专题1电化学及其应用（教师版）（2013年高考）

三年高考二年模拟一年备战【考点预测】综观历年高考试题可发现，可充电电池试题的关键在于能否正确书写电极反应式；书写电极反应式的关键是能否正确书写放电时的电极反应式。要正确书写放电时的电极反应式，既要弄清得失电子的物质，还要特别注意电极产物是否与电解质溶液共存，要写出实际存在的电极反应式。然后根据原电池的负极反应与电解池的阳极反应、原电池的正极反应与电解池的阴极反应互为逆反应，即可快速写出充电时的电极反应式。各电极反应式顺利写出以后，即可正确解题。预测2013年电化学及其应用仍为高考命题的重点。原电池和电解池原理及应用一、考点归纳从高考试题看，考查的知识点主要是原电池、电解池、电镀池的电极名称、电子流向及电极反应式；根据原电池、电解池的电极变化判断金属活泼性强弱；根据电解时电极变化判断电极材料或电解质种类；新型电池的电极反应及应用；有关电解产物的判断和计算。从题型看主要是选择题和填空题，其题型包括五判断、二写、一比较和三解释。五判断是判断工作原理题型、判断电极、判断电子流向、判断电极上析出的产物、判断电极附近或整个溶液的酸碱性；二写是书写电极反应式和总反应方程式；一比较是利用电化学知识比较金属的活动性；三解释是利用电化学知识解释电化学腐蚀、电化学防护和某些反应速率加快的原因。考点一、原电池工作原理1原电池的定义把化学能转化为电能的装置叫原电池。2形成条件（1）活泼性不同的两电极一个是较活泼的金属，另一个是较不活泼的金属、石墨（碳棒）或某些金属氧化物（如PBO2）。（2）电解质溶液（3）形成闭合回路3工作原理原电池是利用能发生的氧化还原反应设计而成，较活泼的金属材料作为负极，失去电子，经外电路流向较不活泼金属，再经电解质溶液回到负极，构成闭合回路，电流反向流动。溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。4原电池的正负极的判断方法（1）金属与金属或金属与导电非金属做电极时，较活泼金属做负极；较不活泼金属做正极。（2）根据电子的流向判断电子流出的极为负极，电子流入的极为正极；也可以根据电流方向判断电流流出极为正极，电流流入极为负极；（3）根据发生的反应判断发生氧化反应的极为负极，发生还原反应的极为正极；（4）根据反应现象判断一般来说，溶解的一极为负极，有气体或固体析出的一极为正极；（5）如果给出一个方程式判断电极反应，则化合价升高的电极为负极，化合价降低的电极为正极，由此可设计原电池。看负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子能否共存，若不能共存，则该电解质溶液中的阴离子也要写入负极的电极反应式中。如ALCUNAHCO3溶液构成的原电池中，因AL失去电子生成的AL3能与HCO3反应AL33HCO3ALOH33CO2，故铝电极（负极）上发生的反应为AL3E3HCO3ALOH33CO2，而不是仅仅写为AL3EAL3。当正极上的反应物质为O2时（吸氧腐蚀），要注意电解质溶液的性质。溶液为碱性时，电极反应式中不能出现H；溶液为酸性时，电极反应式中不能出现OH。知道总反应式时，可以先分析此反应中的氧化反应或还原反应（即分析有关元素的化合价变化情况），再写出其离子反应方程式；将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去较易写出一极（一般为负极）的电极反应式，即得另一极的电极反应式。对于可逆电池反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电过程是体现原电池原理，充电过程是体现电解池原理。6原电池原理的应用（1）设计化学电源根据氧化还原反应的特点，将其拆成两个半反应氧化反应和还原反应，分别作为原电池的负极反应式和正极反应式；若发生氧化反应的物质为金属单质，则用该金属作为负极材料，若为气体或溶液中的某种离子，则用惰性材料做负极；而作为正极的材料必须不如负极活泼，或为惰性电极；电解质溶液选择反应中的电解质即可，若与电解质无关，则需选择一种不能使电极材料消耗的电解质溶液，以增强导电性；（2）判断反应速率如在制取氢气的过程中，加入少量铜或硫酸铜可形成锌铜原电池，使反应速率加快；（3）判断金属的活泼性一般情况下，作为负极的金属活泼性较强；如锌铜原电池；（4）金属防护。考点二、几种常见的电池1几种常见的电池（1）锌锰干电池（一次电池）锌为干电池的负极，碳棒为正极。以NH4CL、ZNCL2、MNO2呈糊状液为电解质溶液。电极反应式负极（锌筒）ZN2EZN2正极（石墨）2NH42E2NH3H22NH42MNO22E2NH3MN2O3H2O总反应ZN2NH4ZN22NH3H2ZN2NH42MNO2ZN22NH3MN2O3H2O（2）铅蓄电池PB为负极，PBO2为正极，30的H2SO4溶液为电解质溶液。负极PBPBSO422EPBSO4正极PBO2PBO24HSO422EPBSO42H2O总反应PBPBO22H2SO4充电放电2PBSO42H2O汽车用电池大多用铅蓄电池（3）燃料电池氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造为两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。（一般以KOH为电解质溶液）负极H22H24OH4E4H2O正极O2O22H2O4E4OH总反应O22H22H2O（4）高能电池锌银电池不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由AG2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金做负极活性材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内ZN的氧化产物为ZNO，如银锌电池负极ZN2OH2EZNOH2O正极AG2OH2O2E2AG2OH总反应AG2OZNZNO2AG考点三、金属的腐蚀与防护化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与非电解质直接接触（不与电解质溶液接触）不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生（不发生原电池反应）有电流产生（发生原电池反应）本质发生氧化还原反应，金属被腐蚀氧化反应和还原反应分两极进行，较活泼的金属被腐蚀相互关系两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍2电化学腐蚀例钢铁的电化腐蚀。类型析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性电解质溶液溶有CO2的水溶液溶有O2的水溶液负极FE负极反应FE2EFE2正极C正极反应2H2EH22H2OO24E4OH电子如何流动形成电通路FE失电子成为FE2进入溶液，FE失去的电子流入C极，H趋向于C极与C极上的电子结合成H2析出溶液FE失电子成为FE2进入溶液，FE失去的电子流入C极，O2在C极获得电子成为OH进入溶液最终腐蚀产物铁锈（FE2O3的复杂水合物）普遍性吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍3金属的防护（1）制成合金以改变金属的内部结构，如不锈钢。（2）金属表面覆盖保护层如电镀、喷油漆。（3）电化学保护法利用原电池原理，可将比被保护金属更活泼的金属焊在被保护金属表面，形成原电池时，更活泼金属被腐蚀。4金属腐蚀快慢的判断电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀；考点四、电解池原理1定义电解池借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。2构成电解池的条件电流必须是直流而不是交流两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源的负极相连的电极叫做阴极。电解质溶液或熔融态电解质。3电解结果在两极上有新物质生成。4电解质导电的实质5原电池与电解池的区别类型原电池电解池本质化学能转化为电能电能转化为化学能装置判断无外加电源有外加电源电极判断负极还原性较强的极或电子流出的极正极还原性较弱的极或电子流入的极阳极与直流电源正极相连的极阴极与直流电源负极相连的极电极上的反应（1）负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应（2）正极溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子（1）阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应（2）阴极本身不反应，溶液中的阳离子得到电子发生还原反应电子流向负极外电路正极电源负极由导线阴极由溶液阳极电源正极电流方向正极外电路负极电源正极由导线阳极由溶液阴极电源负极应用铅蓄电池电镀、精炼、冶金6电解质溶液电解的类型惰性电极（1）电解水型含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐的电解（2）电解电解质型无氧酸（除HF外）、不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）溶液的电解（3）放氢生碱型活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）溶液的电解（4）放氧生酸型不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解7用惰性电极电解电解质溶液的变化情况类型电极反应特点实例电解物质电解质溶液的浓度PH电解质溶液复原NAOH水增大增大水H2SO4水增大减小水电解水型阴极2H2EH2阳极4OH4EO22H2ONA2SO4水增大不变水HCL电解质减小增大氯化氢电解电解质电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电CUCL2电解质减小氯化铜放H2生碱型阴极放出氢气生成碱阳极电解质阴离子放电NACL电解质和水生成新电解质增大氯化氢放O2生酸型阳极OH放电生成酸阴极电解质阳离子放电CUSO4电解质和水生成新电解质减小氧化铜8电极产物的判断阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做放电。阳极产物的判断用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极，因为它们在一般的通电条件下不发生化学反应。阴离子失电子。水溶液中含有多种阴离子时，它们的惰性阳极上放电的先后顺序是S2IBRCL（NO3、SO42等）阴极产物判断在一般的电解条件下，水溶液中含有多种阳离子时，它们在阴极上放电的先后顺序是AGHG2FE3CU2H酸中PB2SN2FE2ZN2H水中AL3MG2NACA2K9以惰性电极电解电解质水溶液，分析电解反应的一般方法步骤为分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式；五、电解原理的应用1铜的电解精炼（1）电解法精炼铜的装置（如图）（2）电解法精炼铜的化学原理阳极（粗铜）CU2ECU2阴极（纯铜）CU22ECU说明以铜为材料做的电极属于活性电极。在一般的电解条件下，活性阳极先于电解质溶液中的成分发生氧化反应。粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如ZN、FE、NI等，也会同时失去电子，如ZN2EZN2；NI2ENI2但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因为给出电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，当阳极上的铜失去电子变成离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）用电解精炼法所得到的铜叫做电解铜，它的纯度可达到99959998。2电镀（1）电镀的涵义电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。（2）电镀的目的电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。（3）电镀的原理电镀的原理与电解精炼铜的原理是一致的。电镀时，一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极；用镀层金属作为阳极，与直流电源正极相连。通入低压直流电，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，这些离子在阴极获得电子被还原成金属，覆盖在需要电镀的金属制品上。3氯碱工业（1）电解饱和食盐水反应原理实验步骤按图装置，在U形管里倒入饱和食盐水，插入一根石墨棒作阳极，一根铁棒作阴极。同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。接通直流电源后，注意管内发生的现象。实验现象阳极上有气泡逸出，气体呈黄绿色，有刺激性气味，使湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色，阳极区溶液由无色变为黄绿色。阴极上有气泡逸出，气体无色、无味。阴极区溶液由无色变为浅红色，红色逐渐加深、区域逐渐扩大。实验结论用惰性材料作阳极，电解食盐的饱和溶液，生成CL2、H2和NAOH。阳极2CL2ECL2（放电顺序CLOH）阴极2H2EH2（放电顺序HNA）在上述反应中，由于H在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液里OH的浓度增大而呈现碱性。总反应2NACL2H2O电解2NAOHH2CL2（2）离子交换膜法制烧碱离子交换膜电解槽的组成由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。下图表示一个单元槽的示意图。阳离子交换膜的作用将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子（NA）通过，而阻止阴离子（CL、OH）和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的CL2相混合而引起爆炸，又能避免CL2和NAOH作用生成NACLO而影响烧碱的质量。离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程（如下图）食盐的精制A粗盐的成分粗盐中的主要成分是NACL，此外还含有泥沙、CA2、MG2、FE3、SO42杂质。这样的粗盐不符合电解要求，因此必须经过精制。B杂质的危害CA2、MG2、FE3等金属离子在碱性环境中会生成沉淀，损坏离子交换膜；此外，杂质的存在会使得到的产品不纯。C除杂质的过程注意A除杂质时所加试剂的顺序要求是A、NA2CO3必须在BACL2之后；B、加入盐酸在过滤之后。B试剂加入顺序有多种选择，如A、BACL2、NAOH、NA2CO3、过滤、HCL；B、BACL2、NA2CO3、NAOH、过滤、HCL；C、NAOH、BACL2、NA2CO3、过滤、HCL。【三年高考】【2012高考试题】（2012福建）9将右图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是ACU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CSO42增大D片刻后可观察到滤纸B点变红色【解析】K闭合时，ZN当负极，铜片当正极构成原电池，使得A为阴极，B为阳极，电解饱和硫酸钠溶液。A项正确。B项在电解池中电子不能流入电解质溶液中，错误；C项甲池中硫酸根离子没有放电，所以浓度不变。错误；D项B为阳极，OH放电，使得B附近溶液显酸性，不能使试纸变红，错误。【答案】A【考点定位】本题考查了原电池和电解池原理。（2012四川）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CH3CH2OH4EH2OCH3COOH4H。下列有关说法正确的是A检测时，电解质溶液中的H向负极移动B若有04MOL电子转移，则在标准状况下消耗448L氧气C电池反应的化学方程式为CH3CH2OHO2CH3COOHH2OD正极上发生的反应为O24E2H2O4OH【答案】C【考点定位】本题考查原电池原理，涉及到电极反应式的书写，溶液中离子的定向移动及相关计算。（2011大纲版）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ABCD【答案】B【解析】电流从正极流向负极，而负极活泼，则金属活泼性；同理，；H2在正极放出，则；质量减少的一极为负极，则。综上可推得，金属活泼性顺序为，B项正确。【考点定位】原电池原理（2011山东）13下列与金属腐蚀有关的说法正确的是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，CUZN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，ZNMNO2干电池自放电腐蚀主要是由MNO2的氧化作用引起的【答案】B【考点定位】金属的腐蚀（2012浙江）10以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下下列说法不正确的是A在阴极式，发生的电极反应为2H2O2E2OHH2B在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H浓度增大，使平衡22HH2O向右移动4CR27CRC该制备过程总反应的化学方程式为4K2CRO44H2O2K2CR2O74KOH2H22O2D测定阳极液中K和CR的含量，若K与CR的物质的量之比为D，则此时铬酸钾的转化率为2D10【答案】D【解析】本题是电解法在制备物质中的具体应用。分析该制备时，重点要把握其中的K2CRO4在转变为K2CR2O7的过程中没有发生化合价的变化，所以要抓住是由于溶液的PH变化实现目标物的合成，制备的过程是通过电解的方法改变溶液的PH来实现。阴极的反应是X2D，转化率为2D/1。【考点定位】本题通过制备重铬酸钾考查电化学知识。|阳离子交换膜K稀溶液不锈钢惰性电极24KCRO溶液（2011安徽）11某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，现断开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2H2CLCL2H2B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为CL22E2CLD断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极11、【答案】D【解析】断开K2，闭合K1时，装置为电解池，两极均有气泡产生，表明石墨为阳极，铜为阴极，（若铜为阳极，则铜溶解），反应为2CL2H2O通电H22OHCL2，因此石墨电极处产生CL2，在铜电极处产生H2，附近水的电离平衡被破坏使COHCH，溶液变红，（两极产生的气体收集在装置中可作断开K1、闭合K2时的反应的物质,故A、B两项均错误；断开K1、闭合K2时，为原电池反应，铜电极为负极，发生氧化反应为H22E2OH2H2O，而石墨为正极，发生还原反应，电极反应为CL22E2CL，故C项错误，D项正确。【考点定位】本题是对书本知识的改编，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。（2012北京）12人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是A该过程是将太阳能转化为化学能的过程B催化剂A表面发生氧化反应，有O2产生C催化剂A附近酸性减弱，催化剂B附近酸性增强D催化剂B表面的反应是CO22H2E一HCOOH【答案】C变化知识。（2012海南）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【答案】C【解析】生铁中含有能导电的碳，两者可以作为原电池的两极，加快铁的腐蚀，A对；铁和锡作为原电池的两极，当其腐蚀时，铁会被腐蚀，B对；电镀铜时，镀层金属做阳极，镀件做阴极，C错；锌铁形成原电池，锌被腐蚀，D对。【考点定位】此题考查了电化学中的原电池知识。（2012上海）14右图装置中发生反应的离子方程式为ZN2HZN2H2，下列说法错误的是AA、B不可能是同种材料的电板B该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸C该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸D该装置可看作是铜一锌原电池，电解质溶液是稀硫酸【答案】A（2012全国新课标卷）26（14分）铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。（1）要确定铁的某氯化物FECLX的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取054G的FECLX样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH的阴离子交换柱，使CL和OH发生交换。交换完成后，流出溶液的OH用040MOLL1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸250ML。计算该样品中氯的物质的量，并求出FECLX中X值（列出计算过程）；（2）现有一含有FECL2和FECL3的混合物样品，采用上述方法测得N（FE）N（CL）121，则该样品中FECL3的物质的量分数为。在实验室中，FECL2可用铁粉和盐酸反应制备，FECL3可用铁粉和反应制备；（3）FECL3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为（4）高铁酸钾（K2FEO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FECL3与KCLO在强碱性条件下反应可制取K2FEO4，其反应的离子方程式为。与MNO2ZN电池类似，K2FEO4ZN也可以组成碱性电池，K2FEO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为，该电池总反应的离子方程式为。（4）根据题意，FECL3与KCLO在强碱性条件下反应可制取K2FEO4，根据元素守恒、电子转移守恒，可得反应的离子方程式。根据原电池反应原理，锌做负极材料，失电子，发生氧化反应；K2FEO4在电池中作为正极材料，得电子，发生还原反应。【考点定位】铁及其化合物、酸碱中和滴定、离子方程式的书写、电化学、化学计算。（2012江苏）2014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土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下AL2O3SALC13G3CS3ALCLG3COGHAKJMOL13ALCLG2ALLALC13GHBKJMOL1反应AL2O3S3CS2ALL3COG的HKJMOL1用含A、B的代数式表示。AL4C3是反应过程中的中间产物。AL4C3与盐酸反应产物之一是含氢量最高的烃的化学方程式为。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MG17AL12217H217MGH212AL。得到的混合物Y17MGH212AL在一定条件下可释放出氢气。熔炼制备镁铝合金MG17AL12时通入氩气的目的是。在60MOLL1HCL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。在05MOLL1NAOH和10MOLL1MGCL2溶液中，图8混合物Y均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质的X射线衍射谱图如图8所示X射线衍射可用于判断某晶态物图8图9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，ALAGO电池可用作水下动力电源，其原理如图9所示。该电池反应的化学方程式为。【答案】2014分1ABAL4C312HCL4ALCL33CH42防止MG、AL被空气氧化52MOLAL32AL3AGO2NAOH2NAALO23AGH2O【解析】（1）根据盖斯定律，将题中所给两方程式相加得所求反应，对应的H（AB）KJMOL1。含氢量最高的烃为CH4，根据碳原子守恒，3个碳需要结合12个H原子形成3个CH4。再由铝原子守恒，4个铝需要结合12个CL形成4个ALCL3，所以AL4C3与HCL之间为112参加反应。（2）镁、铝都是活泼的金属单质，容易被空气中的氧气氧化，通入氩气作保护气，以防止二者被氧化。1MOLMG17AL12完全吸氢17MOL，在盐酸中会全部（2012海南）138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；2NH3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N2O4反应生成N2和水蒸气。已知N2G2O2GN2O41H1195KJMOL1N2H41O2GN2G2H2OGH25342KJMOL1写出肼和N2O4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。【考点定位】此题以氮元素为载体，综合考查了电子层排布、化学方程式书写、盖斯定律的应用、原电池中电极反应式的书写等知识。（2012海南）169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，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。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若每个电池甲烷通入量为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F965L04CMOL1，列式计算，最多能产生的氯气体积为L标准状况。【答案】（1）O22H2O4E4OH，CH410OH8ECO327H2O；（2）H2；2NACL2H2O2NAOHH2CL2；（3）（1L/224LMOL1）8965104CMOL1345104C；4。【解析】（1）燃料电池的总反应就是燃料燃烧的反应即CH42O22OHCO323H2O，【考点定位】此题以燃料电池的使用为载体，考查了原电池的电极反应式书写、电极的判断和电解知识。（2012北京）2513分直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2，（1）用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应。（2）在钠碱循环法中，NA2SO3溶液作为吸收液，可由NAOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是（3）吸收液吸收SO2的过程中，PH随NSO3NHSO3变化关系如下表NSO3NHSO391911191PH7262上表判断NAHSO3溶液显性，用化学平衡原理解释当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是选填字母AC（NA）2C（SO32）C（HSO3），BC（NA）C（HSO3）C（SO32）C（H）C（OH）CC（NA）C（H）C（SO32）C（HSO3）C（OH）4当吸收液的PH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下HSO3在阳极放电的电极反应式是。当阴极室中溶液P升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理【解析】（1）SO2形成硫酸型酸雨时，二氧化硫和空气中的水、氧气反应得到硫酸SO2H2OH2SO3，2H2SO3O2催化剂2H2SO4；（2）二氧化硫被氢氧化钠溶液吸收制备HSO3H2O2E3HSO42；H在阴极得电子生成H2，溶液中的C（H）降低，促使HSO3电离生成SO32，且NA进入阴极室，吸收液得以再生。【考点定位】此题以二氧化硫形成酸雨为背景，综合考查了化学反应方程式书写、离子方程式书写、水溶液中的离子平衡、溶液中的离子浓度大小比较、电解原理等知识。（2012天津）714分）X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期，且原子序数依次增大。X、Z同主族，可形成离子化合物ZX；Y、M同主族，可形成MY2、MY3两种分子。请回答下列问题Y在元素周期表中的位置为_。上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_（写化学式），非金属气态氢化物还原性最强的是_（写化学式）。Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有_（写出其中两种物质的化学式）。X2M的燃烧热HAKJMOL1，写出X2M燃烧反应的热化学方程式_。ZX的电子式为_；ZX与水反应放出气体的化学方程式为_。熔融状态下，Z的单质和FEG2能组成可充电电池（装置示意图如下），反应原理为2ZFEG2充电放电FE2ZG放电时，电池的正极反应式为_充电时，_（写物质名称）电极接电源的负极；该电池的电解质为_。【答案】（1）第二周期第VIA族；（2）HCLO4；H2S；（3）CL2、O3、CLO2（任写两种，其他合理答案均可）；（4）H2SG3/2O2GSO2GH2OLHAKJMOL1；（5）NAH；NAHH2ONAOHH2；（6）FE22EFE；钠；AL2O3。【解析】由于五种元素分属于三个短周期，且原子序数依次增大，X、Z同主族，故X一定是H元素；Y、M同主族，可形成MY2、MY3两种分子，故Y是O元素，M是S元素；则Z是NA元素；G是CL元素；（1）氧元素位于第二周期第VIA族；（2）上述元素中最高价氧化物的水化物酸性最强的是HCLO4；非金属气态氢化物还原性最强的是H2S；（3）臭氧、氯气和二氧化氯等均可作为水的消毒剂；（4）硫化氢的燃烧热已知时，其燃烧的热化学方程式为H2SG3/2O2GSO2GH2OLHAKJMOL1；（5）氢化钠的电子式为NAH；氢化钠和水反应生成氢气和氢氧化钠NAHH2ONAOHH2；（6）钠单质和FECL2组成的可充电电池中，放电时做原电池，其正极反应式为FE22EFE；充电时，金属钠所在的一极接电源负极；电解质为AL2O3。【考点定位】此题以元素推断为基础，综合考查了周期表的结构、元素性质的比较、常见的水消毒剂、热化学方程式的书写、电子式书写和化学方程式书写、电化学知识。（2011山东）28（12分）工业上由黄铜矿（主要成分CUFES2）冶炼铜的主要流程如下（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的吸收。A浓H2SO4B浓HNO3CNAOH溶液D氨水（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在（填离子符号），检验溶液中还存在FE2的方法是（注明试剂、现象）。（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为。（4）以CUSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含AL、ZN、AG、PT、AU等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是。A电能全部转化为化学能B粗铜接电源正极，发生氧化反应C溶液中CU2向阳极移动D利用阳极泥可回收AG、PT、AU等金属（5）利用反应2CUO22H2SO42CUSO42H2O可以制备CUSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为。【考点定位】FE3和FE2的性质及检验方法、铜的冶炼和精炼、原电池的原理。（2012福建）2416分1电镀时，镀件与电源的极连接。2化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用（填“氧化剂”或“还原剂”）与之反应。某化学镀铜的反应速率随镀液PH变化如右图所示。该镀铜过程中，镀液PH控制在125左右。据图中信息，给出使反应停止的方法3酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下步骤（I）中CU2OH2CO3发生反应的化学方程式为。步骤（II）所加试剂起调节PH作用的离子是（填离子符号）。在步骤（III）发生的反应中，1MOLMNO2转移2MOL电子，该反应的离子方程式为。步骤（IV）除去杂质的化学方程式可表示为3FE3NH42SO426H2ONH4FE3SO42OH66H过滤后母液的PH20,CFE3AMOLL1，,CNH4）BMOLL1，,CSO42）DMOLL1，该反应的平衡常数K（用含A、B、D的代数式表示）。溶液中具有还原性的只有FE2，再根据1MOLMNO2转移2MOL电子，即可写出相应的离子方程式为MNO22FE24HMN22FE32H2O。化学平衡常数就是达到化学平衡时，生成物浓度幂之绩与反应物浓度幂之绩的比值，注意溶液中的沉淀和水的浓度看作是1。【考点定位】本题考查了电镀原理、化学平衡的应用和物质的制备。【2011高考试题】1（上海）用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是A用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片B用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片C用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D用带火星的木条检验阳极产物解析用电解法提取氯化铜废液中的铜时，铜必需作阴极，阳极是铜或惰性电极，阴极的反应式为CU22ECU。答案B2（浙江）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周中心区A已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环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【答案】B【解析】本题考察电化学内容中金属吸氧腐蚀的原理的分析。液滴边缘O2多，在C粒上发生正极反应O22H2O4E4OH。液滴下的FE发生负极反应，FE2EFE2，为腐蚀区A。A错误。CL由B区向A区迁移。B正确。C错误。液滴下的FE因发生氧化反应而被腐蚀。D错误。CU更稳定，作正极，反应为O22H2O4E4OH。3（大纲版）用石墨作电极电解CUSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的ACUSO4BH2OCCUODCUS045H2O4（山东）以KCL和ZNCL2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后对铁制品失去保护作用【答案】C【解析】A选项直接用导线连起来构成图（1）所示装置，是个原电池，是锌的吸氧腐铁）破损，则由于铁比锡活泼，则铁被腐蚀，故D选项表述错误。5（全国新课标）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为FENI2O33H2OFEOH22NIOH2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FE2OH2EFE（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）22OH2ENI2O33H2O解析由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，NI2O3做氧化剂得到电子，因此选项AB均正确；充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，所以电池放电时，负极反应为FE2OH2EFEOH2，所以电池充电过程时阴极反应为FEOH22EFE2OH，因此电池充电过程中，阴极附近溶液的PH会升高，C不正确；同理分析选项D正确。答案C6（江苏）下列说法正确的是A一定温度下，反应MGCL21MG1CL2G的H0S0B水解反应NH4H2ONH3H2OH达到平衡后，升高温度平衡逆向移动C铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应D对于反应2H2O22H2OO2,加入MNO2或升高温度都能加快O2的生成速率【答案】AD7、（广东）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不正确的是A、A和B不连接时，铁片上会有金属铜析出B、A和B用导线连接时，铜片上发生的反应为CU22ECUC、无论A和B是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D、A和B分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，CU2向铜电极移动答案D解析此题考查了电化学知识。分析图2所示的装置，由于金属铁的活泼性强于铜，当A、B不连接时，金属铁置换溶液中的铜，铁片上析出铜，A对；AB用导线连接时，形成原电池，铁片为负极，铜片为正极，铜片上发生反应CU22ECU，B对；根据上述两选项分析，溶液中的铜离子析出，铁片溶解生成亚铁离子，故溶液颜色从蓝色逐渐变成浅绿色，C对；A和B分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，CU2向铁电极移动，D错。8（安徽）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是还原产物答案B9（北京）结合下图判断，下列叙述正确的是A和中正极均被保护B和中负极反应均是FE2EFE2C和中正极反应均是O22H2O4E4OHD和中分别加入少量K3FECN6溶液，均有蓝色沉淀解析锌比铁活泼，装置中锌作负极，方程式为ZN2EZN2。铁作正极，但溶液显中性，所以发生锌的吸氧腐蚀，正极反应是O22H2O4E4OH；铁比铜活泼，装置中铁作负极，负极反应为FE2EFE2。铜作正极，但溶液显酸性，所以正极是溶液中的氢离子得电子，方程式为2H2EH2。因为装置中没有FE2生成，所以装置中加入少量K3FECN6溶液时，没有蓝色沉淀产生。综上所叙，只有选项A是正确的。答案A10（福建）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LIOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是A水既是氧化剂又是溶剂B放电时正极上有氢气生成C放电时OH向正极移动D总反应为22LIHOI【答案】C11（江苏）12分AG2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备在KOH加入适量AGNO3溶液,生成AG2O沉淀，保持反应温度为80，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为2AGNO34KOHK2S2O8AG2O22KNO3K2SO42H2O回答下列问题（1）上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是。2银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的AG2O2转化为AG，负极的ZN转化为K2ZNOH4，写出该电池反应方程式。3准确称取上述制备的样品（设AG2O2仅含和AG2O）2558G，在一定的条件下完全分解为AG和O2，得到2240MLO2（标准状况下）。计算样品中AG2O2的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。【答案】1取少许最后一次洗涤滤液，滴入12滴BANO32溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全（取少许最后一次洗涤滤液，滴入12滴酚酞溶液，若溶液不显红色，表示已洗涤完全）2AG2O22ZN4KOH2H2O2K2ZNOH42AG3NO2224ML/224LML11000MLL11000102MOL设样品中AG2O2的物质的量为X,AG2O的物质的量量为Y248GMOL1X232GMOL1Y2588GX1/2Y1000102MOLX9500103MOLY1000103MOLWAG2O2091【解析】本题以银锌碱性电池正极活性物质AG2O2制备、制备过程检验洗洗涤是否完全的实验方法、电池反应、以及成分分析与相关计算为背景，试图引导学生关注化学与社会生活，考查学生用化学的思维方式来解决一些现实生活中的一些具体问题的能力。12（江苏）14分氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知CH4GH2OGCOG3H2GH2062KJMOL1CH4GCO2G2COG2H2GH2474KJMOL12H2SG2H2GS2GH1698KJMOL11以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4G与H2OG反应生成CO2G和H2G的热化学方程式为。2H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是。燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式。3H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图11所示。图中A、B表示的物质依次是。4电解尿素CONH22的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为。5MG2CU是一种储氢合金。350时，MG2CU与H2反应，生成MGCU2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0077）。MG2CU与H2反应的化学方程式为。【答案】1CH4G2H2OGCO2G4H2GH1650KJMOL12为H2S热分解反应提供热量2H2SSO22H2O3S或4H2S2SO24H2O3S23H、O（或氢原子、氧原子）4CONH228OH6ECO32N26H2O52MG2CU3H2MGCU23MGH2【解析】本题以新能源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、读图读表的综合题，是以化学知识具体运用的典型试题。13、（广东）（15分）由熔盐电解法获得粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于刚才镀铝，工艺流程如下（注NACL熔点为801；ALCL3在181升华）（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为和（2）将CL2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除CL2外还含有；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为（4）镀铝电解池中，金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以ALCL4和AL2CL7形式存在，铝电极的主要电极反应式为（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是解析此题综合考查元素化合物、化学实验、离子方程式和电化学知识。（1）石英砂绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，阻止电化学腐蚀和化学腐蚀发生。答案（1）2ALFE2O3高温AL2O32FE，4AL3SIO2高温2AL2O33SI；（2）HCL、ALCL3，NACL；（3）2OHCL2CLCLOH2O，HOHH2O；（4）阳，AL3E7ALCL44AL2CL7；（5）致密的氧化铝薄膜隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生。14（北京）（14分）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示（1）溶液A的溶质是；（2）电解饱和食盐水的离子方程式是；（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的PH在23，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用；（4）电解所用的盐水需精制。