洗涤是否完全 2 根据电池正 负极反应的物质和电解质溶液 分析反应物和生成物 根据电子守恒进行配平 3 n o2 1 000 10 2mol设样品中ag2o2的物质的量为x ag2o的物质的量为y 248g mol 1 x 232g mol 1 y 2 588gx y 1 000 10 2mol解得x 9 500 10 3moly 1 000 10 3mol 答案 1 取少许最后一次洗涤液 滴入1滴 2滴ba no3 2溶液 若不出现白色浑浊 表示已洗涤完全 或取少许最后一次洗涤液 滴入1滴 2滴酚酞溶液 若溶液不显红色 表示已洗涤完全 2 ag2o2 2zn 4koh 2h2o 2k2zn oh 4 2ag 3 0 91 18 2011 山东高考 科研 生产中常涉及钠 硫及其化合物 1 实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠 化学反应方程式为 要清洗附着在试管壁上的硫 可用的试剂是 2 如图为钠高能电池的结构示意图 该电池的工作温度为320 左右 电池反应为2na xs na2sx 正极的电极反应式为 m 由na2o和al2o3制得 的两个作用是 与铅蓄电池相比 当消耗相同质量的负极活性物质时 钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍 3 na2s溶液中离子浓度由大到小的顺序为 向该溶液中加入少量固体cuso4 溶液ph 填 增大 减小 或 不变 na2s溶液长期放置有硫析出 原因为 用离子方程式表示 解析 1 2ch3ch2oh 2na2ch3ch2ona h2 清洗试管壁上的硫可用cs2或热的naoh溶液 2 正极的电极反应式为 xs 2e sx2 m的作用 一是导电 二是因钠与硫易反应 故它起到隔离作用 钠高能电池中负极为钠 有23g钠消耗释放1mol电子 则207g钠消耗时转移207 23mol电子 铅蓄电池的电极反应为 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 铅蓄电池中铅是负极 207g铅消耗时转移2mol电子 故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 207 23 2 4 5倍 3 根据电离与水解的知识可判断 c na c s2 c oh c hs c h 加入少量固体cuso4后 溶液中发生离子反应 cu2 s2 cus 由于c s2 降低 故由s2 水解产生的oh 量减小 c oh 变小 c h 变大 溶液的ph减小 na2s溶液长期放置所发生的化学反应方程式为2na2s o2 2h2o 4naoh 2s 故离子方程式为2s2 o2 2h2o 4oh 2s 答案 1 2ch3ch2oh 2na2ch3ch2ona h2 cs2 或热的naoh溶液 2 xs 2e sx2 或2na xs 2e na2sx 导电和隔离钠与硫4 5 3 c na c s2 c oh c hs c h 减小2s2 o2 2h2o 4oh 2s 电解原理及其应用高考指数 19 2012 福建高考 将如图所示实验装置的k闭合 下列判断正确的是 a cu电极上发生还原反应b 电子沿zn a b cu路径流动c 片刻后甲池中c so42 增大d 片刻后可观察到滤纸b点变红色 解题指南 解答本题时应明确以下四点 1 甲和乙装置形成原电池做电源电解饱和硫酸钠溶液 2 原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应 3 阴离子分别移向原电池的负极和电解池的阳极 4 电子在原电池中由负极移向正极 在电解池中由阳极移向阴极 但是不经过电解质溶液 解析 选a k闭合后 甲和乙装置通过盐桥形成原电池 zn是负极 发生氧化反应 cu是正极 发生还原反应 a选项正确 电子不经过溶液 b选项错误 在原电池中阴离子由正极移向负极 盐桥中的cl 向甲池移动 k 向乙池移动 两池中的c so42 均不变 c选项错误 a是电解池的阴极 电极反应式为 2h 2e h2 由于h 来自于水的电离 所以h 放电的同时溶液中产生了oh 所以滤纸的a点变红 d选项错误 20 2011 海南高考 一种充电电池放电时的电极反应为 h2 2oh 2e 2h2onio oh h2o e ni oh 2 oh 当为电池充电时 与外电源正极连接的电极上发生的反应是 a h2o的还原b nio oh 的还原c h2的氧化d ni oh 2的氧化 解题指南 解答本题要明确以下三点 1 可充电电池在充 放电时所依据的原理 2 电解池中电极的名称和规定 3 电极上发生反应的反应类型 解析 选d 由题意知 电池总反应为h2 2nio oh 2ni oh 2 可充电电池在充电时 实际上起一个电解池的作用 与外电源正极连接的电极是阳极 发生氧化反应 与放电时的正极反应相反 可知ni oh 2在反应中失电子被氧化 发生氧化反应 放电充电 21 2011 大纲版全国卷 用石墨作电极电解cuso4溶液 通电一段时间后 欲使电解液恢复到起始状态 应向溶液中加入适量的 a cuso4b h2oc cuod cuso4 5h2o 解析 选c 由阳极反应式 4oh 4e 2h2o o2 阴极反应式 cu2 2e cu 可知从体系中脱离的是cu和o2 相当于cuo 故选c 22 2011 上海高考 用电解法提取氯化铜废液中的铜 方案正确的是 a 用铜片连接电源的正极 另一电极用铂片b 用碳棒连接电源的正极 另一电极用铜片c 用氢氧化钠溶液吸收阴极产物d 用带火星的木条检验阳极产物 解析 选b 用电解法提取氯化铜废液中的铜时 铜必须作阴极 阳极是铜或惰性电极 阴极的反应式为 cu2 2e cu 23 双选 2010 海南高考 利用电解法可将含有fe zn ag pt等杂质的粗铜提纯 下列叙述正确的是 a 电解时以精铜作阳极b 电解时阴极发生还原反应c 粗铜连接电源负极 其电极反应是cu 2e cu2 d 电解后 电解槽底部会形成含少量ag pt等金属的阳极泥 解析 选b d 电解精炼铜时 粗铜作阳极 精铜作阴极 故a c错 电解池中阴极发生还原反应 故b正确 比铜活泼性差的金属形成阳极泥 故d正确 24 2012 重庆高考 尿素 co nh2 2 是首个由无机物人工合成的有机物 1 工业上尿素由co2和nh3在一定条件下合成 其反应方程式为 2 当氨碳比时 co2的转化率随时间的变化关系如图1所示 a点的逆反应速率v逆 co2 b点的正反应速率v正 co2 填 大于 小于 或 等于 nh3的平衡转化率为 3 人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素 原理如图2所示 图2 电源的负极为 填 a 或 b 阳极室中发生的反应依次为 电解结束后 阴极室溶液的ph与电解前相比将 若两极共收集到气体13 44l 标准状况 则除去的尿素为 g 忽略气体的溶解 解析 2 随着反应的进行 产物的浓度逐渐增大 逆反应速率增大 且b点时 反应达到平衡状态 正逆反应速率相等 2nh3 co2co nh2 2 h2o初始浓度4xx转化浓度1 2x0 6x因此氨气的转化率为 100 30 一定条件 3 图像中产生氯气的电极为阳极 与阳极相连的电极为正极 根据图像信息 阳极上先产生氯气 氯气具有氧化性 尿素中的氮原子为 3价 具有还原性 两者相遇发生氧化还原反应 反应过程中实际上发生两个反应 条件略去 2nacl 2h2o 2naoh cl2 h2 co nh2 2 3cl2 h2o n2 co2 6hcl 两方程式相加消去中间产物可得 总反应方程式 co nh2 2 h2o n2 co2 3h2 由此可知反应的最终结果是没有酸或者碱生成 阴极室的酸碱性不会发生改变 两极产生的气体是氢气 氮气和二氧化碳 根据反应方程式 若设氢气的物质的量为x 氮气和二氧化碳各为x 3 x 0 36mol 求出x的值后根据尿素和氯气的反应方程式可计算出尿素的量 答案 1 2nh3 co2co nh2 2 h2o 2 小于 30 3 b 2cl 2e cl2 co nh2 2 3cl2 h2o n2 co2 6hcl 不变7 2 一定条件 25 2010 四川高考 碘被称为 智力元素 科学合理地补充碘可防止碘缺乏病 碘酸钾 kio3 是国家规定的食盐加碘剂 它的晶体为白色 可溶于水 碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘 以碘为原料 通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示 请回答下列问题 1 碘是 填颜色 的固体物质 实验室常用 的方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘 2 电解前 先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液 溶解时发生反应 3i2 6koh 5ki kio3 3h2o 将该溶液加入阳极区 另将氢氧化钾溶液加入阴极区 电解槽用水冷却 电解时 阳极上发生反应的电极反应式为 阴极上观察到的实验现象是 3 电解过程中 为确定电解是否完成 需检验电解液中是否有i 请设计一个检验电解液中是否有i 的实验方案 并按要求填写下表 要求 所需药品只能从下列试剂中选择 实验仪器及相关用品自选 试剂 淀粉溶液 碘化钾淀粉试纸 过氧化氢溶液 稀硫酸 4 电解完毕 从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下 步骤 的操作名称是 步骤 的操作名称是 步骤 洗涤晶体的目的是 解题指南 本题考查电极反应式的书写 离子检验和实验设计能力以及物质的分离和提纯等知识点 解题的关键有以下三点 1 阳极反应式的书写既要考虑阳极放电的离子 又要考虑溶液中的溶质参与反应 2 要检验i 根据其具有还原性 应选择有氧化性的物质 并使反应有明显的实验现象 3 过滤后的沉淀都要洗涤 因为沉淀上有水 而水中溶解了其他的溶质 需要洗涤才能得到纯净的沉淀 这一点是学生容易忽视的 解析 1 考查物质的物理性质 较容易 2 阳极发生氧化反应失去电子 2i 2e i2 或i 6oh 6e io3 3h2o 阴极 2h 2e h2 3 i 的检验可利用淀粉遇碘单质变蓝色这一特性 阳极区的碘酸钾在酸性条件下能将碘离子氧化为碘单质 加淀粉即可检验 4 从溶液中得到晶体的操作步骤是 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 洗涤和干燥 答案 1 紫黑色升华 2 2i 2e i2 或i 6oh 6e io3 3h2o 有无色气泡产生 3 4 冷却结晶干燥洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质 26 2010 全国卷 如图是一个用铂丝作电极 电解稀mgso4溶液 电解液中加有中性红指示剂 此时溶液呈红色 指示剂的ph变色范围 6 8 8 0 酸色 红色 碱色 黄色 回答下列问题 1 下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是 填编号 a管溶液由红变黄 b管溶液由红变黄 a管溶液不变色 b管溶液不变色 2 写出a管中发生反应的反应式 3 写出b管中发生反应的反应式 4 检验a管中气体的方法是 5 检验b管中气体的方法是 6 电解一段时间后 切断电源 将电解液倒入烧杯内观察到的现象是 解析 由装置图可知a为电解池的阴极 电极反应式为 4h 4e 2h2 b为电解池的阳极 电极反应式为 4oh 4e 2h2o o2 根据放电情况可知a极由于h 放电附近显碱性 指示剂应显黄色 同时还会发生反应mg2 2oh mg oh 2 b极由于oh 放电附近显酸性 指示剂仍显本身的颜色红色 在检验h2时利用其可燃性 检验o2时用能否使带火星的木条复燃进行检验 由于该电解池实质是电解水 所以将电解液倒入烧杯后 整个溶液呈中性 故指示剂变红 mg oh 2沉淀会消失 答案 1 2 2h 2e h2 mg2 2oh mg oh 2 3 4oh 4e 2h2o o2 4 用拇指按住管口 取出试管 靠近火焰 放开拇指 有爆鸣声 5 用拇指按住管口 取出试管 放开拇指 将带有火星的木条伸入试管内会复燃 6 溶液呈红色 白色沉淀溶解 或大部分溶解 27 2009 全国卷 如图所示装置中 甲 乙 丙三个烧杯依次分别盛放100g5 00 的naoh溶液 足量的cuso4溶液和100g10 00 的k2so4溶液 电极均为石墨电极 1 接通电源 经过一段时间后 测得丙中k2so4浓度为10 47 乙中c电极质量增加 据此回答问题 电源的n端为 极 电极b上发生的电极反应为 列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积 电极c的质量变化是 g 电解前后各溶液的酸 碱性大小是否发生变化 简述其原因 甲溶液 乙溶液 丙溶液 2 如果电解过程中铜全部析出 此时电解能否继续进行 为什么 解析 由信息c电极质量增加知 c极上析出铜 故c为阴极 d为阳极 e为阴极 f为阳极 n为正极 m为负极 a为阴极 b为阳极 甲烧杯中b极上发生反应为4oh 4e 2h2o o2 电解k2so4溶液实际上是电解水 设电解水的质量为m 则100g 10 00 100g m 10 47 解得m 4 5g 即0 25molh2o 每电解2molh2o转移4mol电子 故整个装置发生电极反应转移0 5mol电子 产生o2的体积为v n vm 22 4l mol 1 2 8l c极上析出铜 的质量为 64g mol 1 16g 电解naoh溶液实质是电解水 c oh 增大 碱性增强 电解cuso4溶液总反应式为 2cuso4 2h2o2cu 2h2so4 o2 生成h2so4酸性增强 丙中k2so4为中性溶液电解水后溶液仍呈中性 即溶液酸碱性无变化 答案 1 正 4oh 4e 2h2o o2 水减少的质量 100g 4 5g 生成o2体积 22 4l mol 1 2 8l 16 碱性增强 因为电解后 水量减少 溶液中naoh浓度增大酸性增强 因为阳极上oh 生成o2 溶液中h 浓度增加酸碱性没有变化 因为k2so4是强酸强碱盐 浓度增加不影响溶液的酸碱性 2 电解能继续进行 因为cuso4溶液已转变为h2so4溶液 反应也就变为水的电解反应 金属的腐蚀和防护高考指数 28 2012 山东高考 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 a 图a中 插入海水中的铁棒 越靠近底端腐蚀越严重b 图b中 开关由m改置于n时 cu zn合金的腐蚀速率减小c 图c中 接通开关时zn腐蚀速率增大 zn上放出气体的速率也增大d 图d中 zn mno2干电池自放电腐蚀主要是由mno2的氧化作用引起的 解析 选b a项 因溶液具有均一性 烧杯底端的溶液的浓度与上端相同 故腐蚀速率相同 a错误 b项 由m改置于n后 锌作原电池的负极 cu zn合金应充当原电池的正极 明显受到了一定的保护 腐蚀速率减小 b正确 c项 接通开关时 锌作原电池的负极 腐蚀速率变大 但是气体不在锌 负极 上产生 而是在铂 正极 上产生 c错误 d项 zn mno2干电池发生放电反应 导致zn被腐蚀 主要原因是锌发生氧化反应 体现了锌的还原性 d错误 29 双选 2011 海南高考 根据图示 下列判断中正确的是 a 烧杯a中的溶液ph升高b 烧杯b中发生氧化反应c 烧杯a中发生的反应为2h 2e h2 d 烧杯b中发生的反应为2cl 2e cl2 解析 选a b zn比fe活泼 所以zn作负极 发生氧化反应 电极反应式为 zn 2e zn2 fe作正极 氧气在该电极上发生还原反应 电极反应式为 2h2o o2 4e 4oh 反应后溶液ph升高 30 2010 北京高考 下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是 钢管与电源正极连接 钢管可被保护 铁遇冷浓硝酸表面钝化 可保护内部不被腐蚀 钢管与铜管露天堆放在一起 钢管不易被腐蚀 钢铁发生析氢腐蚀时 负极反应是fe 3e fe3 解析 选b a中钢管与电源正极连接 成为电解池的阳极而被溶解 加速了钢管的腐蚀 故a项不正确 铁遇冷浓硝酸表面钝化 形成了一层致密的氧化物保护膜 可保护内部不被腐蚀 故b正确 钢管与铜管露天堆放在一起 潮湿的空气作为电解质溶液 铜管为正极 钢管为负极发生电化学腐蚀 加速了钢管的腐蚀 故c项不正确 钢铁发生析氢腐蚀时 负极反应应是fe 2e fe2 故d项不正确 31 2010 山东高考 对金属制品进行抗腐蚀处理 可延长其使用寿命 1 以下为铝材表面处理的一种方法 碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜 碱洗时常有气泡冒出 原因是 用离子方程式表示 为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收 最好向槽液中加入下列试剂中的 a nh3b co2c naohd hno3 以铝材为阳极 在h2so4溶液中电解 铝材表面形成氧化膜 阳极电极反应式为 取少量废电解液 加入nahco3溶液后产生气泡和白色沉淀 产生沉淀的原因是 2 镀铜可防止铁制品腐蚀 电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 3 利用如图装置 可以模拟铁的电化学防护 若x为碳棒 为减缓铁的腐蚀 开关k应置于 处 若x为锌 开关k置于m处 该电化学防护法称为 解析 1 冒气泡的原因是al与naoh溶液反应 化学方程式为 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 使alo2 生成沉淀 最好是通入co2 若加hno3 过量时沉淀容易溶解 阳极是al发生氧化反应 要生成氧化膜 还必须有h2o参加 故电极反应式为 2al 3h2o 6e al2o3 6h 加入nahco3溶液后产生气泡和白色沉淀 是由于废电解液中含有al3 和hco3 相互促进水解 2 电镀时 阳极cu可以发生氧化反应生成cu2 以补充溶液中的cu2 3 铁被保护 可以是作原电池的正极 或者电解池的阴极 故若x为碳棒 开关k应置于n处 fe作阴极受到保护 若x为锌 开关k置于m处 铁作正极 锌作负极 称为牺牲阳极的阴极保护法 答案 1 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 b 2al 3h2o 6e al2o3 6h al3 和hco3 相互促进水解 al3 3hco3 al oh 3 3co2 2 阳极cu可以发生氧化反应生成cu2 3 n牺牲阳极的阴极保护法 原电池1 概念 能将化学能转变为电能的装置 2 3 工作原理 4 原电池的电极判断 5 电极反应式的书写 1 一般电极反应式的书写 按照负极发生氧化反应 正极发生还原反应 判断出电极反应的产物 找出得失电子的数量 电极产物在电解质溶液的环境中 应能稳定存在 如碱性介质中生成的h 应让其结合oh 生成水 电极反应式要根据电荷守恒和质量守恒等加以配平 两电极反应式相加 与总反应式对照验证 列物质标得失看环境配守恒两式加验总式 2 复杂电极反应式的书写 复杂电极较简单一极的反应式电极反应式如ch4酸性燃料电池中 ch4 2o2 co2 2h2o 总反应式2o2 8h 8e 4h2o 正极反应式ch4 2h2o 8e co2 8h 负极反应式 总反应式 6 常见的化学电源 1 一次电池 碱性锌锰电池的工作原理如下 2 二次电池 可充电电池 铅蓄电池是最常见的二次电池 负极材料是pb 正极材料是pbo2 电解质溶液为稀硫酸 放电时的反应a 负极反应 pb s so42 aq 2e pbso4 s b 正极反应 pbo2 s 4h aq so42 aq 2e pbso4 s 2h2o l c 电池总反应 pb s pbo2 s 2h2so4 aq 2pbso4 s 2h2o l 充电时的反应a 阴极反应 pbso4 s 2e pb s so42 aq b 阳极反应 pbso4 s 2h2o l 2e pbo2 s 4h aq so42 aq c 电池总反应 2pbso4 s 2h2o l pb s pbo2 s 2h2so4 aq 3 燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池 可分酸性和碱性两种 名师点睛 1 较活泼的金属不一定作负极通常两种活泼性不同的金属在电解质溶液中构成原电池时 较活泼的金属作负极 但也不是绝对的 严格地说 应以发生的电极反应来定 例如 mg al合金放入稀盐酸中 mg比al易失去电子 mg作负极 将mg al合金放入烧碱溶液中 由于发生反应的是al 故al作负极 2 常见的两类原电池装置一类是普通原电池装置 另一类是产生电流效率较高的带盐桥的原电池装置 如图所示 1 两装置工作原理是相同的 即总反应方程式是zn h2so4 znso4 h2 2 盐桥的作用 使整个装置构成通路 代替两溶液直接接触 平衡电荷 提高电流效率 状元心得 电极反应式书写的注意点 1 原电池正负极判断的基础是氧化还原反应 如果给出一个方程式判断正负极 可以直接根据化合价的升降来判断 化合价升高的电极发生氧化反应 为负极 化合价降低的电极发生还原反应 为正极 2 依据金属的活泼性判断电极时 不能简单的进行判断 要看反应的具体情况 如铝在强碱溶液中更容易失去电子 故mg al 强碱构成原电池时 铝作负极 状元心得 充电电池电极反应式的书写方法 1 充电时的连接方法 电池的负极与外电源的负极相连 电池的正极与外电源的正极相连 2 可充电电池电极反应式的书写方法 书写可充电电池电极反应式 书写放电的电极反应式时 一般要根据三步 第一 先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目 找出参与负极和正极反应的物质 第二 写