河北省邯郸市高考化学二轮专题复习09 电化学课件.ppt

电化学 考纲要求 1 了解原电池和电解池的工作原理 能正确书写电极反应和电池反应方程式 2 了解常见化学电源的种类及其工作原理 3 理解金属发生电化学腐蚀的原因 金属腐蚀的危害 防止金属腐蚀的措施 考纲解读 对于原电池和电解池的工作 需要学生从氧化还原反应的角度正确理解原电池和电解池的工作原理 掌握原电池电解池的电极反应 电极产物与反应方程式的分析与判断 熟知电子与电流方向及电解质溶液中阴阳离子的移动方向 能结合两极电子守恒进行简单计算 对于常见化学电源 主要是以化学电源为背景考查学生原电池原理 对于电化学腐蚀 主要是结合实际生产 生活考查金属的电化学腐蚀及其危害与防护 要点回顾 1 原电池原电池是将化学能转化为电能的装置1 形成条件 活动性不同的两电极 连接 电解质溶液 插入其中并与电极自发反应 电极形成闭合电路 能自发的发生氧化还原反应原电池的两极分别称为正极和负极 两极中相对活泼 易失电子 的作为负极 相对不活泼的为正极 负极应要能与电解质溶液发生自发的氧化反应 当两电极材料均插入电解质溶液中并将两极相连构成闭合电路 原电池装置才能发生电化反应产生电流 2 电极名称 负极 较活泼的金属 电子流出的一极 正极 较不活泼的金属或能导电的非金属 电子流入的一极 3 电极反应 负极 氧化反应 金属失电子正极 还原反应 溶液中的阴离子得电子或氧气得电子 吸氧腐蚀 要点回顾 4 电子流向 由负极沿导线流向正极锌 铜电池 负极 zn 正极 cu 负极 zn 2e zn2 电解质溶液 稀硫酸 正极 2h 2e h2 总反应 2h zn h2 zn2 盐桥的作用 盐桥起到了使整个装置构成通路的作用若溶液中oh 有参与电极反应必发生在负极 若结果h 有增加 酸性增强 ph降低 必在负极区 若溶液中h 有参与电极反应必发生在正极 若结果oh 有增加 碱性增强 ph升高 必在正极区化学上规定 凡发生氧化变化的电极均为阳极 而发生还原的电极均为阴极 据此 从发生的化学变化角度看 原电池中的负极 又叫阳极 正极 又叫阴极 要点回顾 2 化学电源化学电源又称电池 是一种能将化学能直接转变成电能的装置 它通过化学反应 消耗某种化学物质 输出电能 它包括一次电池 二次电池和燃料电池等几大类 判断一种电池的优劣或是否符合某种需要 主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少 比能量 单位是 w h kg w h l 或者输出功率的大小 比功率 w kg w l 以及电池的可储存时间的长短 除特殊情况外 质量轻 体积小而输出点能多 功率大 可储存时间长的电池 更适合使用者的需要 要点回顾 1 一次电池 1 普通锌锰电池 干电池 一次电池的活性物质 发生氧化还原反应的物质 消耗到一定程度 就不能使用了 一次电池中电解质溶液制成胶状 不流动 也叫干电池 常用的有普通的锌锰干电池 碱性锌锰电池 锌汞电池 镁锰干电池等 干电池 是用锌制筒形外壳作负极 位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极 在石墨周围填充zncl2 nh4cl和淀粉糊作电解质 还填有mno2黑色粉末 作去极剂 吸收正极放出的h2 防止产生极化现象 电极反应负极 zn 2e zn2 正极 2nh4 2e 2nh3 h2 h2 2mno2 mn2o3 h2o正极产生的nh3又和zncl2作用 zn2 4nh3 zn nh3 4 2 淀粉糊的作用是提高阴 阳离子在两个电极的迁移速度 电池总反应式 2zn 4nh4cl 2mno2 zn nh3 4 cl2 zncl2 mn2o3 h2o 干电池 的电压通常约为1 5v 不能充电再生 要点回顾 2 二次电池 1 铅蓄电池二次电池又称充电电池或蓄电池 放电后可以再充电使活性物质获得再生 这类电池可以多次重复使用 铅蓄电池是最常见的二次电池 它由两组栅状极板交替排列而成 正极板上覆盖有pbo2 负极板上覆盖有pb 电介质是h2so4 铅蓄电池放电的电极反应如下 负极 pb s so42 aq 2e pbso4 s 氧化反应 正极 pbo2 s so42 aq 十4h aq 2e pbso4 s 2h2o l 还原反应 总反应 pb s pbo2 s 2h2so4 aq 2pbso4 s 十2h2o l 铅蓄电池充电的反应是上述反应的逆过程 阴极 pbso4 s 2e pb s so42 aq 还原反应 阳极 pbso4 s 2h2o l 2e pbo2 s so42 aq 十4h aq 氧化反应 总反应 2pbso4 s 十2h2o l pb s pbo2 s 2h2so4 aq 可以把上述反应写成一个可逆反应方程式 pb s pbo2 s 2h2so4 aq 2pbso4 s 十2h2o l 要点回顾 3 燃料电池燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池 燃料电池的电极本身不包含活性物质 只是一个催化转化元件 它工作时 燃料和氧化剂连续的由外部供给 在电极上不断的进行反应 生成物不断地被排除 于是电池就连续不断的提供电能 1 氢氧燃料电池以氢气为燃料 氧气为氧化剂 铂做电极 使用酸性电解质 它的的工作原理 负极 2h2 4e 4h 正极 o2十4h aq 4e 2h2o总反应 2h2十o2 2h2o 要点回顾 2 以碱性氢氧燃料电池为例 它的燃料极常用多孔性金属镍 用它来吸附氢气 空气极常用多孔性金属银 用它吸附空气 电解质则由浸有koh溶液的多孔性塑料制成 其电极反应为 负极反应 2h2 4oh 4h2o 4e 正极反应 o2 2h2o 4e 4oh 总反应 2h2 o2 2h2o除氢气以外 烃 肼 甲醇 氨等液体或气体 均可作燃料电池的燃料 除纯氧外 空气中的氧气也可以做氧化剂 3 甲烷燃料电池 koh做电解质 用金属铂片插入koh溶液作电极 又在两极上分别通甲烷 燃料 和氧气 氧化剂 电极反应式为 负极 ch4 10oh 8e co32 7h2o正极 4h2o 2o2 8e 8oh 电池总反应式为 ch4 2o2 2koh k2co3 3h2o 要点回顾 3 电解池1 电解质溶液的导电金属导电时 是金属内部的自由电子发生的定向移动 而电解质溶液的导电与金属导电不同 通电前电解质溶液中阴 阳离子在溶液中自由地移动 通电后在电场的作用下 这些自由移动的离子改作定向移动 带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动 带正电荷的阳离子则向阴极移动 电极名称 电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极 与直流电源正极相连的电极叫阳极 物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的 对金属就是自由电子 而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子 要点回顾 2 电解 1 概念 使电流流过电解质溶液而在阴 阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解 2 电子流动的方向 电子从外接直流电源的负极流出 经导线到达电解池的阴极 电解池溶液中的阳离子移向阴极 并在阴极获得电子而被还原 发生还原反应 与此同时 电解池溶液中的阴离子移向阳极 并在阳极上失去电子 也可能是阳极很活泼而本身失去电子 而被氧化 发生氧化反应 这样 电子又从电解池的阳极流出 沿导线而流回外接直流电源的正极 3 电极反应的类型 阳极反应为氧化反应 阴极反应为还原反应 故而阴极处于被保护的状态 而阳极则有可能被腐蚀 要点回顾 1 电解饱和食盐水反应原理饱和食盐水成分 溶液存在na cl h oh 四种离子 电极反应式 阴极 2h 2e h2 还原反应 阳极 2cl 2e cl2 氧化反应 实验现象解释 1 阴极区域变红原因 由于h 被消耗 使得阴极区域oh 离子浓度增大 实际上是破坏了附近水的电离平衡 由于kw为定值 c h 因电极反应而降低 导致c oh 增大 使酚酞试液变红 2 湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝原因 氯气可以置换出碘化钾中的碘 cl2 2ki 2kcl i2 i2使淀粉变蓝 要点回顾 注意 如果试纸被熏蒸的太久 蓝色会因为湿氯气的漂白作用而褪去 电解饱和食盐水的总反应式 该电解反应属于放氢生碱型 电解质与水均参与电解反应 类似的还有k2s mgbr2等 要点回顾 注意 如果试纸被熏蒸的太久 蓝色会因为湿氯气的漂白作用而褪去 电解饱和食盐水的总反应式 该电解反应属于放氢生碱型 电解质与水均参与电解反应 类似的还有k2s mgbr2等 要点回顾 2 铜的电解精炼原理 电解时 用粗铜板作阳极 与直流电源的正极相连 用纯铜板作阴极 与电源的负极相连 用cuso4溶液 加入一定量的硫酸 作电解液 cuso4溶液中主要有cu2 h oh 通电后h 和cu2 移向阴极 并在阴极发生cu2 2e cu oh 和移向阳极 但阳极因为是活性电极故而阴离子并不放电 主要为阳极 活泼及较活泼金属 发生氧化反应而溶解 阳极反应 cu 2e cu2 要点回顾 电解过程中 比铜活泼的zn fe ni等金属杂质 在铜溶解的同时也会失电子形成金属阳离子而溶解 此时阴极仍发生cu2 2e cu 这会导致电解液浓度不发生变化 ag au不如cu易失电子 cu溶解时它们以阳极泥沉积下来可供提炼au ag等贵金属 该过程实现了提纯铜的目的 离子在电极上得失电子的能力与离子的性质 溶液的浓度 电流的大小 电极的材料等都有关系 中学阶段我们一般只讨论电极材料的性质 离子的氧化性强弱和还原性强弱对它们得失电子能力的影响 要点回顾 3 电解冶炼铝工业上 用纯净的氧化铝为原料 采用电解的方法制取铝 纯净的氧化铝熔点很高 2045 很难熔化 现在都用熔化的冰晶石 na3alf6 作熔剂 使氧化铝在1000 左右溶解在液态的冰晶石里 成为冰晶石和氧化铝的熔融体 然后进行电解 电极反应式 阴极 4al3 12e 4al阳极 6o2 12e 3o2 总反应式 2al2o34al 3o2 只能电解al2o3 不能是alcl3 在冶炼铝时 阳极产生氧气 石墨阳极在如此高温条件下 将不断被氧气氧化而消耗 因而需不断补充石墨阳极 要点回顾 4 电镀铜原理 电镀时 一般都是用含镀层金属离子的电解质溶液为电镀液 把待镀金属制成品浸入电镀液中与直流电源的负极相连 作为阴极 而用镀层金属为阳极 阳极金属溶解在溶液中成为阳离子 移向阴极 并在阴极上被还原成金属析出 电镀铜规律可概括为 阳极溶解 阴极沉积 电解液不变 工业上电镀常使用有毒电镀液 因此电镀废水应回收有用物质 降低有害物质含量后 达标排放 以防污染环境 要点回顾 5 金属的电化学腐蚀与防护1 金属腐蚀的类型 1 化学腐蚀 金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀 例如铁丝在氧气中燃烧 铜在氯气中燃烧等 2 电化学腐蚀 不纯金属与电解质溶液接触时比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀 3 金属的电化学腐蚀 金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 不纯的金属跟电解质溶液接触时 会发生原电池反应 比较活泼的金属失去电子而被氧化 这种腐蚀叫做电化学腐蚀 钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子 金属腐蚀的本质 m ne mn 要点回顾 2 钢铁的电化学腐蚀 1 析氢腐蚀 钢铁表面吸附水膜酸性较强时 阳极 fe fe 2e fe2 fe2 2h2o fe oh 2 2h 阴极 杂质 2h 2e h2电池反应 fe 2h2o fe oh 2 h2 由于有氢气放出 所以称之为析氢腐蚀 2 吸氧腐蚀 钢铁表面吸附水膜酸性较弱时 阳极 fe fe 2e fe2 阴极 o2 2h2o 4e 4oh 总反应 2fe o2 2h2o 2fe oh 2由于吸收氧气 所以也叫吸氧腐蚀 要点回顾 析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的fe oh 2被氧所氧化 生成fe oh 3脱水生成fe2o3铁锈 钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀 fe 2h2o fe oh 2 h2 o2 2h2o 4e 4oh 2fe o2 2h2o 2fe oh 22h 2e h2 要点回顾 3 金属的防护 1 牺牲阳极的阴极保护法 利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护 正极 要保护的金属负极 比要保护金属活泼的金属 2 外加电流的阴极保护法 利用电化学反应使金属钝化而受到保护 比组成原电池防护更好 阴极 被保护的金属阳极 惰性电极两者均存在于电解质溶液中接上外接直流电源 3 覆盖保护膜及其他保护方法在金属表面覆盖保护保护层 使金属和周围物质隔离开来 涂油漆 电镀 钝化等 改变金属的内部结构 将金属制成合金 增强抗腐蚀能力 钢 不锈钢 在钢中加入镍和铬 4 金属腐蚀速率大小电解池阳极 原电池负极 化学腐蚀 原电池正极 电解池阴极 高考方向 1 2012 江苏化学卷10 下列有关说法正确的是a caco3 s cao s co2 g 室温下不能自发进行 说明该反应的 h 0b 镀铜铁制品镀层受损后 铁制品比受损前更容易生锈c n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0 其他条件不变时升高温度 反应速率 h2 和氢气的平衡转化率均增大d 水的离子积常数kw随着温度的升高而增大 说明水的电离是放热反应 高考方向 答案 b 解析 本题是化学反应与热效应 电化学等的简单综合题 着力考查学生对熵变 焓变 水解反应 原电池电解池 化学反应速率的影响因素等方面的能力 a 分解反应一般是常识吸热反应 熵变 焓变都大于零 仅在高温下自发 内容来源于 选修四 p34 p36中化学方向的判断 b 铁比铜活泼 组成的原电池中铁为负极 更易被氧化 c 据平衡移动原理 升高温度平衡向逆反应方向移动 平衡转化率减小 d 水的离子积常数kw随着温度的升高而增大 说明水的电离是吸热反应 越热越电离 水的离子积常数kw随着温度的升高而增大 高考方向 2 2012 江苏化学卷5 下列有关物质的性质与应用不相对应的是a 明矾能水解生成al oh 3胶体 可用作净水剂b fecl3溶液能与cu反应 可用于蚀刻印刷电路c so2具有氧化性 可用于漂白纸浆d zn具有还原性和导电性 可用作锌锰干电池的负极材料 高考方向 答案 c 解析 本题属于元素及其化合物知识的考查范畴 这些内容都来源于必修一 和必修二等课本内容 铝离子水解 胶体的吸附性 fe3 的氧化性 so2和zn的还原性等内容 看来高三一轮复习围绕课本 围绕基础展开 也不失为一条有效途径 高考方向 3 2012 海南化学卷3 下列各组中 每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是a hcl cucl2 ba oh 2b naoh cuso4 h2so4c naoh h2so4 ba oh 2d nabr h2so4 ba oh 2 高考方向 答案 c 解析 电解时只生成氢气和氧气 则电解质所含的阳离子在金属活动性顺序表中铜之前 阴离子不能是简单离子 电解hcl的方程式为 2hclcl2 h2 a选项错 电解cuso4溶液的方程式为 2cuso4 2h2o2cu 2h2so4 o2 b选项错 电解nabr的方程式为 2nabr 2h2o2naoh h2 br2 d选项错 高考方向 4 2012 海南化学卷10 下列叙述错误的是a 生铁中含有碳 抗腐蚀能力比纯铁弱b 用锡焊接的铁质器件 焊接处易生锈c 在铁制品上镀铜时 镀件为阳极 铜盐为电镀液d 铁管上镶嵌锌块 铁管不易被腐蚀 高考方向 答案 c 解析 生铁中含有碳 构成原电池加快了腐蚀速率 故a选项正确 用锡焊接的铁质器件 焊接处易生锈 是因为构成的原电池中fe作负极 加快了腐蚀速率 故b选项正确 在铁制品上镀铜时 镀件应为阴极 故c选项错 铁管上镶嵌锌块 构成的原电池中fe作正极 受到保护 故d选项正确 高考方向 5 2012 安徽理综化学卷11 某兴趣小组设计如下微型实验装置 实验时 先断开 闭合 两极均有气泡产生 一段时间后 断开 闭合 发现电流发a指针偏转 下列有关描述正确的是a 断开 闭合时 总反应的离子方程式为 b 断开 闭合时 石墨电极附近溶液变红c 断开 闭合时 铜电极上的电极反应为 d 断开 闭合时 石墨电极作正极 高考方向 高考方向 答案 d 解析 本题考查原电池及电解池工作原理 旨在考查考生对知识的综合应用能力 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 高考方向 6 2012 福建理综化学卷9 将右图所示实验装置的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znabcu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 高考方向 解析 zn作原电池的负极 cu作原电池的正极 cu电极是发生还原反应 b选项貌似正确 迷惑学生 电子流向是负极到正极 但a b这一环节是在溶液中导电 是离子导电 电子并没沿此路径流动 c选项中硫酸根离子浓度基本保持不变 d选项中是滤纸a点是阴极 氢离子放电 溶液中氢氧根暂时剩余 显碱性变红色 这题是考查学生的电化学知识 装置图设计有些复杂 b选项干扰作用明显 设问巧妙 高考方向 7 2012 浙江理综化学卷10 已知电极上每通过96500c的电量就会有1mol电子发生转移 精确测量金属离子在惰性电极上以镀层形式沉积的金属质量 可以确定电解过程中通过电解池的电量 实际测量中 常用银电量计 如图所示 下列说法不正确的是a 电量计中的银棒应与电源的正极相连 铂坩埚上发生的电极反应是 ag e agb 称量电解前后铂坩埚的质量变化 得金属银的沉积量为108 0mg 则电解过程中通过电解池的电量为96 5cc 实验中 为了避免银溶解过程中可能产生的金属颗粒掉进铂坩埚而导致测量误差 常在银电极附近增加一个收集网袋 若没有收集网袋 测量结果会偏高 d 若要测定电解饱和食盐水时通过的电量 可将该银电量计中的银棒与待测电解池的阳极相连 铂坩埚与电源的负极相连 高考方向 高考方向 答案 d 解析 电量计中的银棒应与电源的正极相连 银棒作阳极 若要测定电解饱和食盐水时通过的电量 该银电量计中的银棒应与待测电解池的阴极相连 见下图 d选项错 高考方向 高考方向 8 2012 广东理综化学卷10 下列应用不涉及氧化还原反应的是a na2o2用作呼吸面具的供氧剂b 工业上电解熔融状态al2o3制备alc 工业上利用合成氨实现人工固氮d 实验室用nh4cl和ca oh 2制备nh3 高考方向 答案 d 解析 a有单质o2生成 b有单质al生成 c有单质h2和n2反应 高考方向 9 2012 山东理综化学卷8 下列与含氯化合物有关的说法正确的是a hclo是弱酸 所以naclo是弱电解质b 向沸水中逐滴加入少量饱和fecl3溶液 可制得fe oh 3胶体c hcl溶液和nacl溶液均通过离子导电 所以hcl和nacl均是离子化合物d 电解nacl溶液得到22 4lh2 标准状况 理论上需要转移na个电子 na表示阿伏加德罗常数 高考方向 答案 b 解析 naclo属于盐 为强电解质 a项错误 向沸水中滴加饱和fecl3制备fe oh 3胶体 b项正确 hcl属于共价化合物 c项错误 根据电解nacl溶液的阴极反应 2h 2e h2 产生标准状况下22 4lh2 转移2na个电子 d项错误 高考方向 10 2012 山东理综化学卷13 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是fe海水图azncucu zn合金nm图b稀盐酸稀盐酸ptzn图c图dznmno2nh4cl糊状物碳棒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 高考方向 高考方向 答案 b 解析 图a中 铁棒发生化学腐蚀 靠近底端的部分与氧气接触少 腐蚀程度较轻 a项错误 图b中开关由m置于n cu一zn作正极 腐蚀速率减小 b对 图c中接通开关时zn作负极 腐蚀速率增大 但氢气在pt上放出 c项错误 图d中干电池放电时mno2发生还原反应 体现还原性 d项错误 高考方向 11 2012 四川理综化学卷11 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪 负极上的反应为ch3ch2oh 4e h2o ch3cooh 4h 下列有关说法正确的是检测时 电解质溶液中的h 向负极移动若有0 4mol电子转移 则在标准状况下消耗4 48l氧气电池反应的化学方程式为 ch3cho o2 ch3cooh h2o正极上发生的反应是 o2 4e 2h2o 4oh 高考方向 答案 c 解析 本题考查的是原电池和电解池原理 原电池中h 移向电池的正极 a项错误 该原电池的总反应为乙醇的燃烧方程式 c项正确 用c项的方程式进行判断 有0 4mol的电子转移 消耗氧气为0 11mol b项错误 酸性电池不可能得到oh d项错误 高考方向 12 2012 全国大纲理综化学卷11 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 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 高考方向 答案 b 解析 由题意知 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 则 大于 相连时 为正极 则 大于 相连时 有气泡逸出 则 大于 相连时 的质量减少 则 大于 答案 考点 原电池的正负极的判断 从原电池反应实质角度确定 1 由两极的相对活泼性确定 相对活泼性较强的金属为负极 一般地 负极材料与电解质溶液要能发生反应 2 由电极变化情况确定 某一电极若不断溶解或质量不断减少 该电极发生氧化反应 则此电极为负极 若某一电极上有气体产生 电极的质量不断增加或不变 该电极发生还原反应 则此电极为正极 燃料电池除外 高考方向 13 2012 江苏化学卷20 14分 铝是地壳中含量最高的金属元素 其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛 1 真空碳热还原 氯化法可实现由铝矿制备金属铝 其相关的热化学方程式如下 al2o3 s alcl3 g 3c s 3alcl g 3co g h akj mol 13alcl g 3al l alcl3 g h bkj mol 1 反应al2o3 s 3c s 2al l 3co g 的 h kj mol 1 用含a b的代数式表示 al4c3是反应过程的中间产物 al4c3与盐酸反应 产物之一是含氢量最高的烃 的化学方程式 2 镁铝合金 mg17al12 是一种潜在的贮氢材料 可在氩气保护下 将一定化学计量比的mg al单质在一定温度下熔炼获得 该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为mg17al12 17h2 17mgh2 12al 得到的混合物y 17mgh2 12al 在一定条件下释放出氢气 熔炼制备镁铝合金 mg17al12 时通入氩气的目的是 在6 0mol l 1hcl溶液中 混合物y能完全释放出h2 1molmg17al12完全吸氢后得到的混合物y与上述盐酸完全反应 释放出h2的物质的量为 高考方向 在0 5mol l 1naoh和1 0mol l 1mgcl2溶液中 混合物y均只能部分放出氢气 反应后残留固体物质x 射线衍射谱图如右图所示 x 射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在 不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同 在上述naoh溶液中 混合物y中产生氢气的主要物质是 填化学式 3 铝电池性能优越 al ago电池可用作水下动力电源 其原理如右下图所示 该电池反应的化学方程式为 高考方向 高考方向 答案 1 a b al4c3 12hcl 4alcl3 3ch 4 2 防止mgal被空气氧化 52mol al 3 2al 3ago 2naoh 2naalo2 3ag h2o 解析 本题以新能源 新材料为背景涉及元素化合物性质 热化学方程式和电极反应方程式的书写 读图读表计算与分析的综合题 是以常见物质相关的化学知识在生产 生活中具体运用的典型试题 备考提示 高三复习一定要关注社会 关注生活 关注新能源新材料 关注环境保护与社会发展 适度加强综合训练 把学生的能力培养放在高三复习的第一位 高考方向 14 2012 海南化学卷13 8分 氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用 回答下列问题 1 氮元素原子的l层电子数为 2 nh3与naclo反应可得到肼 n2h4 该反应的化学方程式为 3 肼可作为火箭发动机的燃料 与氧化剂n2h4反应生成n2和水蒸气 已知 n2 g 2o2 g n2h4 1 h1 195kj mol 1 1 o2 g n2 g 2h2o h2 534 2kj mol 1写出肼和n2h4反应的热化学方程式 4 肼一空气燃料电池是一种碱性电池 该电池放电时 负极的反应式为 高考方向 答案 1 5 2 2nh3 naclo n2h4 nacl h2o 3 2n2h4 1 n2o4 1 3n2 g 4h2o g h 1048 9kj mol 1 4 2n2h4 4e 4oh 2n2 4h2o 解析 1 n原子的原子结构示意图为 故其l层上有5个电子 2 nh3 naclo n2h4 根据元素守恒还应生成nacl和h2o 观察法可配平方程式为2nh3 naclo n2h4 nacl h2o 3 肼与n2o4反应生成n2和水蒸气 2n2h4 n2o4 3n2 4h2o 观察已知的两个热方程式可知 2 得 2n2h4 1 n2o4 1 3n2 g 4h2o g h h2 2 h1 1048 9kj mol 1 4 肼 空气燃料电池是一种碱性电池 中o2在正极反应 故负极是肼发生反应 2n2h4 4e 4oh 2n2 4h2o 高考方向 15 2012 海南化学卷16 9分 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料 两电极上分别通入ch4和o2 电解质为koh溶液 某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源 进行饱和氧化钠辖液电解实验 如图所示 高考方向 回答下列问题 1 甲烷燃料电池正极 负极的电极反应分别为 2 闭合k开关后 a b电极上均有气体产生 其中b电极上得到的是 电解氯化钠溶液的总反应方程式为 3 若每个电池甲烷通如量为1l 标准状况 且反应完全 则理论上通过电解池的电量为 法拉第常数f 9 65 l04c mol 1列式计算 最多能产生的氯气体积为l 标准状况 高考方向 答案 1 2o2 4h2o 8e 8oh ch4 8e 10oh co32 7h2o 2 h22nacl 2h2o2naoh h2 cl2 3 3 45 104c4l 解析 1 在碱性溶液中 甲烷燃料电池的总反应式为 ch4 2o2 2oh co32 3h2o 正极是 2o2 4h2o 8e 8oh 负极是 ch4 8e 10oh co32 7h2o 2 b电极与通入甲烷的电极相连 作阴极 是h 放电 生成h2 电解氯化钠溶液的总反应方程式为 2nacl 2h2o2naoh h2 cl2 3 根据得失电子守恒 可得 1molch4 8mole 4molcl2 故若每个电池甲烷通入量为1l 标准状况 生成4lcl2 电解池通过的电量为1 22 4 8 9 65 l04c mol 1 3 45 104c 题中虽然有两个燃料电池 但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算 名师指点 一 原电池中电极反应式的书写原则 负极发生氧化反应 正极发生还原反应 1 判定正 负极 1 据电极材料 一般情况下 较活泼的金属作负极 较不活泼的金属或导电非金属作正极 2 据电子的流动方向 电子流出的一极为负极 电子流入的一极为正极 3 据离子的移动方向 阴离子移向负极 阳离子移向正极 4 据两电极的现象 溶解 或减轻 的一极为负极 金属沉积 或增重 或放出气体的一极为正极 名师指点 2 书写电极反应式 1 直接书写在判断出原电池的正 负极后 再搞清正 负极发生反应的物质或离子 结合得失电子数即可写出电极反应式 注意 若是正 负极得失电子后