专题十 电化学原理.doc

1、- 1 -专题十 电化学基础1 （2011 浙江高考 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周中心区(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：O22H 2O4e 4OHC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 Fe(OH)2，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

2、的电极反应为：Cu 2e Cu2解析：液滴边缘 O2 多，在碳粒上发生正极反应 O22H 2O4e 4OH 。液滴下的Fe 发生负极反应，Fe2e Fe2 ，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 O22H 2O4e 4OH 。答案：B【评析】本题考察电化学内容中金属吸氧腐蚀的原理的分析。老知识换新面孔，高考试题，万变不离其宗，关键的知识内容一定要让学生自己想懂，而不是死记硬背。学生把难点真正“消化”了就可以做到一通百通，题目再怎么变换形式，学生也能回答。2.（2011 安徽高考 12）

3、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：5MnO2 2Ag2NaCl=Na 2Mn5O102AgCl ，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：Ag Cl e =AgClB.每生成 1 mol Na2Mn5O10 转移 2 mol 电子C.Na 不断向“水”电池的负极移动- 2 -D. AgCl 是还原产物解析：由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物，即银做负极，产物 AgCl 是氧化产物，A、D 都不正确；在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应，所以阳离子向电池的正极移动，C 错误；化合物

4、Na2Mn5O10 中 Mn 元素的化合价是+18/5 价，所以每生成 1 mol Na2Mn5O10 转移电子的物质的量为（4 18/5）52mol ，因此选项 B 正确。答案：B3.（2011 北京高考 8）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 Fe2e Fe 2 C. 和中正极反应均是O22H 2O4e 4OH D. 和中分别加入少量 K3Fe(CN)6 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 Zn2e =Zn2 。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 O22H 2O4e 4OH ；铁比铜活泼，装置中铁作负极，负

5、极反应为 Fe2e Fe 2 。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 2H+2e =H2。因为装置中没有 Fe2 生成，所以装置中加入少量 K3Fe(CN)6 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：A4.（2011 福建高考 11）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：2Li 2H 2O= 2LiOHH 2解析：考生可能迅速选出 C

6、 项是错误，因为原电池放电时 OH 是向负极移动的。这个考点在备考时训练多次。这种电池名称叫锂水电池。可推测其总反应为：2Li2H 2O= 2LiOHH 2。再写出其电极反应如下：（）2Li2e 2Li +（+）2H 2O+2e2OH H 2结合选项分析 A、B 、D 都是正确的。- 3 -此题情景是取材于新的化学电源，知识落脚点是基础，对原电池原理掌握的学生来说是比较容易的。答案：C5.（2011 广东高考 12）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：Cu 2 +2e =

7、CuC、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，Cu 2 向铜电极移动解析：本题考察原电池、电解池的原理、判断及其应用。若 a 和 b 不连接，则不能构成原电池，单质铁直接与 Cu2 发生氧化还原反应而置换出铜，方程式为：FeCu 2 =Fe2 Cu，A 正确；若 a 和 b 用导线连接，则构成原电池，此时铁作负极，铜作正极，方程式分别为：Fe 2e Fe 2 、Cu 2 +2e = Cu，B 正确；有 A、B 分析可知，选项 C 是正确的；若 a 和 b 分别连接直流电源正、负极，则构成电解池，此时铜作阳极失去

8、电子被氧化，铁作阴极，在电解池中阳离子向阴极运动，因此选项 D 是错误的。答案：D6.（2011 山东高考 15）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解析：电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。因此在铁制品上镀锌时，铁作阴极，锌作阳极，由于锌比铁活泼，因此未通电前可以构成原电池，但此时锌作负极失

9、去电子，铁作正极，而电镀是锌仍然失电子，所以选项 A 不正确；在氧化还原反应中必需满足得失电子守恒，因此电镀时通过的电量与锌的析出量有确定关系而与能量变化无关，B 不正确；由于电镀时保持电流恒定，因此导线中通过的电子速率是不变的，所以升高温度不能改变电解反应速率，C 正确；镀锌层破损后，- 4 -由于锌比铁活泼，所以即使发生电化学腐蚀也是锌失去电子而保护了铁，即选项 D 也不正确。答案：C7.（2011 新课标全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni 2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2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 Ni

10、2O3、负极为 FeB. 电池放电时，负极反应为 Fe+2OH-2e-=Fe（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） 2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O解析：由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，Ni 2O3 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：Fe+2OH -2e-= Fe(OH)2，所以电池充电过程时阴极反应为 Fe(OH)2+2e-= Fe+2OH-，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

11、。答案：C8.(2011 海南)一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH-2e-=2H2O； NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-当 为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是A. H2O 的还原 B. NiO(OH)的还原C. H2 的氧化 D. NiO(OH) 2 的氧化答案D命题立意：考查二次电池中的氧化还原问题解析：由题中给出的电极反应可判断出做原电池时，H 2 是还原剂被氧化、NiO(OH)是氧化剂被还原，则充电时 H2 是还原产物、 NiO(OH)是氧化产物，与正极相连的是阳极发生氧化反应，所以“NiO(OH) 2 的氧化”正确。【技巧点拨】关于充电电池的

12、氧化还原问题是常考点，这类题有规律。原电池时，先要分析氧化剂与还原剂，氧化剂被还原、还原剂被氧化；充电时（电解池） ，原电池负极反应反着写为还原过程，发生在阴极，原电池中的正极反应反着写为氧化过程，发生在阳极。9.（2011 海南）根据下图，下列判断中正确的是A.烧杯 a 中的溶液 pH 升高- 5 -B.烧杯 b 中发生氧化反应C.烧杯 a 中发生的反应为 2H+2e -=H2D.烧杯 b 中发生的反应为 2Cl-2e-=Cl2答案AB命题立意：原电池相关知识的考查解析：题中给出的物质表明，该电池的总反应是 2Zn + O2 + 2H2O = 2Zn(OH)2，a 烧杯中电极反应为 O2 +

13、 2H2O +4e- =4OH-， b 中 Zn-2e- = Zn2+，所以正确项为 AB。【技巧点拨】原电池的题是历届常考点，本题可视为由前年高考中的铝空电池变化而来。主要是先要找到电池的总反应，反应中各电极反应、电极周围酸碱性变化、离子浓度变化及计算才能有据可依。10(2011 全国 II 卷 10)用石墨做电极电解 CuSO4 溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的ACuSO 4 BH 2O CCuO DCuSO 45H2O解析：用石墨做电极电解 CuSO4 溶液的电解方程式是2CuSO42H 2O 电 解 2H2SO42CuO 2，根据缺什么补什么的，选

14、项 C 正确。答案：C11 （2011 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：Cu 2+2e Cu。答案：B12.( 2011 江苏高考 13，12 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

15、全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为 2AgNO3 4KOHK 2S2O8 Ag2O22KNO 3K 2SO42H 2O- 6 -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K2Zn(OH)4，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）2.558g，在一定的条件下完全分解为 Ag 和 O2 ，得到 224.0mLO2（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） 。

16、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。【备考提示】高三复习重视化学与社会生活问题联系，要拓展搞活学科知识。化学计算要物质的量为基本，适当关注化学学科思想（如质量守恒、电荷守恒、极端分析等）等在化学计算中的运用。答案：(1)取少许最后一次洗涤滤液，滴入 12 滴 Ba(NO3)2 溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全（或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）(2

17、)Ag2O22Zn4KOH2H 2O2K 2Zn(OH)42Ag(3)n(O2)224mL/22.4LmL 1 1000mL L1 1.00010 2 mol设样品中 Ag2O2 的物质的量为 x, Ag2O 的物质的量量为 y248gmol1 x 232 gmol 1 y 2.588 gx1/2 y 1.00010 2 molx9.50010 3 moly1.00010 3 molw(Ag2O2) 0.91。13.（2011 北京高考 26，14 分）- 7 -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

18、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。去除有影响的 Ca2 、Mg 2 、NH 4 、SO 42 c(SO42 )c(Ca 2 )。精致流程如下（淡盐水和溶液 A 来电解池）：盐泥 a 除泥沙外，还含有的物质是 。过程中将 NH4+转化为 N2 的离子方程式是 BaSO 4 的溶解度比 BaCO3 的小，过程中除去的离子有 经过程处理，要求盐水中 c 中剩余 Na2SO3 的含量小于 5mg /L,若盐水 b 中 NaClO的含量是 7.45 mg /L ，则处理 10m3 盐水 b ，至多添加 10% Na2SO3 溶液 kg（溶液

19、体积变化忽略不计） 。解析：（1）电解时在电极的作用下，溶液中的阳离子向阴极作定向运动，阴离子向阳极作定向运动，所以电解饱和食盐水时 Na 和 H 向阴极运动并放电，但 H 比 Na 易得电子，所以 H 首先放电，方程式为 2H 2e =H2。由于 H 是水电离出的，所以随着 H 的不断放电，就破坏了阴极周围水的电离平衡，OH 的浓度就逐渐增大，因此溶液 A 的溶质是- 8 -NaOH。由于 Cl 比 OH 易失电子，所以在阳极上 CI 首先放电，方程式为2Cl 2e =Cl2。因此电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl 2H2O 电 解 2OH H 2Cl 2。（2 ）见解析（1）（3 ）由于阳

20、极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反应Cl2H 2O HClHClO，根据平衡移动原理可知增大盐酸的浓度可使平衡向逆反应方向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。（4 ）由于溶液中含有 Mg2 ，所以用溶液 A（即 NaOH）调节溶液的 PH 时，会产生Mg(OH)2 沉淀，即盐泥 a 中还含有 Mg(OH)2；淡盐水中含有氯气，氯气具有强氧化性，可将NH4+氧化为 N2，而氯气被还原成 Cl ，方程式为2NH4 3Cl 2 8OH =8H2O6Cl N 2；沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。由于 BaSO4 的溶解度比

21、 BaCO3 的小，所以加入 BaCO3 后，溶液中的 SO42 就结合 Ba2+生成更难溶的 BaSO4 沉淀，同时溶液中还存在 Ca2+而 CaCO3 也属于难溶性物质，因此还会生成 CaCO3 沉淀；NaClO 具有强氧化性，可将 Na2SO3 氧化成 Na2SO4，方程式为 Na2SO3+NaClONa 2SO4+NaCl。10m 3 盐水 b 中含NaClO 的物质的量为 ，由方程式可知消耗 Na2SO3 的质量为mollg15.7)01(1mol126g/mol126g。若设需要 10% Na2SO3 溶液的质量为 X，则有，解得 x1760g，即至多添加 10% Na2SO3 溶

22、液LLmgx/10/)26%(31.76kg。答案：（1）NaOH（2）2Cl 2H 2O 电 解 2OH H 2Cl 2（3）氯气与水反应：Cl 2H 2O HClHClO，增大 HCl 的浓度可使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。（4 ） Mg(OH) 22NH 4 3Cl 28OH =8H2O6Cl N 2SO 42 、Ca 21.7614.（2011 四川，14 分）- 9 -开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿（FeS 2）燃烧产生的 SO2 通过下列碘循环工艺过程既能制 H2SO4，又能制 H2。请回答下列问题：（1）已知 1g FeS2 完全燃烧放出 7

23、.1kJ 热量，FeS 2 燃烧反应的热化学方程式为_。（2）该循环工艺过程的总反应方程式为_。（3）用化学平衡移动的原理分析，在 HI 分解反应中使用膜反应器分离出 H2 的目的是_。（4）用吸收 H2 后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用 MH）表示） ，NiO （OH ）作为电池正极材料，KOH 溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：NiO(OH)MH 充 电 放 电 Ni(OH)2M电池放电时，负极的电极反应式为_。充电完成时，Ni（OH） 2 全部转化为 NiO（OH） 。若继续充电将在一个电极产生O2，O 2 扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为_解析：本题主要考察热化学方程式的书写、勒夏特列原理的应用和电极反应方程式的书写。答案：（1）4FeS 2(s)11O 2(g) 高 温 2Fe2O3(s)8SO 2(g) H3408kJ/mol（2）2H 2OSO 2=H2SO4H 2（3）减小氢气的浓度，使 HI 分解平衡正向移动，提供 HI 的分解率（4）MHOH e =MH 2O2H2OO 24e =4OH