河南省泌阳县第一高级中学高三化学一轮复习 难点突破8 电化学及应用练习.docx
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河南省泌阳县第一高级中学高三化学一轮复习难点突破8电化学及应用练习
化学复习难点8——电化学及应用
电化学原理及其应用主要涉及氧化还原反应知识和元素化合物知识,是化学知识的重点,也是难点,同时还是联系生产、生活和科技等方面知识进行命题的常见素材。
因此,要重视理解电化学有关概念并运用电化学原理分析解决实际问题,是突破这一难点的关键所在。
一、正确理解有关概念
一原理:
氧化还原反应(以此统领电化学知识的理解和运用)。
二转化与两种池:
化学能转化为电能(原电池),电能转化为化学能(电解池)。
要求会准确判断各类池(含电镀池、精炼池)。
三流向:
电子流向、电流流向、离子流向。
要求会准确判断三流向。
四电极:
正极、负极、阴极、阳极。
要求会准确判断原电池的正负极与电解池的阴阳极。
要求会正确书写电极方程式与总反应方程式(含陌生方程式)。
构成四条件:
两种池子均有两电极、均要电解质溶液(可能是熔融的电解质)、均形成闭合回路、原电池(需自发的氧化还原反应)或电解池(需直流电源)。
多种应用:
①金属腐蚀:
析氢腐蚀与吸氧腐蚀。
②金属的防护——电化学保护法:
牺牲阳极保护法,如轮船的船底四周镶嵌锌块。
外加电流阴极保护法(又叫阴极电保护法),如水库闸门、合成氨塔等与直流电源的负极相连接,做电解池的阴极,受到保护。
③电池应用:
制作化学电源。
例如:
锌锰干电池(一次电池)、铅蓄电池(二次电池)、新型燃料电池等。
④电解原理的应用:
氯碱工业、电镀、电解精炼、电解熔融NaCl制Na、电解熔融Al2O3制Al。
⑤利用电化学原理计算:
两极产物的量与电量间的互算、溶液的pH、相对原子质量、某元素的化合价、化学式等。
不论哪类计算,均可应用电子守恒思想。
二、请看近3年全国高考新课程I卷:
例1.(2015·全国I卷11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法错误的是( )
A.正极反应中有CO2生成
B.微生物促进了反应中电子的转移
C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C6H12O6+6O2==6CO2+6H2O
简约思维:
关注图示知该电池反应原理为C6H12O6+6O2==6CO2+
6H2O,选项D正确。
借助氧化还原反应规律知得电子的一极为正极,即有O2参与反应的一极为正极,生成CO2的一极发生氧化反应为负极,选项A错。
在微生物的作用下,反应速率比化学反应速率加快,所以微生物促进了反应的发生,选项B正确。
质子即H+向正极移动,选项C正确。
正确答案为A。
例2.(2013·全国I卷10)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故.根据电化学原理可进行如下处理:
在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。
下列说法正确的是( )
A.处理过程中银器一直保持恒重
B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银
C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S==6Ag+Al2S3
D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
简约思维:
由信息知该变化属于原电池反应,Al作负极,Ag作正极,食盐溶液作电解质溶液,Ag2S被还原生成Ag,选项B正确。
黑色Ag2S转化为白色Ag单质,并附着在银器上,银器不会保持恒重,选项A、D皆错。
Al2S3在溶液中发生互相促进水解反应,故不可能存在Al2S3,总反应方程式为2Al+3Ag2S+6H2O==6Ag+2Al(OH) 3+3H2S↑,选项C错。
正确答案为B。
现场体验近3年福建高考题:
1.(2015·福建高考11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如右图所示,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1molO2,有44gCO2被还原
D.a电极的反应为:
3CO2+16H+-18e-==C3H8O+4H2O
2.(2014·福建高考11)某原电池装置如右图所示,电池总反应为2Ag+Cl2==2AgCl。
下列说法正确的是( )
A.正极反应为AgCl+e-==Ag+Cl-
B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01mole-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子
3.(2013·福建高考11)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。
其过程如下:
下列说法不正确的是( )
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.右图中△H1=△H2+△H3
D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为
CO+4OH--2e-==CO32-+2H2O
三、现场体验强化训练近3年各省市高考题:
第一类:
单一原电池
1.(2015·天津高考10)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是( )
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO42-)减小
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D.阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
2.(2015·江苏高考10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是( )
A.反应CH4+H2O
3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子
B.电极A上H2参与的电极反应为:
H2+2OH--2e-==2H2O
C.电池工作时,CO32-向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为:
O2+2CO2+4e-==2CO32-
3.(2015·上海高考14)研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。
下列有关说法错误的是( )
A.d为石墨,铁片腐蚀加快
B.d为石墨,石墨上电极反应为:
O2+2H2O+4e-==4OH-
C.d为锌块,铁片不易被腐蚀
D.d为锌块,铁片上电极反应为:
2H++2e-==H2↑
4.(2013·安徽高考10)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。
一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。
该电池总反应为:
PbSO4+2LiCl+Ca==
CaCl2+Li2SO4+Pb。
下列有关说法正确的是( )
A.正极反应式:
Ca+2Cl--2e-==CaCl2
B.放电过程中,Li+向负极移动
C.设转移0.1mol电子,理论上生成20.7Pb
D.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转
5.(2014·海南高考16节选)锂锰电池的体积小,性能优良,是常用的一次电池。
该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。
回答下列问题:
(1)外电路的电流方向是由_____极流向____极。
(填字母)
(2)电池正极反应式为___________________________。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?
_______(填“是”或“否”),原因是_______________。
第二类:
单一电解池
1.(2015·四川高考4)用右图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,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.阳极的电极反应式为:
Cl-+2OH--2e-==ClO-+H2O
C.阴极的电极反应式为:
2H2O+2e-==H2↑+2OH-
D.除去CN-的反应:
2CN-+5ClO-+2H+==N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
2.(2015·浙江高考11)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O﹣CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示.下列说法不正确的是( )
A.X是电源的负极
B.阴极的反应式是:
H2O+2e-==H2+O2-,CO2+2e-==CO+O2-
C.总反应可表示为:
H2O+CO2
H2+CO+O2
D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
3.(2013·全国高考9)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3+
+6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是( )
A.阳极反应为Fe-2e-==Fe2+
B.电解过程中溶液pH不会变化
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12mol电子,最多有1molCr2O72-被还原
4.(2013·浙江高考11)电解装置如图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。
在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。
已知:
3I2+6OH-==IO3-+5I-+3H2O
下列说法不正确的是( )
A.右侧发生的电极方程式:
2H2O+2e-==H2↑+2OH-
B.电解结束时,右侧溶液中含有IO3-
C.电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O
KIO3+3H2↑
D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学方程式不变
5.(2015·上海高考24节选)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气
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