（新課標Ⅰ）2019版高考化學一輪復習 專題十一 電化學課件.ppt

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1、專題十一 電化學,高考化學 (課標專用),考點一原電池的工作原理金屬的電化學腐蝕與防護 1.(2018課標,12,6分)我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將Na-ClO4溶于有機溶劑作為電解液,鈉和負載碳納米管的鎳網分別作為電極材料,電池的總反應為:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯誤的是() A.放電時,Cl向負極移動 B.充電時釋放CO2,放電時吸收CO2,五年高考,A組統(tǒng)一命題課標卷題組,C.放電時,正極反應為:3CO2 +4e- 2CO2-3+C D.充電時,正極反應為:Na++e- Na,答案D本題考查二次電池的工作原理。放電時,負極反應為:4

2、Na-4e-4Na+,正極反應為 3CO2+4e-C+2CO2-3;Na+移向正極,CO2-3、Cl移向負極,A、C正確;充電過程與放電過程 相反,B正確;充電時,陽極反應為2CO2-3+C-4e-3CO2,D錯誤。,規(guī)律總結二次電池充、放電的電極判斷 二次電池充電時,“正接正、負接負”;放電時的正極為充電時的陽極;放電時的負極為充電時的陰極。,2.(2018課標,11,6分)一種可充電鋰空氣電池如圖所示。當電池放電時,O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x(x=0或1)。下列說法正確的是() A.放電時,多孔碳材料電極為負極 B.放電時,外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極 C.充

3、電時,電解質溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移 D.充電時,電池總反應為Li2O2-x 2Li+(1-)O2,答案D本題考查原電池原理和電解原理的綜合運用。A項,依據題意和可充電電池裝置圖判斷出,放電時鋰電極作負極,多孔碳材料電極作正極,錯誤;B項,在原電池中,外電路電子由負極流向正極,即放電時,外電路電子由鋰電極流向多孔碳材料電極,錯誤;C項,充電時,電解質溶液中的陽離子向陰極區(qū)遷移,即Li+向鋰電極區(qū)遷移,錯誤;D項,充電時,Li+在陰極區(qū)得到電子生成Li,陽極區(qū)生成O2,即電池總反應為Li2O2-x 2Li+(1-)O2,正確。,方法技巧可充電電池的工作原理 可充電電池中,放電過程用原電池原

4、理分析,充電過程用電解原理分析;分析電化學問題時,先判斷出電極,然后根據工作原理分析。,3.(2017課標,11,6分)支撐海港碼頭基礎的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關表述不正確的是(),A.通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零 B.通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流 D.通入的保護電流應該根據環(huán)境條件變化進行調整,答案C本題考查外加電流的陰極保護法。將被保護的金屬(鋼管樁)與電源的負極相連,防止鋼管樁被腐蝕,外加保護電流可以抑制金屬電化學腐蝕產生的電流,故其表面腐蝕電

5、流接近于零,A項正確;高硅鑄鐵為惰性輔助陽極,陽極上發(fā)生氧化反應,失去電子,電子從高硅鑄鐵流向鋼管樁,B項正確;高硅鑄鐵為惰性輔助陽極,只是用于傳遞電流,故陽極材料不損耗,C項錯誤;金屬的腐蝕受環(huán)境的影響,故通入的電流要根據環(huán)境條件的變化及時進行調整,D項正確。,審題技巧本題易因忽視高硅鑄鐵為惰性輔助陽極而導致出錯。通常除金、鉑以外的金屬作為陽極材料,是活性電極,優(yōu)先于溶液中的粒子放電,且起到導電作用。此題指出惰性輔助陽極,“惰性”說明在此條件下鐵不放電,只是起導電作用(輔助)。做題時,應“具體問題具體分析”,不能一味地“按章辦事”。,4.(2017課標,11,6分)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、

6、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應為:16Li+xS8 8Li2Sx(2x8)。下列說法錯誤的是 () A.電池工作時,正極可發(fā)生反應:2Li2S6+2Li++2e- 3Li2S4 B.電池工作時,外電路中流過0.02 mol電子,負極材料減重0.14 g C.石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性,D.電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多,答案D電池工作時為原電池,電池內部陽離子向正極移動,根據圖示中Li+移動方向可知,電極a為正極,依次發(fā)生S8Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2的轉化,A正確;電池工作時負極反應式為Li-e- Li+,當轉移

7、0.02 mol電子時,負極消耗的Li的物質的量為0.02 mol,質量為0.14 g,B正確;石 墨烯具有導電性,可以提高電極a的導電能力,C正確;電池充電時為電解池,此時Li2S2的量越來越少,D錯誤。,思路分析結合反應原理,根據元素化合價的變化,判斷放電時的正、負極,再結合電解質的性質書寫電極反應式。,5.(2016課標,11,6分)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯的是() A.負極反應式為Mg-2e- Mg2+ B.正極反應式為Ag++e- Ag C.電池放電時Cl-由正極向負極遷移 D.負極會發(fā)生副反應Mg+2H2O Mg(OH)2+H2,答案BMg

8、-AgCl電池中,Mg為負極,AgCl為正極,故正極反應式應為AgCl+e- Ag+Cl-,B 項錯誤。,思路分析先根據電池的電極材料的性質判斷電池的正、負極,再分析電極反應。,易錯警示AgCl為難溶物,在電極反應式中不能寫成離子。,6.(2016課標,11,6分)鋅空氣燃料電池可用作電動車動力電源,電池的電解質溶液為KOH溶液,反應為2Zn+O2+4OH-+2H2O 2Zn(OH)2-4。下列說法正確的是() A.充電時,電解質溶液中K+向陽極移動 B.充電時,電解質溶液中c(OH-)逐漸減小 C.放電時,負極反應為:Zn+4OH--2e- Zn(OH)2-4 D.放電時,電路中通過2 mo

9、l電子,消耗氧氣22.4 L(標準狀況),答案C充電時為電解池,溶液中的陽離子向陰極移動,發(fā)生的反應為2Zn(OH)2-4 2Zn+O 2+4OH-+2H2O,電解質溶液中c(OH-)增大,故A項、B項均錯誤;放電時負極反應為Zn+4OH--2e- Zn(OH)2-4,故C項正確;每消耗1 mol O2電路中通過4 mol電子,故D項錯誤。,規(guī)律方法1.,2.失電子,3.原電池充電時:正極接電源正極,電池正極變陽極。,解題關鍵正確地寫出兩極的電極反應式是解有關原電池問題的至關重要的一環(huán)。,7.(2015課標,11,6分,0.588)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置,其工作

10、原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯的是() A.正極反應中有CO2生成 B.微生物促進了反應中電子的轉移 C.質子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū),D.電池總反應為C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O,答案A根據微生物電池工作原理示意圖可知:C6H12O6在負極上發(fā)生氧化反應,電極反應式為C6H12O6-24e-+6H2O 6CO2+24H+;O2在正極上發(fā)生還原反應,電極反應式為6O2+24e-+24 H+ 12H2O。負極有CO2生成,A項錯誤;B項,微生物促進了反應中電子的轉移,正確;C項,質 子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū),正確;D項,電池總反應為C6H12O6+6O2 6C

11、O2+6H2O,正 確。,審題技巧有氧氣參與的原電池,基本上都涉及氧化還原反應,有氧氣參與的一極一般作正極。此題的突破口為正確分析正極反應并書寫電池總反應式。,疑難突破微生物電池也是燃料電池的一種,只是燃燒物換成了大家不太熟悉的微生物,其實質還是氧化還原反應。,8.(2014課標,12,6分,0.347)2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯的是(),A.a為電池的正極 B.電池充電反應為LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi C.放電時,a極鋰的化合價發(fā)生變化,D.放電時,溶液中Li+從b向a遷移,答案C由圖可知,b極(Li電極)為負極,a極為正極,放

12、電時,Li+從負極(b)向正極(a)遷移,A項、D項正確;該電池放電時,負極:xLi-xe- xLi+,正極:Li1-xMn2O4+xLi++xe- LiMn2O4,a極Mn元 素的化合價發(fā)生變化,C項錯誤;由放電反應可得充電時的反應,B項正確。,思路分析根據電極材料判斷出電池的正、負極,根據氧化還原反應原理判斷發(fā)生化合價變化的元素。,規(guī)律方法將原電池放電時正、負極的電極反應式逆過來就分別是充電時陽、陰極的電極反應式。,9.(2015課標,26,14分,0.182)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電

13、池放電過程產生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關數(shù)據如下表所示:,回答下列問題: (1)該電池的正極反應式為,電池反應的離子方程式為。 (2)維持電流強度為0.5 A,電池工作5分鐘,理論上消耗鋅g。(已知F=96 500 Cmol-1) (3)廢電池糊狀填充物加水處理后,過濾,濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通過分離回收;濾渣的主要成分是MnO2、和,欲從中得到較純的MnO2,最簡便的方法為,其原理是。 (4)用廢電池的鋅皮制備ZnSO47H2O的過程中,需除去鋅皮中的少量雜質鐵,其方法是:加稀H2SO4和H2O2溶解,鐵變?yōu)?加堿調節(jié)至pH為時,鐵剛好沉淀完全(

14、離子濃度小于110-5 molL-1時,即可認為該離子沉淀完全);繼續(xù)加堿至pH為時,鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1 molL-1)。若上述過程不加H2O2后果是,原因是。,答案(14分)(1)MnO2+H++e- MnOOH 2MnO2+Zn+2H+ 2MnOOH+Zn2+(每空1分,共2分) 注:式中Zn2+可寫為Zn(NH3)2+4、Zn(NH3)2Cl2等,H+可寫為N (2)0.05(2分) (3)加熱濃縮、冷卻結晶碳粉MnOOH空氣中加熱 碳粉轉變?yōu)镃O2,MnOOH氧化為MnO2(每空1分,共5分) (4)Fe3+2.76Zn2+和Fe2+分離不開Fe(OH)2和Zn(OH

15、)2的Ksp相近(每空1分,共5分),解析(1)該電池為酸性鋅錳干電池,電極反應式為負極:Zn-2e- Zn2+,正極:2MnO2+2e-+2H+ 2MnOOH。(2)電量Q=It=0.5 A560 s=150 C,則m(Zn)=65 gmol-1= 0.05 g。(3)由表格中信息可知,ZnCl2的溶解度受溫度影響較大,NH4Cl的溶解度受溫度影響較小,故可通過加熱濃縮、冷卻結晶的方法分離。(4)KspFe(OH)3=c(Fe3+)c3(OH-)=110-5c3(OH-)=110-39,c(OH-)=10-11.3molL-1,pOH=11.3,則pH=2.7。KspZn(OH)2=c(Zn

16、2+)c2(OH-)=0.1 c2(OH-)=110-17,c(OH-)=10-8 molL-1,pOH=8,則pH=6。因Zn(OH)2和Fe(OH)2的Ksp接近,若不用H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,沉淀Zn2+時,Fe2+也可轉化為Fe(OH)2沉淀,而使制得的ZnSO47H2O不純凈。,審題技巧題目給出相關物質的Ksp,說明在分離除雜的過程中,可以利用溶解性,采用調節(jié)pH的方法將雜質成分除去。,疑難突破除去Fe元素的基本思路是先將其氧化成Fe3+,然后采用調節(jié)pH的方式,將Fe3+轉化成沉淀而過濾除去。,考點二電解原理及其應用 10.(2018課標,13,6分)最近我國科學家設計了

17、一種CO2+H2S協(xié)同轉化裝置,實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下圖所示,其中電極分別為ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應為: EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+ 2EDTA-Fe3++H2S 2H++S+2EDTA-Fe2+,該裝置工作時,下列敘述錯誤的是() A.陰極的電極反應:CO2+2H++2e- CO+H2O B.協(xié)同轉化總反應:CO2+H2S CO+H2O+S C.石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的低 D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性,答案C本題考查電解原理的應用。由石墨烯電極

18、區(qū)反應可知該極發(fā)生氧化反應,為陽極,則ZnO石墨烯為陰極。陰極的電極反應為:CO2+2H++2e- CO+H2O,A正確;裝置工作時 涉及三個反應,Fe2+與Fe3+的轉化循環(huán)進行,總反應為CO2與H2S之間的反應,根據得失電子守恒可知總反應為:CO2+H2S CO+H2O+S,B正確;石墨烯與電源正極相連,ZnO石墨烯與電源 負極相連,故石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的高,C錯誤;Fe2+、Fe3+均在酸性環(huán)境中穩(wěn)定存在,D正確。,審題技巧解題的關鍵是電極名稱的確定。如本題中CO2CO為還原反應陰極,Fe2+Fe3+為氧化反應陽極。,11.(2017課標,11,6分)用電解氧化法可以在鋁制品

19、表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是() A.待加工鋁質工件為陽極 B.可選用不銹鋼網作為陰極 C.陰極的電極反應式為:Al3++3e-Al D.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動,答案C本題考查電解原理的應用。O3發(fā)生氧化反應,故鋁質工件為陽極,A正確;陰 極材料被保護,B正確;電解質溶液中含有大量H+,故陰極的電極反應式為2H++2e- H2,C不 正確;在電解池中,陰離子移向陽極,D正確。,知識拓展電解原理的應用,1.電解原理在“金屬防腐”中的應用。如:外加電流的陰極保護法。,2.電解原理在“物質制備”中的應用。如:尿素CO(NH

20、2)2制氫氣。,3.電解原理在“環(huán)境治理”中的應用。如:用電解法消除CN-。,12.(2016課標,11,6分)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和SO2-4可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。 下列敘述正確的是() A.通電后中間隔室的SO2-4離子向正極遷移,正極區(qū)溶液pH增大 B.該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產品,C.負極反應為2H2O-4e- O2+4H+,負極區(qū)溶液pH降低 D.當電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.5 mol的O2

21、生成,答案B負極區(qū)(陰極)電極反應為:4H++4e- 2H2,正極區(qū)(陽極)電極反應為:4OH--4e- 2H2O+O2。A項,通電后SO2-4向正極移動,正極區(qū)OH-放電,溶液酸性增強,pH減小;C項,負 極反應為4H++4e- 2H2,溶液pH增大;D項,當電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.25 mol O2生成。,13.(2018課標,27,14分)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛。回答下列問題: (1)生產Na2S2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經結晶脫水制得。寫出該過程的化學方程式。 (2)利用煙道氣中的SO2生產Na2S2O5的工藝為

22、: pH=4.1時,中為溶液(寫化學式)。 工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是。 (3)制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術,裝置如圖所示,其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應式為。電解后,室的NaHSO3濃,度增加。將該室溶液進行結晶脫水,可得到Na2S2O5。,(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時,取50.00 mL葡萄酒樣品,用0.010 00 molL-1的碘標準液滴定至終點,消耗10.00 mL。滴定反應的離子方程式為,該樣品中Na2S2O5的殘留量為gL-1(以SO2計)。,答案(1)2

23、NaHSO3 Na2S2O5+H2O (2)NaHSO3得到NaHSO3過飽和溶液 (3)2H2O-4e- O2+4H+a (4)S2O2-5+2I2+3H2O 2SO2-4+4I-+6H+0.128,解析本題考查工藝流程、電解原理的應用、氧化還原滴定與計算。 (1)NaHSO3與Na2S2O5中硫元素化合價均為+4價,根據觀察法配平反應方程式:2NaHSO3 Na 2S2O5+H2O。 (2)中所得溶液的pH=4.1,硫元素的存在形式應為HS,故中為NaHSO3溶液。 過程是利用Na2CO3與NaHSO3反應轉化為Na2SO3,過程利用SO2與Na2SO3反應生成NaH-SO3:Na2SO3

24、+SO2+H2O 2NaHSO3,制得高濃度的NaHSO3,更有利于Na2S2O5的制備。 (3)根據裝置圖可知左側為陽極,溶質為H2SO4,實際放電的是水電離出的OH-,電極反應式為2H2O-4e- O2+4H+。電解過程中,陽離子(H+)向右側移動,則a室中SO2-3+H+ HS,NaHSO 3濃度增大。 (4)Na2S2O5作食品的抗氧化劑,則具有強還原性,被氧化為SO2-4;S2O2-5 2SO2-4,I2 2 I-,依據得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可配平反應的離子方程式:S2O2-5+2I2+3H2O 2 SO2-4+4I-+6H+。 根據滴定反應的離子方程式及硫原子守恒可得如下

25、關系式: 2SO2S2O2-52I2,64 g1 mol m(SO2)0.010 00 molL-10.010 00 L m(SO2)=6.410-3g 則樣品中Na2S2O5的殘留量為=0.128 gL-1。,方法技巧守恒法在此題中應用較多。如第(4)問中S2O2-5與I2反應的方程式要利用得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平。,考點一原電池的工作原理金屬的電化學腐蝕與防護 1.(2018北京理綜,12,6分)驗證犧牲陽極的陰極保護法,實驗如下(燒杯內均為經過酸化的3%NaCl溶液)。,B組 自主命題?。▍^(qū)、市）卷題組,下列說法不正確的是() A.對比,可以判定Zn保護了Fe B.對比,K3

26、Fe(CN)6可能將Fe氧化 C.驗證Zn保護Fe時不能用的方法 D.將Zn換成Cu,用的方法可判斷Fe比Cu活潑,答案D本題考查原電池的原理、Fe2+的檢驗等知識。在中,若將Zn換成Cu,此時Fe作負極,其周圍必然會出現(xiàn)Fe2+,Fe2+遇K3Fe(CN)6會出現(xiàn)藍色沉淀,與原來的實驗現(xiàn)象相同,也就是說,在中無論與Fe連接的金屬活動性如何,實驗現(xiàn)象都是一樣的,所以用的方法無法判斷Fe與Cu的活潑性強弱。,規(guī)律方法做對比實驗時,一定要弄清哪些實驗條件是相同的,哪些是變化的。,2.(2017江蘇單科,12,4分)下列說法正確的是() A.反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的H0 B.地

27、下鋼鐵管道用導線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕 C.常溫下,KspMg(OH)2=5.610-12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+)5.610-4 molL-1 D.常溫常壓下,鋅與稀H2SO4反應生成11.2 L H2,反應中轉移的電子數(shù)為6.021023,答案BC本題考查H、S的判斷、金屬防腐、與Ksp有關的計算、氣體摩爾體積的應用。N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的H<0,S<0,A不正確;地下鋼鐵管道用導線連接鋅塊屬于犧 牲陽極的陰極保護法,B正確;KspMg(OH)2=c(Mg2+)c2(OH-),則c(Mg2+)=molL-1=5.6 10-4molL-1,pH=1

28、0的溶液中Mg2+最大濃度為5.610-4molL-1,C正確;常溫常壓下11.2 L H2的物質的量不是0.5 mol,D不正確。,知識拓展氣體分子數(shù)增多的反應:S0,氣體分子數(shù)減少的反應:S<0。,3.(2016四川理綜,5,6分,)某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池,放電時電池總反應為:Li1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+C6(x<1)。下列關于該電池的說法不正的是() A.放電時,Li+在電解質中由負極向正極遷移 B.放電時,負極的電極反應式為LixC6-xe- xLi++C6 C.充電時,若轉移1 mol e-,石墨(C6)電極將增重7x g D.充電時,陽極的電極反應

29、式為LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+,答案C由放電時電池總反應可知,放電時負極反應式為LixC6-xe- C6+xLi+,正極反應式 為Li1-xCoO2+xe-+xLi+ LiCoO2,在原電池內部陽離子由負極向正極遷移,A、B項均正確;充 電時陰極反應式為C6+xLi++xe- LixC6,陽極反應式為LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+,轉移x mol e-,石墨電極增重7x g,若轉移1 mol e-,石墨電極將增重7 g,C項不正確,D項正確。,4.(2016浙江理綜,11,6分,)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點,有望成為新

30、能源汽車和移動設備的電源。該類電池放電的總反應方程式為:4M+nO2+2nH2O 4M(OH)n 已知:電池的“理論比能量”指單位質量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是() A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴散至電極表面 B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Al-空氣電池的理論比能量最高 C.M-空氣電池放電過程的正極反應式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne- 4M(OH)n,D.在Mg-空氣電池中,為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質及陽離子交換膜,答案CA項,采用多孔電極可以提高電極與電解質溶液的接觸面積,

31、并有利于O2擴散至電極表面;B項,單位質量的Mg、Al、Zn反應,Al轉移的電子數(shù)最多,故Al-空氣電池的理論比能量最高;C項,由于電池中間為陰離子交換膜,故Mn+不能通過,則正極的電極反應式為O2+4e-+2H2O 4OH-;D項,在Mg-空氣電池中,負極的電極反應式為Mg-2e- Mg2+,為防止負極區(qū)沉積 Mg(OH)2,可采用陽離子交換膜阻止OH-進入負極區(qū)。,5.(2015江蘇單科,10,2分,)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是() A.反應 CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1 mol CH4轉移12 mol電子 B.電極A上H2參與的電極反應為

32、:H2+2OH--2e- 2H2O C.電池工作時,CO2-3向電極B移動 D.電極B上發(fā)生的電極反應為:O2+2CO2+4e- 2CO2-3,答案DA項,由化合價變化知,每消耗1 mol CH4轉移6 mol電子;B項,電極A為負極,發(fā)生的電極反應為H2-2e-+CO2-3 H2O+CO2;C項,電池工作時,CO2-3向電極A移動;D項,電極B是正極, 電極反應為O2+4e-+2CO2 2CO2-3。,6.(2015天津理綜,4,6分,)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關敘述正確的是() A.銅電極上發(fā)生氧化反應 B.電池工作一段時間后,甲池的c(SO

33、2-4)減小 C.電池工作一段時間后,乙池溶液的總質量增加 D.陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動,保持溶液中電荷平衡,答案C題中所述鋅銅原電池中,Zn為負極,電極反應式為Zn-2e- Zn2+;Cu為正極,電極反 應式為Cu2++2e- Cu,發(fā)生還原反應。Zn2+通過陽離子交換膜向正極移動;乙池溶液中消耗 的Cu2+與由甲池遷移過來的Zn2+的物質的量相同,則乙池溶液質量增加。溶液中的陰離子無法通過陽離子交換膜。故選C。,7.(2014天津理綜,1,6分,)化學與生產、生活息息相關,下列敘述錯的是() A.鐵表面鍍鋅可增強其抗腐蝕性 B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可減少白色污染 C.大

34、量燃燒化石燃料是造成霧霾天氣的一種重要因素 D.含重金屬離子的電鍍廢液不能隨意排放,答案BA項,鐵表面鍍鋅,當發(fā)生電化學腐蝕時,Fe作正極被保護。B項,聚乙烯塑料非常穩(wěn)定,不易降解,而聚乳酸塑料是易降解的塑料,故應用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料來減少白色污染,故B項錯誤。D項,重金屬離子對土壤、水都會產生污染,所以含重金屬離子的電鍍廢液不能隨意排放。,8.(2014福建理綜,11,6分,)某原電池裝置如圖所示,電池總反應為2Ag+Cl2 2AgCl。 下列說法正確的是(),A.正極反應為AgCl+e- Ag+Cl- B.放電時,交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成 C.若用NaCl溶液代替鹽酸,則電

35、池總反應隨之改變 D.當電路中轉移0.01 mol e-時,交換膜左側溶液中約減少0.02 mol離子,答案D原電池的正極反應為Cl2+2e- 2Cl-,故A項錯誤;放電時,白色沉淀AgCl在左側電 極處產生,故B項錯誤;當電路中轉移0.01 mol e-時,原電池左側發(fā)生的反應為:Ag-e-+Cl- AgCl,減少了0.01 mol的Cl-,根據電荷守恒原理,左側溶液中的H+通過陽離子交換膜向右側轉移0.01 mol,故D項正確。,9.(2015重慶理綜,11,14分,)我國古代青銅器工藝精湛,有很高的藝術價值和歷史價值。但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕,故對其進行修復和防護具有重要意義。 (

36、1)原子序數(shù)為29的銅元素位于元素周期表中第周期。 (2)某青銅器中Sn、Pb的質量分別為119 g、20.7 g,則該青銅器中Sn和Pb原子的數(shù)目之比為。 (3)研究發(fā)現(xiàn),腐蝕嚴重的青銅器表面大都存在CuCl。關于CuCl在青銅器腐蝕過程中的催化作用,下列敘述正確的是。 A.降低了反應的活化能 B.增大了反應的速率 C.降低了反應的焓變 D.增大了反應的平衡常數(shù) (4)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進一步被腐蝕。如將糊狀Ag2O涂在被腐蝕部位,Ag2O與有害組分CuCl發(fā)生復分解反應,該化學方程式為。 (5)如圖所示為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕的原理示意圖。,腐蝕過程中,負極是(填圖

37、中字母“a”或“b”或“c”); 環(huán)境中的Cl-擴散到孔口,并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl,其離子方程式為; 若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,則理論上耗氧體積為L(標準狀況)。,答案(14分)(1)四(2)101(3)A、B (4)Ag2O+2CuCl 2AgCl+Cu2O (5)c2Cu2++3OH-+Cl- Cu2(OH)3Cl0.448,解析(2)Sn和Pb原子的數(shù)目之比為=101。(3)催化劑可以降低反 應的活化能,增大反應速率,但不能改變反應物與生成物的總能量,即對反應的H無影響;反應的平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化。(4)復分解反應中各

38、元素化合價均不變。(5)銅作負極失電子,產物是Cu2+;4.29 g Cu2(OH)3Cl中含有0.04 mol Cu2+,Cu-2e- Cu2+,則轉移0.08 mol 電子,需耗氧0.02 mol,標準狀況下為0.448 L。,10.(2014安徽理綜,28,14分,)某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學腐蝕類型的影響因素,將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部,塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液,同時測量容器中的壓強變化。 (1)請完成以下實驗設計表(表中不要留空格):,(2)編號實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖2。t2時,容器中壓強明顯小于起始壓強,其原因是鐵發(fā)生

39、了 腐蝕,請在圖3中用箭頭標出發(fā)生該腐蝕時電子流動方向;此時,碳粉表面發(fā)生了(填“氧化”或“還原”)反應,其電極反應式是。 (3)該小組對圖2中0t1時壓強變大的原因提出了如下假設,請你完成假設二: 假設一:發(fā)生析氫腐蝕產生了氣體; 假設二:; ,(4)為驗證假設一,某同學設計了檢驗收集的氣體中是否含有H2的方案。請你再設計一個實驗方案驗證假設一,寫出實驗步驟和結論。 實驗步驟和結論(不要求寫具體操作過程):,答案(1),(2)吸氧 還原2H2O+O2+4e- 4OH-(或4H++O2+4e- 2H2O),(3)反應放熱,溫度升高 (4),(本題屬于開放性試題,合理答案均給分),解析(1)由表

40、格數(shù)據知:組實驗作參照,組實驗探究醋酸濃度的影響,所以鐵粉質量不變;組實驗中醋酸濃度和鐵粉質量未變,碳粉質量減少,所以實驗目的是碳粉含量的影響。(2)由圖2知,t2時瓶內壓強明顯小于起始壓強,所以瓶內壓強減小,發(fā)生了吸氧腐蝕;Fe和碳構成了原電池的兩極,電子由負極Fe流向正極碳,碳粉表面發(fā)生了還原反應,電極反應式為:2H2O+O2+4e- 4OH-或4H++O2+4e- 2H2O。(3)由圖2知,0t1時瓶內壓強增大,假設二可以為Fe與醋酸 反應放熱使氣體受熱體積膨脹。本題為開放性題,其他合理答案也可。(4)由題意知,檢驗收集的氣體中是否含有H2,可根據H2的性質設計實驗方案,如實驗步驟:收集

41、一試管剛反應的氣體,迅速插入一根表面變黑的灼熱銅絲,若銅絲表面的黑色變紅,則可驗證有H2生成。,考點二電解原理及其應用 11.(2016北京理綜,12,6分,)用石墨電極完成下列電解實驗。,下列對實驗現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是() A.a、d處:2H2O+2e- H2+2OH- B.b處:2Cl--2e- Cl2 C.c處發(fā)生了反應:Fe-2e- Fe2+ D.根據實驗一的原理,實驗二中m處能析出銅,答案B根據實驗一的實驗現(xiàn)象可判斷出鐵絲和NaCl溶液構成了一個電解池,串聯(lián)于整個裝置之中,其中c作陽極,d作陰極,a、d處的電極反應均為2H2O+2e- H2+2OH-,c處的電極 反應為Fe-2

42、e- Fe2+,由于Fe2+的顏色較淺,短時間觀察不到明顯的現(xiàn)象?！癰處變紅”,說明 有H+生成,則發(fā)生了電極反應2H2O-4e- 4H++O2;“局部褪色”說明在該電極上Cl-放電生 成了Cl2:反應為2Cl--2e- Cl2。實驗二中的兩個銅珠和稀硫酸構成了兩個電解池,每個銅 珠的左側作陽極,右側作陰極,其中銅珠的左側銅放電變成銅離子,銅離子移動到m處,在m處放電變成銅析出。,審題技巧“d處試紙變藍”是該題的突破口,試紙變藍說明該處有OH-生成,說明d處發(fā)生了得電子的還原反應,從而確定d為陰極,最后利用類比的方法確定m處的電極反應,進而得出正確答案。,12.(2015福建理綜,11,6分,

43、)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如下圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是() A.該裝置將化學能轉化為光能和電能 B.該裝置工作時,H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移 C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被還原 D.a電極的反應為:3CO2+18H+-18e- C3H8O+5H2O,答案B由模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置可知,該裝置將光能和電能轉化為化學能,故A錯誤;在電解池內部,陽離子向陰極遷移,故H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移,B正確;陰極上:3CO2C3H8O18e-,陽極上:2H2OO24e-,根據得失電子守恒可知,當陽極生成1 mol O2時,

44、陰極被還原的CO2的質量為:44 g/mol=29.3 g,故C錯誤;a電極的反應為:3CO2+18H++18e- C3H8O+5H2O, 故D錯誤。,13.(2015四川理綜,4,6分,)用如圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液pH為910,陽極產生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正的是() A.用石墨作陽極,鐵作陰極 B.陽極的電極反應式:Cl-+2OH--2e- ClO-+H2O C.陰極的電極反應式:2H2O+2e- H2+2OH- D.除去CN-的反應:2CN-+5ClO-+2H+ N2+2CO2+5Cl-+H2O,答案DD項,控制溶液pH為9

45、10,溶液呈堿性,離子方程式應為2CN-+5ClO-+H2O N2+ 2CO2+5Cl-+2OH-。,14.(2015浙江理綜,11,6分,)在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫共電解H2O-CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是() A.X是電源的負極 B.陰極的電極反應式是:H2O+2e- H2+O2- CO2+2e- CO+O2-,C.總反應可表示為:H2O+CO2 H2+CO+O2 D.陰、陽兩極生成的氣體的物質的量之比是11,答案D由題圖可看出:H2OH2、CO2CO均為還原反應,X應為電源負極,A項正確;陰極電極反應式為H2O+2e-

46、 H2+O2-和CO2+2e- CO+O2-,陽極電極反應式為2O2--4e- O2 ,總反應為H2O+CO2 H2+CO+O2,B、C項正確;陰、陽兩極生成氣體的物質的量之比為 21,D項不正確。,15.(2015山東理綜,29,15分,)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。 (1)利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為溶液(填化學式),陽極電極反應式為,電解過程中Li+向電極遷移(填“A”或“B”)。 (2)利用鈷渣含Co(OH)3、Fe(OH)3等制備鈷氧化物的工藝流程如下:

47、,Co(OH)3溶解還原反應的離子方程式為。鐵渣中鐵元素的化合價為。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,測得充分煅燒后固體質量為2.41 g,CO2體積為1.344 L(標準狀況),則鈷氧化物的化學式為。,答案(1)LiOH2Cl--2e-Cl2B (2)2Co(OH)3+SO2-3+4H+2Co2++SO2-4+5H2O 或Co(OH)3+3H+Co3++3H2O,2Co3++SO2-3+H2O2 Co2++SO2-4+2H++3Co3O4,解析(1)B極區(qū)產生H2,則B極區(qū)發(fā)生還原反應,為陰極;A極電極反應式為2Cl--2e-Cl2,為 陽極。A極區(qū)電解液為LiCl溶液,B極區(qū)電

48、解液為LiOH溶液;Li+(陽離子)向陰極(B電極)移動。 (2)向浸液中加入了具有氧化性的NaClO3和O2,所以鐵渣中的鐵元素為+3價。設鈷氧化物的化學式為CoxOy,由 xCoC2O4+O2 CoxOy+2xCO2 (59x+16y) g2x22.4 L 2.41 g 1.344 L 則=,解得xy=34,則鈷氧化物的化學式為Co3O4。,16.(2014山東理綜,30,16分,)離子液體是一種室溫熔融鹽,為非水體系。由有機陽離子、Al2C和AlC組成的離子液體作電解液時,可在鋼制品上電鍍鋁。 (1)鋼制品應接電源的極,已知電鍍過程中不產生其他離子且有機陽離子不參與電極反應,陰極電極反應

49、式為。若改用AlCl3水溶液作電解液,則陰極產物為。 (2)為測定鍍層厚度,用NaOH溶液溶解鋼制品表面的鋁鍍層,當反應轉移6 mol電子時,所得還原產物的物質的量為mol。 (3)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應實驗,需要的試劑還有。 a.KClb.KClO3c.MnO2d.Mg 取少量鋁熱反應所得的固體混合物,將其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,(填“能”或“不能”)說明固體混合物中無Fe2O3,理由是(用離子方程式說明)。,答案(1)負4Al2C+3e- Al+7AlCH2 (2)3 (3)b、d不能 Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+ 3Fe2+(

50、或只寫Fe+2Fe3+ 3Fe2+),解析(1)電鍍時,鍍件作陰極,與電源負極相連,發(fā)生還原反應。若改用AlCl3水溶液作電解液,陰極電極反應式應為2H++2e- H2。電鍍過程中有機陽離子不參與反應且不產生其他離 子,故陰極的電極反應式應為4Al2C+3e- Al+7AlC。 (2)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2,反應轉移6 mol電子時,還原產物H2的物質的量為3 mol。 (3)鋁熱反應實驗需要高溫條件,實驗時一般用鎂條插入KClO3中,鎂條燃燒放熱,KClO3受熱分解放出O2,有助于鋁熱劑點燃。由于2Fe3++Fe 3Fe2+,故用KSCN溶液檢驗無明顯現(xiàn)象不能

51、證明固體混合物中無Fe2O3。,考點一原電池的工作原理金屬的電化學腐蝕與防護 1.(2013課標,10,6分,0.47)銀質器皿日久表面會逐漸變黑,這是生成了Ag2S的緣故。根據電化學原理可進行如下處理:在鋁質容器中加入食鹽溶液,再將變黑的銀器浸入該溶液中,一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去。下列說法正確的是() A.處理過程中銀器一直保持恒重 B.銀器為正極,Ag2S被還原生成單質銀 C.該過程中總反應為2Al+3Ag2S 6Ag+Al2S3 D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉化為白色AgCl,C組教師專用題組,答案B根據電化學原理可知,Al為負極,電極反應為:2Al-6e- 2Al3+;銀器為正極,

52、電極反 應為:3Ag2S+6e- 6Ag+3S2-;溶液中反應為:2Al3++3S2-+6H2O 2Al(OH)3+3H2S,三反 應相加可知該過程的總反應為:2Al+3Ag2S+6H2O 2Al(OH)3+6Ag+3H2S,故B正確,C、D 錯誤;銀器表面黑色的Ag2S變成了Ag,質量必然減小,A錯誤。,2.(2013課標,11,6分,0.55)“ZEBRA”蓄電池的結構如圖所示,電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關于該電池的敘述錯的是() A.電池反應中有NaCl生成 B.電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子 C.正極反應為:NiCl2+2e- Ni

53、+2Cl- D.鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動,答案B該原電池的負極反應式為:Na-e- Na+,正極反應式為:NiCl2+2e- Ni+2Cl-,電池 總反應式為:2Na+NiCl2 2NaCl+Ni。B項錯誤。,3.(2016江蘇單科,7,2分,)下列說法正確的是() A.氫氧燃料電池工作時,H2在負極上失去電子 B.0.1 molL-1 Na2CO3溶液加熱后,溶液的pH減小 C.常溫常壓下,22.4 L Cl2中含有的分子數(shù)為6.021023個 D.室溫下,稀釋0.1 molL-1 CH3COOH溶液,溶液的導電能力增強,答案AA項,原電池工作時,負極失電子,故正確;B項,0.1

54、molL-1 Na2CO3溶液加熱后,CO2-3水解程度變大:CO2-3+H2O HC+OH-,溶液堿性增強,pH增大,故錯誤;C項,常溫常壓下,22.4 L Cl2的物質的量不是1 mol,故錯誤;D項,室溫下,稀釋0.1 molL-1 CH3COOH溶液,溶液中離子總濃度減小,溶液導電能力減弱,故錯誤。,評析本題是一個“雜合題”。列出四個無關聯(lián)的知識點讓學生判斷正誤。難度不大。,4.(2013北京理綜,7,6分,)下列金屬防腐的措施中,使用外加電流的陰極保護法的是 () A.水中的鋼閘門連接電源的負極 B.金屬護欄表面涂漆 C.汽車底盤噴涂高分子膜 D.地下鋼管連接鎂塊,答案A外加電流的陰

55、極保護法是指把要保護的金屬連接在直流電源的負極上,使其作為電解池的陰極被保護,A項符合題意;金屬表面涂漆或噴涂高分子膜可防止金屬與其他物質接觸發(fā)生反應,B、C選項不符合題意;鋼管連接鎂塊利用的是原電池原理,鎂為負極被氧化,鋼管為正極被保護,D項不符合題意。,5.(2013北京理綜,8,6分,)下列解釋事實的方程式不準的是() A.用濃鹽酸檢驗氨:NH3+HCl NH4Cl B.碳酸鈉溶液顯堿性:CO2-3+H2O HC+OH- C.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,鐵作負極被氧化:Fe-3e- Fe3+ D.長期盛放石灰水的試劑瓶內壁出現(xiàn)白色固體:Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O,答案C濃鹽酸具有

56、揮發(fā)性,HCl與NH3易反應生成NH4Cl而產生白煙,A項正確;Na2CO3是強堿弱酸鹽,碳酸為二元弱酸,Na2CO3水解分步進行且以第一步水解為主,B項正確;鋼鐵在發(fā)生吸氧腐蝕和析氫腐蝕時,負極發(fā)生的反應都是Fe-2e- Fe2+,C項錯誤;石灰水在存放過程中易 與空氣中的CO2反應生成CaCO3,D項正確。,6.(2015江蘇單科,11,4分,)下列說法正確的是() A.若H2O2分解產生1 mol O2,理論上轉移的電子數(shù)約為46.021023 B.室溫下,pH=3的CH3COOH溶液與pH=11的NaOH溶液等體積混合,溶液pH7 C.鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護法防止其腐

57、蝕 D.一定條件下反應N2+3H2 2NH3達到平衡時,3v正(H2)=2v逆(NH3),答案CA項,由2H2O2 2H2O+O2可知,每生成1 mol O2轉移的電子數(shù)約為26.021023; B項,pH=3的CH3COOH溶液與pH=11的NaOH溶液等體積混合后形成的應為CH3COONa和CH3COOH兩物質的混合溶液,pH<7;C項正確;D項,N2+3H2 2NH3反應達到平衡時,v正(H2)v逆 (NH3)=32,即2v正(H2)=3v逆(NH3)。,7.(2014大綱全國,9,6分,)右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)。下列有關說法不正

58、的是() A.放電時正極反應為:NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH- B.電池的電解液可為KOH溶液 C.充電時負極反應為:MH+OH- H2O+M+e- D.MH是一類儲氫材料,其氫密度越大,電池的能量密度越高,答案C在金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)中,MH(M為零價,H為零價)在負極發(fā)生反應:MH+OH--e- M+H2O,NiOOH在正極發(fā)生反應:NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-,電解液可為 KOH溶液,A、B正確;充電時,陰極反應式為M+H2O+e- MH+OH-,C錯誤;MH中氫密度越大, 單位體積電池所儲存電量越多,即電池能量密度越高,D正確。,評析

59、本題對充電電池充、放電時的電極反應式的書寫及電解液的選擇等進行了考查。試題的起點高,落點低,難度中等,區(qū)分度較好。,8.(2013江蘇單科,9,2分,)Mg-H2O2電池可用于驅動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質溶液,示意圖如下。該電池工作時,下列說法正確的是() A.Mg電極是該電池的正極 B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應 C.石墨電極附近溶液的pH增大 D.溶液中Cl-向正極移動,答案C該電池中Mg電極為負極,A項錯誤;石墨電極為正極,H2O2得電子發(fā)生還原反應,電極反應式為H2O2+2e- 2OH-,電極附近溶液pH增大,B項錯誤,C項正確;溶液中Cl-移向Mg電極, 即Cl

60、-向負極移動,D項錯誤。,9.(2013廣東理綜,33,17分,)化學實驗有助于理解化學知識,形成化學觀念,提高探究與創(chuàng)新能力,提升科學素養(yǎng)。 (1)在實驗室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進行相關實驗。 下列收集Cl2的正確裝置是。,將Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是。 設計實驗比較Cl2和Br2的氧化性,操作與現(xiàn)象是:取少量新制氯水和CCl4于試管中,。 (2)能量之間可相互轉化:電解食鹽水制備Cl2是將電能轉化為化學能,而原電池可將化學能轉化為電能。設計兩種類型的原電池,探究其能量轉化效率。 限材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);銅片,鐵

61、片,鋅片和導線。,完成原電池甲的裝置示意圖(見右圖),并作相應標注。 要求:在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素。 以銅片為電極之一,CuSO4(aq)為電解質溶液,只在一個燒杯中組裝原電池乙,工作一段時間后,可觀察到負極。,甲乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉化為電能的是,其原因是 。 (3)根據犧牲陽極的陰極保護法原理,為減緩電解質溶液中鐵片的腐蝕,在(2)的材料中應選作陽極。,答案(1)CCl2、HClO、ClO-滴加NaBr溶液,振蕩后靜置,下層溶液呈紅棕(棕黃)色 (2) 有紅色固體析出,負極被腐蝕 甲電池乙的負極可與CuSO4溶液直接發(fā)生反應,導致部分化學能轉化為熱能;電池甲的

62、負極不與所接觸的電解質溶液反應,化學能在轉化為電能時損耗較小,(3)鋅片,解析(1)Cl2密度比空氣大,收集時采取向上排空氣法,又因為Cl2有毒,所以在收集裝置后要有尾氣處理裝置(盛有NaOH溶液的燒杯)。 比較Cl2和Br2的氧化性強弱,可以通過非金屬單質間的置換反應來進行。 (2)以Zn和Cu作電極為例分析,如果不用鹽橋則除了電化學反應外還發(fā)生Zn和Cu2+的置換反應,反應放熱,會使部分化學能以熱能形式散失,使其不能完全轉化為電能,而鹽橋的使用,可以避免Zn和Cu2+的接觸,從而避免能量損失,提供穩(wěn)定電流。 (3)根據犧牲陽極的陰極保護法,可知被保護的金屬作陰極,即可選擇Zn作陽極。,10

63、.(2016江蘇單科,20,14分,)鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物)、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。 (1)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2O2-7的酸性廢水通過鐵炭混合物,在微電池正極上Cr2O2-7轉化為Cr3+,其電極反應式為。 (2)在相同條件下,測量總質量相同、鐵的質量分數(shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu2+和Pb2+的去除率,結果如下圖所示。,當鐵炭混合物中鐵的質量分數(shù)為0時,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是。 當鐵炭混合物中鐵的質量分數(shù)大于50%時,隨著鐵的質量分數(shù)的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是。 (3)納米鐵粉可用于處理

64、地下水中的污染物。 一定條件下,向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液,溶液中B(B元素的化合價為+3)與Fe2+ 反應生成納米鐵粉、H2和B(OH,其離子方程式為。 納米鐵粉與水中N反應的離子方程式為4Fe+N+10H+ 4Fe2++N+3H2O 研究發(fā)現(xiàn),若pH偏低將會導致N的去除率下降,其原因是。 相同條件下,納米鐵粉去除不同水樣中N的速率有較大差異(見下圖),產生該差異的可能 原因是。,答案(14分)(1)Cr2O2-7+14H++6e- 2Cr3++7H2O (2)活性炭對Cu2+和Pb2+有吸附作用 鐵的質量分數(shù)增加,鐵炭混合物中微電池數(shù)目減少 (3)2Fe2++B+4OH- 2

65、Fe+2H2+B(OH 納米鐵粉與H+反應生成H2 Cu或Cu2+催化納米鐵粉去除N的反應(或形成的Fe-Cu原電池增大納米鐵粉去除N的反 應速率),解析(2)活性炭具有吸附作用,可以吸附少量的Cu2+和Pb2+。 鐵炭混合物去除Cu2+和Pb2+是通過發(fā)生置換反應實現(xiàn)的,且發(fā)生的是原電池反應(Fe為負極,活性炭為正極),當鐵的質量分數(shù)達到一定數(shù)值后,隨著鐵的質量分數(shù)增加,活性炭的質量分數(shù)減少,鐵炭混合物中微電池的數(shù)目減少,所以Cu2+和Pb2+的去除率下降。 (3)pH偏低時,溶液中的H+可與納米鐵粉發(fā)生反應:Fe+2H+ Fe2++H2,從而使N的去除 率下降。 、兩種水樣的不同之處是中含

66、有一定量的Cu2+而中沒有,因此去除N的速率產 生差異的可能原因是Cu2+(或Fe與之反應生成的Cu)起到了催化作用,也可能是Fe與Cu2+反應生成Cu進而形成Fe-Cu原電池,加快了反應速率。,考點二電解原理及其應用 11.(2015福建理綜,9,6分,)純凈物X、Y、Z轉化關系如圖所示,下列判斷正確的是 () A.X可能是金屬銅B.Y不可能是氫氣 C.Z可能是氯化鈉D.Z可能是三氧化硫,答案A若用惰性電極電解CuCl2溶液,可以生成Cu和Cl2,Cu可以在Cl2中燃燒生成CuCl2,故X可能是金屬銅,A正確;若用惰性電極電解HCl的水溶液,可生成H2和Cl2,H2和Cl2在點燃的條件下可以生成HCl,故Y可能是H2,故B錯誤;在水溶液中Na+不可能放電,故C錯誤;若Z是三氧化硫,則Z的水溶液為H2SO4溶液,電解H2SO4溶液得到的X和Y作用不會生成三氧化硫,故D錯誤。,12.(2013浙江理綜,11,6分,)電解裝置如圖所示,電解槽內裝有KI及淀粉溶液,中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電,發(fā)現(xiàn)左側溶液變藍色,一段時間后,藍色逐漸變淺。 已知:3I2+6OH- I+5I-+