高考化学一轮复习 专题十一 电化学课件1.ppt

专题十一电化学 高考化学 课标 专用 考点一原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护1 2018课标 12 6分 我国科学家研发了一种室温下 可呼吸 的na co2二次电池 将naclo4溶于有机溶剂作为电解液 钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料 电池的总反应为 3co2 4na2na2co3 c 下列说法错误的是 a 放电时 cl向负极移动b 充电时释放co2 放电时吸收co2c 放电时 正极反应为 3co2 4e 2c cd 充电时 正极反应为 na e na 五年高考 a组统一命题 课标卷题组 答案d本题考查二次电池的工作原理 放电时 负极反应为 4na 4e 4na 正极反应为3co2 4e c 2c na 移向正极 c cl移向负极 a c正确 充电过程与放电过程相反 b正确 充电时 阳极反应为2c c 4e 3co2 d错误 规律总结二次电池充 放电的电极判断二次电池充电时 正接正 负接负 放电时的正极为充电时的阳极 放电时的负极为充电时的阴极 2 2018课标 11 6分 一种可充电锂 空气电池如图所示 当电池放电时 o2与li 在多孔碳材料电极处生成li2o2 x x 0或1 下列说法正确的是 a 放电时 多孔碳材料电极为负极b 放电时 外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极c 充电时 电解质溶液中li 向多孔碳材料区迁移d 充电时 电池总反应为li2o2 x2li 1 o2 答案d本题考查原电池原理和电解原理的综合运用 a项 依据题意和可充电电池装置图判断出 放电时锂电极作负极 多孔碳材料电极作正极 错误 b项 在原电池中 外电路电子由负极流向正极 即放电时 外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极 错误 c项 充电时 电解质溶液中的阳离子向阴极区迁移 即li 向锂电极区迁移 错误 d项 充电时 li 在阴极区得到电子生成li 阳极区生成o2 即电池总反应为li2o2 x2li 1 o2 正确 方法技巧可充电电池的工作原理 可充电电池中 放电过程用原电池原理分析 充电过程用电解原理分析 分析电化学问题时 先判断出电极 然后根据工作原理分析 3 2016课标 11 6分 mg agcl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池 下列叙述错误的是 a 负极反应式为mg 2e mg2 b 正极反应式为ag e agc 电池放电时cl 由正极向负极迁移d 负极会发生副反应mg 2h2omg oh 2 h2 答案bmg agcl电池中 mg为负极 agcl为正极 故正极反应式应为agcl e ag cl b项错误 思路分析agcl为正极材料 得电子生成ag和cl 正极附近溶液中c cl 逐渐增大 负极周围mg2 浓度逐渐增大 故cl 向负极移动 mg2 向正极移动 关联知识mg可以和热水缓慢反应生成mg oh 2和h2 4 2015课标 11 6分 0 588 微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置 其工作原理如图所示 下列有关微生物电池的说法的是 a 正极反应中有co2生成b 微生物促进了反应中电子的转移c 质子通过交换膜从负极区移向正极区 d 电池总反应为c6h12o6 6o26co2 6h2o 答案a根据微生物电池工作原理示意图可知 c6h12o6在负极上发生氧化反应 电极反应式为c6h12o6 24e 6h2o6co2 24h o2在正极上发生还原反应 电极反应式为6o2 24e 24h 12h2o 负极有co2生成 a项错误 b项 微生物促进了反应中电子的转移 正确 c项 质子通过交换膜从负极区移向正极区 正确 d项 电池总反应为c6h12o6 6o26co2 6h2o 正确 规律方法微生物电池也是燃料电池的一种 其实质还是氧化还原反应 5 2016课标 11 6分 锌 空气燃料电池可用作电动车动力电源 电池的电解质溶液为koh溶液 反应为2zn o2 4oh 2h2o2zn oh 下列说法正确的是 a 充电时 电解质溶液中k 向阳极移动b 充电时 电解质溶液中c oh 逐渐减小c 放电时 负极反应为 zn 4oh 2e zn ohd 放电时 电路中通过2mol电子 消耗氧气22 4l 标准状况 答案c充电时为电解池 溶液中的阳离子向阴极移动 发生的反应为2zn oh2zn o2 4oh 2h2o 电解质溶液中c oh 增大 故a项 b项均错误 放电时负极反应为zn 4oh 2e zn oh 故c项正确 每消耗1molo2电路中通过4mol电子 故d项错误 规律方法1 2 失电子 3 原电池充电时 正极接电源正极 电池正极变阳极 解题关键充电时 阳极 4oh 4e 2h2o o2 阴极 2zn oh 4e 2zn 8oh 总反应 2zn oh2zn 2h2o o2 4oh 6 2017课标 11 6分 全固态锂硫电池能量密度高 成本低 其工作原理如图所示 其中电极a常用掺有石墨烯的s8材料 电池反应为 16li xs88li2sx 2 x 8 下列说法错误的是 a 电池工作时 正极可发生反应 2li2s6 2li 2e 3li2s4b 电池工作时 外电路中流过0 02mol电子 负极材料减重0 14gc 石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性d 电池充电时间越长 电池中li2s2的量越多 答案d电池工作时为原电池 电池内部阳离子向正极移动 根据图示中li 移动方向可知 电极a为正极 依次发生s8 li2s8 li2s6 li2s4 li2s2的转化 a正确 电池工作时负极反应式为li e li 当转移0 02mol电子时 负极消耗的li的物质的量为0 02mol 质量为0 14g b正确 石墨烯具有导电性 可以提高电极a的导电能力 c正确 电池充电时为电解池 此时li2s2的量越来越少 d错误 思路分析结合反应原理 根据元素化合价的变化 判断放电时的正 负极 再结合电解质的性质书写电极反应式 7 2017课标 11 6分 支撑海港码头基础的钢管桩 常用外加电流的阴极保护法进行防腐 工作原理如图所示 其中高硅铸铁为惰性辅助阳极 下列有关表述不正确的是 a 通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零b 通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩c 高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流d 通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 答案c本题考查外加电流的阴极保护法 将被保护的金属 钢管桩 与电源的负极相连 防止钢管桩被腐蚀 外加保护电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流 故其表面腐蚀电流接近于零 a项正确 高硅铸铁为惰性辅助阳极 阳极上发生氧化反应 失去电子 电子从高硅铸铁流向钢管桩 b项正确 高硅铸铁为惰性辅助阳极 只是用于传递电流 故阳极材料不损耗 c项错误 金属的腐蚀受环境的影响 故通入的电流要根据环境条件的变化及时进行调整 d项正确 审题技巧本题易因忽视高硅铸铁为惰性辅助阳极而导致出错 通常除金 铂以外的金属作为阳极材料 是活性电极 优先于溶液中的粒子放电 且起到导电作用 此题指出惰性辅助阳极 惰性 说明在此条件下铁不放电 只是起导电作用 辅助 做题时 应 具体问题具体分析 不能一味地 按章办事 8 2015课标 26 14分 0 182 酸性锌锰干电池是一种一次性电池 外壳为金属锌 中间是碳棒 其周围是由碳粉 mno2 zncl2和nh4cl等组成的糊状填充物 该电池放电过程产生mnooh 回收处理该废电池可得到多种化工原料 有关数据如下表所示 溶解度 g 100g水 回答下列问题 1 该电池的正极反应式为 电池反应的离子方程式为 2 维持电流强度为0 5a 电池工作5分钟 理论上消耗锌g 已知f 96500c mol 1 3 废电池糊状填充物加水处理后 过滤 滤液中主要有zncl2和nh4cl 二者可通过分离回收 滤渣的主要成分是mno2 和 欲从中得到较纯的mno2 最简便的方法为 其原理是 4 用废电池的锌皮制备znso4 7h2o的过程中 需除去锌皮中的少量杂质铁 其方法是 加稀h2so4和h2o2溶解 铁变为 加碱调节至ph为时 铁刚好沉淀完全 离子浓度小于1 10 5mol l 1时 即可认为该离子沉淀完全 继续加碱至ph为时 锌开始沉淀 假定zn2 浓度为0 1mol l 1 若上述过程不加h2o2后果是 原因是 答案 1 mno2 h e mnooh2mno2 zn 2h 2mnooh zn2 每空1分 共2分 注 式中zn2 可写为zn nh3 zn nh3 2cl2等 h 可写为n 2 0 05 2分 3 加热浓缩 冷却结晶碳粉mnooh空气中加热碳粉转变为co2 mnooh氧化为mno2 每空1分 共5分 4 fe3 2 76zn2 和fe2 分离不开fe oh 2和zn oh 2的ksp相近 每空1分 共5分 解析 1 该电池为酸性锌锰干电池 电极反应式为负极 zn 2e zn2 正极 2mno2 2e 2h 2mnooh 2 电量q it 0 5a 5 60s 150c 则m zn 65g mol 1 0 05g 3 由表格中信息可知 zncl2的溶解度受温度影响较大 nh4cl的溶解度受温度影响较小 故可通过加热浓缩 冷却结晶的方法分离 4 ksp fe oh 3 c fe3 c3 oh 1 10 5 c3 oh 1 10 39 c oh 10 11 3mol l 1 poh 11 3 则ph 2 7 ksp zn oh 2 c zn2 c2 oh 0 1 c2 oh 1 10 17 c oh 10 8mol l 1 poh 8 则ph 6 因zn oh 2和fe oh 2的ksp接近 若不用h2o2将fe2 氧化为fe3 沉淀zn2 时 fe2 也可转化为fe oh 2沉淀 而使制得的znso4 7h2o不纯净 审题方法题目给出相关物质的ksp 说明在分离除杂的过程中 可以利用溶解性 采用调节ph的方法将杂质成分除去 疑难突破除去fe元素的基本思路是先将其氧化成fe3 然后采用调节ph的方式 将fe3 转化成沉淀而过滤除去 考点二电解原理及其应用1 2018课标 13 6分 最近我国科学家设计了一种co2 h2s协同转化装置 实现对天然气中co2和h2s的高效去除 示意图如下图所示 其中电极分别为zno 石墨烯 石墨烯包裹的zno 和石墨烯 石墨烯电极区发生反应为 edta fe2 e edta fe3 2edta fe3 h2s2h s 2edta fe2 该装置工作时 下列叙述错误的是 a 阴极的电极反应 co2 2h 2e co h2ob 协同转化总反应 co2 h2sco h2o sc 石墨烯上的电势比zno 石墨烯上的低d 若采用fe3 fe2 取代edta fe3 edta fe2 溶液需为酸性 答案c本题考查电解原理的应用 由石墨烯电极区反应 可知该极发生氧化反应 为阳极 则zno 石墨烯为阴极 阴极的电极反应为 co2 2h 2e co h2o a正确 装置工作时涉及三个反应 fe2 与fe3 的转化循环进行 总反应为co2与h2s之间的反应 根据得失电子守恒可知总反应为 co2 h2sco h2o s b正确 石墨烯与电源正极相连 zno 石墨烯与电源负极相连 故石墨烯上的电势比zno 石墨烯上的高 c错误 fe2 fe3 均在酸性环境中稳定存在 d正确 审题技巧解题的关键是电极名称的确定 如本题中co2 co为还原反应 阴极 fe2 fe3 为氧化反应 阳极 2 2017课标 11 6分 用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密 耐腐蚀的氧化膜 电解质溶液一般为h2so4 h2c2o4混合溶液 下列叙述错误的是 a 待加工铝质工件为阳极b 可选用不锈钢网作为阴极c 阴极的电极反应式为 al3 3e ald 硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 答案c本题考查电解原理的应用 o3发生氧化反应 故铝质工件为阳极 a正确 阴极材料应为金属或导电的非金属 可选用不锈钢网 b正确 电解质溶液中含有大量h 故阴极的电极反应式为2h 2e h2 c不正确 在电解池中 阴离子移向阳极 d正确 知识拓展电解原理的应用1 电解原理在 金属防腐 中的应用 如 外加电流的阴极保护法 2 电解原理在 物质制备 中的应用 如 尿素 co nh2 2 制氢气 3 电解原理在 环境治理 中的应用 如 用电解法消除cn 3 2016课标 11 6分 三室式电渗析法处理含na2so4废水的原理如图所示 采用惰性电极 ab cd均为离子交换膜 在直流电场的作用下 两膜中间的na 和s可通过离子交换膜 而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室 下列叙述正确的是 a 通电后中间隔室的s离子向正极迁移 正极区溶液ph增大b 该法在处理含na2so4废水时可以得到naoh和h2so4产品 c 负极反应为2h2o 4e o2 4h 负极区溶液ph降低d 当电路中通过1mol电子的电量时 会有0 5mol的o2生成 答案b负极区 阴极 电极反应为 4h 4e 2h2 正极区 阳极 电极反应为 4oh 4e 2h2o o2 a项 通电后s向正极移动 正极区oh 放电 溶液酸性增强 ph减小 c项 负极反应为4h 4e 2h2 溶液ph增大 d项 当电路中通过1mol电子的电量时 会有0 25molo2生成 思路梳理1 通电前 电解质溶液中含有哪些阴 阳离子 包括由水电离出的h 和oh 2 通电时 阴离子移向阳极 阳离子移向阴极 结合放电顺序分析谁优先放电 注意活泼金属作阳极时 活泼金属优先放电 3 正确书写电极反应式 要注意原子数 电荷数是否守恒 4 能结合题目要求分析电解时的各种变化情况 如两极现象 水的电离平衡移动 离子浓度的变化 ph的变化等 解题关键解本题的关键点在于写出阴 阳两极的电极反应式 然后分析中间隔室中na s的移动方向 4 2014课标 12 6分 0 347 2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系 下列叙述错误的是 a a为电池的正极b 电池充电反应为limn2o4li1 xmn2o4 xlic 放电时 a极锂的化合价发生变化d 放电时 溶液中li 从b向a迁移 答案c由图可知 b极 li电极 为负极 a极为正极 放电时 li 从负极 b 向正极 a 迁移 a项 d项正确 该电池放电时 负极 xli xe xli 正极 li1 xmn2o4 xli xe limn2o4 a极mn元素的化合价发生变化 c项错误 由放电反应可得充电时的反应 b项正确 规律方法对于原电池 负极流出电子 发生失电子的氧化反应 正极流入电子 发生得电子的还原反应 在原电池内部 通过电解质电离出来的阴 阳离子的定向移动形成内电路 5 2018课标 27 14分 焦亚硫酸钠 na2s2o5 在医药 橡胶 印染 食品等方面应用广泛 回答下列问题 1 生产na2s2o5 通常是由nahso3过饱和溶液经结晶脱水制得 写出该过程的化学方程式 2 利用烟道气中的so2生产na2s2o5的工艺为 ph 4 1时 中为溶液 写化学式 工艺中加入na2co3固体 并再次充入so2的目的是 3 制备na2s2o5也可采用三室膜电解技术 装置如图所示 其中so2碱吸收液中含有nahso3和na2so3 阳极的电极反应式为 电解后 室的nahso3浓度增加 将该室溶液进行结晶脱水 可得到na2s2o5 4 na2s2o5可用作食品的抗氧化剂 在测定某葡萄酒中na2s2o5残留量时 取50 00ml葡萄酒样品 用0 01000mol l 1的碘标准液滴定至终点 消耗10 00ml 滴定反应的离子方程式为 该样品中na2s2o5的残留量为g l 1 以so2计 答案 1 2nahso3na2s2o5 h2o 2 nahso3 得到nahso3过饱和溶液 3 2h2o 4e o2 4h a 4 s2 2i2 3h2o2s 4i 6h 0 128 解析本题考查工艺流程 电解原理的应用 氧化还原滴定与计算 1 nahso3与na2s2o5中硫元素化合价均为 4价 根据观察法配平反应方程式 2nahso3na2s2o5 h2o 2 中所得溶液的ph 4 1 硫元素的存在形式应为hs 故 中为nahso3溶液 过程 是利用na2co3与nahso3反应转化为na2so3 过程 利用so2与na2so3反应生成nahso3 na2so3 so2 h2o2nahso3 制得高浓度的nahso3 更有利于na2s2o5的制备 3 根据装置图可知左侧为阳极 溶质为h2so4 实际放电的是水电离出的oh 电极反应式为2h2o 4e o2 4h 电解过程中 阳离子 h 向右侧移动 则a室中s h hs nahso3浓度增大 4 na2s2o5作食品的抗氧化剂 则具有强还原性 被氧化为s s22s i22i 依据得失电子守恒 电荷守恒和原子守恒可配平反应的离子方程式 s2 2i2 3h2o2s 4i 6h 根据滴定反应的离子方程式及硫原子守恒可得如下关系式 2so2 s2 2i264g1molm so2 0 01000mol l 1 0 01000lm so2 6 4 10 3g则样品中na2s2o5的残留量为 0 128g l 1 方法技巧守恒法在此题中应用较多 如第 4 问中s2与i2反应的方程式要利用得失电子守恒 电荷守恒和原子守恒配平 考点一原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护1 2018北京理综 12 6分 验证牺牲阳极的阴极保护法 实验如下 烧杯内均为经过酸化的3 nacl溶液 b组自主命题 省 区 市 卷题组 下列说法不正确的是 a 对比 可以判定zn保护了feb 对比 k3 fe cn 6 可能将fe氧化c 验证zn保护fe时不能用 的方法d 将zn换成cu 用 的方法可判断fe比cu活泼 答案d本题考查原电池的原理 fe2 的检验等知识 在 中 若将zn换成cu 此时fe作负极 其周围必然会出现fe2 fe2 遇k3 fe cn 6 会出现蓝色沉淀 与原来 的实验现象相同 也就是说 在 中无论与fe连接的金属活动性如何 实验现象都是一样的 所以用 的方法无法判断fe与cu的活泼性强弱 规律方法做对比实验时 一定要弄清哪些实验条件是相同的 哪些是变化的 2 2014北京理综 8 6分 下列电池工作时 o2在正极放电的是 答案b氢燃料电池中 负极上h2放电 正极上o2放电 a c d中均不存在o2放电 故选b 3 2016江苏单科 7 2分 下列说法正确的是 a 氢氧燃料电池工作时 h2在负极上失去电子b 0 1mol l 1na2co3溶液加热后 溶液的ph减小c 常温常压下 22 4lcl2中含有的分子数为6 02 1023个d 室温下 稀释0 1mol l 1ch3cooh溶液 溶液的导电能力增强 答案aa项 原电池工作时 负极失电子 故正确 b项 0 1mol l 1na2co3溶液加热后 c水解程度变大 c h2ohc oh 溶液碱性增强 ph增大 故错误 c项 常温常压下 22 4lcl2的物质的量不是1mol 故错误 d项 室温下 稀释0 1mol l 1ch3cooh溶液 溶液中离子总浓度减小 溶液导电能力减弱 故错误 4 2014福建理综 11 6分 某原电池装置如图所示 电池总反应为2ag cl22agcl 下列说法正确的是 a 正极反应为agcl e ag cl b 放电时 交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成c 若用nacl溶液代替盐酸 则电池总反应随之改变d 当电路中转移0 01mole 时 交换膜左侧溶液中约减少0 02mol离子 答案d原电池的正极反应为cl2 2e 2cl 故a项错误 放电时 白色沉淀agcl在左侧电极处产生 故b项错误 当电路中转移0 01mole 时 原电池左侧发生的反应为 ag e cl agcl 减少了0 01mol的cl 根据电荷守恒原理 左侧溶液中的h 通过阳离子交换膜向右侧转移0 01mol 故d项正确 5 2016四川理综 5 6分 某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池 放电时电池总反应为 li1 xcoo2 lixc6licoo2 c6 x 1 下列关于该电池的说法不正确的是 a 放电时 li 在电解质中由负极向正极迁移b 放电时 负极的电极反应式为lixc6 xe xli c6c 充电时 若转移1mole 石墨 c6 电极将增重7xgd 充电时 阳极的电极反应式为licoo2 xe li1 xcoo2 xli 答案c由放电时电池总反应可知 放电时负极反应式为lixc6 xe c6 xli 正极反应式为li1 xcoo2 xe xli licoo2 在原电池内部阳离子由负极向正极迁移 a b项均正确 充电时阴极反应式为c6 xli xe lixc6 阳极反应式为licoo2 xe li1 xcoo2 xli 转移xmole 石墨电极增重7xg 若转移1mole 石墨电极将增重7g c项不正确 d项正确 6 2016浙江理综 11 6分 金属 m 空气电池 如图 具有原料易得 能量密度高等优点 有望成为新能源汽车和移动设备的电源 该类电池放电的总反应方程式为 4m no2 2nh2o4m oh n已知 电池的 理论比能量 指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能 下列说法不正确的是 a 采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积 并有利于氧气扩散至电极表面b 比较mg al zn三种金属 空气电池 al 空气电池的理论比能量最高c m 空气电池放电过程的正极反应式 4mn no2 2nh2o 4ne 4m oh n d 在mg 空气电池中 为防止负极区沉积mg oh 2 宜采用中性电解质及阳离子交换膜 答案ca项 采用多孔电极可以提高电极与电解质溶液的接触面积 并有利于o2扩散至电极表面 b项 单位质量的mg al zn反应 al转移的电子数最多 故al 空气电池的理论比能量最高 c项 由于电池中间为阴离子交换膜 故mn 不能通过 则正极的电极反应式为o2 4e 2h2o4oh d项 在mg 空气电池中 负极的电极反应式为mg 2e mg2 为防止负极区沉积mg oh 2 可采用阳离子交换膜阻止oh 进入负极区 7 2017江苏单科 12 4分 下列说法正确的是 a 反应n2 g 3h2 g 2nh3 g 的 h0b 地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀c 常温下 ksp mg oh 2 5 6 10 12 ph 10的含mg2 溶液中 c mg2 5 6 10 4mol l 1d 常温常压下 锌与稀h2so4反应生成11 2lh2 反应中转移的电子数为6 02 1023 答案bc本题考查 h s的判断 金属防腐 与ksp有关的计算 气体摩尔体积的应用 n2 g 3h2 g 2nh3 g 的 h 0 s 0 a不正确 地下钢铁管道用导线连接锌块属于牺牲阳极的阴极保护法 b正确 ksp mg oh 2 c mg2 c2 oh 则c mg2 mol l 1 5 6 10 4mol l 1 ph 10的溶液中mg2 最大浓度为5 6 10 4mol l 1 c正确 常温常压下11 2lh2的物质的量不是0 5mol d不正确 知识拓展气体分子数增多的反应 s 0 气体分子数减少的反应 s 0 8 2015江苏单科 11 4分 下列说法正确的是 a 若h2o2分解产生1molo2 理论上转移的电子数约为4 6 02 1023b 室温下 ph 3的ch3cooh溶液与ph 11的naoh溶液等体积混合 溶液ph 7c 钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀d 一定条件下反应n2 3h22nh3达到平衡时 3v正 h2 2v逆 nh3 答案ca项 由2h2o22h2o o2 可知 每生成1molo2转移的电子数约为2 6 02 1023 b项 ph 3的ch3cooh溶液与ph 11的naoh溶液等体积混合后形成ch3coona和ch3cooh的混合溶液 ph 7 c项正确 d项 反应n2 3h22nh3达到平衡时 v正 h2 v逆 nh3 3 2 即2v正 h2 3v逆 nh3 9 2014天津理综 1 6分 化学与生产 生活息息相关 下列叙述错误的是 a 铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性b 用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染c 大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素d 含重金属离子的电镀废液不能随意排放 答案ba项 铁表面镀锌 当发生电化学腐蚀时 fe作正极被保护 b项 聚乙烯塑料非常稳定 不易降解 而聚乳酸塑料是易降解的塑料 故应用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料来减少白色污染 故b项错误 d项 重金属离子对土壤 水都会产生污染 所以含重金属离子的电镀废液不能随意排放 10 2015重庆理综 11 14分 我国古代青铜器工艺精湛 有很高的艺术价值和历史价值 但出土的青铜器大多受到环境腐蚀 故对其进行修复和防护具有重要意义 1 原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第周期 2 某青铜器中sn pb的质量分别为119g 20 7g 则该青铜器中sn和pb原子的数目之比为 3 研究发现 腐蚀严重的青铜器表面大都存在cucl 关于cucl在青铜器腐蚀过程中的催化作用 下列叙述正确的是 a 降低了反应的活化能b 增大了反应的速率c 降低了反应的焓变d 增大了反应的平衡常数 4 采用 局部封闭法 可以防止青铜器进一步被腐蚀 如将糊状ag2o涂在被腐蚀部位 ag2o与有害组分cucl发生复分解反应 该化学方程式为 5 如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图 腐蚀过程中 负极是 填图中字母 a 或 b 或 c 环境中的cl 扩散到孔口 并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈cu2 oh 3cl 其离子方程式为 若生成4 29gcu2 oh 3cl 则理论上耗氧体积为l 标准状况 答案 1 四 2 10 1 3 a b 4 ag2o 2cucl2agcl cu2o 5 c 2cu2 3oh cl cu2 oh 3cl 0 448 解析 2 sn和pb原子的数目之比为 10 1 3 催化剂可以降低反应的活化能 增大反应速率 但不能改变反应物与生成物的总能量 即对反应的 h无影响 反应的平衡常数只随温度的变化而变化 4 复分解反应中各元素化合价均不变 5 铜作负极失电子 产物是cu2 4 29gcu2 oh 3cl中含有0 04molcu2 cu 2e cu2 则转移0 08mol电子 需耗氧0 02mol 标准状况下为0 448l 考点二电解原理及其应用1 2015福建理综 9 6分 纯净物x y z转化关系如图所示 下列判断正确的是 a x可能是金属铜b y不可能是氢气c z可能是氯化钠d z可能是三氧化硫 答案a若用惰性电极电解cucl2溶液 可以生成cu和cl2 cu可以在cl2中燃烧生成cucl2 故x可能是金属铜 a正确 若用惰性电极电解hcl的水溶液 可生成h2和cl2 h2和cl2在点燃的条件下可以生成hcl 故y可能是h2 故b错误 在水溶液中na 不可能放电 故c错误 若z是三氧化硫 则z的水溶液为h2so4溶液 电解h2so4溶液得到的x和y作用不会生成三氧化硫 故d错误 2 2015四川理综 4 6分 用如图所示装置除去含cn cl 废水中的cn 时 控制溶液ph为9 10 阳极产生的clo 将cn 氧化为两种无污染的气体 下列说法不正确的是 a 用石墨作阳极 铁作阴极b 阳极的电极反应式 cl 2oh 2e clo h2oc 阴极的电极反应式 2h2o 2e h2 2oh d 除去cn 的反应 2cn 5clo 2h n2 2co2 5cl h2o 答案dd项 控制溶液ph为9 10 溶液呈碱性 离子方程式应为2cn 5clo h2on2 2co2 5cl 2oh 3 2015浙江理综 11 6分 在固态金属氧化物电解池中 高温共电解h2o co2混合气体制备h2和co是一种新的能源利用方式 基本原理如图所示 下列说法不正确的是 a x是电源的负极b 阴极的电极反应式是 h2o 2e h2 o2 co2 2e co o2 c 总反应可表示为 h2o co2h2 co o2d 阴 阳两极生成的气体的物质的量之比是1 1 答案d由图示可看出 h2o h2 co2 co均为还原反应 x应为电源负极 a项正确 阴极电极反应式为h2o 2e h2 o2 和co2 2e co o2 阳极电极反应式为2o2 4e o2 总反应为h2o co2h2 co o2 b c项正确 阴 阳两极生成气体的物质的量之比为2 1 d项不正确 4 2017江苏单科 16 12分 铝是应用广泛的金属 以铝土矿 主要成分为al2o3 含sio2和fe2o3等杂质 为原料制备铝的一种工艺流程如下 注 sio2在 碱溶 时转化为铝硅酸钠沉淀 1 碱溶 时生成偏铝酸钠的离子方程式为 2 向 过滤 所得滤液中加入nahco3溶液 溶液的ph 填 增大 不变 或 减小 3 电解 是电解熔融al2o3 电解过程中作阳极的石墨易消耗 原因是 4 电解 是电解na2co3溶液 原理如图所示 阳极的电极反应式为 阴极产生的物质a的化学式为 5 铝粉在1000 时可与n2反应制备aln 在铝粉中添加少量nh4cl固体并充分混合 有利于aln的制备 其主要原因是 答案 12分 1 al2o3 2oh 2al h2o 2 减小 3 石墨电极被阳极上产生的o2氧化 4 4c 2h2o 4e 4hc o2 h2 5 nh4cl分解产生的hcl能够破坏al表面的al2o3薄膜 解析本题考查了以铝土矿为原料制备铝的工艺流程 涉及离子方程式的书写和电化学的相关知识 1 al2o3是两性氧化物 能与强碱反应生成al和h2o 2 碱溶 时 naoh溶液应过量 则在 过滤 所得滤液中一定含有过量的naoh 当加入nahco3溶液时 hc oh c h2o 使c oh 减小 故ph减小 3 电解熔融al2o3时 阳极反应式为 2o2 4e o2 o2会与石墨发生化学反应 从而消耗石墨 4 阳极应是h2o电离出的oh 放电 生成o2和h 在na2co3溶液充足的条件下 h 与c反应生成hc 故阳极的电极反应式为 4c 2h2o 4e 4hc o2 阴极的电极反应式为 4h2o 4e 2h2 4oh 所以物质a为h2 5 铝粉表面有al2o3薄膜 阻碍反应的进行 而添加少量nh4cl固体 nh4cl分解生成的hcl能与al2o3反应 破坏al2o3薄膜 有利于al和n2反应 疑难突破向 过滤 所得滤液中加入nahco3溶液时 除了发生反应hc oh h2o c 还发生反应hc al h2oal oh 3 c 然后经 过滤 得到al oh 3 灼烧al oh 3 发生反应2al oh 3al2o3 3h2o 再电解熔融的al2o3可得到al 5 2014山东理综 30 16分 离子液体是一种室温熔融盐 为非水体系 由有机阳离子 al2c和alc组成的离子液体作电解液时 可在钢制品上电镀铝 1 钢制品应接电源的极 已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应 阴极电极反应式为 若改用alcl3水溶液作电解液 则阴极产物为 2 为测定镀层厚度 用naoh溶液溶解钢制品表面的铝镀层 当反应转移6mol电子时 所得还原产物的物质的量为mol 3 用铝粉和fe2o3做铝热反应实验 需要的试剂还有 a kclb kclo3c mno2d mg取少量铝热反应所得的固体混合物 将其溶于足量稀h2so4 滴加kscn溶液无明显现象 填 能 或 不能 说明固体混合物中无fe2o3 理由是 用离子方程式说明 答案 1 负4al2c 3e al 7alch2 2 3 3 b d不能fe2o3 6h 2fe3 3h2o fe 2fe3 3fe2 或只写fe 2fe3 3fe2 解析 1 电镀时 镀件作阴极 与电源负极相连 发生还原反应 若改用alcl3水溶液作电解液 阴极电极反应式应为2h 2e h2 电镀过程中有机阳离子不参与反应且不产生其他离子 故阴极的电极反应式应为4al2c 3e al 7alc 2 2al 2naoh 2h2o2naalo2 3h2 反应转移6mol电子时 还原产物h2的物质的量为3mol 3 铝热反应实验需要高温条件 实验时一般用镁条插入kclo3中 镁条燃烧放热 kclo3受热分解放出o2 有助于铝热剂点燃 由于2fe3 fe3fe2 故用kscn溶液检验无明显现象不能证明固体混合物中无fe2o3 6 2016天津理综 10 14分 氢能是发展中的新能源 它的利用包括氢的制备 储存和应用三个环节 回答下列问题 1 与汽油相比 氢气作为燃料的优点是 至少答出两点 但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池 写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式 2 氢气可用于制备h2o2 已知 h2 g a l b l h1o2 g b l a l h2o2 l h2其中a b为有机物 两反应均为自发反应 则h2 g o2 g h2o2 l 的 h0 填 或 3 在恒温恒容的密闭容器中 某储氢反应 mhx s yh2 g mhx 2y s h 0达到化学平衡 下列有关叙述正确的是 a 容器内气体压强保持不变b 吸收ymolh2只需1molmhx c 若降温 该反应的平衡常数增大d 若向容器内通入少量氢气 则v 放氢 v 吸氢 4 利用太阳能直接分解水制氢 是最具吸引力的制氢途径 其能量转化形式为 5 化工生产的副产氢也是氢气的来源 电解法制取有广泛用途的na2feo4 同时获得氢气 fe 2h2o 2oh fe 3h2 工作原理如图1所示 装置通电后 铁电极附近生成紫红色fe 镍电极有气泡产生 若氢氧化钠溶液浓度过高 铁电极区会产生红褐色物质 已知 na2feo4只在强碱性条件下稳定 易被h2还原 图1图2 电解一段时间后 c oh 降低的区域在 填 阴极室 或 阳极室 电解过程中 须将阴极产生的气体及时排出 其原因为 c na2feo4 随初始c naoh 的变化如图2 任选m n两点中的一点 分析c na2feo4 低于最高值的原因 答案 共14分 1 污染小可再生来源广资源丰富燃烧热值高 任写其中2个 h2 2oh 2e 2h2o 2 3 ac 4 光能转化为化学能 5 阳极室 防止na2feo4与h2反应使产率降低 m点 c oh 低 na2feo4稳定性差 且反应慢n点 c oh 过高 铁电极上有fe oh 3 或fe2o3 生成 使na2feo4产率降低 解析 1 碱性氢氧燃料电池中h2在负极失电子结合oh 生成h2o 2 两反应的 s均小于0 且均为自发反应 故两反应均为放热反应 h2 g a l b l h1v逆 即v 吸氢 v 放氢 d项不正确 5 由题意可知 阳极的电极反应式为fe 6e 8oh fe 4h2o 阴极的电极反应式为6h2o 6e 3h2 6oh 故电解一段时间后阳极室c oh 降低 阴极产生h2 若不及时排出 则会还原na2feo4 使产率降低 由题中信息可知na2feo4在强碱性条件下稳定 故c oh 较低时na2feo4稳定性差 c oh 过高时 铁电极上会产生fe oh 3或fe2o3 导致na2feo4产率降低 易混易错本题中第 3 小题b项中要注意可逆反应进行不彻底 参加反应的反应物的量应小于其加入量 考点一原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护1 2013课标 10 6分 0 47 银质器皿日久表面会逐渐变黑 这是生成了ag2s的缘故 根据电化学原理可进行如下处理 在铝质容器中加入食盐溶液 再将变黑的银器浸入该溶液中 一段时间后发现黑色会褪去 下列说法正确的是 a 处理过程中银器一直保持恒重b 银器为正极 ag2s被还原生成单质银c 该过程中总反应为2al 3ag2s6ag al2s3d 黑色褪去的原因是黑色ag2s转化为白色agcl c组教师专用题组 答案b根据电化学原理可知 al为负极 电极反应为 2al 6e 2al3 银器为正极 电极反应为 3ag2s 6e 6ag 3s2 溶液中反应为 2al3 3s2 6h2o2al oh 3 3h2s 三反应相加可知该过程的总反应为 2al 3ag2s 6h2o2al oh 3 6ag 3h2s 故b正确 c d错误 银器表面黑色的ag2s变成了ag 质量必然减小 a错误 审题方法 抓住试题中的关键词 句 铝质容器 食盐溶液 黑色会褪去 挖掘隐含条件 发生氧化还原反应 ag2s被还原为ag 银器为正极 解题方向 电化学反应原理 思路梳理根据选项涉及的问题 分析出原电池中的正 负极反应及总反应 然后再判断各选项正确与否 2 2013课标 11 6分 0 55 zebra 蓄电池的结构如图所示 电极材料多孔ni nicl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔 下列关于该电池的叙述错误的是 a 电池反应中有nacl生成b 电池的总反应是金属钠还原三价铝离子c 正极反应为 nicl2 2e ni 2cl d 钠离子通过钠离子导体在两电极间移动 答案b该原电池的负极反应为 na e na 正极反应为 nicl2 2e ni 2cl 电池总反应为 2na nicl22nacl ni b项错误 审题方法 抓住试题中的关键词 ni nicl2和金属钠 活泼的金属作负极 发生氧化反应 思路梳理根据选项涉及的问题先分析出原电池的正 负极反应 再写出电池总反应 最后判断各选项正确与否 3 2011课标 11 6分 铁镍蓄电池又称爱迪生电池 放电时的总反应为 fe ni2o3 3h2ofe 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 答案ca项 由电池反应可知 ni2o3 ni oh 2 ni的化合价由 3价 2价 化合价降低 发生还原反应 故ni2o3为正极 fe fe oh 2 fe的化合价由0价 2价 化合价升高 发生氧化反应 故fe为负极 正确 b项 负极发生氧化反应 fe 2oh 2e fe oh 2 正确 c项 阴极发生还原反应 fe oh 2 2e fe 2oh c oh 增大 溶液的ph升高 故错误 d项 阳极发生氧化反应 电极反应为2ni oh 2 2oh 2e ni2o3 3h2o 正确 4 2014大纲全国 9 6分 右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种 金属氢化物镍电池 mh ni电池 下列有关说法不正确的是 a 放电时正极反应为 niooh h2o e ni oh 2 oh b 电池的电解液可为koh溶液c 充电时负极反应为 mh oh h2o m e d mh是一类储氢材料 其氢密度越大 电池的能量密度越高 答案c在金属氢化物镍电池 mh ni电池 中 mh m为零价 h为零价 在负极发生反应 mh oh e m h2o niooh在正极发生反应 niooh h2o e ni oh 2 oh 电解液可为koh溶液 a b正确 充电时 阴极反应式为m h2o e mh oh c错误 mh中氢密度越大 单位体积电池所储存电量越多 即电池能量密度越高 d正确 5 2013江苏单科 9 2分 mg h2o2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器 该电池以海水为电解质溶液 示意图如下 该电池工作时 下列说法正确的是 a mg电极是该电池的正极b h2o2在石墨电极上发生氧化反应c 石墨电极附近溶液的ph增大d 溶液中cl 向正极移动 答案c该电池中mg电极为负极 a项错误 石墨电极为正极 h2o2得电子发生还原反应 电极反应式为h2o2 2e 2oh 电极附近溶液ph增大 b项错误 c项正确 溶液中cl 移向mg电极 即cl 向负极移动 d项错误 6 2013江苏单科 1 2分 燃料电池能有效提高能源利用率 具有广泛的应用前景 下列物质均可用作燃料电池的燃料 其中最环保的是 a 甲醇b 天然气c 液化石油气d 氢气 答案d氢氧燃料电池的产物只有h2o 没有其他物质生成 最为环保 7 2016江苏单科 20 14分 铁炭混合物 铁屑和活性炭的混合物 纳米铁粉均可用于处理水中污染物 1 铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池 将含有cr2的酸性废水通过铁炭混合物 在微电池正极上cr2转化为cr3 其电极反应式为 2 在相同条件下 测量总质量相同 铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中cu2 和pb2 的去除率 结果如下图所示 当铁炭混合物中铁的质量分数为0时 也能去除水中少量的cu2 和pb2 其原因是 当铁炭混合物中铁的质量分数大于50 时 随着铁的质量分数的增加 cu2 和pb2 的去除率不升反降 其主要原因是 3 纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物 一定条件下 向feso4溶液中滴加碱性nabh4溶液 溶液中b b元素的化合价为 3 与fe2 反应生成纳米铁粉 h2和b oh 其离子方程式为 纳米铁粉与水中n反应的离子方程式为4fe n 10h 4fe2 n 3h2o 研究发现 若ph偏低将会导致n的去除率下降 其原因是 相同条件下 纳米铁粉去除不同水样中n的速率有较大差异 见下图 产生该差异的可能原因是 答案 14分 1 cr2 14h 6e 2cr3 7h2o 2 活性炭对cu2 和pb2 有吸附作用 铁的质量分数增加 铁炭混合物中微电池数目减少 3 2fe2 b 4oh 2fe 2h2 b oh 纳米铁粉与h 反应生成h2 cu或cu2 催化纳米铁粉去除n的反应 或形成的fe cu原电池增大纳米铁粉去除n的反应速率 解析 2 活性炭具有吸附作用 可以吸附少量的cu2 和pb2 铁炭混合物去除cu2 和pb2 是通过发生置换反应实现的 且发生的是原电池反应 fe为负极 活性炭为正极 当铁的质量分数达到一定数值后 随着铁的质量分数增加 活性炭的质量分数减少 铁炭混合物中微电池的数目减少 所以cu2 和pb2 的去除率下降 3 ph偏低时 溶液中的h 可与纳米铁粉发生反应 fe 2h fe2 h2 从而使n的去除率下降 两种水样的不同之处是 中含有一定量的cu2 而 中没有 因此去除n的速率产生差异的可能原因是cu2 或fe与之反应生成的cu 起到了催化作用 也可能是fe与cu2 反应生成cu进而形成fe cu原电池 加快了反应速率 8 2013广东理综 33 17分 化学实验有助于理解化学知识 形成化学观念 提高探究与创新能力 提升科学素养 1 在实验室中用浓盐酸与mno2共热制取cl2并进行相关实验 下列收集cl2的正确装置是 将cl2通入水中 所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是 设计实验比较cl2和br2的氧化性 操作与现象是 取少量新制氯水和ccl4于试管中 2 能量之间可相互转化 电解食盐水制备cl2是将电能转化为化学能 而原电池可将化学能转化为电能 设计两种类型的原电池 探究其能量转化效率 限选材料 znso4 aq feso4 aq cuso4 aq 铜片 铁片 锌片和导线 完成原电池甲的装置示意图 见右图 并作相应标注