专题11 电化学原理及应用-2017年高考化学备考学易黄金易错点（原卷版）.doc

1、1下列有关电化学的示意图中正确的是( )2某模拟“人工树叶” 电化学实验装置如图所示，该装置能将 H2O 和 CO2 转化为 O2 和燃料(C 3H8O)。下列说法正确的是( )A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H 从 b 极区向 a 极区迁移C每生成 1 mol O2，有 44 g CO2 被还原Da 电极的反应为 3CO218H 18e =C3H8O5H 2O3有关电化学知识的描述正确的是( )A理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池B某原电池反应为 Cu2AgNO 3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥内可以是含琼脂的 KCl 饱和溶液C因为铁的活泼性强于

2、铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其负极反应式为 Fe2e =Fe2D由 Al、Mg 与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为 Mg2e 2OH =Mg(OH)24镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低等特点。一般研究的镁燃料电池可分为镁空气燃料电池、镁 海水燃料电池、镁过氧化氢燃料电池和镁次氯酸盐燃料电池。其中，镁次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示，下列有关说法不正确的是( )A放电过程中 OH 移向正极B电池的总反应式为 Mg ClO H 2O=Mg(OH)2Cl C镁燃料电池中镁均为负极，发生氧化反应D镁过氧化氢燃料电池，酸性

3、电解质中正极反应式为 H2 O22H 2e =2H2O5如图所示，将两烧杯中电极用导线相连， 四个电极分别为 Mg、Al、Pt 、C。当闭合开关 S 后，以下表述正确的是( )A电流表指针不发生偏转BAl、Pt 两极有 H2 产生C甲池 pH 减小，乙池 pH 不变DMg、C 两极生成的气体在一定条件下可以恰好完全反应6某化学小组构想将汽车尾气(NO、NO 2)转化为重要 的化工原 料 HNO3，其原理如图所示，其中A、B 为多孔材料。下列说法正确的是( )A电解质溶液中电流的方向由 B 到 A，电子的流向与之相反B电极 A 表面反应之一为 NO3e 2H 2O=NO 4H 3C电极 B 附近

4、的 c(NO )增大 3D该电池工作时，每转移 4 mol 电子，生成 22.4 L O27利用 LiOH 和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。 LiOH 可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图所示装置电解制备 LiOH，两电极区电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液。B 极区电解液为_(填化学式)溶液，阳极电极反应式为_ ，电解过程中 Li 向_ (填“A” 或“B”) 电极迁移。8某蓄电池的反应为 NiO2 Fe2H 2O Fe(OH)2Ni(OH) 2。(1)该蓄电池充电时，发生还原反应的物质是_( 填下列字母)。放电时生成 Fe(OH)2 的质量为 18 g，则外电路

5、中转移的电子数是_。ANiO 2 BFeCFe(OH) 2 DNi(OH) 2(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀，通常在船体镶嵌 Zn 块，或与该蓄电池的_极(填“ 正”或“ 负”) 相连。(3)以该蓄电池作电源，用如图所示的装置在实验室模拟铝制品表面“钝化” 处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是(用相关的电极反应式和离子方程式表示)_ 。(4)精炼铜时，粗铜应与直流电源的_极( 填“ 正”或“负”)相连。精炼过程中，电解质溶液中的c(Fe2 )、c(Zn 2 )会逐渐增大而影响进一步电解。甲同学设计如图除杂方案：电 解 液 H2O2 溶 液 A 调 pH 4 过 滤 溶

6、 液 B已知：沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Zn(OH)2开始沉淀时的 pH 2.3 7.5 5.6 6.2完全 沉淀时的 pH 3.9 9.7 6.4 8.0则加入 H2O2 的目的是_。乙同学认为应将方案中的 pH 调节到 8，你认为此观点_(填“ 正确”或“ 不正确 ”)，理由是_。9下图是一个化学过程的示意图。(1)图中甲池是_装置( 填“ 电解池”或“原电池”)，其中 OH 移向_极(填“CH 3OH”或“O 2”)。(2)写出通入 CH3OH 的电极的电极反应式： _。(3)向乙池两电极附近分别滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为_极( 填“A” 或“B

7、”) ，并写出此电极的反应式：_。(4)乙池中总反应的离子方程式：_。(5)常温下，当乙池中 B(Ag)极的质量增加 5.40 g 时，乙池的 pH 是_( 若此时乙池 中溶液的体积为 500 mL)；此时丙池某电极析出 1.60 g 某金属，则丙中的某盐溶液可能是_(填序号) 。AMgSO 4 BCuSO 4CNaCl DAgNO 310(1)火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮， 偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N 2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。已知：N 2(g) 2O2(g)=N2O4(g)H10.7 kJmol 1N2H4(g)O 2(

8、g)=N2(g)2H 2O(g)H543 kJ mol1写出气态肼和 N2O4 反应的热化学方程式： _。已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在，它很容易转化为二氧化氮。试推断出二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施) ：_。(2)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航空航天。如图 1 所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入 CH4 和空气，其中固体电解质是掺杂了 Y2O3 的 ZrO2 固体，它在高温下能传导阳极生成的 O2 离子(O 24e =2O2 )。c 电极的名称为_，d 电极上的电极反应式为_。如图 2 所示为电解 100 mL

9、0.5 molL1 CuSO4 溶液，a 电极上的电极反应式为_。若 a 电极产生 56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的 pH_(不考虑溶液体积变化) ，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_( 填序号)。aCuO bCu(OH) 2cCuCO 3 dCu 2(OH)2CO3易错起源 1、电极产物的判断与有关反应式的书写 例 1某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将 H2O 和 CO2 转化为 O2 和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( ) A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H 从 b 极区向 a 极区迁移C每生成 1 mol O2，有 44 g CO

10、2 被还原Da 电极的反应为：3CO 2 18H 18e =C3H8O5H 2O【变式探究】Cu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取 Cu2O 的电解池示意图如图，电解总反应为：2CuH 2O Cu2OH 2。下列说法正确的是 ( )= = = =电 解 A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有 0.1 mol 电子转移时，有 0.1 mol Cu2O 生成 【名师点睛】1.电解时电极产物的判断(阴离子放电顺序：S 2 I Br Cl OH 含氧酸根)阴极溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物。(阳离子放电顺序：Ag Fe3 Cu2 H

11、Fe2 Zn2 Al3 Mg2 Na Ca2 K )2电极反应式的书写(1)首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。阳极为金属活性电极时，电极材料放电。(2)再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中 H 、OH 之后的离子一般不参与放电反应。3电解化学方程式的书写(1)必须在等号上标明通电或电解。(2)只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。如电解 CuCl2 溶液：CuCl 2 CuCl 2。= = = =电 解 (3)只有水被电解，只写水及电解产物即可。如：电

12、解稀硫酸、电解 NaOH 溶液、电解 Na2SO4 溶液时，化学方程式可以写为：2H2O 2H2O 2。= = = =电 解 (4)电解质、水同时被电解，则都要写进方程式。如电解饱和食盐水：2NaCl2H 2O = = = =电 解 H2Cl 22NaOH 。【锦囊妙计，战胜自我】当电解过程中电解的是水和电解质时，电极反应式中出现的是 H 或 OH 放电，但在书写总反应式时要将反应物中的 H 或 OH 均换成水，在生成物中出现的是碱或酸，同时使阴极、阳极反应式得失电子数目相同，将两个电极反应式相加，即得到总反应的化学方程式。易错起源 2、电解类型及有关计算 例 2用右图所示装置除去含 CN 、

13、Cl 废水中的 CN 时，控制溶液 pH 为 910，阳极产生的 ClO将 CN 氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确 的是( )A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl 2OH 2e =ClO H 2OC阴极的电极反应式：2H 2O2e =H22OH D除去 CN 的反应：2CN 5ClO 2H =N22CO 25Cl H 2O【变式探究】下图 是一个用铂丝作电极，电解稀的 MgSO4 溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的 pH 变色范围：6.88.0，酸色 红色，碱色黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_( 填

14、编号)；A 管溶液由红变黄 B 管溶液由红变黄A 管溶液不变色 B 管溶液不变色(2)写出 A 管中发生反应的反应式：_；(3)写出 B 管中发生反应的反应式：_；(4)检验 a 管中气体的方法是_；(5)检验 b 管中气体的方法是_ ；(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_。【名师点睛】1以惰性电极电解电解质溶液的类型类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质浓度 pH 电解质溶液复原 NaOH 水 增大 增大 来源:学+科+ 网 Z+X+X+K加水 H2SO4 水 增大 减小 加水 电解来源:学 &科 &网 Z&X&X&K水型 阴：4H 4e =2H2 阳：4O

15、H 4e =2H2OO 2 来源:ZXXKNa2SO4 水 增大 不变 加水 HCl 电解质 减小 增大 通氯化氢 电解电解质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 CuCl2 电解质 减小 加氯化铜 放 H2生碱型 阴极：H 2O 放 H2 生碱阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 通氯化氢 放 O2生酸型 阴极：电解质阳离子放电阳极：H 2O 放 O2 生酸 CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 加氧化铜 2.电 解池中有关量的计算或判断电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、

16、溶液的 pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。解题依据是得失电子 守恒，解题方法有如下：(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式。【锦囊妙计，战胜自我】(1)若阴极为 H 放电，则阳极区 c(OH )增大；若阳极为 OH 放电，则阴极区 c(H )增大；若阴极、阳极同时有 H 、OH 放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。 (2)用惰性电极

17、电解电解质溶液时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。 易错起源 3、 化学腐蚀与电化学腐蚀 例 3下列说法正确的是( )A若 H2O2 分解产生 1 mol O2，理论上转移的电子数约为 46.021023B室温下，pH3 的 CH3COOH 溶液与 pH11 的 NaOH 溶液等体积混合，溶液 pH7C钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀D一定条件下反应 N23H 2 2NH3 达到平衡时，3v 正 (H2)2v 逆 (NH3)【变式探究】如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(1)铁钉在逐

18、渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈_性，发生_ 腐蚀，电极反应，负极_，正极_。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生_ 腐蚀，电极反应，负极_，正极_。【名师点睛】化学腐蚀 电化学腐蚀(主要) 定义 金属与接触到的干燥气体(如 O2、Cl 2、SO 2 等)或非电解质液体(如石不纯金属(或合金)接触到电解质溶液所发生的原电池反应，较活泼金属失去电子被氧化而引起的腐蚀 油)等直接发生化学反应引起的腐蚀 吸氧腐蚀(主要) 析氢腐蚀 条件 金属与物质直接接触 水膜中溶有 O2，显弱酸性或中性 水膜酸性较强 本质 金属被氧化而腐蚀 较活泼金属被氧化而腐蚀 现象 无电流产生 有微弱电流产生 负极：Fe2e =Fe2 反应式 2Fe3Cl 22FeCl3 正极：2H2OO 24e =4OH 正极：2H 2e =H2 【锦囊妙计，战胜自我】两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大。1下列电池工作时能量转化形式与其他三个不同的是( )2下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是( )A钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀B电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀C金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程D铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应3下列有关 2 个电化学装置的叙述正确的是( )