资源简介 电化学类试题是高考的必考点,通查考查电极反应方程式的书写、电子电流以及离子的流动方向的判断、有关电子转移数目、产物的量和电极增减量等的相关计算。电解池类试题通常结合原电池综合考查,着重分析几个池型的区别、电解的基本规律、电解相关计算等。预计2018年高考以原电池和电解池的工作原理为基点,考察新情境下化学电源的工作原理和电解原理的应用。【例题1】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为混合溶液。下列叙述错误的是A.待加工铝质工件为阳极B.可选用不锈钢网作为阴极C.阴极的电极反应式为:D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】C【解析】A、根据原理可知,Al要形成氧化膜,化合价升高失电子,因此铝为阳极,故A说法正确;B、不锈钢网接触面积大,能增加电解效率,故B说法正确;C、阴极应为阳离子得电子,根据离子放电顺序应是H+放电,即2H++2e?=H2↑,故C说法错误;D、根据电解原理,电解时,阴离子移向阳极,故D说法正确。【名师点睛】本题考查电解原理的应用,如本题得到致密的氧化铝,说明铝作阳极,因此电极方程式应是2Al?6e?+3H2O=Al2O3+6H+,这就要求学生不能照搬课本知识,注意题干信息的挖掘,本题难度不大。【例题2】一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是A.Pd电极b为阴极B.阴极的反应式为:N2+6H++6e?=2NH3C.H+由阳极向阴极迁移D.陶瓷可以隔离N2和H2【答案】A【名师点睛】本题考查电解原理,首先判断阴阳两极,阴极连接电源的负极,阴极上得到电子化合价降低,发生还原反应,阳极连接电源的正极,阳极上失去电子化合价升高,发生氧化反应,然后判断电极材料,惰性电极还是活动性金属作电极,活动性金属作阳极,活动性金属先失电子,如果是惰性材料作阳极,则是还原性强的阴离子先失电子,氧化性强的离子在阴极上得电子;电极反应式的书写是高考的热点,一般需要根据装置图完成,需要看清反应环境。1、电解池电极反应式的书写书写电解反应方程式的一般步骤:以写出用石墨作电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。第一步:明确溶液中存在哪些离子。阳离子:Cu2+、H+;阴离子:OH-、SO42-。第二步:判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极:Cu2+>H+,阳极:OH->SO。第三步:写电极反应式和总的电解方程式。阴极:2Cu2++4e-=2Cu;阳极:2H2O-4e-=O2↑+4H+。根据得失电子数相等,两极反应式相加得总的电解方程式:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。2、惰性电极电解酸、碱、盐溶液的规律电解质(水溶液)被电解的物质电极产物电解质溶液pH的变化溶液pH变化的原因阳极阴极强碱(如NaOH)水O2H2增大水减少,碱的浓度增大无氧酸(如HCl)除HF外酸非金属单质(如Cl2)H2增大酸的浓度降低活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)水和盐非金属单质(如Cl2)H2增大H+放电,c(OH-)>c(H+)含氧酸(如H2SO4)水O2H2减小水减少,酸的浓度增大不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)水和盐O2金属单质(如Cu)减小OH-放电,c(H+)>c(OH-)不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)盐非金属单质(如Cl2)金属单质(如Cu)基本不变水的电离平衡基本上未变活泼金属的含氧酸盐(如KNO3)水O2H2不变水减少,但其电离平衡未变3、一般解题方法1.下图所示装置可间接氧化工业废水中含氮离子(NH4+)。下列说法不正确的是A.乙是电能转变为化学能的装置B.含氮离子氧化时的离子方程式为:3Cl2 + 2NH4+=N2 + 6Cl-+8H+C.若生成H2和N2的物质的量之比为3:1,则处理后废水的pH减小D.电池工作时,甲池中的Na+移向Mg电极【答案】D增大,pH减小,选项C正确;D、电池工作时,甲池是原电池,原电池中阳离子Na+移向正极石墨电极,选项D不正确。答案选D。2.三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2H2O ? 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【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反应借助于电流而发生。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。3.如图所示,将纯Fe棒和石墨棒插入饱和食盐水中。下列说法正确的是A.如M接电源负极,N接电源正极,纯Fe棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法B.如M接电源正极,N接电源负极,将石墨棒换成Cu棒,电解质溶液换成CuSO4溶液,则可实现在纯Fe棒上镀铜C.如将M、N用导线直接相连,则纯Fe棒上产生气泡D.如将M、N用导线直接相连,一段时间后,向Fe电极区滴入2?滴K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀【答案】D4.H3BO3(一元弱酸) 可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备,其工作原理如图,下列叙述错误的是A.M室发生的电极反应式为:2H2O-4e- = O2↑+4H+B.N室中:a% C.理论上每生成1mol产品,阴极室可生成标准状况下5.6L气体D.b膜为阴膜,产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸【答案】C5.如下图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X 为阳离子交换膜。下列有关说法正确的是A.反应一段时间后,乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区B.乙装置中铁电极为阴极,电极反应式为Fe-2e-= Fe2+C.反应一段时间后,丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变D.通入氧气的一极为正极,发生的电极反应为O2 - 4e- + 2H2O = 4OH-【答案】A【解析】甲装置为甲醚燃料电池,通入氧气的一极发生还原反应,为电极的正极,投放燃料的为电极的负极;乙装置为电解饱和氯化钠的装置,根据串联电池中,电子的转移,可知Fe电极为阴极,C极为阳极;丙装置为电解精炼铜的装置,精铜为阴极,粗铜为阳极。A.乙装置中铁极反应2H++2e-=H2↑,所以反应一段时间后,装置中生成的氢氧化钠在铁极区,选项A正确;B.乙装置中铁极反应为2H++2e-=H2↑, 选项B错误;C.投放氧气的一极发生还原反应,为电极的正极,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,选项C错误;D.丙装置中,粗铜极除了铜发生氧化反应外,活动性在铜前面的金属也要反应,但是在精铜极,除铜离子被还原外,没有其他离子能被还原,根据得失电子相等,可知硫酸铜溶液浓度减小,选项D错误,答案选A。点睛:本题考查原电池和电解池知识,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意把握电极方程式的书写,为解答该题的关键,结合串联电路的特点解答该题,解题关键是理解:燃料电池中通入氧气的电极是正极,正极上得电子发生还原反应,负极上燃料失电子发生氧化反应。6.用下图所示装置除去含有CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液的pH值为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是A.用石墨作阳极,铁作阴极B.阳极的电极反应式为:Cl-+2OH--2e-=== ClO-+H2OC.阴极附近碱性增强,阳极附近碱性减弱D.除去CN-的反应:5ClO-+2CN-+2H+ === N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O【答案】D点睛:本题涉及电解原理,明确各个电极上发生的反应及电解原理是解本题关键。本题的易错点为BD,注意B中反应生成物,注意D中碱性条件下不能有氢离子参加反应或生成。7.以铅蓄电池为电源.通过电解法制备酒石酸(C4H606,简写为RH2)的原理如图所示(A、B为惰性电极,a、b为离子交换膜)下列叙述不正确的是A.N极的电极反应式为PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2OB.b为阴离子交换膜C.阴极反应为2H20+2e-=H2↑+20H-,阴极区溶液pH升高D.铅蓄电池中消耗2molH2SO4时,理论上生成2molRH2【答案】D点睛:本题的突破口为从电解目的出发,分析离子的移动方向,再确定阴阳极和正负极。 展开更多...... 收起↑ 资源预览