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1、3-2-1精品系列化學(xué)2012版 專(zhuān)題5專(zhuān)題1電化學(xué)及其應(yīng)用【考點(diǎn)預(yù)測(cè)】綜觀(guān)歷年高考試題可發(fā)現(xiàn),可充電電池試題的關(guān)鍵在于能否正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式;書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的關(guān)鍵是能否正確書(shū)寫(xiě)放電時(shí)的電極反應(yīng)式。要正確書(shū)寫(xiě)放電時(shí)的電極反應(yīng)式, 既要弄清得失電子的物質(zhì), 還要特別注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液共存,要寫(xiě)出實(shí)際存在的電極反應(yīng)式。然后根據(jù)原電池的負(fù)極反應(yīng)與電解池的陽(yáng)極反應(yīng)、原電池的正極反應(yīng)與電解池的陰極反應(yīng)互為逆反應(yīng), 即可快速寫(xiě)出充電時(shí)的電極反應(yīng)式。各電極反應(yīng)式順利寫(xiě)出以后,即可正確解題。預(yù)測(cè) 2013年電化學(xué)及其應(yīng)用仍為高考命題的重點(diǎn)。原電池和電解池原理及應(yīng)用一、考點(diǎn)歸納:從高考試題看,考查的知
2、識(shí)點(diǎn)主要是:原電池、電解池、電鍍池的電極名稱(chēng)、電子流向及電極反應(yīng)式;根據(jù)原電池、電解池的電極 變化判斷金屬活潑性強(qiáng)弱; 根據(jù)電解時(shí)電極變化判斷電極材料或電解質(zhì)種類(lèi);新型電池的電極反應(yīng)及應(yīng)用;有關(guān)電解產(chǎn)物的判斷和計(jì)算。從題型看主要是選擇題和填空題,其題型包括五判斷、二寫(xiě)、一比較和三解釋。五判斷是判斷工作原理題型、判斷電極、判斷電 子流向、判斷電極上析出的產(chǎn)物、判斷電極附近或整個(gè)溶液的酸堿性;二寫(xiě)是書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式; 一比較是利用電化學(xué)知識(shí)比較金屬的活動(dòng)性;三解釋是利用電化學(xué)知識(shí)解釋電化學(xué)腐蝕、電化學(xué)防護(hù)和某些反應(yīng)速率加快的原因??键c(diǎn)一、原電池工作原理.原電池的定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
3、的裝置叫原電池。.形成條件:(1)活潑性不同的兩電極: 一個(gè)是較活潑的金屬, 另一個(gè)是較不活潑的金屬、 石墨(碳 棒)或某些金屬氧化物(如 PbQ)。(2)電解質(zhì)溶液(3)形成閉合回路.工作原理:原電池是利用能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)而成,較活潑的金屬材料作為 負(fù)極,失去電子,經(jīng)外電路流向較不活潑金屬,再經(jīng)電解質(zhì)溶液回到負(fù)極,構(gòu)成閉合回路, 電流反向流動(dòng)。溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng),陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。.原電池的正負(fù)極的判斷方法:(1)金屬與金屬或金屬與導(dǎo)電非金屬做電極時(shí),較活潑金屬做負(fù)極;較不活潑金屬做 正極。(2)根據(jù)電子的流向判斷:電子流出的極為負(fù)極,電子流入的極為正極;也可以根據(jù) 電流方向判斷
4、:電流流出極為正極,電流流入極為負(fù)極;(3)根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)判斷:發(fā)生氧化反應(yīng)的極為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)的極為正極;(4)根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象判斷:一般來(lái)說(shuō),溶解的一極為負(fù)極,有氣體或固體析出的一極為 正極;(5)如果給出一個(gè)方程式判斷電極反應(yīng),則化合價(jià)升高的電極為負(fù)極,化合價(jià)降低的 電極為正極,由此可設(shè)計(jì)原電池。.電極反應(yīng):(1)以銅-鋅和稀硫酸始成的原電池為例說(shuō)明工色極反應(yīng)本質(zhì) 現(xiàn)象負(fù)極Zn-2e-Zn-氧化反應(yīng) 溶解正極2H一-=還原反應(yīng) 氣泡總反應(yīng) Zn+2H-=Zn-+H;T書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式一K規(guī)律:兩極電極反應(yīng)式中的電子得失數(shù)目保持相等.看負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子能否共存,若不
5、能共存,則該電解質(zhì)溶液中的陰離子也要寫(xiě)入負(fù)極的電極反應(yīng)式中。如Al Cu NaHCO溶液構(gòu)成的原電池中,因Al失去電子生成的 川3+能與HCOT反應(yīng):Al 3+3HC =Al(OH) 3 J+3CQ T ,故鋁電極(負(fù)極) 上發(fā)生的反應(yīng)為: Al 3屋+3HCO =Al(OH) 3 J+38 T ,而不是僅僅寫(xiě)為: Al - 3e =Al 3+o當(dāng)正極上的反應(yīng)物質(zhì)為 Q時(shí)(吸氧腐蝕),要注意電解質(zhì)溶液的性質(zhì)。 溶液為堿性時(shí), 電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn) H+;溶液為酸性時(shí),電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)0口。知道總反應(yīng)式時(shí),可以先分析此反應(yīng)中的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)(即分析有關(guān)元素的 化合價(jià)變化情況),再寫(xiě)出其離
6、子反應(yīng)方程式;將各反應(yīng)式看作數(shù)學(xué)中的代數(shù)式,用總反應(yīng) 式減去較易寫(xiě)出一極(一般為負(fù)極)的電極反應(yīng)式,即得另一極的電極反應(yīng)式。對(duì)于可逆電池反應(yīng),需要看清楚“充電、放電”的方向,放電過(guò)程是體現(xiàn)原電池原 理,充電過(guò)程是體現(xiàn)電解池原理。.原電池原理的應(yīng)用:(1)設(shè)計(jì)化學(xué)電源:根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn),將其拆成兩個(gè)半反應(yīng):氧化反應(yīng)和還 原反應(yīng),分別作為原電池的負(fù)極反應(yīng)式和正極反應(yīng)式;若發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì), 則用該金屬作為負(fù)極材料, 若為氣體或溶液中的某種離子,則用惰性材料做負(fù)極; 而作為正極的材料必須不如負(fù)極活潑,或?yàn)槎栊噪姌O;電解質(zhì)溶液選擇反應(yīng)中的電解質(zhì)即可,若與電 解質(zhì)無(wú)關(guān),則需選擇一種不能
7、使電極材料消耗的電解質(zhì)溶液,以增強(qiáng)導(dǎo)電性;(2)判斷反應(yīng)速率:如在制取氫氣的過(guò)程中,加入少量銅或硫酸銅可形成鋅-銅原電池,使反應(yīng)速率加快;(3)判斷金屬的活潑性:一般情況下,作為負(fù)極的金屬活潑性較強(qiáng);如:鋅一銅原電 池;(4)金屬防護(hù)??键c(diǎn)二、幾種常見(jiàn)的電池.幾種常見(jiàn)的電池:(1)鋅-鎰干電池(一次電池):鋅為干電池的負(fù)極,碳棒為正極。以NHCl、ZnCH MnO呈糊狀液為電解質(zhì)溶液。電極反應(yīng)式:負(fù)極(鋅筒):Zn- 2e =Zn2 +正極(石墨):2NHT+2e =2NHT + H2T2NhT+ 2MnO+ 2e = 2NH T + MnQ+ H2O總反應(yīng):Zn+2N=Zn2+ + 2NHT
8、 + HTZn+ 2NH+ + 2MnO= Zn2 + + 2NH T + MnO3+ H2O(2)鉛蓄電池:Pb為負(fù)極,PbO為正極,30%勺HSQ溶液為電解質(zhì)溶液。負(fù)極 Pb: Pb+SO2 2e = PbSd正極 PbO: PbQ+4H+ + SO2 +2e =PbSO+ 2H2O充電總反應(yīng):Pb+ PbO+ 2HzSQ,放電,2PbSO+ 2H2。汽車(chē)用電池大多用鉛蓄電池(3)燃料電池:氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電池,其構(gòu)造為:兩個(gè)電極均由多孔性碳制成,通入的氣體由孔隙逸出,并在電極表面放電。(一般以KOH電解質(zhì)溶液)負(fù)極 H2: 2Hz+4OH-4e =4HzO正極 Q: Q+2H
9、28 4e =4OH總反應(yīng):O2+2H2=2H2O(4)高能電池一鋅銀電池:不銹鋼制成一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒,盒內(nèi)靠正極一端填充由 Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料,負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金做負(fù)極活性材料,電解質(zhì)溶液為濃 KOH液,已知電池內(nèi) Zn的氧化產(chǎn)物為ZnO,如:銀鋅電池負(fù)極】Zn+20H-2e-=ZnOH-H;O正極: ng2O+H:。+U = :Ag+2O!總反應(yīng)工 Ai O-T-ZiL=ZnO+2.考點(diǎn)三,金屬的腐飩與防護(hù)1.金屬的腐蝕:化學(xué)腐蝕:金屬或合金跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而消耗的過(guò)程。電化學(xué)腐蝕:不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生原電池反應(yīng)而消耗的
10、過(guò)程?;瘜W(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與非電解質(zhì)直接接觸(不與電解質(zhì)溶液接觸)不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無(wú)電流產(chǎn)生(不發(fā)生原電池反應(yīng))后電流產(chǎn)生(發(fā)生原電池反應(yīng))本質(zhì)發(fā)生氧化一一還原反應(yīng),金屬被腐蝕氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分兩極進(jìn)行,較活潑的金屬被腐蝕相互關(guān)系兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生,但電化學(xué)腐蝕更晉遍2 .電化學(xué)腐蝕:例:鋼鐵的電化腐蝕。整析氫腐蝕吸氧腐蝕形成條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性電解質(zhì)溶液溶有CO的水溶液溶有Q的水溶液負(fù)極Fe負(fù)極反應(yīng)Fe-2e -=Fe2+正極C正極反應(yīng)2H+2e=HT2H2O+O+4e-=4OH電子如何流動(dòng)形成電通路Fe失電子成為Fe2+進(jìn)入溶液,F(xiàn)e 失去的電子
11、流入C極,H+趨向于C極與 C極上的電子結(jié)合成 H析出溶液Fe失電子成為 Fe2+進(jìn)入溶液,F(xiàn)e失去的電子流入 C 極,O在C極獲得電子成為 ON進(jìn)入溶液最終腐蝕產(chǎn)物鐵銹(FbQ的復(fù)雜水合物)普遍性吸氧腐蝕比析氫腐蝕更晉遍3 .金屬的防護(hù)(1)制成合金以改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),如不銹鋼。(2)金屬表面覆蓋保護(hù)層:如電鍍、噴油漆。(3)電化學(xué)保護(hù)法:利用原電池原理,可將比被保護(hù)金屬更活潑的金屬焊在被保護(hù)金 屬表面,形成原電池時(shí),更活潑金屬被腐蝕。4.金屬腐蝕快慢的判斷:電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕 化學(xué)腐蝕 有防腐蝕措施的腐蝕;考點(diǎn)四、電解池原理.定義:電解池借助于電流引起氧化還原反應(yīng)的
12、裝置,也就是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池或電解槽。.構(gòu)成電解池的條件也流必須是直流而不是交流兩個(gè)電極.其中與電源的正極相連的電極叫做陽(yáng)極,與電源的負(fù)極相連的電極叫做陰極。電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)。.電解結(jié)果:在兩極上有新物質(zhì)生成。.電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)對(duì)電解質(zhì)溶液(或熔融態(tài)電解質(zhì))通電時(shí),電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線(xiàn)流入電解池的陰極, 電解質(zhì)的陽(yáng)離子移向陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng);電解質(zhì)的陰離子移向陽(yáng)極失去電子(有的是組成陽(yáng)極的金屬原子失去電子)發(fā)生氧化反應(yīng),電子從電解池的陽(yáng)極流出, 并沿導(dǎo)線(xiàn)流回電源的正極。這樣,電流就依靠電解質(zhì)溶液(或熔融態(tài)電解質(zhì))里陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)而通 過(guò)溶液(或熔融態(tài)電解質(zhì)
13、),所以電解質(zhì)溶液(或熔融態(tài)電解質(zhì))的導(dǎo)電過(guò)程,就是電解質(zhì) 溶液(或熔融態(tài)電解質(zhì))的電解過(guò)程。5.原電池與電解池的區(qū)別原電池電解池本質(zhì)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能裝置判斷無(wú)外加電源有外加電源電極判斷負(fù)極:還原性較強(qiáng)的極或電子流出的極正極:還原性較弱的極或陽(yáng)極:與直流電源正極相連的極陰極:與直流電源負(fù)極相連的電子流入的極極電極上的反應(yīng)(1)負(fù)極本身或還原劑 失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)(2)正極:溶液中某些 陽(yáng)離子或氧化劑得到電子(1)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)即陽(yáng)極 金屬或溶液中陰離子失去電子的反 應(yīng)(2)陰極本身不反應(yīng),溶液中 的陽(yáng)離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)電子流向負(fù)極一外電路一正極電源負(fù)極一由導(dǎo)線(xiàn)一陰極一
14、由溶液一陽(yáng)極一電源正極電流方向正極一外電路一負(fù)極電源正極一由導(dǎo)線(xiàn)一陽(yáng)極一由溶液一陰極一電源負(fù)極應(yīng)用鉛蓄電池電鍍、精煉、冶金.電解質(zhì)溶液電解的類(lèi)型(惰性電極)C D電解水型:含氧酸、強(qiáng)喊、活潑金屬的含氧酸鹽的電解(2)電解電解質(zhì)型;無(wú)氧酸(除HF外),不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(氟化物除外)溶液 的電解 放氫生堿型;活潑金屬的無(wú)氧酸鹽I氟化物除外)溶液的電解C4)放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽溶液的電解.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的變化情況類(lèi)型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例電解物質(zhì)電解質(zhì)溶液的濃度PH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型陰極:2印+2e =HT陽(yáng)極: 4OH-4e- =Q T +2H2ONaOH水增大增大水H2S
15、O水增大減小水NaSQ水增大小艾水電解電解質(zhì)電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大氯化氫CuCl2電解質(zhì)減小一氯化銅放此生堿型陰極:放出氫氣生成堿陽(yáng)極:電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大氯化氫放Q生酸型陽(yáng)極:OH放電生成酸陰極:電解質(zhì)陽(yáng)離子放電CuSO電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)減小氧化銅.電極產(chǎn)物的判斷 陽(yáng)離子得到電子或陰離子失去電子而使離子所帶電荷數(shù)目降低的過(guò)程又叫做放電。陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷:用鐵、鋅、銅、銀等還原性較強(qiáng)的材料制做的電極又叫做活性電極,它們做電解池的 陽(yáng)極時(shí),先于其他物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。用石墨、金、鉗等還原性很弱的材料制做的電極叫做惰性電極,因?yàn)樗鼈?/p>
16、在一般的通電條件下不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。陰離子失電子。水溶液中含有多種陰離子時(shí),它們的惰性陽(yáng)極上放電的先后順序是:S2 I Broi ( nO、so2 等)陰極產(chǎn)物判斷:在一般的電解條件下,水溶液中含有多種陽(yáng)離子時(shí),它們?cè)陉帢O上放電的先后順序是: Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+ (H+)(酸中) Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ (H+)(水中)Al 3+ Mg+ Na Ca2+K+9.以惰性電極電解電解質(zhì)水溶液,分析電解反應(yīng)的一般方法步驟為: 分析電解質(zhì)水溶液的組成,找全離子并分為陰、陽(yáng)兩組; 分別對(duì)陰、陽(yáng)離子排出放電順序,寫(xiě)出兩極上的電極反應(yīng)式;五、電解原理的應(yīng)用.銅的電解精煉(1)
17、電解法精煉銅的裝置(如圖)11&-工陰撥陽(yáng)根J一 二赫一二蛆 1 31 ah-T *_ W9 -IBM waJ i_4,.每二翻l二:二z儂;(2)電解法精煉銅的化學(xué)原理陽(yáng)極(粗銅):Cu- 2e =Cu2+陰極(純銅):Cif +2e =Cu說(shuō)明: 以銅為材料做的電極屬于活性電極。在一般的電解條件下,活性陽(yáng)極先于電解質(zhì)溶 液中的成分發(fā)生氧化反應(yīng)。粗銅中往往含有鋅、鐵、饃、銀、金等多種雜質(zhì),當(dāng)含雜質(zhì)的銅在陽(yáng)極不斷溶解時(shí), 位于金屬活動(dòng)性順序銅以前的金屬雜質(zhì)如Zn、Fe、Ni等,也會(huì)同時(shí)失去電子,如: 2+ 2+Zn2e =Zn ; Ni 2e =Ni但是它們的陽(yáng)離子比銅離子難以還原,所以它們并
18、不在陰極獲得電子析出,而只是留在電解液里。而位于金屬活動(dòng)性順序銅之后的銀、金等雜質(zhì),因?yàn)榻o出電子的能力比銅弱,難 以在陽(yáng)極失去電子變成陽(yáng)離子溶解下來(lái),當(dāng)陽(yáng)極上的銅失去電子變成離子溶解之后,它們以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底,形成陽(yáng)極泥(陽(yáng)極泥可作為提煉金、 銀等貴重金屬的原料)用電解精煉法所得到的銅叫做電解銅,它的純度可達(dá)到99.95%99.98%。.電鍍(1)電鍍的涵義電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程。(2)電鍍的目的電鍍的目的主要是使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力、增加美觀(guān)和表面硬度。(3)電鍍的原理電鍍的原理與電解精煉銅的原理是一致的。電鍍時(shí),一般都是用含有鍍層金屬離子
19、的電解質(zhì)配成電鍍液;把待鍍金屬制品浸入電鍍液中與直流電源的負(fù)極相連,作為陰極;用鍍層金屬作為陽(yáng)極,與直流電源正極相連。 通入低壓直流電,陽(yáng)極金屬溶解在溶液中成為陽(yáng)離子, 移向陰極,這些離子在陰極獲得電子被還原成金屬,覆蓋在需要電鍍的金屬制品上。銅片- - i -C應(yīng)),二|二二幸卜待鍍?nèi)芤?f鐵件工-r d電鍍銅實(shí);總裝餐.氯堿工業(yè)(1)電解飽和食鹽水反應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)步驟按圖裝置,在U形管里倒入飽和食鹽水, 插入一根石墨棒作陽(yáng)極, 一根鐵棒作陰極。同 時(shí)在兩邊管中各滴入幾滴酚酗:試液,并用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)陽(yáng)極放出的氣體。接通直流電源后,注意管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象。i (S 一巾卜-陰枝I陽(yáng)極實(shí)驗(yàn)現(xiàn)
20、象陽(yáng)極上有氣泡逸出,氣體呈黃綠色,有刺激性氣味,使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙變?yōu)樗{(lán)色, 陽(yáng)極區(qū)溶液由無(wú)色變?yōu)辄S綠色。陰極上有氣泡逸出,氣體無(wú)色、無(wú)味。陰極區(qū)溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色,紅色逐漸加深、區(qū)域逐漸擴(kuò)大。實(shí)驗(yàn)結(jié)論用惰性材料作陽(yáng)極,電解食鹽的飽和溶液,生成CM H和NaOH陽(yáng)極:2C/一 2屋=C12T (放電順序:COH)陰極:2H+ + 2e=HJ (放電順序: HNa+)在上述反應(yīng)中,由于H+在陰極上得到電子而生成 H2,破壞了附近的水的電離平衡,促進(jìn)了水繼續(xù)電離,結(jié)果陰極區(qū)溶液里OH的濃度增大而呈現(xiàn)堿性。、,一一 一 一電解 一 4一.總反應(yīng):2NaC1+2hbO=2NaOH+HT +C12
21、 f(2)離子交換膜法制燒堿離子交換膜電解槽的組成由陽(yáng)極(金屬鈦網(wǎng))、陰極(碳鋼網(wǎng))、離子交換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成,電解 槽由若干個(gè)單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成。下圖表示一個(gè)單元槽的示意圖。陽(yáng)離子交換膜的作用將電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室,它只允許陽(yáng)離子(Na+)通過(guò),而阻止陰離子(C、OH一)和氣體通過(guò)。這樣既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽(yáng)極產(chǎn)生的 C12相混合而引起爆炸,又能避免C12和NaOH乍用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。離子交換膜法電解制燒堿的主要生產(chǎn)流程(如下圖)著鹽|濕氯氣 / 氧氣 |食鹽的精制a,粗鹽的成分:粗鹽中的主要成分是NaCl,此外還含有泥沙、 Cs2+、Mcj Fe、SO
22、2雜質(zhì)。這樣的粗鹽不符合電解要求,因此必須經(jīng)過(guò)精制。b,雜質(zhì)的危害:CsT、Mc2+ Fe”等金屬離子在堿性環(huán)境中會(huì)生成沉淀,損壞離子交換膜;此外,雜質(zhì)的存在會(huì)使得到的產(chǎn)品不純。c,除雜質(zhì)的過(guò)程:、 過(guò)是監(jiān)。取 、過(guò)星N力C。? - 過(guò)施腳弼一)(除加4F產(chǎn)), 解Cy-BP) , 除泥幔及沉灌)含少量Mg2中陽(yáng)高子交恤塔邦也適逢智濯 偶c喳)注意:a,除雜質(zhì)時(shí)所加試劑的順序要求是:a、NaCO必須在BaCl2之后;b、加入鹽酸在過(guò)濾之后。b.試劑加入順序有多種選擇,如:a、BaCl2、NaOH NaCO、過(guò)濾、HCl; b、BaCL、N&CO、NaOH 過(guò)濾、HCl; c、NaOH BaCL
23、、N&CO、過(guò)濾、HCl?!?012高考試題】(2012 福建)9.將右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的 K閉合,下列判斷正確的是用飽卻破鞭蝕.酌歌 沼液濕濕的成蛾A.Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B,電子沿 Zn-a b-Cu路徑流動(dòng)C,片刻后甲池中c(SO42-)增大D,片刻后可觀(guān)察到濾紙 b點(diǎn)變紅色【解析】K閉合時(shí),Zn當(dāng)負(fù)極,銅片當(dāng)正極構(gòu)成原 電池,使得a為陰極,b為陽(yáng)極,電解飽和硫酸鈉溶液。A項(xiàng):正確。B項(xiàng):在電解池中電子不能流入電解質(zhì)溶液中,錯(cuò)誤; C項(xiàng):甲池中硫酸根離子沒(méi)有放電,所以濃度不變。錯(cuò)誤; D項(xiàng):b為陽(yáng)極,OH放電,使得b附近溶液顯酸性,不能使試紙變紅,錯(cuò)誤?!敬鸢浮緼【考點(diǎn)定位】本題考查了原
24、電池和電解池原理。負(fù)極上的反應(yīng)為:(2012 四川)11,一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀,CHCHOH - 4e - + H 2O = CH3COOH + 41。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A .檢測(cè)時(shí),電解質(zhì)溶液中的 H+向負(fù)極移動(dòng)B ,若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移,則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗 4.48L氧氣C .電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CHCHOH + O2 = CH 3COOH + H2OD ,正極上發(fā)生的反應(yīng)為:Q + 4e - + 2H 2O = 4OH-【答案】:C【解析工該燃料電池的電極反陵式分別為正極;- 4* TH- 7H。負(fù)極:CHjCHlOH -布-H:O=CH:COOH 7H7電
25、解用溶液中的出應(yīng)向正極移動(dòng)(正極帶負(fù)電),A不正瑜 根據(jù)正極反應(yīng)式.若有電子轉(zhuǎn)移,則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗2 J4L氧氣,B不正確;將正 負(fù)極電極反應(yīng)式會(huì)加得CHjCH:0H - 0:=匚三;GOH - H;0, C正確:根據(jù)正極反應(yīng)式可知, D不正確.【考點(diǎn)定位】本題考查原電池原理,涉及到電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),溶液中離子的定向移動(dòng) 及相關(guān)計(jì)算。(2011 大綱版)11. 四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池 相連時(shí),外電路電流從流向 ;相連時(shí),為正極,相連時(shí),有氣泡逸 出;相連時(shí),的質(zhì)量減少 ,據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序是A BC D 【答案】B【解析】電流從正極流向負(fù)極,而負(fù)極活
26、潑,則金屬活潑性;同理, ;H在正極放出,則 ;質(zhì)量減少的一極為負(fù)極,則 。綜上可推得,金屬活潑性順序?yàn)?,B項(xiàng)正確?!究键c(diǎn)定位】原電池原理(2011 山東)13.下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是A.圖a中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B.圖b中,開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí),Cu-Zn合金的腐蝕速率減小C.圖c中,接通開(kāi)關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大,Zn上放出氣體的速率也增大D.圖d中,Zn - MnO 2干電池自放電腐蝕主要是由MnO的氧化作用引起的【答案】B【解析】圖a中,鐵榛發(fā)生化學(xué)腐蝕,靠近底端的部分與氧氣接觸少,腐飩程度就輕, A項(xiàng)錯(cuò)誤圖h中開(kāi)關(guān)由M置于。QiZn作正極.窗迎速率減小,R對(duì)
27、二圖二中接通開(kāi) 關(guān)時(shí)Zn作負(fù)極,腐蝕速率增大,但氫氣在 上就出,C項(xiàng)錯(cuò)誤;圖d中干電池放電時(shí)MnO: 發(fā)生還原反應(yīng),體現(xiàn)還原性,D師錯(cuò)誤k【著點(diǎn)定位】金屬的腐蝕(2012 浙江)10.以銘酸鉀為原料,電化學(xué)法制備重銘酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下:不銹鋼儲(chǔ)KOH溶液陽(yáng)離子交換膜-惰性電極* K2CQ4溶液卜列說(shuō)法不正確的是A在陰極式,發(fā)生的電極反應(yīng)為:2HO+ 2e = 2OHT + HTB.在陽(yáng)極室,通電后溶液逐漸由黃色變?yōu)槌仁且驗(yàn)殛?yáng)極區(qū)可濃度增大,使平衡 2 CrO4_+ 2HI+Cr2O7+H2O向右移動(dòng)C.該制備過(guò)程總反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4&CrO4+ 4H2。2心2。+ 4KOH 2H4
28、+ 2Q TD.測(cè)定陽(yáng)極液中 K和Cr的含量,若K與Cr的物質(zhì)的量之比為 d,則此時(shí)需酸鉀的轉(zhuǎn)化率為“=-210.【答案】D【解析】本題是電解法在制備物質(zhì)中的具體應(yīng)用。分析該制備時(shí),重點(diǎn)要把握其中的&CrQ在轉(zhuǎn)變?yōu)镵2Cr2。的過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生化合價(jià)的變化,所以要抓住是由于溶液的pH變化實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的合成,制備的過(guò)程是通過(guò)電解的方法改變?nèi)芤旱膒H來(lái)實(shí)現(xiàn)。陰極的反應(yīng)是2H2O+2e-=2OH-+H,陽(yáng)極為 2H2O-4e-=O2+4hf,電解過(guò)程中陽(yáng)極區(qū)的c(H+)增大,促進(jìn)平衡2CrO42-+2l4= Cr 2O/+HO 向右移動(dòng),總反應(yīng)為4 K2CrO4+4H2O= 2 K2Cr2O7+4KOH
29、+2HT +Q T ;若設(shè)加入反應(yīng)容器內(nèi)的&CrO4有1mol,反應(yīng)中有x mol K 2Cr。轉(zhuǎn)化為 KCr2。,則陽(yáng)極區(qū)剩余的 KaCrQ為(1-x) mol ,對(duì)應(yīng)的 n(K)=2(1-x) mol, n(Cr)= (1-x) mol ,生成的 KaCrQ為x/2 mol - 對(duì)應(yīng)的 n(K)= x mol , n(Cr)= x mol ,由 n(K)/ n(Cr)=d可得,x=2-d ,轉(zhuǎn)化率【考點(diǎn)定位】本題通過(guò)制備重銘酸鉀考查電化學(xué)知識(shí)。(2011 安徽)11.某興趣小組設(shè)計(jì)如下微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí),現(xiàn)斷開(kāi)K2,閉合Ki,兩極均有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,斷開(kāi) K,閉合K2,發(fā)現(xiàn)電流表指
30、針偏轉(zhuǎn),下列有關(guān)描述正 確的是含酚酰的恒和食鹽水j甬申A.斷開(kāi)K2,閉合K1時(shí),總反應(yīng)的離子方程式為:2H+2C/=Cl2f+H4B.斷開(kāi)R,閉合K時(shí),石墨電極附近溶液變紅C.斷開(kāi)K,閉合K2時(shí),銅電極上的電極反應(yīng)為:Cl 2+2e =2ClD.斷開(kāi)K,閉合K2時(shí),石墨電極作正極11、【答案】D【解析】斷開(kāi)K2,閉合K時(shí),裝置為電解池,兩極均有氣泡產(chǎn)生,表明石墨為陽(yáng)極,,一、, 一、,通電 * 一銅為陰極,(若銅為陽(yáng)極,則銅溶解),反應(yīng)為2Cl +2HOH4 + 2OH + CI2T,因此石墨電極處產(chǎn)生 CI2,在銅電極處產(chǎn)生 H,附近水的電離平衡被破壞使c(OH ) c(H+),溶液變紅,(
31、兩極產(chǎn)生的氣體收集在裝置中可作斷開(kāi)K1、閉合K2時(shí)的反應(yīng)的物質(zhì),故A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤;斷開(kāi) K、閉合K2時(shí),為原電池反應(yīng),銅電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)為Ha-2e +2O口 =2HO,而石墨為正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為Cl2 + 2e =2CI ,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確?!究键c(diǎn)定位】 本題是對(duì)書(shū)本知識(shí)的改編,考查原電池及電解池工作原理,旨在考查考生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。(2012 北京)12.人工光合作用能夠借助太陽(yáng)能,用CO和HO制備化學(xué)原料。下圖是通過(guò)人工光合作用制備 HCOO的原理示意圖,下列說(shuō)法不正確的是H,太 陽(yáng) 光質(zhì)子交曲膜A.該過(guò)程是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程B.催化劑a表面發(fā)生氧
32、化反應(yīng),有 Q產(chǎn)生C.催化劑a附近酸性減弱,催化劑 b附近酸性增強(qiáng)D.催化劑b表面的反應(yīng)是 CO +2H+2e=HCOOH【答案】:C【解析】;根據(jù)題給信息和反應(yīng)特點(diǎn),核電池中專(zhuān)主的總反應(yīng)式為; 2CO:-2H:O=2HCOOH-O:TJ故其將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為了化學(xué)能,A對(duì),根據(jù)氫離子的轉(zhuǎn)移方向 和電子轉(zhuǎn)移的方向,催化劑總表面發(fā)生:2H=0-拈T(mén)H,-0二T,氧元素化合價(jià)升高被氧化, B對(duì)工催化描a表面產(chǎn)生氫離子,酸性噌強(qiáng),C錯(cuò);崔化劑b表面發(fā)生工CO: VH-Te:HCOOH, 口對(duì).考點(diǎn)定位此題考查了原電池的基本原理“電極反反式的書(shū)寫(xiě)和電解質(zhì)溶液的酸堿性變化知識(shí)。(2012 海南)10.下列敘
33、述錯(cuò)誤的是A.生鐵中含有碳,抗腐蝕能力比純鐵弱B.用錫焊接的鐵質(zhì)器件,焊接處易生銹C.在鐵制品上鍍銅時(shí),鍍件為陽(yáng)極,銅鹽為電鍍液D.鐵管上鑲嵌鋅塊,鐵管不易被腐蝕【答案】:C【解析】:生鐵中含有能導(dǎo)電的碳,兩者可以作為原電池的兩極,加快鐵的腐蝕,A對(duì);鐵和錫作為原電池的兩極,當(dāng)其腐蝕時(shí),鐵會(huì)被腐蝕,B對(duì);電鍍銅時(shí),鍍層金屬做陽(yáng)極,鍍件做陰極,C錯(cuò);鋅鐵形成原電池,鋅被腐蝕,D對(duì)?!究键c(diǎn)定位】此題考查了電化學(xué)中的原電池知識(shí)。(2012 上海)14.右圖裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:Zn+2H+=Zn2+HT ,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A. a、b不可能是同種材料的電板B.該裝置可能是電解池,電解質(zhì)溶液為
34、稀鹽酸C.該裝置可能是原電池,電解質(zhì)溶液為稀鹽酸D.該裝置可看作是銅一鋅原電池,電解質(zhì)溶液是稀硫酸t(yī)答案】At解析】若該裝置為電解池,則為b兩電極的材料可以都為友,A錯(cuò)誤;在保證陽(yáng)極 為為Zn時(shí),速電解池的電解質(zhì)溶液可以為稀鹽酸時(shí),3正確,在保證其中一電極的材料為 Zn,另一電極的材科的活潑性比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 部可以,C、D正確.考點(diǎn)定位】本題考查縻電池和電解池,(2012 全國(guó)新課標(biāo)卷)26. (14分)鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬,鐵的鹵化物、氧化物以 及高價(jià)鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。要確定鐵的某氯化物FeClx的化學(xué)式,可用離子交換和滴定的方法。實(shí)驗(yàn)中稱(chēng)取
35、0.54g的FeClx樣品,溶解后先進(jìn)行陽(yáng)離子交換預(yù)處理,再通過(guò)含有飽和OH的陰離子交換柱,使C和OH發(fā)生交換。交換完成后,流出溶液的 OH用0.40mol.L -1的鹽酸滴定,滴至終點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸25.0mL。計(jì)算該樣品中氯的物質(zhì)的量,并求出FeClx中x值: (列出計(jì)算過(guò)程);(2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品,采用上述方法測(cè)得 n(Fe) : n(Cl) =1:2.1 , 則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為。在實(shí)驗(yàn)室中,F(xiàn)eCl2可用鐵粉和 鹽酸反應(yīng)制備,F(xiàn)eCl3可用鐵粉和 反應(yīng)制備;FeCl3與氫碘酸反應(yīng)時(shí)可生成棕色物質(zhì),該反應(yīng)的離子方程式為 (4)高鐵酸鉀(&Fe。
36、)是一種強(qiáng)氧化劑,可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取&FeQ,其反應(yīng)的離子方程式為 與MnO-Zn電池類(lèi)似,KaFeO-Zn也可以組成堿性電池, KFeO在電池中作為正極材料, 其電極反應(yīng)式為 ,該電池總反應(yīng)的離子方程式 為?!敬鸢浮?3(0,1。也可以)鹽酸 氯氣2FL+3CIO-+4OH-=2FeO?_+5H:O+3CTFeOr-+3e_+4H;O =Fe5+SOH-2FeO?+8H:0+3Zn=3Zn =0.40mobVM.0iamol0.54g-0,010moW5.5gmol-0,19gn (Fe) -0 19 5fi ? :uol-L=0 (
37、i034moln (Fe) n (Cl) =0.0034: 0 010 x=3(4)根據(jù)題意,F(xiàn)eCl3與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取代FeO,根據(jù)元素守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒,可得反應(yīng)的離子方程式。根據(jù)原電池反應(yīng)原理,鋅做負(fù)極材料,失電子,發(fā)生 氧化反應(yīng);K2FeC4在電池中作為正極材料,得電子,發(fā)生還原反應(yīng)。【考點(diǎn)定位】鐵及其化合物、酸堿中和滴定、離子方程式的書(shū)寫(xiě)、電化學(xué)、化學(xué)計(jì)算。(2012 江蘇)20. (14 分)鋁是地殼中含量最高的金屬元素,其單質(zhì)及合金在生產(chǎn)生 活中的應(yīng)用日趨廣泛。(1)真空碳熱還原-氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁,其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:Al 2C3(s)+
38、AlC i3(g)+3C(s) =3AlCl(g)+3CO(g) H=a kJ - mol一 _.13AlCl(g)=2Al(l)+AlC13(g)AH=b kJ mol反應(yīng) Al 2Q(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g) 的4 H=k、 MgH? mk(oh)? c (HSOT) c (SQ2-) c (M) =c (OH)c (Na+) +c (4) = c (SQ2-) + c (HSO ) +c (OH)(4)當(dāng)吸收液的pH降至約為6時(shí),需送至電解槽再生。再生示意圖如下:“以R6的吸收熱陽(yáng)145HSO-在陽(yáng)極放電的電極反應(yīng)式是 。當(dāng)陰極室中溶液 pH升至8以上時(shí),吸收液再生并
39、循環(huán)利用。簡(jiǎn)述再生原理:【答案】:(1) SO+HOHSO, 2 H2SO+Q 催化劑 2H2SO; (2) SO+2OH =SQ2-+htQ (3)酸;HSOT存在:HSOT -SQ2+h+和 HSO+HO=HSO+OH HSO的電離程度強(qiáng)于水 解程度;ab; (4) HS(3)+HbO-2e- =3H+SO2-; H+在陰極得電子生成 Hk,溶液中的c (4)降低, 促使HSG電離生成SO2-,且Na+入陰極室,吸收液得以再生?!窘馕觥浚?1) SO形成硫酸型酸雨時(shí),二氧化硫和空氣中的水、氧氣反應(yīng)得到硫酸: 催化劑,、SO+HO=HSO, 2 HSO+QZHSO; (2)二氧化硫被氫氧化鈉
40、溶椒吸收制備亞硫酸 鈉溶液時(shí):SO+2OH=SO2-+H2O; (3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),可知,n(SQ2-):n(HSO3-)=1:91 時(shí),溶液的pH值為酸性,故NaHSO液顯酸性,在亞硫酸氫鈉溶液中 HSO存在:HS(3 = SQ2-+H +和HSOT +HO=HSO+OFH , HSO的電離程度強(qiáng)于水解程度,故溶液呈酸性。當(dāng)吸收液呈中性 時(shí),溶液中的c (可)=c (OH),由于溶液中存在著電荷守恒,故 c (Na+) +c (4) =2c(SO2-)+c (HSO-)+c(OH),可推出:c (Na+)=2c(SQ2-) +c (HSOT), a 對(duì);由于n(SO22-):n(HSO?-
41、)=1 : 1 時(shí),溶液的 pH值為 7.2,故中性時(shí)一定有 c (HSO-) c (SO2-),可推出:c (Na+) c (HSGT) c (SQ2-) c (4) =c (OH) , b 對(duì);(4)根據(jù)電解槽所 示的變化,可知 HSO在陽(yáng)極放電的電極反應(yīng)式是:HS+HO-2e-=3Hf+SO2-; H+在陰極得電子生成溶液中的c (4)降低,促使HSQ電離生成SO2-,且Na班入陰極室,吸收液得以 再生?!究键c(diǎn)定位】此題以二氧化硫形成酸雨為背景,綜合考查了化學(xué)反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)、離子方程式書(shū)寫(xiě)、水溶液中的離子平衡、溶液中的離子濃度大小比較、電解原理等知識(shí)。(2012 天津)7. (14分)X
42、 Y、Z、M G五種元素分屬三個(gè)短周期,且原子序數(shù)依次增大。又Z同主族,可形成離子化合物 ZX; Y、M同主族,可形成 MY、MY兩種分子。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題:Y在元素周期表中的位置為 。上述元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的是 (寫(xiě)化學(xué)式), 非金屬氣態(tài)氫化物還原性最強(qiáng)的是 (寫(xiě)化學(xué)式)。Y、G的單質(zhì)或兩元素之間形成的化合物可作水消毒劑的有 (寫(xiě)出其中 兩種物質(zhì)的化學(xué)式)。(4) X2M的燃燒熱 AH = -a kJ - mol1 ,寫(xiě)出X2M燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:ZX的電子式為 ; ZX與水反應(yīng)放出氣體的化學(xué)方程式為電池殼熔融Z電極MAI。固體熔融FQ電報(bào)(6)熔融狀態(tài)下,Z的單質(zhì)和
43、FeG能組成可充電電池(裝置示意圖如下),反應(yīng)原理為:充電-2Z + FeG2 .Fe + 2ZG放電時(shí),電池的正極反應(yīng)式為 充電時(shí), (寫(xiě)物質(zhì)名稱(chēng))電極接電源的負(fù)極;該電池的電解質(zhì)為。【答案】;(1)第二周期第VIA族:(2) HClOi; H;S; (3) Cl。三、C:0;(任耳 兩種,其他合理答案均可):U) H:S(g+3 2O2(g)-SQ2(g)+H;O(l) AH-akJ-moHf (S) Na-:H; NaH+H:O=NaOH+H:T; (6) Fe-2sF竊 鈉: 聞:0於【解析】:由于五種元素分屬于三個(gè)矩周期,且原子序數(shù)依次噌大,X、Z同主族,故 X一定是H元素二、M同主
44、族,可形成Y:、VY:兩種分子,故Y是。元素,M是2 元素則Z是Ka元素 G是C:元素1(1)氧元素位于第二周期第【考點(diǎn)定位】此題以元素推斷為基礎(chǔ),綜合考查了周期表的結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)的比較、常見(jiàn)的水消毒劑、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、電子式書(shū)寫(xiě)和化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、電化學(xué)知識(shí)。(2011 山東)28. (12分)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS)冶煉銅的主要流程如下:石英小再英吩氣怵f燒燃f蠟磕AJ電幫情嫉一-空氣空氣端詼B(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的 吸收。a.濃H2SO b .濃HNO c . NaO聆液 d .氨水(2)用稀HkSO浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加 KSCN溶液后呈紅
45、色,說(shuō)明溶液中 存在 (填離子符號(hào)),檢驗(yàn)溶液中還存在 5的方法是 (注明試劑、現(xiàn)象)(3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。(4)以CuSO溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精 煉,下列說(shuō)法正確的是 。a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng)c.溶液中Cu2+向陽(yáng)極移動(dòng)d.利用陽(yáng)極泥可回收 Ag、Pt、Au等金屬(5)利用反應(yīng)2Cu+ Q+2H2SQ= 2CuSO+ 2H2O可以制備 CuSO,若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池,其正極電極反應(yīng)式為 O【答案】(l):d (2)Ft-取少量溶液,滴加KMnO,溶液,KAlnCk溶液褪色4)A AL3
46、Cu;O*2Al- A 丁步驟(i )中Cuz(OH) 2CO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。步驟(ii )所加試劑起調(diào)節(jié) pH作用的離子是 (填離子符號(hào))。 在步驟(iii )發(fā)生的反應(yīng)中,1 mol MnO2轉(zhuǎn)移2 mol電子,該反應(yīng)的離子方程式 為。步驟(iv )除去雜質(zhì)的化學(xué)方程式可表示為3Fe3+ + NH 4+2SO2-+6H2O= NHFe3 (SO 4) 2(OH)6+ 6H+過(guò)濾后母液的 pH = 2.0 , c (Fe 3+) =a mol - L_1 , , c ( NH 4+) =b mol - L_1, , c ( SO 42-) =d mol - L -1 ,該反應(yīng)的平衡
47、常數(shù) K=_ (用含a、b、d的代數(shù)式表示)?!窘馕觥浚?)電鍍時(shí),待鑲件與電源的負(fù)極相連,溶液中的鍍層金屬離子得到電子在鍍 件上析出.:2)化學(xué)電鍍的原理就是利用苴換反應(yīng)將鍍層金屬離子從溶液中置換出來(lái),從銅鹽 中置換出銅通常用Fe等還原劑。由圖可看出1凝pH f氐于時(shí),該化學(xué)鍍的反應(yīng)速率為0, 因此可調(diào)節(jié)pH略小于9即可使反應(yīng)停止. CuMOHLC。力容于 H書(shū) CU 的反應(yīng)為:Qt9H):COy+2H:Sd=2Cu5O-COTH9.加入的NLHC5中的醞水解顯酸性,HC(”水解顯堿性,且可以與溶液中的口一 反應(yīng),故起調(diào)節(jié)pH作用的離子是HCO。溶液中具有施原性的只有F聲一,再根據(jù)InxAI
48、nO:轉(zhuǎn)移二力式電子,即可寫(xiě)出相應(yīng)的 陽(yáng)子方程式為 AfnO二YFW-TH- -化學(xué)平衡常數(shù)就是達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),生成物濃度哥之績(jī)與反應(yīng)物濃度哥之績(jī)的比值,注意溶液中的沉淀和水的濃度看作是1?!敬鸢浮浚?)負(fù)(2)還原劑調(diào)節(jié)溶液pH在89之間(3) Cu2(OH)2CO+2H2SQ=2CuSO+COT +3H2O。HCQ o_2+2+3+_MnQ+2Fe +4H = Mn +2Fe +2HO?!究键c(diǎn)定位】本題考查了電鍍?cè)?、化學(xué)平衡的應(yīng)用和物質(zhì)的制備。【2011高考試題】1.(上海)用電解法提取氯化銅廢液中的銅,方案正確的是A.用銅片連接電源的正極,另一電極用鉗片B.用碳棒連接電源的正極,另一電
49、極用銅片C.用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物D.用帶火星的木條檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物解析:用電解法提取氯化銅廢液中的銅時(shí),銅必需作陰極,陽(yáng)極是銅或惰性電極, 陰極 的反應(yīng)式為:Cu2+2e = Quo答案:B2.(浙江)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說(shuō)法正確的是鐵銹環(huán)(b)腐蝕區(qū)(a)A.液滴中的C由a區(qū)向b區(qū)遷移B.液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為:Q+2出升4e = 40HC.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕,生成的Fe2+由a區(qū)向b區(qū)遷移,與
50、b區(qū)的0H形成Fe(0H)2,進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加 NaCl溶液,則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為 Cu- 2e = CiT【答案】B【解析】本題考察電化學(xué)內(nèi)容中金屬吸氧腐蝕的原理的分析.液滴邊緣0,多,在C粒 上發(fā)生正極反應(yīng)。升2H9+4廣 40H,液滴下的F,發(fā)生負(fù)極反應(yīng),F(xiàn)e-20B.水解反應(yīng)NJ + h2QNH H 2O廿J達(dá)到平衡后,升高溫度平衡逆向移動(dòng)C.鉛蓄電池放電時(shí)的負(fù)極和充電時(shí)的陽(yáng)極均發(fā)生還原反應(yīng)D.對(duì)于反應(yīng)2HQ=2HO+ QT,加入MnO或升高溫度都能加快 O的生成速率【答案】AD【解析】本題是化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)、電化學(xué)等的簡(jiǎn)單綜合
51、題,著力考查學(xué)生對(duì)嫡變、烙變,水解反應(yīng)、原電池電解池、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等方面的能力。A.分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),嫡變、始變都大于零,內(nèi)容來(lái)源于選修四化學(xué)方向的判斷。B.水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度越高越水解,有利于向水解方向移動(dòng)。C.鉛蓄電池放電時(shí)的負(fù)極失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。D.升高溫度和加入正催化劑一般都能加快反應(yīng)速率。7、(廣東)某小組為研究電化學(xué)原理,設(shè)計(jì)如圖2裝置。下列敘述不正確.的是A、a和b不連接時(shí),鐵片上會(huì)有金屬銅析出2+-B a和b用導(dǎo)線(xiàn)連接時(shí),銅片上發(fā)生的反應(yīng)為:Cu +2e = CuC無(wú)論a和b是否連接,鐵片均會(huì)溶解,溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色D a和b分別連接直流電源正、負(fù)極
52、,電壓足夠大時(shí),Cu2+向銅電極移動(dòng)答案:D解析:此題考查了電化學(xué)知識(shí)。 分析圖2所示的裝置,由于金屬鐵的活潑性強(qiáng)于銅,當(dāng)a、b不連接時(shí),金屬鐵置換溶液中的銅,鐵片上析出銅,A對(duì);ab用導(dǎo)線(xiàn)連接時(shí),形成原2電池,鐵片為負(fù)極,銅片為正極,銅片上發(fā)生反應(yīng):Cu +2e = Cu, B對(duì);根據(jù)上述兩選項(xiàng)分析,溶液中的銅離子析出,鐵片溶解生成亞鐵離子,故溶液顏色從藍(lán)色逐漸變成淺綠色,C對(duì);a和b分別連接直流電源正、負(fù)極,電壓足夠大時(shí),Cu向鐵電極移動(dòng),D錯(cuò)。8.(安徽)研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池,這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電,在海水中電池總反應(yīng)可表示為:5MnO+ 2Ag+ 2
53、NaCl=Na2MnQ0+ 2AgCl,下列“水”電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是:A.正極反應(yīng)式:Ag+ Cl eT =AgClB.每生成1 mol Na 2Mn5Oo轉(zhuǎn)移2 mol電子C.Na+不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)D. AgCl是還原產(chǎn)物解析:由電池總反應(yīng)可知銀失去電子被氧化得氧化產(chǎn)物,即銀做負(fù)極,產(chǎn)物AgCl是氧化產(chǎn)物,A、D都不正確;在原電池中陽(yáng)離子在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以陽(yáng)離子向電 池的正極移動(dòng),C錯(cuò)誤;化合物Na2MnOl0中Mn元素的化合價(jià)是+18/5價(jià),所以每生成1 mol NaMnO。轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為(418/5) X5=2mol,因此選項(xiàng)B正確。答案:B
54、.(北京)結(jié)合下圖判斷,下列敘述正確的是A.I和n中正極均被保護(hù)B.I和n中負(fù)極反應(yīng)均是IC L 2 +Fe 2e = FeC.I和n中正極反應(yīng)均是Q+2HO+ 4e =4OHD.i和n中分別加入少量K3Fe(CN)6溶液,均有藍(lán)色沉淀解析:鋅比鐵活潑,裝置I中鋅作負(fù)極,方程式為Zn-2e =Zn2 + o鐵作正極,但溶液顯中性,所以發(fā)生鋅的吸氧腐蝕,正極反應(yīng)是Q+2H2。+ 4e =4OH ;鐵比銅活潑,裝置H中鐵作負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)為 Fe-2e =Fe2+o銅作正極,但溶液顯酸性,所以正極是溶液中的 氫離子得電子,方程式為 2H+2e =HaK因?yàn)檠b置I中沒(méi)有 Fe生成,所以裝置I中加入少
55、量RFe(CN)6溶液時(shí),沒(méi)有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生。綜上所敘,只有選項(xiàng)A是正確的。答案:A.(福建)研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚(yú)雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以L(fǎng)iOH為電解質(zhì),使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說(shuō)法不正確的是B.放電時(shí)正極上有氫氣生成A.水既是氧化劑又是溶劑C放電時(shí)OH向正極移動(dòng)D.總反應(yīng)為:2Li+2H2O = 2LiOH +H2【答案】C【解析】根據(jù)題給信息鋰水電池的反應(yīng)方程式為:2Li + 2H2O=2LiOH+ H4 , D正確;在反應(yīng)中氫元素化合價(jià)降低,因此H2O做氧化劑,同時(shí)又起到溶劑的作用,A正確;放電時(shí)正極反應(yīng)為:2H2O+2eT=2
56、OH+H4 ,B正確;正極周?chē)奂罅縊H,因此溶液中的陽(yáng)離子 Li +向正極移動(dòng);負(fù)極周?chē)奂罅縇i+,因此溶液中的陰離子 OH向負(fù)極移動(dòng),C錯(cuò)誤。.(江蘇)(12分)Ag 2Q是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì),可通過(guò)下列方法制備:在 KOW口入適量AgNO溶液,生成Ag2O沉淀,保持反應(yīng)溫度為 80,邊攪拌邊將一定量 &SO溶 液緩慢加到上述混合物中,反應(yīng)完全后,過(guò)濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品。反應(yīng)方程式 為 2AgNO+ 4KOH KS2O8= AgzQ J + 2KNO + &SO+ 2H2?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)上述制備過(guò)程中,檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是 (2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為
57、KOH液,電池放電時(shí)正極的 Ag2Q轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為&Zn(OH)4, 寫(xiě) 出 該 電 池 反 應(yīng) 方 程式:。(3)準(zhǔn)確稱(chēng)取上述制備的樣品 (設(shè)AgQ僅含和AqO) 2.558g ,在一定的條件下完全分解 為Ag和Q ,得到224.0mL。(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。計(jì)算樣品中AgzQ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計(jì)算結(jié)果精確 到小數(shù)點(diǎn)后兩位)?!敬鸢浮咳∩僭S最后一次洗滌港液,滴入11滴溶液,若不出現(xiàn)白色渾 濁,表示已洗滌完全(取少許最后一次洗滌濾液,滴入1二滴酚醞溶液,若溶液不顯紅色, 標(biāo)已洗滌完全)(2)Ag:Oi+2Zn+4KOH+2HL0=2K:Zn(:OH ,+ 2Ag(3n(0z)= 224mL
58、221 1GC-: tnL-=1. W - 1mol設(shè)樣品中A第O:的物質(zhì)的量為x: Ag:O的物質(zhì)的量量為248g mol x x + 232 g mol x y = 2.588 gx+ 1/2 y = 1.000 X 10 2 molx =9.500 X 10 3 mol-3y= 1.000 X 10 mol/n( Ag2O2 ) 9.1皿1()=口乂248 尋丁一WAg2Q)=雁(樣品)2.588 g= 0.91【解析】本題以銀鋅堿性電池正極活性物質(zhì)AqQ制備、制備過(guò)程檢驗(yàn)洗洗滌是否完全的實(shí)驗(yàn)方法、電池反應(yīng)、以及成分分析與相關(guān)計(jì)算為背景, 試圖引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)與社會(huì)生 活,考查學(xué)生用化學(xué)
59、的思維方式來(lái)解決一些現(xiàn)實(shí)生活中的一些具體問(wèn)題的能力。.(江蘇)(14分)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究 熱點(diǎn)。1已知:CH4(g) + HtO(g) = CO(g) + 3閨g)AH = 206. 2kJ - mol_ _ _.-1CH(g) +CO(g) =2CO(g) + 2H2(g)AH = 247.4 kJ mol_.-12屋S(g) =2H2(g) +%(g)H = 169.8 kJ mol(1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為。(2)H 2s熱分解制氫時(shí),常向反應(yīng)器中通入一
60、定比例空氣,使部分H2S燃燒,其目的是_。燃燒生成的 SO與H2S進(jìn)一步反應(yīng),生 成物在常溫下均非氣體,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: (3)H 2O的熱分解也可得到 H2,高溫下水分解體系中主要?dú)怏w的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如 圖11所示。圖中 A B表示的物質(zhì)依次是 (4)電解尿素CO(NH)2的堿性溶液制氫的裝置示意圖見(jiàn)圖12 (電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò),陰、陽(yáng)極均為惰性電極)。電解時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為(5)Mg 2Cu是一種儲(chǔ)氫合金。350c時(shí),MgCu與H2反應(yīng),生成 MgCu和僅含一種金屬元 素的氫化物(其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.077 )。MgCu與 Ha反應(yīng)的化學(xué)方程式 為。1【答案】(
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