安徽省2013年高考化学二轮复习热点例析：专题二 第3讲 电化学 Word版含答案

第3讲电化学真题试做12012安徽理综，11某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开k2，闭合k1，两极均有气泡产生。一段时间后，断开k1，闭合k2，发现电流表a指针偏转。下列有关描述正确的是a断开k2，闭合k1时，总反应的离子方程式为2h2clcl2h2通电b断开k2，闭合k1时，石墨电极附近溶液变红c断开k1，闭合k2时，铜电极上的电极反应式为cl22e2cld断开k1，闭合k2时，石墨电极作正极22011安徽理综，12研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5mno22ag2naclna2mn5o102agcl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是a正极反应式agcleagclb每生成1molna2mn5o10转移2mol电子cna不断向“水”电池的负极移动dagcl是还原产物32010安徽理综，11某固体酸燃料电池以cahso4固体为电解质传递h，其基本结构见下图，电池总反应可表示为2h2o22h2o，下列有关说法正确的是a电子通过外电路从b极流向a极bb极上的电极反应式为o22h2o4e4ohc每转移01mol电子，消耗112l的h2dh由a极通过固体酸电解质传递到b极考向分析近几年所考查的热点原电池的工作原理；电极反应式及电池反应式的书写；有关电化学的计算。热点例析热点一、原电池的工作原理及电极反应式的书写【例1】改编自2012辽宁部分重点中学期末联考，19某科研单位利用电化学原理用so2来制备硫酸，装置如下图，含有某种催化剂。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。1通入so2的电极为_极，其电极反应式为_，此电极区ph_填“增大”“减小”或“不变”。2电解质溶液中的h通过质子膜_填“向左”“向右”或“不”移动，通入氧气的电极反应式为_。3电池总反应式为_。思路点拨有关原电池解题的一般思路1确定正负极方法1根据电极材料判断活泼金属是负极、不活泼金属或非金属是正极；燃料电池，燃料是负极反应物，氧气为正极反应物。2由反应类型判断失电子发生氧化反应的是负极；得电子发生还原反应的是正极。3依据电子流向、阴阳离子流向、电流流向判断电子流出、电流流入、阴离子流向、阳离子流出的电极为负极；电子流入、电流流出、阴离子流出、阳离子流向的电极为正极。2电极反应式的书写1电极反应式的书写是关键，常见的步骤及方法例如碱性ch3oh燃料电池电极反应式的书写步骤步骤1，确定得失电子数目负极为ch3oh6e，正极为o24e；步骤2，依据电解质溶液确定产物负极为ch3oh6eco，正极为o24e4oh；步骤3，配平负极为23ch3oh6e8ohco6h2o，正极为o24e2h2o4oh，依据得失电子守恒负23极2正极3即得电池总反应式。2书写电极反应式应充分注意介质影响中性溶液反应物中若是h得电子或oh失电子，h和oh均来自于水的电离，但生成物中可能有h和oh；酸性溶液反应物、生成物中均无oh；碱性溶液反应物、生成物中均无h；水溶液中不能出现o2。即时训练12012吉林期末质检，17实验发现，298k时，在fecl3酸性溶液中加入少量锌粒后，fe3立即被还原成fe2。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是a该原电池的正极反应是zn2ezn2b左烧杯中溶液的红色逐渐褪去c该电池铂电极上有气泡出现d该电池总反应为3zn2fe32fe3zn2热点二、电解池电极反应式及总反应式的书写【例2】1用电解法也可制备cu2o。原理如下图所示，则电极反应可以表示为，阳极_，阴极_。电解过程中，石墨电极附近的ph_填“增大”“不变”“减小”或“无法确定”，如果不考虑溶液体积变化，整个电解质溶液的ph_填“增大”“不变”“减小”或“无法确定”。2假设电解质溶液换成硫酸溶液，若仍能制得cu2o，则电极反应可以表示为，阳极_，阴极_。思路点拨有关电解池解题的一般思路1确定阴阳极的方法原电池和电解池电极的判断是解题的关键，为了方便记忆，我们可采取口诀或谐音的方法记忆。原电池，正负极；电解池，阴阳极；失去电子负原电池阳电解池极；发生氧化定无疑。还可以用谐音帮助记忆阴得阴德阳失；阳氧阳阴还。2电极反应式的书写步骤及方法步骤电极反应式的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成物，然后根据“阴得阳失”加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上h、oh或h2o，最后依据电荷守恒配平。注意电解池电极反应式中，如果是h、oh放电，不论溶液酸碱性，则一定写h、oh得、失电子，其他情况下酸性溶液中一定不能出现oh，同理在碱性溶液中一定不能出现h。3分析实验现象分析电极及电极区的ph及实验现象时，要从电极反应式入手；分析电解质溶液中的ph及实验现象时，要从电池反应式入手。即时训练22012江西九校一次联考，11蝇类昆虫的雌性信息素可用芥酸来自白芥与羧酸x在浓naoh溶液中进行阳极氧化得到。电解总反应式为c21h41coohx4naohc23h462na2co32h2oh2芥酸雌性信息素则下列说法正确的是ax为c3h7coohb电解的阳极反应式为c21h41coohx2e2h2oc23h46co6h23c电解过程中阴极区ph增大，na向阴极移动d阴极的还原产物为h2和oh热点三、电化学知识的有关计算【例3】组合改编下列有关电解实验的说法中不正确的是a使用肼空气碱性燃料电池作为电解精炼铜的电源，阴极的质量变化128g，则肼空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气为112l假设空气中氧气体积分数为20b若在水中加入少量的硫酸钠，电解水结束后溶液的ph将会保持不变c电解硫酸铜溶液一段时间后，为了使电解质溶液复原，可以加入适量的cuoh2d电解硫酸铜溶液产生氧气112l标准状况时，转移的电子总数为02na方法归纳1首先分析化合价及得失电子情况，并写出电极反应式，依据电极反应式进行分析，如1电解质溶液复原加入的物质应该是阴阳两极生成的单质化合而得到的；2求消耗某物质的质量或物质的量最好用电池反应式求算。2在串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算时，要注意运用电子守恒法计算。热点四、金属的腐蚀与防护【例4】海水的进水钢闸门易被腐蚀，对此的下列说法不正确的是a钢闸门腐蚀的本质是fe2efe2b钢闸门腐蚀主要是发生电化学吸氧腐蚀，其正极反应是o22h2o4e4ohc将钢闸门与浸入海水的锌块用导线相连，可防止钢闸门腐蚀d将钢闸门与直流电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀规律总结抓住金属腐蚀的本质，依据金属活动性顺序进行判断。1常见的电化学腐蚀有两类形成原电池时，金属作负极，大多数是吸氧腐蚀；形成电解池时，金属作阳极。2金属防腐的电化学方法原电池原理牺牲阳极的阴极保护法与较活泼的金属相连，较活泼的金属作负极被腐蚀，被保护的金属作正极。注意此处是原电池，牺牲了负极保护了正极，但习惯上叫牺牲阳极的阴极保护法。电解池原理外加电流的阴极保护法被保护的金属与原电池负极相连，形成电解池，作阴极。即时训练32011浙江理综，10将nacl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区a已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环b，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是a液滴中的cl由a区向b区迁移b液滴边缘是正极区，发生的电极反应为o22h2o4e4ohc液滴下的fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的fe2由a区向b区迁移，与b区的oh形成feoh2，进一步氧化、脱水形成铁锈d若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加nacl溶液，则负极发生的电极反应为cu2ecu2误区警示1精炼铜时忽视粗铜中的杂质如在铜的电解精炼中，因为作为阳极的粗铜中含有多种杂质锌、铁、镍、银、金等，所以阴极增加的质量与阳极减小的质量不一定相等，但得失电子数一定相等。随着精炼的进行，溶液中的cu2浓度逐渐减小。2混淆原电池电解质溶液中的电流方向原电池形成的重要条件之一形成闭合回路，在外电路导线中电流由正极流向负极，而在内电路电解质溶液中，电流却由负极流向正极即阳离子移向正极，阴离子移向负极，这样才能形成闭合回路。3忽视电解质溶液与金属导电的机理电解质溶液导电的原因是自由离子阴阳离子的定向移动，电子不能通过溶液，而金属导电的原因是自由电子的定向移动，离子不能通过金属。4忽视电解质溶液对电极反应式的影响在书写电极反应及分析两极区的实验现象时，要特别注意电解质与电极生成物的反应1负极生成的金属离子在碱性溶液中能与oh反应生成难溶性碱，如钢铁腐蚀中负极生成的fe2与正极生成的oh结合生成feoh2。2电极反应若有co2生成，在碱性条件下不会有气泡放出，而是与oh反应生成co，在酸性条件下，则有气泡放出。235忽视金属腐蚀时正极有氧气参加反应如下图所示装置，导线中有电流产生，写出碳棒上的电极反应式。铁不与氯化钠溶液反应，从能量的角度分析此装置不能形成原电池，但同学们如果考虑到吸氧腐蚀，问题就能迎刃而解，空气中的氧气在正极得电子，即o24e2h2o4oh。跟踪练习判断正误正确的打“”号，错误的打“”号1在cucuso4zn原电池中，cu2向负极移动。22010四川理综电解精炼铜时，若阴极得到的电子数为2na个，则阳极质量减少64g。32011江苏化学铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应。4电解饱和食盐水时，电子的流向由负极外电路阴极食盐水溶液阳极正极。5碱性甲醇燃料电池的负极反应式为ch3oh6eh2oco26h。12012安徽高考信息交流卷一，10有下列一整套电化学装置，关于该装置说法正确的是a甲池中mg极为阳极，电极反应式为mg2emg2b甲池中当mg减少24g时，石墨c极上产生224l气体标准状况下c乙池中将化学能转化为电能d乙池左侧石墨电极附近变蓝，右侧石墨电极附近变红2将洁净的金属片甲、乙、丙、丁分别放置在浸有某种盐溶液的滤纸上面并压紧如下图所示。在每次实验时，记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下表已知构成两电极的金属其金属活动性相差越大，电压表的读数越大金属电子流动方向电压/v甲甲cu078乙cu乙015丙丙cu135丁丁cu030依据记录数据判断，下列结论中正确的是a金属乙能从硫酸铜溶液中置换出铜b甲、乙形成合金时，将该合金露置在空气中，甲先被腐蚀c在四种金属中，乙的还原性最强d甲、丁若形成原电池时，甲为正极32012江西南昌调研，12将质量相等的银片和铂片分别作为阳极和阴极用来电解硝酸银溶液以电流强度为1a通电10min；10min后，反接电源，以电流强度为2a继续通电10min；下列图像分别表示银电极质量，铂电极质量及电解池产生气体质量与电解时间的关系图，正确的是abcd42012辽宁五校协作体联考，27某课外活动小组同学用如图装置进行实验，试回答下列问题1若开始时开关k与a连接，则b极的电极反应式为_。2若开始时开关k与b连接，则b极的电极反应式为_，总反应的离子方程式为_。有关上述实验，下列说法正确的是填序号_。溶液中na向a极移动从a极处逸出的气体能使湿润ki淀粉试纸变蓝反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度若标准状况下b极产生224l气体，则溶液中转移02mol电子3该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。该电解槽的阳极反应式为_。此时通过阴离子交换膜的离子数_填“大于”“小于”或“等于”通过阳离子交换膜的离子数。通电开始后，阴极附近溶液ph会增大，请简述原因_。若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为_。51第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属以m表示为负极，碱液主要为koh为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如下图，其总反应式为h22niooh2nioh2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的ph_填“增大”“减小”或“不变”，该电极的电极反应式为_。2氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式_，科学家利用此原理，设计成氨气氧气燃料电池，则通入氨气的电极是_填“正极”或“负极”，碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为_。参考答案命题调研明晰考向真题试做1d解析由题意知，断开k2，闭合k1时，两极均有气泡产生，则说明铜电极没有参与反应，则铜电极一定作阴极，石墨电极作阳极，所以总反应的离子方程式应为2cl2h2ocl2h22oh，铜电极附近溶液变红，故a、b项均错误；断开k1，闭通电合k2时，氯气在石墨电极上得到电子生成cl，氢气在铜电极上失去电子生成氢离子，所以此时石墨电极作正极，铜电极作负极，故c错误，d项正确。2b解析本题综合考查原电池和氧化还原反应的相关知识。正极反应应该得到电子，故a错；原电池中，电解质溶液中的阳离子应该向正极移动，故c错；ag是反应的还原剂，因此agcl是氧化产物，故d错。根据方程式，每生成1molna2mn5o10时，有2molag生成2molag，转移2mol电子，故b正确。3d解析首先明确a为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b，a错；b选项反应应为o24e4h2h2o；c没有告知标准状况。精要例析聚焦热点热点例析【例1】答案1负so22e2h2oso4h减小242向右o24e4h2h2o32so22h2oo22h2so4解析1so2制备硫酸，so2被氧化，为负极反应物，s的化合价升高2，即so22eso，溶液显酸性，用h2o、h配平得so22eh2oso4h，依据电2424极反应式可知负极区酸性增强；2阳离子向正极区移动，o2得4个电子，溶液显酸性，用h2o、h配平得o24e4h2h2o；3电池总反应式为2so22h2oo22h2so4。【即时训练1】b解析正极是得电子的反应，a错误；左烧杯中的电极反应式为fe3efe2，b正确、c错误；因为在金属活动性顺序中铁排在h的前面，在酸性溶液中不会生成fe，d错误。【例2】答案12cu2e2ohcu2oh2o2h2o2eh22oh增大不变22cu2eh2ocu2o2h2h2eh2解析依据“阴得阳失”及信息可知阳极cu失电子生成cu2o，阴极h得电子h2。1阳极2cu2ecu2o、阴极2h2o2eh2，用oh配平前后电荷，阳极2cu2e2ohcu2o，用h2o配平h原子，阳极2cu2e2ohcu2oh2o，最后用o原子检查是否配平。2用h配平前后电荷，阳极2cu2ecu2o2h，用h2o配平h原子，阳极2cu2eh2ocu2o2h，最后用o原子检查是否配平。【即时训练2】c解析依据原子守恒可知x化学式为c3h6o2，a错误；b选项中有co生成一定无h生成，错误；h在阴极得电子可知生成h2，所以电解过程中阴极区ph增23大，c选项正确；oh不是还原产物，d选项错误。【例3】c解析阴极上生成2molcu，依据cu22ecu可知转移4mole，氧气为正极反应物，依据o22h2o4e4oh可知消耗1molo2，在标准状况下体积为224l，即需要空气为112l，所以a正确；b选项是电解水，硫酸钠溶液为中性，所以ph不变，正确；c选项的电极反应式为2cu24e2cu、4oh4eo22h2o,2cu与o2恰好可结合为2cuo，所以应加入cuo，加入cuoh2相当于多加了水，错误；d选项，no2005mol，依据4oh4eo22h2o可知转移的电子总数为02na，正确。【例4】d解析金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应，a正确；锌比铁活泼，所以铁作正极被保护，c正确；铁与电源正极相连作阳极，失电子被腐蚀，d错误。【即时训练3】b解析b处有氧气参加，发生还原反应，是正极区，a处是负极区，铁发生氧化反应，阴离子向负极移动，a、c错误，b正确；铁比铜活泼，所以铁作负极失电子，d错误。误区警示【跟踪练习】答案解析3负极失电子，发生的是氧化反应，错误；4电子不能通过溶液，错误；5因为是碱性溶液，所以原电池的电极反应式中一定无co2生成，更无h生成，错误。创新模拟预测演练1d解析该装置甲池存在自发的氧化