2018届二轮复习电化学学案（全国通用）(4)

2018届二轮复习电化学学案（全国通用）(4)

电化学 精讲专练 学案 精讲真题 ‎1、三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42－可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。‎ 下列叙述正确的是 （ ）‎ A．通电后中间隔室的SO42－离子向正极迁移，正极区溶液pH增大 B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C．负极反应为2 H2O–4e–=O2+4H+，负极区溶液pH降低 D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品，正确；C.负极区氢离子得到电子，使溶液中c(H+)增大，所以负极区溶液pH升高，错误；D.当电路中通过1mol电子的电量时，根据整个闭合回路中电子转移数目相等可知反应产生氧气的物质的量是n(O2)=1mol÷4=0.25mol，错误。‎ ‎【考点定位】考查电解原理的应用的知识。‎ ‎【名师点睛】化学反应主要是物质变化，同时也伴随着能量变化。电化学是化学能与电能转化关系的化学。电解池是把电能转化为化学能的装置，它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生。与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极是活性电极(除Au、Pt、C之外的电极)，则电极本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极(Au、Pt、C等电极)，则是溶液中的阴离子放电，放电的先后顺序是S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放电，放电顺序是Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+，与金属活动性顺序刚好相反。溶液中的离子移方向符合：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，即阳离子向阴极区移动，阴离子向阳极区移动。掌握电解池反应原理是本题解答的关键。本题难度适中。‎ ‎2、锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH 溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是（ ）‎ A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中逐渐减小 C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)‎ D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气‎22.4L（标准状况）‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：A、充电时阳离子向阴极移动，故错误；B、放电时总反应为：2Zn+O2+4KOH+2H2O===2K2Zn(OH)4,，则充电时生成氢氧化钾，溶液中的氢氧根离子浓度增大，故错误；C、放电时，锌在负极失去电子，故正确；D、标准状况下‎22.4L氧气的物质的量为1摩尔，对应转移4摩尔电子，故错误。‎ ‎【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理 ‎【名师点睛】本题考查原电池的工作原理和电解池工作原理，这是两个装置的重点，也是新电池的考查点，需要熟记，同时考查对知识的灵活运用；电极反应式的书写是电化学中必考的一项内容，一般先写出还原剂（氧化剂）和氧化产物（还原产物），然后标出电子转移的数目，最后根据原子守恒和电荷守恒完成缺项部分和配平反应方程式，作为原电池，正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，负极电极反应式为：Zn＋4OH－－2e－=Zn(OH)42－；充电是电解池，阳离子在阴极上放电，阴离子在阳极上放电，即阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，对可充电池来说，充电时原电池的正极接电源正极，原电池的负极接电源的负极，不能接反，否则发生危险或电极互换，电极反应式是原电池电极反应式的逆过程；涉及到气体体积，首先看一下有没有标准状况，如果有，进行计算，如果没有必然是错误选项。掌握原电池和电解池反应原理是本题解答的关键。本题难度适中。‎ ‎3、用石墨电极完成下列电解实验。‎ 下列对实验现象的解释或推测不合理的是 （ ）‎ A．a、d处：2H2O+2e-=H2↑+2OH-‎ B．b处：2Cl--2e-=Cl2↑‎ C．c处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+‎ D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【考点定位】本题主要是考查电解原理的应用 ‎【名师点睛】化学反应主要是物质变化，同时也伴随着能量变化。电化学是化学能与电能转化关系的化学。电解池是把电能转化为化学能的装置，它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生。与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极是活性电极(除Au、Pt、C之外的电极)，则电极本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极(Au、Pt、C等电极)，则是溶液中的阴离子放电，放电的先后顺序是S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放电，放电顺序是Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+，与金属活动性顺序刚好相反。因此掌握电解池反应原理是本题解答的关键。注意依据实验现象分析可能发生的电极反应。‎ ‎4．下列说法正确的是 （ ）‎ A．反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH < 0，ΔS >0 ‎ B．地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀 C．常温下，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10−12，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+)≤5.6×10−4 mol·L−1‎ D．常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成‎11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023‎ ‎【答案】BC D．在锌和稀硫酸的反应中每生成1 mol H2，电子转移的数目为2 mol e−，在常温常压下，11.2 L H2的物质的量不是0.5 mol，所以反应中转移的电子数不是6.02，D不正确。‎ ‎【名师点睛】本题考查了对熵变、金属的电化学防腐措施、难溶电解质的沉淀溶解平衡、氧化还原反应中的电子转移、气体摩尔体积以及阿伏加德罗常数的掌握情况。要求学生会判断一些常见反应的熵变，能合理运用熵判据和焓判据来判断一个反应能否自发进行；搞懂牺牲阳极的阴极保护法和外接电流的阴极保护法的原理及其区别；会进行有关溶度积的简单计算；会判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目；弄清气体摩尔体积的使用条件及阿伏加德罗常数的含义和近似值。‎ 专题专练 ‎1．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正确的是 （ ）‎ A. 用铜作阴极，石墨作阳极，电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑‎ B. 铅蓄电池放电时的正极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4‎ C. 粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，该极发生的电极反应式只有Cu-2e-=Cu2+‎ D. 钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为Fe-2e-=Fe2+‎ ‎【答案】A 该极发生的电极反应式除Cu-2e-=Cu2+外，还有比铜活泼的杂质金属失电子溶解，故C错误；D、钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，故D错误；故选A。‎ ‎2、纽扣电池可作为计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极组成分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的总反应Zn＋Ag2O＋‎ H2O===Zn(OH)2＋2Ag。下列关于该电池的叙述不正确的是（ ）‎ A. 电池工作时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，Zn是负极 B. 电池工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极，Ag2O是负极 C. 正极的电极反应为Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－‎ D. Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应 ‎【答案】B ‎【解析】A、该电池中Zn为活泼金属，Zn作负极，Ag2O为正极，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，A正确；B、Zn为活泼金属，Zn作负极，Ag2O为正极，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，B错误；C、正极为Ag2O，Ag2O得电子生成Ag单质，电极方程式为Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，C正确；D、Zn作负极失电子发生氧化反应，Ag2O作正极得到电子，发生还原反应，D正确。正确答案为B。‎ ‎3、一种碱性“二甲醚(CH3OCH3)燃料电池”具有启动快、能量密度高、效率高等优点，其电池总反应为: CH3OCH3+3O2+4OH-=2CO32-+5H2O,下列说法不正确的是（ ）‎ A. 电池正极可用多孔碳材料制成 B. 电池负极发生的反应为: CH3OCH3-12e-+3H2O==2CO32-+12H+‎ C. 理论上，1mol二甲醚放电量是1mol甲醇放电量的2倍 D. 电池工作时，OH-向电池负极迁移 ‎【答案】B ‎【解析】A、多孔碳是碳单质，是一种具有不同孔结构的碳素材料，可用作氢氧燃料电池的电极材料，选项A正确；B、根据电池总反应式可知电解质溶液呈碱性，负极电极反应为CH3OCH3-12e-+12 OH-=2CO32-+6H2O，选项B不正确；C、每1mol的二甲醚（CH3OCH3）燃烧会转移电子的物质的量为12mol；1mol的甲醇反应会转移电子6mol，故做为燃料电池理论上，1mol二甲醚放电量是1mol甲醇放电量的2倍，选项C正确；D、电池工作时，阴离子向电池的负极迁移，即OH-向电池负极迁移，选项D正确。答案选B。‎ ‎4．研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为： 。下列“水”‎ 电池在海水中放电时的有关说法正确的是 （ ）‎ A. 是还原产物 B. 不断向 “水”电池的负极移动 C. 正极反应式： D. 每生成转移电子 ‎【答案】D ‎【解析】A、由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物，即银做负极，产物AgCl是氧化产物，选项A错误；B、原电池中阳离子向正极移动，即Na+不断向“水”电池的正极移动，选项B错误；C、正极二氧化锰得到电子，发生还原反应，电极反应式为：5MnO2+2e-=Mn5O102-，选项C错误； D、根据方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合价共降低了2价，所以每生成1 mol转移2 mol电子，选项D正确。答案选D。‎ ‎5．如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。‎ ‎ ‎ ‎ 甲 乙 丙 丁 请回答： ‎ ‎（1）B极是电源的___________ ，一段时间后，甲中溶液颜色 __________，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明___________ ，在电场作用下向Y极移动。 ‎ ‎（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为 ______________。 ‎ ‎（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是______________ （填“镀层金属”或“镀件”），电镀液是___________ 溶液（填写化学式）。当乙中溶液的pH是13时（此时乙溶液体积为500mL），丙中镀件上析出银的质量为_____________ ，甲中溶液的pH_____________（填“变大”、“变小”或“‎ 不变”）。 ‎ ‎（4）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是______________。‎ ‎【答案】（1）负极 逐渐变浅 氢氧化铁胶体粒子带正电荷 （2）1:2:2:2 ‎ ‎（3）镀件 AgNO3 ‎5.4g 变小 （4） Fe+Cu2+Fe2++Cu ‎【解析】本题主要考查电解池原理。‎ ‎（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，单质依次是O2、Cu、Cl2、H2，由于串联电路中通过的电量相等，所以对应单质的物质的量之比为1:2:2:2。‎ ‎（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是镀件，电镀液是AgNO3溶液。当乙中溶液的pH是13时（此时乙溶液体积为500mL），c(OH－)=0.1mol/L，n(OH－)=0.05mol= n(Ag)，丙中镀件上析出银的质量为0.05mol×‎108g/mol=‎5.4g，甲中溶液的pH由于水的OH－放电而变小。‎ ‎（4）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是Fe+Cu2+Fe2++Cu。‎