全國(guó)2017年高中化學(xué)暑期作業(yè)第9講“電化學(xué)基礎(chǔ)”命題規(guī)律及其備考策略高考復(fù)習(xí)適用

1、第9講“電化學(xué)基礎(chǔ)”的命題規(guī)律及其備考策略電化學(xué)知識(shí)在高考試題中出現(xiàn)的頻率很高，與生產(chǎn)生活、新材料、新科技等問(wèn)題緊密相連。常以新型電池為背景，考查原電池的相關(guān)知識(shí)；以電解原理的最新應(yīng)用為背景，考查電解池的相關(guān)知識(shí)。主要題型是根據(jù)題目所給的信息正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)式，新穎性和綜合性比較強(qiáng)。1原電池明確工作原理，學(xué)會(huì)兩個(gè)判斷(1)原電池的工作原理Zn2e=Zn22H2e=H2(2)原電池正、負(fù)極的判斷方法根據(jù)電極材料：一般活潑金屬為負(fù)極，不活潑金屬或非金屬為正極；燃料電池中通燃料的為負(fù)極，通氧氣的為正極。根據(jù)反應(yīng)類型：失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的是負(fù)極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)的是正極。根據(jù)相關(guān)流向：電

2、子流出、電流流入、陰離子移向的電極為負(fù)極；反之則為正極。(3)原電池的判斷依據(jù)形成條件：有兩個(gè)活潑程度不同的電極，且與電解質(zhì)溶液形成閉合回路的裝置。鉛蓄電池等二次電池：充電時(shí)為電解池，放電時(shí)為原電池。【例1】銅鋅原電池(如圖)工作時(shí)，下列敘述正確的是()A一段時(shí)間后，銅棒上有紅色物質(zhì)析出B正極反應(yīng)為：Zn2e=Zn2C在外電路中，電流從負(fù)極流向正極D鹽橋中的K移向ZnSO4溶液2電解池理解原理，重在應(yīng)用(1)電解原理陽(yáng)極放電順序：ClOH電極反應(yīng)：2Cl2e=Cl2陰極放電順序：Cu2H電極反應(yīng)：Cu22e=Cu(2)氯堿工業(yè)：陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2e=H2總反應(yīng)式：2Cl2H2

3、OH2Cl22OH(3)電解硫酸銅溶液：惰性電極作電極：陽(yáng)極：4OH4e=O22H2O陰極：2Cu24e=2Cu總反應(yīng)式：2Cu22H2O2CuO24H電解精煉粗銅時(shí)：陽(yáng)極(粗銅)：Cu2e=Cu2陰極(純銅)：Cu22e=Cu【例2】(2016課標(biāo)全國(guó)，11)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(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na和SO可通過(guò)離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是()A通電后中間隔室的SO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(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C負(fù)極反

4、應(yīng)為2H2O4e=O24H，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D當(dāng)電路中通過(guò)1 mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5 mol的O2生成3新型電池掌握分析方法，正確書(shū)寫(xiě)反應(yīng)式(1)分析新型電池的方法根據(jù)信息判斷裝置類型確定電極名稱依據(jù)原理分析有關(guān)變化寫(xiě)出答案。(2)信息型電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法根據(jù)題干要求和信息寫(xiě)出反應(yīng)物和生成物；根據(jù)化合價(jià)的變化確定得失電子的數(shù)目；根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性和電荷守恒或原子守恒補(bǔ)充H2O、H或OH；根據(jù)守恒配平電極反應(yīng)式?！纠?】某科研單位用SO2來(lái)制備硫酸，裝置如下圖1。電極為多孔的材料，能吸附氣體，同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。(1)通入SO2的電極為_(kāi)極，其電極反應(yīng)式為_(kāi)；此電

5、極區(qū)溶液的pH_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)電解質(zhì)溶液中的H通過(guò)質(zhì)子交換膜向_(填“左”或“右”)移動(dòng)，通入O2的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(3)電池的總反應(yīng)式_。圖1圖2(4)用上述反應(yīng)產(chǎn)生的電能電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液制氫氣，裝置如圖2所示：(電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò)，陰、陽(yáng)兩極均為惰性電極)。a極為_(kāi)，電極反應(yīng)式_；b極為_(kāi)，電極反應(yīng)式_。4電化學(xué)計(jì)算(1)根據(jù)電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路、陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物等的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算：根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：利用得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的

6、橋梁，列出計(jì)算所需的關(guān)系式?！纠?】(1)用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖，電解過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖，橫坐標(biāo)表示電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)表示電解過(guò)程中產(chǎn)生氣體的總體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。下列說(shuō)法正確的是()A電解過(guò)程中，b電極表面先有紅色物質(zhì)析出，后有氣泡產(chǎn)生Ba電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為2H2e=H2和4OH4e=2H2OO2C從P到Q點(diǎn)時(shí)收集到的混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為12 gmol1D曲線0P段表示H2和O2混合氣體的體積變化，曲線PQ段表示O2的體積變化(2)如果要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，向溶液中加入0.8 g CuO即可，則電解后溶液的氫離子的物質(zhì)的量為_(kāi)mol。

7、(3)如果向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi)mol。(4)如果向所得溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi)mol。一、原電池的工作原理及應(yīng)用1有關(guān)電化學(xué)知識(shí)的描述正確的是()ACaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B某原電池反應(yīng)為Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液C原電池的兩極一定是由活動(dòng)性不同的兩種金屬組成D理論上說(shuō)，任何能自發(fā)進(jìn)行

8、的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池2如圖所示甲、乙兩個(gè)裝置，所盛溶液體積和濃度均相同且足量，電極鋁和鎂都已除去表面氧化膜。當(dāng)兩裝置電路中通過(guò)的電子都是1 mol時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是()A溶液的質(zhì)量減小程度：乙甲B溶液的導(dǎo)電能力變化：甲乙；C項(xiàng)，甲中陰極：Cu22e=Cu，乙中鋁電極：Cu22e=Cu，析出的質(zhì)量應(yīng)相等；D項(xiàng)正確。3Ca極通入苯酚，生成CO2，碳元素化合價(jià)升高，a極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，b極通入NO，生成N2，氮元素化合價(jià)降低，b極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤，C正確；B項(xiàng)，根據(jù)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，可知H應(yīng)向b極移動(dòng)，故錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)電流流向與電子移動(dòng)方向相反，可知電流應(yīng)由b電極

9、沿導(dǎo)線流向a電極，故錯(cuò)誤。4C即使在潮濕的環(huán)境中精銅與空氣(O2)的反應(yīng)也很慢，但當(dāng)它與鋼(船體)、水膜(溶解有O2)形成原電池時(shí)會(huì)加速鋼(船體)的腐蝕。5B根據(jù)ClO2eH2O=Cl2OH，可以判斷b為正極，a為負(fù)極，B項(xiàng)錯(cuò)誤。6C根據(jù)圖示，A作陽(yáng)極，B作陰極，電極反應(yīng)式為陽(yáng)極：Fe2e=Fe2陰極：2H2e=H2然后，Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O由于在陰極區(qū)c(H)減小，所以pH增大。根據(jù)6H26Fe2Cr2O得，當(dāng)有13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2放出時(shí)，應(yīng)有 0.1 mol Cr2O被還原。7DA項(xiàng)，H4O，則該反應(yīng)中每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移6 mol電子，錯(cuò)誤；

10、該電池的傳導(dǎo)介質(zhì)為熔融的碳酸鹽，所以A電極即負(fù)極上H2參與的電極反應(yīng)為：H22eCO=CO2H2O，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，原電池工作時(shí)，陰離子移向負(fù)極，而B(niǎo)極是正極，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，B電極即正極上O2參與的電極反應(yīng)為：O24eCO2=2CO，正確。8(1)LiLie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2解析分析反應(yīng)的化合價(jià)變化，可知Li失電子，被氧化，為還原劑，SOCl2得電子，被還原，為氧化劑。(1)負(fù)極材料為L(zhǎng)i(還原劑)，Lie=Li；(2)正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。9D在電池中陽(yáng)離子移向正極PbO2，在電解池中陽(yáng)離子移向陰極Pb電極，A錯(cuò)誤；當(dāng)

11、消耗3 mol Pb時(shí)，轉(zhuǎn)移6 mol e，由轉(zhuǎn)移電子守恒可知生成1 mol Al2O3，B錯(cuò)誤；電池正極反應(yīng)應(yīng)為PbO24HSO2e=PbSO42H2O，C錯(cuò)誤；在電池中，由于Pb電極反應(yīng)為Pb2eSO=PbSO4，析出的PbSO4附在電極上，電極質(zhì)量增大，而在電解池中Pb為陰極不參與電極反應(yīng)，故質(zhì)量不發(fā)生改變，D正確。10D本題應(yīng)結(jié)合電解的原理來(lái)具體分析、解決問(wèn)題。根據(jù)陰、陽(yáng)離子的放電順序可知，該電解池中的反應(yīng)如下：陰極：4H2O4e=2H24OH、陽(yáng)極：2H2O4e=O24H，陽(yáng)極區(qū)K2CrO4溶液中存在平衡：2CrO2HCr2OH2O，H濃度增大，使該平衡右移生成Cr2O。故電解池中的

12、總反應(yīng)式可寫(xiě)成4K2CrO44H2O2K2Cr2O74KOH2H2O2。故A、B、C項(xiàng)均正確。D項(xiàng)，設(shè)K2CrO4轉(zhuǎn)化為K2Cr2O7的轉(zhuǎn)化率為，則：2K2CrO4K2Cr2O7初始量 2 0轉(zhuǎn)化量 2 最終量 22 則有d解得2d，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11B根據(jù)圖中信息，電極反應(yīng)為陽(yáng)極：C2O24e=CO2陰極：2Ca24e=2CaTiO22Ca=Ti2CaOA項(xiàng)，制得1 mol Ti，外電路應(yīng)轉(zhuǎn)移4 mol e；C項(xiàng)，制備鈦前后，CaO的總量保持不變；D項(xiàng)，“”接線柱應(yīng)接外接電源的正極， 即PbO2。12A石墨作電極電解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，陽(yáng)極反應(yīng)式為：4OH4e=2H2OO2，陰

13、極先后發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：Cu22e=Cu，2H2e=H2。從收集到O2為2.24 L這個(gè)事實(shí)可推知上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子，而在生成2.24 L H2的過(guò)程中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，所以Cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.2 mol電子，電解前Cu2的物質(zhì)的量和電解得到的Cu的物質(zhì)的量都為0.1 mol。電解前后分別有以下守恒關(guān)系：c(K)2c(Cu2)c(NO)，c(K)c(H)c(NO)，不難算出：電解前c(K)0.2 molL1，電解后c(H)0.4 molL1。13(1)負(fù)(2)增大減小不變(3)0.025 molL1(4)13解析(1)三個(gè)裝置是串聯(lián)的電解池。電解A

14、gNO3溶液時(shí)，Ag在陰極發(fā)生還原反應(yīng)變?yōu)锳g，所以質(zhì)量增加的銅電極是陰極，則銀電極是陽(yáng)極，Y是正極，X是負(fù)極。(2)電解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；電解CuSO4溶液生成H2SO4，溶液pH減小；電解AgNO3溶液，銀為陽(yáng)極，不斷溶解，Ag濃度基本不變，pH不變。(3)通電5 min時(shí)，C中析出0.02 mol Ag，電路中通過(guò)0.02 mol 電子。B中共收集0.01 mol氣體，若該氣體全為氧氣，則電路中需通過(guò)0.04 mol電子，電子轉(zhuǎn)移不守恒。因此，B中電解分為兩個(gè)階段，先電解CuSO4溶液，生成O2，后電解水，生成O2和H2，B中收集到的氣體是O2和H2的混合物。設(shè)電解Cu

15、SO4溶液時(shí)生成O2的物質(zhì)的量為x，電解H2O時(shí)生成O2的物質(zhì)的量為y，則4x4y0.02 mol(電子轉(zhuǎn)移守恒)，x3y0.01 mol(氣體體積之和)，解得xy0.002 5 mol，所以n(CuSO4)20.002 5 mol0.005 mol，c(CuSO4)0.005 mol0.2 L0.025 molL1。(4)通電5 min時(shí)，A中放出0.01 mol H2，溶液中生成 0.02 mol KOH，c(OH)0.02 mol0.2 L0.1 molL1，pH13。14A若該裝置為電解池，則a、b兩電極的材料可以都為Zn，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在保證陽(yáng)極為Zn時(shí)，該電解池的電解質(zhì)溶液可以為稀鹽

16、酸，選項(xiàng)B正確；在保證其中一電極的材料為Zn，另一電極的材料的活動(dòng)性比Zn弱的情況下，該原電池的電解質(zhì)溶液為稀鹽酸或稀硫酸都可以，選項(xiàng)C、D正確。15CA項(xiàng)，在原電池內(nèi)部，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故電池工作時(shí)H移向正極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，因尿素反應(yīng)后得到二氧化碳?xì)怏w，在堿性條件下可被吸收，故電解質(zhì)溶液不能用KOH溶液，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，通入尿素的電極為負(fù)極，在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故在甲電極上反應(yīng)方程式為：CO(NH2)2H2O6e=CO2N26H，正確；D項(xiàng)，沒(méi)有說(shuō)明氣體是不是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得的，錯(cuò)誤。16(1)負(fù)Fe2e=Fe2(2)B(3)陰2Cl2H2O2OHH2Cl2(4)B(5)乙0.00212解析(1)K與a相連構(gòu)成原電池，鐵作為原電池的負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe2e=Fe2。(2)在Fe上鍍的金屬必須比鐵活潑，所以選擇Zn。(3)K與b相連構(gòu)成電解池，乙與電源負(fù)極相連，所