高三化學(xué)單元高中同步測(cè)控優(yōu)化設(shè)計(jì)第四章本章整合

高中同步測(cè)控優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOZHONGTONGBUCEKONGYOUHUASHEJI本章整合第四章2022內(nèi)容索引0102知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建專題歸納素養(yǎng)整合知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建專題歸納素養(yǎng)整合專題1原電池正、負(fù)極判斷方法(宏觀辨識(shí)與微觀探析)原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān),不能形成“活潑電極一定作負(fù)極”的思維定式?！纠}1】

分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置,其中結(jié)論正確的是(

)。A.①②中Mg作負(fù)極,③④中Fe作負(fù)極B.②中Mg作正極,電極反應(yīng)式為6H2O+6e-══6OH-+3H2↑C.③中Fe作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-══Fe2+D.④中Cu作正極,電極反應(yīng)式為2H++2e-══H2↑

專題2帶鹽橋的雙液原電池(宏觀辨識(shí)與微觀探析)1.鹽橋的組成和作用(1)鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液與瓊膠制成的凝膠。(2)鹽橋的作用:①連接內(nèi)電路,形成閉合回路;②平衡電荷,使原電池不斷產(chǎn)生電流。2.單液原電池和帶鹽橋的雙液原電池的對(duì)比(1)兩裝置的相同點(diǎn)。負(fù)極:Zn-2e-══Zn2+,正極:Cu2++2e-══Cu,總反應(yīng):Zn+Cu2+══Cu+Zn2+。(2)兩裝置的不同點(diǎn)。圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2+,會(huì)有一部分Zn與Cu2+直接反應(yīng),該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化,又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能,裝置的溫度會(huì)升高。圖2中Zn與CuSO4溶液分開,Zn與Cu2+不直接接觸,不存在Zn與Cu2+直接反應(yīng)的過程,使化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的轉(zhuǎn)化率提高,電流穩(wěn)定,且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。思考(1)在上面帶鹽橋的雙液原電池(圖2)中,能用金屬絲代替鹽橋嗎?提示:不可以。(2)在上面圖2的雙液原電池中,能不能將溶液中的電解質(zhì)ZnSO4換成NaCl?提示:可以。因金屬活動(dòng)性Na>Zn,鋅不能置換出鈉,因此電解質(zhì)可以換成NaCl。設(shè)電解質(zhì)的陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)為X。若金屬活動(dòng)性X>Zn,則負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)只是Zn的溶解。若金屬活動(dòng)性X<Zn,例如電解質(zhì)換成硫酸銅,鋅就會(huì)置換出銅,在表面形成原電池,減少供電量?！纠}2】

如圖,下列敘述中正確的是(

)。A.燒杯a中的溶液pH降低B.燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)C.燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-══H2↑D.燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl--2e-══Cl2↑答案:B解析:由題給原電池裝置可知,電子經(jīng)過導(dǎo)線,由Zn電極流向Fe電極,則Zn作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng):Zn-2e-══Zn2+,B項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤;O2在Fe電極發(fā)生還原反應(yīng):O2+2H2O+4e-══4OH-,燒杯a中c(OH-)增大,溶液的pH升高,A項(xiàng)和C項(xiàng)都錯(cuò)誤。專題3新型電源中電極反應(yīng)式的書寫(宏觀辨識(shí)與微觀探析)近年高考中的新型電池種類繁多,諸如儲(chǔ)氫電池、高鐵電池、海水電池、燃料電池、鋰離子電池等,這些新型電源常以選擇題的形式呈現(xiàn)。解決這類考題,首先要理解常見的化學(xué)電源種類及原電池的工作原理,其次會(huì)判斷正、負(fù)電極或陰、陽(yáng)極,以及會(huì)書寫電極反應(yīng)式等。1.電極反應(yīng)式書寫的一般步驟(類似氧化還原反應(yīng)方程式的書寫)2.已知總方程式,書寫電極反應(yīng)式(1)書寫步驟。①寫出電池總反應(yīng)式,標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目(ne-)。②找出正、負(fù)極,失電子的電極為負(fù)極;確定溶液的酸堿性。③寫電極反應(yīng)式。負(fù)極反應(yīng):還原劑-ne-══氧化產(chǎn)物正極反應(yīng):氧化劑+ne-══還原產(chǎn)物(2)書寫技巧。若某電極反應(yīng)式較難寫時(shí),可先寫出較易的電極反應(yīng)式,該電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)必須與總方程式中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同;然后用總反應(yīng)式減去較易寫的電極反應(yīng)式,即可得出較難寫的電極反應(yīng)式。如CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料電池中負(fù)極反應(yīng)式的書寫方法如下?？偡磻?yīng)式:CH3OCH3+3O2══2CO2+3H2O正極:3O2+12H++12e-══6H2O負(fù)極:CH3OCH3+3H2O-12e-══2CO2+12H+3.氫氧燃料電池在四種常見介質(zhì)中的電極反應(yīng)

【例題3】

有一種MCFC型燃料電池,該電池所用燃料為H2,電解質(zhì)為熔融的K2CO3。電池的總反應(yīng)為2H2+O2══2H2O,負(fù)極反應(yīng)為H2+-2e-══H2O+CO2。下列說法正確的是(

)。A.電路中的電子經(jīng)正極、熔融的K2CO3、負(fù)極后再到正極,形成閉合回路答案:D【例題4】

Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為4Li+2SOCl2══4LiCl+S+SO2↑。請(qǐng)回答下列問題:(1)電池的負(fù)極材料為

,發(fā)生的電極反應(yīng)為

。

(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為

。

答案:(1)鋰4Li-4e-══4Li+

(2)2SOCl2+4e-══4Cl-+S+SO2↑解析:分析反應(yīng)的化合價(jià)變化,可知Li失電子,在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng);SOCl2得電子,在正極發(fā)生還原反應(yīng)。(1)負(fù)極材料為L(zhǎng)i(還原劑),4Li-4e-══4Li+;(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:2SOCl2+4e-══4Cl-+S+SO2↑。專題4以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)【例題5】

用陽(yáng)極X和陰極Y電解Z的水溶液,電解一段時(shí)間后,再加入W,能使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),符合題意的一組是(

)。答案:C解析:電解NaCl溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,加H2O不能恢復(fù)到電解前的狀態(tài),應(yīng)通入適量HCl氣體,A項(xiàng)錯(cuò)誤。電解CuSO4溶液時(shí),陰極析出銅,陽(yáng)極析出O2,物質(zhì)的量沒變,加CuSO4溶液不能恢復(fù)到電解前的狀態(tài),應(yīng)加入CuO,B項(xiàng)錯(cuò)誤。用惰性電極電解H2SO4溶液實(shí)質(zhì)是電解水,再加入適量水可使H2SO4溶液復(fù)原,C項(xiàng)正確。Ag作陽(yáng)極、Fe作陰極電解AgNO3溶液,實(shí)質(zhì)是Fe上鍍Ag,AgNO3溶液濃度不變,不需加AgNO3晶體,D項(xiàng)錯(cuò)誤。專題5電化學(xué)的有關(guān)計(jì)算(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)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、相同電量等類型的計(jì)算,其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。2.根據(jù)總反應(yīng)式中的計(jì)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算先寫出電極反應(yīng)式,再寫出總反應(yīng)式或直接運(yùn)用總反應(yīng)式,列比例式計(jì)算。3.根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒關(guān)系確定已知量與未知量之間的關(guān)系式。例如關(guān)系式:O2~4H+~4OH-~4Ag~2Cu~4e-?！纠}6】

在100mLH2SO4與CuSO4的混合液中,用石墨作電極電解,兩極上均收集到2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則原混合溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為(

)。A.1mol·L-1 B.2mol·L-1C.3mol·L-1 D.4mol·L-1答案:A解析:電解H2SO4和CuSO4的混合溶液,陽(yáng)極H2O放電,生成O2;陰極放電順序是Cu2+>H+,開始生成Cu,后來生成H2。兩極上均收集到2.24

L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),即0.1

mol