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高考电化学解题策略.doc

上传人:无敌 文档编号:1092441 上传时间:2018-06-11 格式:DOC 页数:17 大小:280KB
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资源描述

1、高考电化学解题策略通过研究近几年全国各地的高考试题,有关电化学试题仍是 2011 年高考一 大亮点,这充分说明电化学在今后教学中的重要性。但这类试题往往又是学生学习的难点,错误率较高。如何解答此类问题,现归纳如下:【解题策略】一. 电化学中四个极正负极是根据物理学上的电极电势高低而规定的,多用于原电池。正极电极电势高,是流入电子(外电路)的电极;负极电极电势低,是流出电子(外电路)的电极。阴阳极是针对电解池或电镀池来命名的。阳极是指与电源正极相连,发生氧化反应的电极;阴极是指与电源负极相连,发生还原反应的电极。二. 电化学中四个池1. 原电池:化学能转化为电能的装置。除燃料电池外,一般由活泼金

2、属作负极。2. 电解池:电能转化为化学能的装置。3. 电镀池:应用电解原理在某些金属表面镀上一层新金属的装置。通常镀层金属接电源正极,待镀金属的物件接电源负极,含有镀层金属离子的溶液作电镀液。4. 电解精炼池:应用电解原理提纯某些金属的装置,通常提纯的金属接电源正极,该金属的纯净固体接电源负极,电解液含有待提纯金属的阳离子。三. 原电池电极的四种判断方法1. 根据构成原电池的电极材料判断:活泼金属作负极,较不活泼金属或导电的非金属及金属氧化物作正极。2. 根据电子流向或电流流向判断:电子流出或电流流入的电极为负极,反之为正极。3. 根据电极反应进行判断:发生氧化反应的为负极,发生还原反应的为正

3、极。也可依据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、淀粉试液等)的显色情况判断该电极是 或等放电,从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂,若电极附近溶液变红色,说明该电极附近溶液显碱性, 在该电极附近得电子被还原,该电极为正极。4. 根据两极现象判断:通常溶解或质量减少的一极为负极;质量增加或有气泡产生的一极为正极。四. 电解的四种类型1. 只有溶质 发生化学变化:如用惰性电极电解 溶液、 溶液,其电解反应式分别为:2. 形式上看只有水发生化学变化:如惰性电极电解 溶液的电解反应式均为:3. 溶质、水均发生化学变化:如惰性电极电解 溶液、 溶液,其电解反应式分别为:4. 形式上看溶质和水均未发生化学变化:如铁

4、器上镀铜,电极反应式分别为:阳极铜棒: ,阴极铁器: 。五. 书写电极反应的四原则1. 加减原则:根据得失电子守恒,总反应式为两个电极反应式之和。若已知一个电极反应式,可用总反应式减去已知的反应式,得另一电极反应式。2. 共存原则:因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同,所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中 不可能存在,也不可能有 参加反应;当电解质溶液呈酸性时,不可能有 参加反应。如甲烷燃料电池以 KOH 为电解质溶液时:负极反应式: ;正极反应式:。3. 得氧失氧原则:得氧时,在反应物中加 (电解质为酸性时)或 (电解质溶液为碱性或中性时);失氧时,在反应物中加 (电解质

5、为碱性或中性时)或(电解质为酸性时)。如“钮扣”电池以 KOH 为电解质溶液,其电池总反应式为:,负极 ,根据得氧原则,负极反应式为: ;正极 ,根据失氧原则,正极反应式为:。4. 中性吸氧反应成碱原则:在中性电解质溶液中,通过金属吸氧所建立起来的原电池反应,其反应的最后产物是碱。如银锌电池、铁的吸氧腐蚀、以铝、空气、海水为材料组成的海水电池等。【题型解读】题型一、电极名称和电极材料的判断例 1. 铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是( )A. 阴极 B. 正极 C. 阳极 D. 负极解析:电解池的两极分别命名为阴、阳极,原电池的两极分别命名为正、负极。题中装置构成的是原电池,锌片失电子

6、作原电池的负极。答案:D题型二、电极方程式的书写例 2. 下图是电解 CuCl2溶液的装置,其中 c、d 为石墨电极,则下列判断正确的是( )A. a 为负极,b 为正极 B. a 为阳极,b 为阴极C. 电解过程中,d 电极的质量增加 D. 电解过程中,氯离子的浓度不变解析:根据电流方向可判断出 a 为正极,b 为负极,c 为阳极,d 为阴极。用惰性电极电解 CuCl2溶液时,两个电极上发生的反应阳极(c 电极)为: ,阴极(d 电极)为: 。答案:C题型三、废旧电池的处理方法 例 3. 随着人们生活水平 的不断提高,废旧电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是( ) A. 利

7、用电池外壳的金属材料B. 防止电池中的汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水体造成污染C. 不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D. 回收其中的石墨电极解析:随着生产的发展和人们生活水平的日益提高,环境污染和环保问题已越来越受到人们的重视,废旧电池中含有铅、汞等多种重金属离子,极易对环境造成污染。答案:B题型四、利用得失电子守恒进行计算例 4. 室温下,在实验室中电解 500 mL 某 0.03 mol/L 的 NaCl 溶液,通电一段时间后溶液的 pH 从 7 增加到 12 时(设电解时溶液的体积变化忽略不计),则阴极产生气体的体积(标准状况)和溶液中 NaCl 的浓度分别为( ) A. 112 m

8、L, 0.02 mol/L B. 56 mL, 0.02 mol/LC. 56 mL, 0.04 mol/L D. 112 mL, 0.04 mol/L参加反应的 NaCl 的物质的量为 。剩余 NaCl 的浓度为,生成的 H2为。答案:B题型五、电化学基础知识应用1. 判断金属的活动性强弱例 5. X、Y、Z、 M 代表四种金属元素,金属 X 和 Z 用导线连接放入稀硫酸中时,X 溶解,Z 极上有氢气放出;若电解 和 共存的溶液时,Y 先析出;又知 的氧化性强于 ,则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )A. XZYM B. XYZM C. MZXY D. XZMY解析:金属 X 和 Z

9、用导线连接放入稀 H2SO4中,形成原电池,X 溶解说明金属活动性XZ;电解 和 共存的溶液时,Y 先 析出,则金属活动性 ZY;离子的氧化性越强,其单质的金属活动性越弱,则金属活动性 YM。答案:A2. 金属的腐蚀例 6. 家用炒菜铁锅用水清洗放置后,常出现红棕色的锈斑,在此变化过程中不发生的化学反应是( )A. B. C. D. 解析:洗过的铁锅在空气中放置,可发生吸氧腐蚀,负极发生的反应为:,正极发生的反应为: ,总反应式为:,而 又易被 O2氧化为红褐色的 。答案:D题型 6、电子守恒法的应用。例 7、500 mL KNO3和 Cu(N03)2的混合溶液中 c(NO3 ) 60 mol

10、L1 ,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到 224 L 气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为 500 mL,下列说法正确的是( )A.原混合溶液中 c(K )为 1 molL1 B.上述电解过程中共转移 4 mol 电子C.电解得到的 Cu 的物质的量为 05 mol D.电解后溶液中 c(H )为 2 molL1解析:两极反应为:阴极 Cu 2 +2e =Cu 2H +2e =H2 阳极:4OH -4e =O2+2H 2O,两极都收集 1mol 气体,由阳极得到转移电子为 4mol,又知生成 1molH2转移电子 2mol,根据电子得失守恒,n(Cu 2 )=1mol

11、.再通过离子所带电荷的守恒,在 500 mL KNO3和 Cu(N03)2的混合溶液中存在关系:2 c(Cu2 )+c(K )=c(NO3-),可以求出 c(K )=2 molL1 .电解过程中消耗的 n(OH )=4mol,则溶液中留下 4mol 的 H ,c(H )=8molL1 .答案:B例 8、如下图所示,若电解 5min 时铜电极质量增加 2.16g,试回答:(1)电源电极 X 名称为_。(2)pH 变化:A_, B_, C_。(3)通电 5 min 时,B 中共收集 224 mL 气体(标况),溶液体积为 200 mL。(设电解前后无体积变化)则通电前 CuSO4溶液的物质的量浓度

12、为_。(4)若 A 中 KCl 溶液的体积也是 200 mL,电解后,溶液的 pH 是_(设前后体积无变化)。(4)A 中阴极 2H+2e-=H2,H +减少 n(H+)=0.02mol,c(OH-) = ,pH=13。答案:(1)负极(2)增大;减小;不变(3)0.025 mol/L(4)13。例 9、(1)肼(N 2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101 kPa 时,32.0 g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量 624 kJ(25时),N 2H4完全燃烧反应的热化学方程式是 。(2)肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是 20%30%的 KOH

13、 溶液。肼空气燃料电池放电时:正极的电极反应式是 。负极的电极反应式是 。(3)下图是一个电化学过程示意图。锌片上发生的电极反应是 。假设使用肼空 气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化 128 g,则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况 下的空气 L(假设空气中氧气体积含量为 20%)解析:(1)注意 32 克 N2H4为 1mol,注意 H 应与方程式的计量数相对应,如N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1); H=624 kJ/mol (2)肼空气燃料电池,电解质溶液是 KOH 溶液。故电极反应为:(正极)O 2+2H2O+4e =4OH ,(负极)N 2H4+4OH

14、 4e =4H2O+N2(3)此图为电解装置,铜片为阳极,锌片为阴极。锌片上发生的电极反应是Cu2+2e =Cu 铜片减少 128g,即转移电子 4 mol 根据 O2+2H2O+4e =4OH 计算得,需要氧气 1 mol,转化为空气则需要 112 L。答案:(1)N 2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1); H=624kJ/mol(2)O 2+2H2O+4e =4OH ; N 2H4+4OH 4e =4H2O+N2(3)Cu 2+2e =Cu 112选修 4 第四章电化学基础单元测试题一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个选项符合题意)

15、1废电池的污染引起人们的广泛重视,废电池中对环境形成污染的主要物质是( ).A锌 B汞 C石墨 D二氧化锰2镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反应按下式进行:Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O 由此可知,该电池放电时的负极材料是( ).ACd(OH) 2 BNi(OH) 2 CCd DNiO(OH)3将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是( ).A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极,乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的 pH 均增大D产生气泡的速度甲比乙慢4下列各变化中属于原电池反应的是( ).A在

16、空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层B镀锌铁表面有划损时,也能阻止铁被氧化C红热的铁丝与冷水接触,表面形成蓝黑色保护层D浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜5钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是( ).A. 2H+2 e H 2 B. Fe2+2 e Fe B. 2H2OO 24 e 4OH D. Fe3+ e Fe 2+ 6已知蓄电池在充电时作电解池,放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱,一个接线柱旁标有“+”,另一个接线柱旁标有“”。关于标有“+”的接线柱,下列说法中正确的是( ).A充电时作阳极,放电时作负极 B充电时作阳极,放电时作正极C充电时作阴极,放电时作负极 D充电时作阴极,放电时

17、作正极7pH a 的某电解质溶液中,插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶液的 pH a,则该电解质可能是( ).ANaOH BH 2SO4 CAgNO 3 DNa 2SO48下列关于实验现象的描述不正确的是( ).A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡B用锌片做阳极,铁片做阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌C把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁D把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快9把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( ).A123 B321 C631

18、D63210下列描述中,不符合生产实际的是( ).A电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极 B电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极C电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极 D在镀件上电镀锌,用锌作阳极二选择题(本题包括 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案包括一个选项,多选时,该题为 0 分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确得 2 分,选两个且都正确得 4 分,但只选错一个,该小题就为 0 分) 11某可充电的锂离子电池以 LiMn2O4为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含 Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为:Li+LiMn 2O4=Li2M

19、n2O4。下列说法正确的是( ).A放电时,LiMn 2O4发生还原反应 B放电时,正极反应为:Li +LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4C充电时,LiMn 2O4发生氧化反应 D充电时,阳极反应为:Li +e-=Li 12有一合金由 X、Y、Z、W 四种金属组成,若将合金放入盐酸中只有 Z、Y 能溶解;若将合金置于潮湿空气中,表面只出现 Z 的化合物;若将该合金做阳极,用 X 盐溶液作电解液,通电时四种金属都以离子形式进入溶液中,但在阴极上只析出 X。这四种金属的活动性顺序是( ).AYZWX BZYWXCWZYX DXYZW13化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( ).A电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:2Cl 2e Cl 2 B氢氧燃料电池的负极反应式:O 2 + 2H2O + 4e- 4OHC粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu 2e Cu2+

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