高考化学一轮复习 专题十一 电化学课件.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na clo4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co2 五年高考 a组统一命题 课标卷题组 c 放电时 正极反应为 3co2 4e 2co2 3 cd 充电时 正极反应为 na e na 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 2co2 3 na 移向正极 co2 3 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2co2 3 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 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 4 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 5 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 思路分析先根据电池的电极材料的性质判断电池的正 负极 再分析电极反应 易错警示agcl为难溶物 在电极反应式中不能写成离子 6 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 2 4 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 oh 2 4d 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 oh 2 42zn 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 2 4 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 解题关键正确地写出两极的电极反应式是解有关原电池问题的至关重要的一环 7 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错的是 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 审题技巧有氧气参与的原电池 基本上都涉及氧化还原反应 有氧气参与的一极一般作正极 此题的突破口为正确分析正极反应并书写电池总反应式 疑难突破微生物电池也是燃料电池的一种 只是燃烧物换成了大家不太熟悉的微生物 其实质还是氧化还原反应 8 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 思路分析根据电极材料判断出电池的正 负极 根据氧化还原反应原理判断发生化合价变化的元素 规律方法将原电池放电时正 负极的电极反应式逆过来就分别是充电时阳 阴极的电极反应式 9 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 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 14分 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 2 4 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 审题技巧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10 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 11 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 阴极材料被保护 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 12 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so2 4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so2 4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so2 4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 13 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 s2o2 5 2i2 3h2o2so2 4 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nah so3 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so2 3 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so2 4 s2o2 52so2 4 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 s2o2 5 2i2 3h2o2so2 4 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 s2o2 5 2i2 64g1molm 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s2o2 5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 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 3 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 4 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 5 2015江苏单科 10 2分 一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图 下列有关该电池的说法正确的是 a 反应ch4 h2o3h2 co 每消耗1molch4转移12mol电子b 电极a上h2参与的电极反应为 h2 2oh 2e 2h2oc 电池工作时 co2 3向电极b移动d 电极b上发生的电极反应为 o2 2co2 4e 2co2 3 答案da项 由化合价变化知 每消耗1molch4转移6mol电子 b项 电极a为负极 发生的电极反应为h2 2e co2 3h2o co2 c项 电池工作时 co2 3向电极a移动 d项 电极b是正极 电极反应为o2 4e 2co22co2 3 6 2015天津理综 4 6分 锌铜原电池装置如图所示 其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过 下列有关叙述正确的是 a 铜电极上发生氧化反应b 电池工作一段时间后 甲池的c so2 4 减小c 电池工作一段时间后 乙池溶液的总质量增加d 阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动 保持溶液中电荷平衡 答案c题中所述锌铜原电池中 zn为负极 电极反应式为zn 2e zn2 cu为正极 电极反应式为cu2 2e cu 发生还原反应 zn2 通过阳离子交换膜向正极移动 乙池溶液中消耗的cu2 与由甲池迁移过来的zn2 的物质的量相同 则乙池溶液质量增加 溶液中的阴离子无法通过阳离子交换膜 故选c 7 2014天津理综 1 6分 化学与生产 生活息息相关 下列叙述错的是 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 8 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 9 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 14分 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 10 2014安徽理综 28 14分 某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素 将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部 塞上瓶塞 如图1 从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液 同时测量容器中的压强变化 1 请完成以下实验设计表 表中不要留空格 2 编号 实验测得容器中压强随时间变化如图2 t2时 容器中压强明显小于起始压强 其原因是铁发生了腐蚀 请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向 此时 碳粉表面发生了 填 氧化 或 还原 反应 其电极反应式是 3 该小组对图2中0 t1时压强变大的原因提出了如下假设 请你完成假设二 假设一 发生析氢腐蚀产生了气体 假设二 4 为验证假设一 某同学设计了检验收集的气体中是否含有h2的方案 请你再设计一个实验方案验证假设一 写出实验步骤和结论 实验步骤和结论 不要求写具体操作过程 答案 1 2 吸氧还原2h2o o2 4e 4oh 或4h o2 4e 2h2o 3 反应放热 温度升高 4 本题属于开放性试题 合理答案均给分 解析 1 由表格数据知 组实验作参照 组实验探究醋酸浓度的影响 所以铁粉质量不变 组实验中醋酸浓度和铁粉质量未变 碳粉质量减少 所以实验目的是碳粉含量的影响 2 由图2知 t2时瓶内压强明显小于起始压强 所以瓶内压强减小 发生了吸氧腐蚀 fe和碳构成了原电池的两极 电子由负极fe流向正极碳 碳粉表面发生了还原反应 电极反应式为 2h2o o2 4e 4oh 或4h o2 4e 2h2o 3 由图2知 0 t1时瓶内压强增大 假设二可以为fe与醋酸反应放热使气体受热体积膨胀 本题为开放性题 其他合理答案也可 4 由题意知 检验收集的气体中是否含有h2 可根据h2的性质设计实验方案 如实验步骤 收集一试管刚反应的气体 迅速插入一根表面变黑的灼热铜丝 若铜丝表面的黑色变红 则可验证有h2生成 考点二电解原理及其应用11 2016北京理综 12 6分 用石墨电极完成下列电解实验 下列对实验现象的解释或推测不合理的是 a a d处 2h2o 2e h2 2oh b b处 2cl 2e cl2 c c处发生了反应 fe 2e fe2 d 根据实验一的原理 实验二中m处能析出铜 答案b根据实验一的实验现象可判断出铁丝和nacl溶液构成了一个电解池 串联于整个装置之中 其中c作阳极 d作阴极 a d处的电极反应均为2h2o 2e h2 2oh c处的电极反应为fe 2e fe2 由于fe2 的颜色较浅 短时间观察不到明显的现象 b处变红 说明有h 生成 则发生了电极反应2h2o 4e 4h o2 局部褪色 说明在该电极上cl 放电生成了cl2 反应为2cl 2e cl2 实验二中的两个铜珠和稀硫酸构成了两个电解池 每个铜珠的左侧作阳极 右侧作阴极 其中铜珠的左侧铜放电变成铜离子 铜离子移动到m处 在m处放电变成铜析出 审题技巧 d处试纸变蓝 是该题的突破口 试纸变蓝说明该处有oh 生成 说明d处发生了得电子的还原反应 从而确定d为阴极 最后利用类比的方法确定m处的电极反应 进而得出正确答案 12 2015福建理综 11 6分 某模拟 人工树叶 电化学实验装置如下图所示 该装置能将h2o和co2转化为o2和燃料 c3h8o 下列说法正确的是 a 该装置将化学能转化为光能和电能b 该装置工作时 h 从b极区向a极区迁移c 每生成1molo2 有44gco2被还原d a电极的反应为 3co2 18h 18e c3h8o 5h2o 答案b由模拟 人工树叶 电化学实验装置可知 该装置将光能和电能转化为化学能 故a错误 在电解池内部 阳离子向阴极迁移 故h 从b极区向a极区迁移 b正确 阴极上 3co2 c3h8o 18e 阳极上 2h2o o2 4e 根据得失电子守恒可知 当阳极生成1molo2时 阴极被还原的co2的质量为 44g mol 29 3g 故c错误 a电极的反应为 3co2 18h 18e c3h8o 5h2o 故d错误 13 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 14 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由题图可看出 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 15 2015山东理综 29 15分 利用lioh和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料 lioh可由电解法制备 钴氧化物可通过处理钴渣获得 1 利用如图装置电解制备lioh 两电极区电解液分别为lioh和licl溶液 b极区电解液为溶液 填化学式 阳极电极反应式为 电解过程中li 向电极迁移 填 a 或 b 2 利用钴渣 含co oh 3 fe oh 3等 制备钴氧化物的工艺流程如下 co oh 3溶解还原反应的离子方程式为 铁渣中铁元素的化合价为 在空气中煅烧coc2o4生成钴氧化物和co2 测得充分煅烧后固体质量为2 41g co2体积为1 344l 标准状况 则钴氧化物的化学式为 答案 1 lioh2cl 2e cl2 b 2 2co oh 3 so2 3 4h 2co2 so2 4 5h2o 或co oh 3 3h co3 3h2o 2co3 so2 3 h2o2co2 so2 4 2h 3co3o4 解析 1 b极区产生h2 则b极区发生还原反应 为阴极 a极电极反应式为2cl 2e cl2 为阳极 a极区电解液为licl溶液 b极区电解液为lioh溶液 li 阳离子 向阴极 b电极 移动 2 向浸液中加入了具有氧化性的naclo3和o2 所以铁渣中的铁元素为 3价 设钴氧化物的化学式为coxoy 由xcoc2o4 o2coxoy 2xco2 59x 16y g2x 22 4l2 41g1 344l则 解得x y 3 4 则钴氧化物的化学式为co3o4 16 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 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 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式为 na e na 正极反应式为 nicl2 2e ni 2cl 电池总反应式为 2na nicl22nacl ni b项错误 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 co2 3水解程度变大 co2 3 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 评析本题是一个 杂合题 列出四个无关联的知识点让学生判断正误 难度不大 4 2013北京理综 7 6分 下列金属防腐的措施中 使用外加电流的阴极保护法的是 a 水中的钢闸门连接电源的负极b 金属护栏表面涂漆c 汽车底盘喷涂高分子膜d 地下钢管连接镁块 答案a外加电流的阴极保护法是指把要保护的金属连接在直流电源的负极上 使其作为电解池的阴极被保护 a项符合题意 金属表面涂漆或喷涂高分子膜可防止金属与其他物质接触发生反应 b c选项不符合题意 钢管连接镁块利用的是原电池原理 镁为负极被氧化 钢管为正极被保护 d项不符合题意 5 2013北京理综 8 6分 下列解释事实的方程式不准的是 a 用浓盐酸检验氨 nh3 hclnh4clb 碳酸钠溶液显碱性 co2 3 h2ohc oh c 钢铁发生吸氧腐蚀时 铁作负极被氧化 fe 3e fe3 d 长期盛放石灰水的试剂瓶内壁出现白色固体 ca oh 2 co2caco3 h2o 答案c浓盐酸具有挥发性 hcl与nh3易反应生成nh4cl而产生白烟 a项正确 na2co3是强碱弱酸盐 碳酸为二元弱酸 na2co3水解分步进行且以第一步水解为主 b项正确 钢铁在发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀时 负极发生的反应都是fe 2e fe2 c项错误 石灰水在存放过程中易与空气中的co2反应生成caco3 d项正确 6 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的应为ch3coona和ch3cooh两物质的混合溶液 ph 7 c项正确 d项 n2 3h22nh3反应达到平衡时 v正 h2 v逆 nh3 3 2 即2v正 h2 3v逆 nh3 7 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 评析本题对充电电池充 放电时的电极反应式的书写及电解液的选择等进行了考查 试题的起点高 落点低 难度中等 区分度较好 8 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 9 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 要求 在同一烧杯中 电极与溶液含相同的金属元素 以铜片为电极之一 cuso4 aq 为电解质溶液 只在一个烧杯中组装原电池乙 工作一段时间后 可观察到负极 甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 其原因是 3 根据牺牲阳极的阴极保护法原理 为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀 在 2 的材料中应选作阳极 答案 1 c cl2 hclo clo 滴加nabr溶液 振荡后静置 下层溶液呈红棕 棕黄 色 2 有红色固体析出 负极被腐蚀 甲电池乙的负极可与cuso4溶液直接发生反应 导致部分化学能转化为热能 电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应 化学能在转化为电能时损耗较小 3 锌片 解析 1 cl2密度比空气大 收集时采取向上排空气法 又因为cl2有毒 所以在收集装置后要有尾气处理装置 盛有naoh溶液的烧杯 比较cl2和br2的氧化性强弱 可以通过非金属单质间的置换反应来进行 2 以zn和cu作电极为例分析 如果不用盐桥则除了电化学反应外还发生zn和cu2 的置换反应 反应放热 会使部分化学能以热能形式散失 使其不能完全转化为电能 而盐桥的使用 可以避免zn和cu2 的接触 从而避免能量损失 提供稳定电流 3 根据牺牲阳极的阴极保护法 可知被保护的金属作阴极 即可选择zn作阳极 10 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cr2o2 7的酸性废水通过铁炭混合物 在微电池正极上cr2o2 7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