2014年高考电化学新题解析及备考启示(下)[文档资料]

2014 年高考电化学新题解析及备考启示 (下 ) 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 三、考查微粒的移动方向 例 4 （ 1）（ 2014 年福建卷， 24题节选）如图 1 是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 该电化腐蚀称为 。 图中 A、 B、 C、 D 四个区域，生成铁锈最多的是 （填字母）。 （ 2）（ 2014 年新课标 I 卷， 27题节选） H3PO2 也可用电渗析法制备， “ 四室电渗析法 ” 工作原理如图 2 所示（阳膜和 阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）： （已知： H3PO2 及 NaH2PO2 均可将溶液中的银离子还原为银单质，从而可用于化学镀银） 写出阳极的电极反应式 。 分析产品室可得到 H3PO2 的原因 。 早期采用 “ 三室电渗析法 ” 制备 H3PO2：将 “ 四室电渗析法 ” 中阳极室的稀硫酸用 H3PO2 稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 杂质，该杂质产生的原因是 。 【解析】（ 1） 海水（主要为氯化钠的稀溶液）是中性溶液，铁 在中性溶液中发生吸氧腐蚀。 海水表面溶解的氧气最多，氧气得电子生成 OH-； C 处的铁失去电子生成Fe2+，可以想象为水面生成的 OH-与 C 处生成的 Fe2+相互吸引并结合生成 Fe（ OH） 2， Fe（ OH） 2 进一步被表面海水中溶解的氧化为 Fe（ OH） 3， Fe（ OH） 3 分解生成铁锈，故在靠近表面的 B 处生成的铁锈最多。各反应发生的大致区域如图 3所示： （ 2） 电解稀硫酸的阳极是 “ 放氧生酸 ” ： 2H2O-4e-O2+4H+ 。 电解 NaOH 稀溶液的阴极是 “ 放氢生碱 ” ：4H2O+4e-2H2+4OH -。阳极室不断 生成的 H+与原料室的H2PO2-相互吸引， H+穿过阳膜扩散至产品室， H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室，二者结合生成弱电解质 H3PO2。 “H3PO2及 NaH2PO2 均可将溶液中的银离子还原为银单质 ” 说明 H3PO2及 H2PO2-具有还原性。合并前后的不同在于：合并前 H2PO2-没有与阳极接触，合并后具有还原性的 H2PO2-与阳极接触放电（失去电子）被氧化为 PO43-。 【答案】（ 1） 吸氧腐蚀 B （ 2） 2H2O - 4e- O2+4H+ 阳极室的 H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成 H3PO2 PO43 - H2PO2-或 H3PO2 被氧化 【备考启示】（ 1） “ 阴阳相吸 ” 是很多化学反应的微观基础，阴阳相吸的含义有： 阴离子与阳离子相互吸引并发生迁移； 阴极吸引电解质溶液中的阳离子，阳极吸引电解质溶液中的阴离子，并使阳离子、阴离子发生定向移动； 正极吸引自由电子，使电子经过金属导线由负极定向移动到正极。（ 2）考生要有丰富的微观想象能力，铁锈主要不在正极或负极处形成，而主要在正、负极之间产生，因为 Fe（ OH） 2 在正、负极之间形成， Fe（ OH） 2 继续 与溶解的 O2（靠近水面溶解的 O2多）反应生成 Fe（ OH） 3， Fe（ OH） 3脱去一部分水才生成铁锈，因此铁锈主要是在有 O2的区域形成。复习备考归根到底是要对教材知识有深刻的理解！ 四、考查对比分析的能力 例 5 （ 2014 年天津卷， 7 题节选）已知： 化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 类型 离子化合物 离子化合物 离子化合物 共价化合物 熔点 / 2800 2050 714 191 工业制镁时，电解 MgCl2 而不电解 MgO 的原因是 ；制铝时，电解 Al2O3 而不电解 AlCl3 的原因是 。 【解析】氧化镁和氯化镁都是离子化合物，在熔融状态下电解均能制备金属镁，但氧化镁的熔点（ 2800 ）比氯化镁的熔点（ 714 ）高得多，因此电解熔融氧化镁制备金属镁比电解熔融的氯化镁制备金属镁能耗要大得多，生产成本也高得多。氧化铝是离子化合物，氯化铝是共价化合物，熔融状态下氧化铝能导电而氯化铝却不能导电，因此只能选择电解氧化铝制铝而不能选择电解氯化铝制铝。 【答案】 MgO 的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本 AlCl3 是共价化合物，熔 融态难导电 【备考启示】（ 1）复习过程中，要善于思考、发现异同，利用结构、性质上的不同来解释应用上的差别。（ 2）实际工业生产中用冰晶石（ Na3AlF6）降低氧化铝的熔点，从而降低生产成本。（ 3）纯净的熔融氯化铝不导电，但我们可以设想，如果找到某种物质与熔融态的氯化铝形成的液态混合物能导电，那么电解熔融氯化铝就能制备金属铝。事实上，工业上已有用电解 AlCl3-NaCl-KCl 的熔融盐混合物的方法制备金属铝，其能耗比电解氧化铝与冰晶石的熔融混合物更低。 五、考查复杂装置的判断 例 6 （ 2014 年广东卷， 11题）某同学组装了如图 4 所示的电化学装置。电极 I 为 Al，其他电极均为 Cu，则（ ） A.电流方向：电极 IV 电极 I B.电极 发生还原反应 C.电极 逐渐溶解 D.电极 的电极反应： Cu2+2e-Cu 【解析】本题考查考生的观察理解能力。前两个烧杯中有盐桥，很容易让考生联想到盐桥电池，若将 和 、 和 断开，把 和 连接起来，就是总反应为 2Al+3CuSO4Al2（ SO4） 3+3Cu 的盐桥电池，如图 5 所示： 第三个烧杯中 是两个铜电极插入硫酸铜溶液中，应该联想到铜的电解精炼装置：盐桥电池的负极铝与铜电极 相连，铜电极 作电解池的阴极；盐桥电池的正极与铜电极 相连，铜电极 作电解池的阳极。至此，考生可在图上标明，如图 6 所示： 参照图 6，根据电化学的基础知识可以顺利得出结论。电流方向与电子方向相反，即电极 经电流计到电极 ， A 正确。电池负极是还原剂，失去电子发生氧化反应， B 错误。电极 是正极，电解质溶液中的铜离子不断得到电子并在电极表面析出铜，电极 II逐渐变粗， C 错误。电极 是铜作活泼阳极，失去电子被氧化： Cu-2e-Cu2+， D 错误。 【答案】 A 【备考启示】（ 1）利用原电池作为电解池的电源，创设比较复杂的情景，考查考生的观察理解能力，这种命题方式应引起考生的重视。（ 2）盐桥电池的构造是：还原剂与氧化产物在一起构成电池的负极区，氧化剂与还原产物在一起构成电池的正极区，负极区与正极区通过盐桥相连。理解并牢记盐桥电池的优点：可以避免氧化剂与还原剂（如本题中的铜离子和铝）的接触，从而避免能量损失，提高电池效率，提供稳定的电流。 六、考查电化学计算 例 7 （ 2014 年重庆卷， 11题节选）一定 条件下，如图7 所示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其他有机物）。 导线中电子移动方向为 _。（用 A、 D 表示） 生成目标产物的电极反应式为 _。 该储氢装置的电流效率 = 。 （ =100% ，计算结果 保留小数点后 1 位） 【解析】 仔细观察装置图可以发现：电解池左边 D电极上发生的反应是苯加氢还原。根据电解池中电极名称的规定知：发生还原反应的 D 电极是阴极，即电子流入的电极，故导线中电子移动方向为 AD 。 该电解池的 目的是为了储氢，故目标产物为环己烷，其电极反应式为C6H6+6H+6e-C6H12。 阳极生成的 H+经过高分子电解质膜移动至阴极，一部分 H+与苯一起得电子生成环己烷，还有一部分 H+ 得电子生成 H2（ 2H+2e-H2 ，阴极的副反应），左边（阴极区）出来的混合气体成分为未反应的苯（ g）和生成的环己烷（ g）、 H2，设未反应的苯蒸气物质的量为 x，生成的氢气的物质的量为 y，阴极生成的气态环己烷为（ 2.4-x）mol，得到电子 6（ 2.4-x） mol，阴极生成 y mol H2 得到电子 2y mol，阳极（ E 极）的电极反应式为 2H2O-4e-O2+4H+ ，生成 2.8 mol O2 失去电子物质的量为 42.8 mol=11.2 mol ，根据得失电子守恒有 6（ 2.4-x） mol+2y mol=11.2 mol；阴极出来的混合气体中苯蒸气的物质的量分数为 x （ 10+y） = 0.1；联解得 x=1.2 mol，电流效率为 6 （ 2.4-1.2） 11.2100%=64.3% 。 【答案】 AD C6H6+6H+6e -C6H12 64.3% 【备考启示】 “ 定量计算进入化学意味着化学的成熟 ” “ 将化学问题抽象成数学问题是思维的飞跃 ” 等观点是命题专家的共识。要加强复习备考的针对性就应重视通过计算和推理解决实际化学计算题。 Q