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（解析版）.doc

1、1下列有关电化学的示意图中正确的是( )解析：选项 A，Zn 应为原电池负极， Cu 为原电池正极。选项 B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项 C，粗铜应连接电源正极。选项 D，电解饱和 NaCl 溶液，Cl 在阳极放电产生 Cl2，H 在阴极获得电子而产生 H2，正确。答案：D2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

2、 18e =C3H8O5H 2O答案：B3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)2答案：A4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、

3、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，酸性电解质中正极反应式为 H2O22H 2e =2H2O解析：本题以镁燃料电池为背景考查了原电池原理、不同条件下电极反应式的书写。镁燃料电池，镁作负极，失电子，产物由电解质溶液决定，若为酸性溶液，生成 Mg2 ，若为碱性溶液，生成 Mg(OH)2。ClO 在正极反应，由图可知有 Cl 和 OH 生成：ClO H 2O 2e =Cl

4、2OH ，OH 向负极移动，生成Mg(OH)2，在镁 过氧化氢燃料电池中，H 2O2 得 e 与 H 反应生成 H2O。答案：A5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答案：D6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

5、B电极 A 表面反应之一为 NO3e 2H 2O=NO 4H 3C电极 B 附近的 c(NO )增大 3D该电池工作时，每转移 4 mol 电子，生成 22.4 L O2解析：该电池的工作原理(以 NO 为例) 为 4NO3O 22H 2O=4HNO3，则 NO 发生了氧化反应，故 A 极为负极，B 极为正极。电子只能通过外电路，其流向为从 A 到 B，A 项错误；负极反应(以 NO 为例)为NO3e 2H 2O=NO 4H ，B 项正确；原电池中阴离子 (NO )向负极附近移动，C 项错误；电池工 3 3作时，每转移 4 mol 电子，消耗 1 mol O2，在标准状况下 O2 的体积为 2

6、2.4 L，D 项错误。答案：B7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。答案：LiOH 2Cl 2e =Cl2 B8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，则外电路中转移的电子数是_

7、。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(Zn2 )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 液 B已知：沉淀物

8、 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_。答案：(1)C 0.4N A(或 2.4081023)(2)负(3)Al3e =Al3 ，Al 3 3HCO =Al(OH)33CO 2 3(4)正 将 Fe2 氧化为 Fe3 不正确 因为同时会使 Cu2 生成沉淀而除去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”)，

9、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”) ，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 3解析：(1)(2)分析图中装置，甲池是碱性条件下的甲醇燃料电池，通入甲

10、醇的电极作负极，通入 O2 的电极作正极，在碱性条件下甲醇被氧化为 CO ，由此写出负极反应式：23CH3OH6e 8OH =CO 6H 2O，原电 池工作时溶液中的阴离子向负极移动。(3)(4) 碳电极(A 极)23与原电池正极相连，作阳极，电极反应式为 2H2O4e =O24H ，则银电极(B 极)作阴极，电极反应式为 Ag e =Ag，电解过程的总反应式为 4Ag 2H 2O 4AgO 24H 。当向乙池两电= = = = =电 解 极附近分别滴加适量紫色石蕊试液时，附近变红的电极为 A 极。(5)常温下，当乙池中 B(Ag)电极的质量增加 5.40 g，即析出 Ag 的物质的量为 0.

11、05 mol 时，生成 H 的物质的量为 0.05 mol，而乙池中溶液的体积为500 mL，由此可得溶液的 pH1。根据放电规律，本题首先排除选项 A 和选项 C。当乙池中 B(Ag)电极的质量增加 5.40 g 时，此时转移的电子为 0.05 mol，当丙池中电极上析出 1.60 g 金属铜时，正好转移 0.05 mol 电子，因此选项 B 符合题意。当丙装置中为 AgNO3 溶液，且 AgNO3 溶液足量时，析出金属(Ag)的质量也应为 5.40 g，当 AgNO3 溶液不足时，析出金属(Ag)的质量必小于 5.40 g，故选项 D 也符合题意。答案：(1)原电池 CH 3OH(2)CH

12、3OH6e 8OH =CO 6H 2O23(3)A 2H 2O 4e =O24H (4)4Ag 2H 2O 4AgO 24H = = = = =电 解 (5)1 BD 10(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(g)=N2(g)2H 2O(g)来源:学&科&网H543 kJmol 1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

13、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 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

14、)，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答案：(1)2N 2H4(g)N 2O4(g)=3N2(g)4H 2O(g)H1 096.7 kJmol 1 高压、低温(或加压、降温)(2)正极 CH 48e 4O 2 =CO22H 2O4OH 4e =2H2OO 2 1 ac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(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

15、，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：3CO 2 18H 18e =C3H8O5H 2O解析 A 项，该装置是电解池，在电解和光的作用下 H2O 在光催化剂的表面转化为 O2 和 H ，故该装置是将电能和光能转化为化学能，错误；B 项，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，H 从阳极 b 极区向阴极 a 极区迁移，正确；C 项，该电解池的总反应式为：6CO 28H 2O2C3H8O9O 2。根据总反应方程式可知，每生成 1 mol O2，有 mol CO2 被还原，其质量= = = = =电 解 23

16、为 g，错误；D 项，a 电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：8833CO218H 18e =C3H8O5H 2O，错误。答案 B【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 【答案】 A【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

17、应的单质或低价化合物。(阳离子放电顺序：Ag Fe3 Cu2 H 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。=

18、= = =电 解 (3)只有水被电解，只写水及电解产物即可。如：电解稀硫酸、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

19、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 、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解析 Cl 在阳极发生氧化反应生成 ClO ，水电离出的 H 在阴极发生还原反应生成 H2，又由于电解质溶液呈碱性，故 A、B、C 项正确； D 项，溶液呈碱性，离子方程式中不能出现 H ，正

20、确的离子方程式为2CN 5ClO H 2O=N2 2CO 25Cl 2OH ，错误。答案 D【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_。