高三化学电化学部分综合人教版知识精讲

用心 爱心 专心 高三化学电化学部分综合人教版高三化学电化学部分综合人教版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 电化学部分综合 二 重点 难点 1 掌握基本的原电池原理和电解池原理 2 电化学的应用是重点 三 具体内容 1 原电池的基本原理 2 电解池的基本原理 3 原电池的基本类型 4 原电池的用途 5 电解池的基本类型 6 电解池的应用 典型例题典型例题 例 1 如图所示 将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中 再加入含有适量酚酞和 NaCl 的琼脂热溶液 冷却后形成琼胶 离子在琼胶内可以移动 下列叙述正确的是 A a 中铁钉附近呈现红色 B b 中铁钉上发生还原反应 C a 中铜丝上发生氧化反应 D b 中铝条附近有气泡产生 答案 答案 B 解析 解析 考察原电池的基本原理 例 2 N2O5 是一种新型硝化剂 其性质和制备受到人们的关注 1 N2O5与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 0 反应达平衡后 若再通入一定量氮气 则 N2O5的转化率将 填 增大 减小 不变 下表为反应在 T1温度下的部分实验数据 t s05001000 用心 爱心 专心 e N2O5 mol L 1 5 003 522 48 则 500 s 内 N2O5的分解速率为 在 T3温度下 反应 1 000 s 时测得 NO2的浓度为 4 98 mol L 1 则 T3 T1 3 如图所示装置可用于制备 N2O5 则 N2O5在电解池的 区生成 其电极 反应式为 答案 答案 1 2 不变 0 00296 mol L 1 g 1 或 小于 3 阳极 N2O4 2HNO3 2e 2N2O5 2H 解析 解析 考察化学基本原理的综合运用 例 3 下图为直流电源电解稀 Na2SO4水溶液的装置 通电后在石墨电极 a 和 b 附近分别 滴加一滴石蕊试液 下列实验现象中正确的是 A 逸出气体的体积 a 电极的小于 b 电极的 B 一电极逸出无味气体 另一电极逸出刺激性气味气体 C a 电极附近呈红色 b 电极附近出现蓝色 D a 电极附近呈蓝色 b 电极附近出现红色 答案 答案 D 解析 解析 考察电解的基本原理 例 4 用铂电极电解 x 下列溶液一段时间后 再加入一定量的某物质 括号内 能与原来 溶液浓度一样的是 A Cu NO3 2 CuCO3 B NaOH NaOH C NaCl HCl D CuSO4 Cu OH 2 答案 答案 AC 解析 解析 考察电解物质的判断和溶液的恢复 例 5 在 25 时 将两个铜电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中 进行电解 通电一段时 用心 爱心 专心 间后 阴极上逸出 amol 气体 同时有 mg Na2SO4 10H2O 晶体析出 若温度不变 剩余溶 液里溶质的质量分数为 A m m 18a 100 B m m 36a 100 C 7100m 161 m 18a D 7100m 161 m 36a 答案 答案 D 解析 解析 考察电解的计算 例 6 镍镉 Ni Cd 可充电电池在现代生活中有广泛应用 已知某镍镉电池的电解质溶 液为 KOH 溶液 其充 放电按下式进行 Cd 2NiOOH 2H2OCd OH 2 2Ni OH 2 有关该电池的说法正确的是 A 充电时阳极反应 Ni OH 2 e OH NiOOH H2O B 充电过程是化学能转化为电能的过程 C 放电时负极附近溶液的碱性不变 D 放电时电解质溶液中的 OH 向正极移动 答案 答案 A 解析 解析 考察原电池和电解池的基本原理 例 7 三氧化二镍 Ni2O3 可用于制造高能电池 其电解法制备过程如下 用 NaOH 调 NiCl2溶液 pH 至 7 5 加放适量硫酸钠后进行电解 电解过程中产生的 Cl2在弱碱性条件下 生成 ClO 把二价镍氧化为三价镍 以下说法正确的是 A 可用铁作阳极材料 B 电解过程中阳极附近溶液的 pH 升高 C 阳极反应方程式为 2Cl 2e Cl2 D 1mol 二价镍全部转化为三价镍时 外电路中通过了 1mol 电子 答案 答案 CD 解析 解析 考察利用电解池的基本原理解决未知知识 例 8 实验室用铅蓄电池电解食盐水制取氯气 已知铅蓄电池放电时发生反应 负极 正极 当制得 的氯气的物质的量为 0 05mol 时 电池内消耗硫酸的物质的量至少是 A 0 025mol B 0 050mol C 0 10mol D 0 20mol 答案 答案 C 解析 解析 考察电子转移的计算应用 模拟试题模拟试题 1 电解 100mL 含 c H 0 30mol L 的下列溶液 当电路中通过 0 04mol 电子时 理论 上析出金属质量最大的是 A 0 10mol L Ag B 0 20mol L Zn2 C 0 20mol L Cu2 D 0 20mol L Pb2 2 依据氧化还原反应 2Ag aq Cu s Cu2 aq 2Ag s 设计的原电池 如图所示 用心 爱心 专心 请回答下列问题 1 电极 X 的材料是 电解质溶液 Y 是 2 银电极为电池的 极 发生的电极反应为 X 电极上发生的电极反应为 3 外电路中的电子是从 电极流向 电极 3 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池 利用细菌将有机物转化为氢气 氢气进 入以磷酸为电解质的燃料电池发电 电池负极反应为 A H2 2OH 2H2O 2e B O2 4H 4e 2H2O C H2 2H 2e D O2 2H2O 4e 4OH 4 某同学按下图所示的装置进行电解实验 下列说法正确的是 A 电解过程中 铜电极上有 H2产生 B 电解初期 主反应方程式为 Cu H2SO4CuSO4 H2 C 电解一定时间后 石墨电极上有铜析出 D 整个电解过程中 H 的浓度不断增大 5 某学生设计了一个 黑笔写红字 的趣味实验 滤纸先用氯化钠 无色酚酞的混合液 浸湿 然后平铺在一块铂片上 接通电源后 用铅笔在滤纸上写字 会出现红色字迹 据 此 下列叙述正确的是 A 铅笔端作阳极 发生还原反应 B 铂片 端作阴极 发生氧化反应 C 铅笔端有少量的氯气产生 D a 点是负极 b 点是正极 6 天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地 锂离子电池正极材料是含锂的二氧化 钴 LiCoO2 充电时 LiCoO2中 Li 被氧化 Li 迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳 C6 中 以 LiC6表示 电池反应为 LiCoO2 C6 充电 放电 CoO2 LiC6 下列说法正确的 是 A 充电时 电池的负极反应为 LiC6 e Li C6 B 放电时 电池的正极反应为 CoO2 Li e LiCoO2 用心 爱心 专心 C 羧酸 醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质 D 锂离子电池的比能量 单位质量释放的能量 低 7 在盛有稀 H2SO4的烧杯中放入用导线连接锌片和铜片 下列叙述正确的是 A 正极附近的 SO42 离子浓度逐渐增大 B 电子通过导线由铜片流向锌片 C 正极有 O2逸出 D 铜片上有 H2逸出 8 以惰性电极电解 CuSO4溶液 若阳极上产生气体的物质的量为 0 0100mol 则阴极上 析出 Cu 的质量为 A 0 64g B 1 28g C 2 56g D 5 12g 9 某可充电的锂离子电池以 LiMn2O4为正极 嵌入锂的碳材料为负极 含 Li 导电固体 为电解质 放电时的电池反应为 Li LiMn2O4 Li2Mn2O4 下列说法正确的是 A 放电时 LiMn2O4发生氧化反应 B 放电时 正极反应为 Li LiMn2O4 e Li2Mn2O4 C 充电时 LiMn2O4发生氧化反应 D 充电时 阳极反应为 Li e Li 10 据报道 我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车在北京奥运会期间为运动员提供 服务 某种氢氧燃料电池的电解液为 KOH 溶液 下列有关该电池的叙述不正确的是 A 正极反应式为 O2 2H2O 4e 4OH B 工作一段时间后 电解液中 KOH 的物质的量不变 C 该燃料电池的总反应方程式为 2H2 O2 2H2O D 用该电池电解 CuCl2溶液 产生 2 24 L Cl2 标准状况 时 有 0 1 mol 电子转移 11 将两个铂电极插入 500ml CuSO4溶液进行电解 通电一段时间后 某一电极增重 0 064g 设电解时该电极无氢气析出 且不考虑水解和溶液体积变化 此时溶液中氢离 子浓度约为 A 4 10 3mol L B 3 10 3mol L C 2 10 3mol L D 1 10 3mol L 12 PH a 的某电解质溶液中 插入两支惰性电极通直流电一段时间后 溶液的 PH a 则该电解质可能是 A NaOH B H2SO4 C AgNO3 D Na2SO4 用心 爱心 专心 试题答案试题答案 1 C 2 1 Cu AgNO3 2 正极 Ag e Ag Cu 2e Cu2 3 X Ag 3 C 4 BC 5 D 6 B 7 D 8 B 9 B 10 D 11 A 12 A 试题解析试题解析 1 题目中涉及到了五种阳离子 当电解时 其放电的先后顺序是 Ag Cu2 H Pb2 Zn2 当电路中通过 0 04mol 电子时 理论上析出金属质量依次是 Ag 0 10mol L 0 1L 108g mol 1 08g Cu 0 02mol L 0 1L 64g mol 1 28g Pb 0 04mol 0 03mol 2 207g mol 1 05 Zn 0 04mol 0 03mol 2 65g mol 0 325g 2 根据设计原电池的原理 反应中的还原剂铜做负极 同时搭配同离子的溶液硫酸铜 正极因为溶液为硝酸银 所以电极可用银或石墨电极 3 燃料电池是可燃物在负极反应 因为电解质溶液为酸性 所以生成物为氢离子 4 因为阳极是金属 所以是金属放电 变成铜离子 阴极为阳离子氢离子放电产生氢气 所以氢离子浓度降低 5 出现红色字迹的地方说明有氢氧根离子 就是氢离子放电了 6 反应的正向是电解池 逆向是原电池 化合价升高的物质是电解池的阳极反应物 是 原电池的负极反应物 而锂的相对原子质量小 所以比能量高 7 根据原电池原理 锌作负极 铜做正极 而氢离子在正极产生氢气 8 根据电解原理 阳极上产生的气体为氧气 每生成 1mol 氧气转移 4mol 电子 而同时 有 2mol 铜离子反应 所以反应的铜为 0 02mol 9 根据放电时的总反应 还原剂应为负极的反应 即 Li 充电时同样考虑氧化还原的原 理 10 应有 0 2mol 的电子转移 11 本题主要考查离子的放电顺序及有关离子浓度的计算 电解 CuSO4溶液时 其阴极 反应为 Cu2 2e Cu 由阴极析出铜的质量 0 064g 可求出阴极得到电子的物质的量为 0 064g 64 g mol 1 2 0 002mol 其阳极反应为 2H2O 4e 4H O2 根据电子 守恒可知 n H 0 002mol 故 c H 0 00