1、五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 专题十七 电化学 高考化学高考化学 (课标专用) 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 考点一考点一 原电池的工作原理原电池的工作原理 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护 五年高考 A A组组 课课标标卷区题卷区题组组 1.(2018课标,12,6分)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解 液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为: 3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是( ) A.放电时,Cl 向负极移动 B.充电时释放CO2
2、,放电时吸收CO2 C.放电时,正极反应为:3CO2+4e-2C +C D.充电时,正极反应为:Na+e-Na 4 O 2 3 O 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 D 本题考查二次电池的工作原理。放电时,负极反应为:4Na-4e-4Na+,正极反应为 3CO2+4e-C+2C;Na+移向正极,C、Cl移向负极,A、C正确;充电过程与放电过程相 反,B正确;充电时,阳极反应为2C+C-4e-3CO2,D错误。 2 3 O 2 3 O 4 O 2 3 O 规律总结规律总结 二次电池充、放电的电极判断 二次电池充电时,“正接正、负接负”;放电时的正极为充电时的阳极;放
3、电时的负极为充电时 的阴极。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 2.(2016课标,11,6分)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错 误的是( ) A.负极反应式为Mg-2e- Mg2+ B.正极反应式为Ag+e- Ag C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D.负极会发生副反应Mg+2H2O Mg(OH)2+H2 答案答案 B Mg-AgCl电池中,Mg为负极,AgCl为正极,故正极反应式应为AgCl+e- Ag+Cl-,B 项错误。 思路分析思路分析 AgCl为正极材料,得电子生成Ag和Cl-,正极附近溶液中c(Cl-)逐渐增大,负极周围
4、Mg2+浓度逐渐增大,故Cl-向负极移动,Mg2+向正极移动。 关联知识关联知识 Mg可以和热水缓慢反应生成Mg(OH)2和H2。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 3.(2013课标,11,6分)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之 间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是( ) A.电池反应中有NaCl生成 B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子 C.正极反应为:NiCl2+2e- Ni+2Cl- D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 B 该原电池
5、的负极反应为:Na-e- Na+,正极反应为:NiCl2+2e- Ni+2Cl-,电池总反 应为:2Na+NiCl2 2NaCl+Ni。B项错误。 审题方法审题方法 抓住试题中的关键词:Ni/NiCl2和金属钠。 活泼的金属作负极,发生氧化反应。 思路梳理思路梳理 根据选项涉及的问题先分析出原电池的正、负极反应,再写出电池总反应,最后判 断各选项正确与否。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 4.(2011课标,11,6分)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为: Fe+Ni2O3+3H2O Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是( ) A.电池
6、的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH-2e- Fe(OH)2 C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低 D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH-2e- Ni2O3+3H2O 答案答案 C A项,由电池反应可知,Ni2O3Ni(OH)2,Ni的化合价由+3价+2价,化合价降低,发生 还原反应,故Ni2O3为正极;FeFe(OH)2,Fe的化合价由0价+2价,化合价升高,发生氧化反应,故 Fe为负极,正确。B项,负极发生氧化反应:Fe+2OH-2e- Fe(OH)2,正确。C项,阴极发生还原 反应:Fe(OH)2+2e- Fe+2O
7、H-,c(OH-)增大,溶液的pH升高,故错误;D项,阳极发生氧化反应,电 极反应为2Ni(OH)2+2OH-2e- Ni2O3+3H2O,正确。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 5.(2015课标,26,14分)酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围 是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回 收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示: 溶解度/(g/100 g水) 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 回答下列问题: (1)该电池的正极反应式为 , 电池反应的离子
8、方程式为 。 (2)维持电流强度为0.5 A,电池工作5分钟,理论上消耗锌 g。(已知F=96 500 C mol-1) (3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通过 分离回收;滤渣的主要成分是MnO2、 和 ,欲从中得到较纯的 MnO2,最简便的方法为 ,其原理是 。 (4)用废电池的锌皮制备ZnSO4 7H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:加稀H2 SO4和H2O2溶解,铁变为 ,加碱调节至pH为 时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于 110-5 mol L-1时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至pH为 时,锌开始沉淀(假定Zn2+
9、浓度为0.1 mol L-1)。若上 述过程不加H2O2后果是 ,原因是 。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 (1)MnO2+H+e- MnOOH 2MnO2+Zn+2H+ 2MnOOH+Zn2+(每空1分,共2分) 注:式中Zn2+可写为Zn(NH3、Zn(NH3)2Cl2等,H+可写为N (2)0.05(2分) (3)加热浓缩、冷却结晶 碳粉 MnOOH 空气中加热 碳粉转变为CO2,MnOOH氧化为MnO2(每空1分,共5分) (4)Fe3+ 2.7 6 Zn2+和Fe2+分离不开 Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近(每空1分,共5分) 2 4 )
10、 4 H 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 解析解析 (1)该电池为酸性锌锰干电池,电极反应式为负极:Zn-2e- Zn2+,正极:2MnO2+2e-+2H+ 2MnOOH。(2)电量Q=It=0.5 A560 s=150 C,则m(Zn)=65 g mol-1=0.05 g。(3)由表格中信息可知, ZnCl2的溶解度受温度影响较大,NH4Cl的溶解度受温度影响较小,故 可通过加热浓缩、冷却结晶的方法分离。(4)KspFe(OH)3=c(Fe3+)c3(OH-)=110-5c3(OH-)=110-39, c(OH-)=10-11.3mol L-1,pOH=11.3,则pH
11、=2.7。KspZn(OH)2=c(Zn2+)c2(OH-)=0.1c2(OH-)=110-17, c(OH-)=10-8 mol L-1,pOH=8,则pH=6。因Zn(OH)2和Fe(OH)2的Ksp接近,若不用H2O2将Fe2+氧化 为Fe3+,沉淀Zn2+时,Fe2+也可转化为Fe(OH)2沉淀,而使制得的ZnSO4 7H2O不纯净。 1 150 C 96 500 C mol2 审题方法审题方法 题目给出相关物质的Ksp,说明在分离除杂的过程中,可以利用溶解性,采用调节pH 的方法将杂质成分除去。 疑难突破疑难突破 除去Fe元素的基本思路是先将其氧化成Fe3+,然后采用调节pH的方式,
12、将Fe3+转化成 沉淀而过滤除去。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 考点二考点二 电解原理及其应用电解原理及其应用 6.(2017课标,11,6分)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H2SO4-H2C2O4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:Al3+3e-Al D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 答案答案 C 本题考查电解原理的应用。O3发生氧化反应,故铝质工件为阳极,A正确;阴 极材料应为金属或导电的非金属,可选用不锈钢网,B正确;电解质溶液中含有大量H+
13、,故阴极的 电极反应式为2H+2e- H2,C不正确;在电解池中,阴离子移向阳极,D正确。 0 Al 3 2Al 知识拓展知识拓展 电解原理的应用 1.电解原理在“金属防腐”中的应用。如:外加电流的阴极保护法。 2.电解原理在“物质制备”中的应用。如:尿素CO(NH2)2制氢气。 3.电解原理在“环境治理”中的应用。如:用电解法消除CN-。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 7.(2014课标,12,6分)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下 列叙述错误的是( ) A.a为电池的正极 B.电池充电反应为LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi
14、 C.放电时,a极锂的化合价发生变化 D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移 答案答案 C 由图可知,b极(Li电极)为负极,a极为正极,放电时,Li+从负极(b)向正极(a)迁移,A项、 D项正确;该电池放电时,负极:xLi-xe- xLi+,正极:Li1-xMn2O4+xLi+xe- LiMn2O4,a极Mn元 素的化合价发生变化,C项错误;由放电反应可得充电时的反应,B项正确。 规律方法规律方法 对于原电池,负极流出电子,发生失电子的氧化反应;正极流入电子,发生得电子的 还原反应;在原电池内部,通过电解质电离出来的阴、阳离子的定向移动形成内电路。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索
15、引栏目索引 B B组组 课标课标、课标、课标、自主命题、自主命题省省( (区、市区、市) )卷题组卷题组 考点一考点一 原电池的工作原理原电池的工作原理 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护 1.(2019课标,12,6分)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在 电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是( ) A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能 B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+ 2H+2MV+ C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3 D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 五年
16、高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 B 本题涉及原电池的工作原理及应用,以生物燃料电池为载体考查学生接受、吸 收、整合化学信息的能力。借助不同形式的能量转化过程,体现了宏观辨识与微观探析的学 科核心素养和关注社会发展、科技进步、生产生活的价值观念。 A项,现有工业合成氨的反应条件是高温、高压、催化剂,则题述方法合成氨条件更为温和,同 时可将化学能转化为电能,正确;B项,阴(正)极区,在固氮酶催化作用下发生反应N2+6H+6MV+ 2NH3+6MV2+,错误;C项,由B项分析可知正极区N2被还原为NH3,正确;D项,原电池工作时, 质子(H+)通过交换膜由负极区向正极区移
17、动,正确。 思路点拨思路点拨 根据电极反应类型确定电极名称。左电极:MV+MV2+发生氧化反应,故为负极,则 右电极为正极。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 2.(2019课标,13,6分)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D- Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D-ZnNiOOH二次电池,结构如下 图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。 下列说法错误的是( ) A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高 B.充电时阳极反应为Ni(OH)
18、2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l) C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l) D.放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 D 本题涉及二次电池知识,以新型三维多孔海绵状Zn的信息为切入点,考查了学生接 受、吸收、整合化学信息的能力,运用电化学原理解决实际问题,体现了证据推理与模型认知 的学科核心素养。 A项,依题干信息可知正确;B项,充电时阳极发生氧化反应,正确;C项,放电时Zn作负极失去电 子,发生氧化反应,正确;D项,放电时,OH-由正极区向负极区迁移。
19、解题关键解题关键 掌握原电池和电解池的反应原理及二次电池知识,同时注意从题干中获取关键信息。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 3.(2019天津理综,6,6分)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理 示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是( ) A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e- 2I-+Br- B.放电时,溶液中离子的数目增大 C.充电时,b电极每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化 D.充电时,a电极接外电源负极 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 D 本
20、题涉及原电池正负极的判断、电极反应式的书写等知识,通过工作原理示意图 的分析,考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力。新型高能电池的原理应用体现了科学 探究与创新意识的学科核心素养。 由工作原理示意图中Zn2+迁移的方向可判断放电时a为正极,b为负极。放电时,a极得到电子,发 生还原反应,使溶液中离子数目增大,A、B项正确;充电时,a极接外接电源的正极,D项错误;充 电时,b极为阴极,电极反应式为Zn2+2e- Zn,每增重0.65 g,转移0.02 mol电子,a极为阳极,电 极反应式为2I-+Br-2e- I2Br-,转移0.02 mol电子,有0.02 mol I-被氧化,C项正确。 解
21、题思路解题思路 根据示意图判断电池的正、负极,再结合图中微粒变化的情况书写出电极反应式, 根据两极转移电子守恒作出正确计算。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 4.(2019江苏单科,10,2分)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中, 进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( ) A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e- Fe3+ B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀 D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 C 本题涉及的考点为金属的电
22、化学腐蚀,考查了考生接受、吸收、整合化学信息的 能力,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。 铁作负极,Fe-2e- Fe2+,A不正确;电化学腐蚀过程中化学能不可能全部转化为电能,还有部 分转化为热能,B不正确;活性炭的存在构成了原电池,加快了负极铁的腐蚀,C正确;以水代替 NaCl溶液,铁仍然能发生吸氧腐蚀,只是吸氧腐蚀的速率会减慢,D不正确。 知识总结知识总结 在中性或极弱的酸性环境中钢铁发生吸氧腐蚀,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-;在酸性环境中钢铁发生析氢腐蚀,正极的电极反应式为2H+2e- H2。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 5.(20
23、18课标,11,6分)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材 料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是( ) A.放电时,多孔碳材料电极为负极 B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移 D.充电时,电池总反应为Li2O2-x 2Li+(1-)O2 2 x 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 D 本题考查原电池原理和电解原理的综合运用。A项,依据题意和可充电电池装置图 判断出,放电时锂电极作负极,多孔碳材料电极作正极,错误;B项,在原电池中,外电路电子由负 极流向正
24、极,即放电时,外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极,错误;C项,充电时,电解质溶 液中的阳离子向阴极区迁移,即Li+向锂电极区迁移,错误;D项,充电时,Li+在阴极区得到电子生 成Li,阳极区生成O2,即电池总反应为Li2O2-x 2Li+(1-)O2,正确。 2 x 方法技巧方法技巧 可充电电池的工作原理 可充电电池中,放电过程用原电池原理分析,充电过程用电解原理分析;分析电化学问题 时,先判断出电极,然后根据工作原理分析。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 6.(2015课标,11,6分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作 原理如图所示。下列
25、有关微生物电池的说法的是( ) 错误 D.电池总反应为C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O A.正极反应中有CO2生成 B.微生物促进了反应中电子的转移 C.质子通过交换膜从负极区移向正极区 答案答案 A 根据微生物电池工作原理示意图可知:C6H12O6在负极上发生氧化反应,电极反应式 为C6H12O6-24e-+6H2O 6CO2+24H+;O2在正极上发生还原反应,电极反应式为6O2+24e-+24H+ 12H2O。负极有CO2生成,A项错误;B项,微生物促进了反应中电子的转移,正确;C项,质 子通过交换膜从负极区移向正极区,正确;D项,电池总反应为C6H12O6+6O2 6CO2+
26、6H2O,正确。 规律方法规律方法 微生物电池也是燃料电池的一种,其实质还是氧化还原反应。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 7.(2016课标,11,6分)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c(OH-)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2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况) 2 4 ) 2 4 ) 答案答案 C 充电时为电解池,溶液中
27、的阳离子向阴极移动,发生的反应为2Zn(OH 2Zn+O2+ 4OH-+2H2O,电解质溶液中c(OH-)增大,故A项、B项均错误;放电时负极反应为Zn+4OH-2e- Zn(OH,故C项正确;每消耗1 mol O2电路中通过4 mol电子,故D项错误。 2 4 ) 2 4 ) 解题关键解题关键 充电时: 阳极:4OH-4e- 2H2O+O2 阴极:2Zn(OH+4e- 2Zn+8OH- 总反应:2Zn(OH 2Zn+2H2O+O2+4OH- 2 4 ) 2 4 ) 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 8.(2017课标,11,6分)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原
28、理如图所示,其中电极a 常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS8 8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是 ( ) A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4 B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 g C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 D 电池工作时为原电池,电池内部阳离子向正极移动,根据图示中Li+移动方向可知,电 极a为正极,依次发生S8Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2的转化,A正确;
29、电池工作时负极反应式为Li- e- Li+,当转移0.02 mol电子时,负极消耗的Li的物质的量为0.02 mol,质量为0.14 g,B正确;石 墨烯具有导电性,可以提高电极a的导电能力,C正确;电池充电时为电解池,此时Li2S2的量越来 越少,D错误。 思路分析思路分析 结合反应原理,根据元素化合价的变化,判断放电时的正、负极,再结合电解质的性 质书写电极反应式。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 9.(2017课标,11,6分)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工 作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( ) A
30、.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 C 本题考查外加电流的阴极保护法。将被保护的金属(钢管桩)与电源的负极相连,防 止钢管桩被腐蚀,外加保护电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流,故其表面腐蚀电流接近 于零,A项正确;高硅铸铁为惰性辅助阳极,阳极上发生氧化反应,失去电子,电子从高硅铸铁流 向钢管桩,B项正确;高硅铸铁为惰性辅助阳极,只是用于传递电流,故阳极材料不损耗,C项错 误;金属
31、的腐蚀受环境的影响,故通入的电流要根据环境条件的变化及时进行调整,D项正确。 审题技巧审题技巧 本题易因忽视高硅铸铁为惰性辅助阳极而导致出错。通常除金、铂以外的金属 作为阳极材料,是活性电极,优先于溶液中的粒子放电,且起到导电作用。此题指出惰性辅助阳 极,“惰性”说明在此条件下铁不放电,只是起导电作用(辅助)。做题时,应“具体问题具体分 析”,不能一味地“按章办事”。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 10.(2018北京理综,12,6分)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3% NaCl溶液)。 下列说法不正确的是( ) A.对比,可以判定Zn保护了F
32、e B.对比,K3Fe(CN)6可能将Fe氧化 C.验证Zn保护Fe时不能用的方法 D.将Zn换成Cu,用的方法可判断Fe比Cu活泼 在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 答案答案 D 本题考查原电池的原理、Fe2+的检验等知识。在中,若将Zn换成Cu,此时Fe作负 极,其周围必然会出现Fe2+,Fe2+遇K3Fe(CN)6会出现蓝色沉淀,与原来的实验现象相同,也就 是说,在中无论与Fe连接的金属活动性如何,实验现象都是一样的,所以用的方法无法判断 Fe与Cu的活泼性强弱。 规律方法规律方法 做对比实验时,一定要弄清哪些实验条件是相同的,哪些是变化的。 五年高考五年高考
33、 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 11.(2017江苏单科,12,4分)下列说法正确的是( ) A.反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的H0 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,KspMg(OH)2=5.610-12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+)5.610-4 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6.021023 答案答案 BC 本题考查H、S的判断、金属防腐、与Ksp有关的计算、气体摩尔体积的应 用。N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的H0,S0,气体分子数减少的反应:S
34、7 C.钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 D.一定条件下反应N2+3H2 2NH3达到平衡时,3v正(H2)=2v逆(NH3) 答案答案 C A项,由2H2O2 2H2O+O2可知,每生成1 mol O2转移的电子数约为26.021023; B项,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后形成CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,pH” “”或“=”)。 (3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) Hv(吸氢) (4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为 。 (5)化工生
35、产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+ 2H2O+2OH- Fe+3H2,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色Fe ,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2 FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。 图1 图2 2 4 O 2 4 O 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在 (填“阴极室”或“阳极室”)。 电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为 。 c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一
36、点,分析c(Na2FeO4)低于最高 值的原因: 。 答案答案 (共14分)(1)污染小 可再生 来源广 资源丰富 燃烧热值高(任写其中2个) H2+2OH-2e- 2H2O (2) (3)ac (4)光能转化为化学能 (5)阳极室 防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 M点:c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢 N点:c(OH-)过高,铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4产率降低 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 解析解析 (1)碱性氢氧燃料电池中H2在负极失电子结合OH-生成H2O。 (2)两反应的S均小于0,且均为自发反应,故两
37、反应均为放热反应。 H2(g)+A(l) B(l) H10 O2(g)+B(l) A(l)+H2O2(l) H20 运用盖斯定律,+可得:H2(g)+O2(g) H2O2(l)的H=H1+H2v逆,即v(吸氢)v(放氢),d项不正确。 (5)由题意可知,阳极的电极反应式为Fe-6e-+8OH- Fe+4H2O,阴极的电极反应式为6H2O+ 6e- 3H2+6OH-,故电解一段时间后阳极室c(OH-)降低。阴极产生H2,若不及时排出, 则会还原Na2FeO4,使产率降低。由题中信息可知Na2FeO4在强碱性条件下稳定,故c(OH-)较 低时Na2FeO4稳定性差;c(OH-)过高时,铁电极上会产
38、生Fe(OH)3或Fe2O3,导致Na2FeO4产率降低。 2 1 (H ) y c 2 4 O 易混易错易混易错 本题中第(3)小题b项中要注意可逆反应进行不彻底,参加反应的反应物的量应小 于其加入量。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 C C组组 教师专用题组教师专用题组 考点一考点一 原电池的工作原理原电池的工作原理 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护 1.(2014北京理综,8,6分)下列电池工作时,O2在正极放电的是 ( ) A.锌锰电池 B.氢燃料电池 C.铅蓄电池 D.镍镉电池 答案答案 B 氢燃料电池中,负极上H2放电,正极上O2放电,A、C、D中
39、均不存在O2放电,故选B。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 2.(2014天津理综,1,6分)化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是( ) A.铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性 B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染 C.大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素 D.含重金属离子的电镀废液不能随意排放 答案答案 B A项,铁表面镀锌,当发生电化学腐蚀时,Fe作正极被保护。B项,聚乙烯塑料非常稳 定,不易降解,而聚乳酸塑料是易降解的塑料,故应用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料来减少白色污 染,故B项错误。D项,重金属离子对土壤、水都会产生污染,所以含重金属离子的电镀废液不
40、能随意排放。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 3.(2013课标,10,6分)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原 理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发 现黑色会褪去。下列说法正确的是( ) A.处理过程中银器一直保持恒重 B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银 C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S 6Ag+Al2S3 D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 答案答案 B 根据电化学原理可知,Al为负极,电极反应为:2Al-6e- 2Al3+;银器为正极,电极反 应为:3Ag2S
41、+6e- 6Ag+3S2-;溶液中反应为:2Al3+3S2-+6H2O 2Al(OH)3+3H2S,三反应 相加可知该过程的总反应为:2Al+3Ag2S+6H2O 2Al(OH)3+6Ag+3H2S,故B正确,C、D错 误;银器表面黑色的Ag2S变成了Ag,质量必然减小,A错误。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 4.(2014大纲全国,9,6分)右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种 金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)。下列有关说法不正确的是( ) A.放电时正极反应为:NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH- B.电池的电解液可为KOH溶液 C.充电时负
42、极反应为:MH+OH- H2O+M+e- D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高 答案答案 C 在金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)中,MH(M为零价,H为零价)在负极发生反应:MH+ OH-e- M+H2O,NiOOH在正极发生反应:NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-,电解液可为 KOH溶液,A、B正确;充电时,阴极反应式为M+H2O+e- MH+OH-,C错误;MH中氢密度越大, 单位体积电池所储存电量越多,即电池能量密度越高,D正确。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 5.(2013江苏单科,9,2分)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾
43、驶的潜航器。该电池以海水为电解质 溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是( ) A.Mg电极是该电池的正极 B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应 C.石墨电极附近溶液的pH增大 D.溶液中Cl-向正极移动 答案答案 C 该电池中Mg电极为负极,A项错误;石墨电极为正极,H2O2得电子发生还原反应,电极 反应式为H2O2+2e- 2OH-,电极附近溶液pH增大,B项错误,C项正确;溶液中Cl-移向Mg电极, 即Cl-向负极移动,D项错误。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 6.(2013江苏单科,1,2分)燃料电池能有效提高能源利用率,具有广泛的应用前景。下列物质均
44、 可用作燃料电池的燃料,其中最环保的是( ) A.甲醇 B.天然气 C.液化石油气 D.氢气 答案答案 D 氢氧燃料电池的产物只有H2O,没有其他物质生成,最为环保。 7.(2016江苏单科,20,14分)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中 污染物。 (1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2的酸性废水通过铁炭混合物,在 微电池正极上Cr2转化为Cr3+,其电极反应式为 。 2 7 O 2 7 O 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 (2)在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除 率,结果
45、如下图所示。 当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是 。 当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时,随着铁的质量分数的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不 升反降,其主要原因是 。 (3)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。 一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中B(B元素的化合价为+3)与Fe2+反 应生成纳米铁粉、H2和B(OH,其离子方程式为 。 纳米铁粉与水中N反应的离子方程式为4Fe+N+10H+ 4Fe2+N+3H2O。 研究发现,若pH偏低将会导致N的去除率下降,其原因是 。 相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中N的速率有
46、较大差异(见下图),产生该差异的可能 原因是 。 4 H 4 ) 3 O 3 O 4 H 3 O 3 O 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 (14分)(1)Cr2+14H+6e- 2Cr3+7H2O (2)活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用 铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少 (3)2Fe2+B+4OH- 2Fe+2H2+B(OH 纳米铁粉与H+反应生成H2 Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除N的反应(或形成的Fe-Cu原电池增大纳米铁粉去除N的反 应速率) 2 7 O 4 H 4 ) 3 O 3 O 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 解析解析 (2)活性炭具有吸附作用,可以吸附少量的Cu2+和Pb2+。 铁炭混合物去除Cu2+和Pb2+是通过发生置换反应实现的,且发生的是原电池反应(Fe为负极, 活性炭为正极),当铁的质量分数达到一定数值后,随着铁的质量分数增加,活性炭的质量分数 减少,铁炭混合物中微电池的数目减少,所以Cu2+和Pb2+的去除率下降。 (3)pH偏低时,溶液中的H+可与纳米铁粉发生反应:Fe+2H+ Fe2+H2,从而使N的去除 率下降。 、两种水样的不同之处是中含有一定量的Cu2+而中没有,因此去除N的速率产 生差异的可能原因是Cu2+(或Fe与之反应生成的Cu)起到了催化作用,也
