高中化學人教版化學反應原理第四章電化學基礎單元測試 第四章鏈接高考熱點

熱點一原電池的工作原理及其應用[熱點分析]以高科技或新型電池為背景考查原電池的工作原理，是高考常見的切入點，題型以選擇題、非選擇題為主。(1)選擇題重點考查電極的判斷、電子及離子的移動方向、電極反應類型、電極附近或整個溶液的pH變化，以及判斷電極反應式的正誤等。(2)非選擇題主要考查電極反應式的書寫，電極產(chǎn)物的判斷及實驗現(xiàn)象的描述等。對原電池觀察不仔細，忽略介質(zhì)的作用，是學生在高考中失分的主要原因。(2023·高考江蘇卷)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如下。下列有關該電池的說法正確的是()A．反應CH4＋H2Oeq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))3H2＋CO，每消耗1molCH4轉移12mol電子B．電極A上H2參與的電極反應為H2＋2OH－－2e－=2H2OC．電池工作時，COeq\o\al(2－,3)向電極B移動D．電極B上發(fā)生的電極反應為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)解析：選D。A選項，甲烷中的C為－4價，一氧化碳中的C為＋2價，每個碳原子失去6個電子，因此每消耗1mol甲烷失去6mol電子，所以錯誤；B選項，熔融鹽中沒有氫氧根離子，因此氫氧根離子不能參與電極反應，電極反應式應為H2＋CO＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=3CO2＋H2O，所以錯誤；C選項，碳酸根離子應向負極移動，即向電極A移動，所以錯誤；D選項，電極B上氧氣和二氧化碳得電子生成碳酸根離子，所以正確。(2023·高考安徽卷)常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1)，測得原電池的電流強度(I)隨時間(t)的變化如圖2所示，反應過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。0～t1時，原電池的負極是Al片，此時，正極的電極反應式是____________________________________，溶液中的H＋向________極移動。t1時，原電池中電子流動方向發(fā)生改變，其原因是________________________________________________________________________。解析：在0～t1時，正極上NOeq\o\al(－,3)得電子后結合H＋生成NO2和H2O；在原電池中，陽離子向正極移動，故H＋向正極移動；由于Al在濃硝酸中發(fā)生了鈍化，生成的氧化膜阻止了反應的進行，此時Cu與濃硝酸反應而導致Cu作負極，電子流動方向發(fā)生了改變。答案：NOeq\o\al(－,3)＋e－＋2H＋=NO2↑＋H2O正Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，生成的氧化膜阻止了Al的進一步反應熱點二電解原理及其應用[熱點分析]該熱點在高考考查中以選擇題為主，有時也出現(xiàn)在非選擇題中以填空形式進行考查，題型穩(wěn)定、難度不大，考查的角度主要有：(1)電解原理、電極反應式的書寫。(2)離子放電順序、電極產(chǎn)物的判斷。(3)電解質(zhì)溶液pH的變化分析。(4)與電解有關的簡單計算。學生對離子放電順序理解不深，不能靈活運用，不能正確識別多個裝置之間的聯(lián)系，是造成失分的主要原因。離子放電順序是正確書寫電極反應式、判斷電解產(chǎn)物的關鍵，必須牢記；對于串聯(lián)電解裝置的理解要抓住兩點：一是電子守恒，二是陰極與陽極相連，以此類推。(2023·高考福建卷)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如下圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是()A．該裝置將化學能轉化為光能和電能B．該裝置工作時，H＋從b極區(qū)向a極區(qū)遷移C．每生成1molO2，有44gCO2被還原D．a(chǎn)電極的反應為3CO2＋18H＋－18e－=C3H8O＋5H2O解析：選B。該裝置為電解裝置，模擬“人工樹葉”，故為電能轉化為化學能，A項錯誤；b極連接電源的正極，為陽極，H＋為陽離子，在電解池中向a極(陰極)區(qū)移動，B項正確；右側H2O→O2發(fā)生的是氧化反應，每生成1molO2，轉移4mol電子，C3H8O中碳元素的化合價是－2，3CO2→C3H8O，轉移18mol電子，故生成1molO2消耗2/3molCO2，C項錯誤；a電極發(fā)生的是還原反應：3CO2＋18H＋＋18e－=C3H8O＋5H2O，D項錯誤。(2023·高考浙江卷)在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2O－CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如下圖所示。下列說法不正確的是()A．X是電源的負極B．陰極的電極反應式是H2O＋2e－=H2＋O2－CO2＋2e－=CO＋O2－C．總反應可表示為H2O＋CO2eq\o(=,\s\up7(電解))H2＋CO＋O2D．陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1解析：選D。A項，根據(jù)圖示，X極產(chǎn)物為H2和CO，是H2O與CO2的還原產(chǎn)物，可判斷在X極上發(fā)生還原反應，由此判斷X極為電源的負極，A項正確；B項，根據(jù)題意，電解質(zhì)為固體金屬氧化物，可以傳導O2－，故在陰極上發(fā)生的反應為H2O＋2e－=H2＋O2－、CO2＋2e－=CO＋O2－，B項正確；C項，根據(jù)電極產(chǎn)物及B項發(fā)生的電極反應可知，該反應的總反應方程式為H2O＋CO2eq\o(=,\s\up7(電解))H2＋CO＋O2，C項正確；D項，根據(jù)C項的電解總反應方程式可知，陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1，D項錯誤。熱點三金屬的腐蝕與防護[熱點分析]在歷年的高考中，對這部分的考查多以選擇題、實驗題的形式出現(xiàn)，取材于生活實際與教材，難度不大；但新考綱將電化學腐蝕提升為理解層次，且金屬的腐蝕問題是涉及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活的問題，體現(xiàn)了化學服務于生活的理念，所以高考對金屬腐蝕與防護內(nèi)容的考查力度將會增大，這也體現(xiàn)了新課程實驗的目的。(2023·高考重慶卷)我國古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術價值和歷史價值。但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕，故對其進行修復和防護具有重要意義。(1)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進一步被腐蝕。如將糊狀Ag2O涂在被腐蝕部位，Ag2O與有害組分CuCl發(fā)生復分解反應，該化學方程式為________________________________________________________________________。(2)如圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕的原理示意圖。①腐蝕過程中，負極是________(填圖中字母“a”或“b”或“c”)；②環(huán)境中的Cl－擴散到孔口，并與正極反應產(chǎn)物和負極反應產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為________________________________________________________________________；③若生成gCu2(OH)3Cl，則理論上耗氧體積為________L(標準狀況)。解析：(1)復分解反應為相互交換成分的反應，因此該反應的化學方程式為Ag2O＋2CuCl=2AgCl＋Cu2O。(2)①負極發(fā)生失電子的反應，銅作負極失電子，因此負極為c。負極反應：Cu－2e－=Cu2＋，正極反應：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。②正極反應產(chǎn)物為OH－，負極反應產(chǎn)物為Cu2＋，兩者與Cl－反應生成Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=Cu2(OH)3Cl↓。③gCu2(OH)3Cl的物質(zhì)的量為mol，由Cu元素守恒知，發(fā)生電化學腐蝕失電子的Cu單質(zhì)的物質(zhì)的量為mol，失去電子mol，根據(jù)電子守恒可得，消耗O2的物質(zhì)的量為mol，所以理論上消耗氧氣的體積為L(標準狀況)。答案：(1)Ag2O＋2CuCl=2AgCl＋Cu2O(2)①c②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=Cu2(OH)3Cl↓③排查落實練四電化學基礎一、正誤判斷再落實1．根據(jù)電流方向或電子流向可判斷原電池正負極：外電路中，電流由正極流向負極，電子由負極流向正極。()2．根據(jù)兩極發(fā)生的反應類型可判斷原電池的正負極：負極上總是發(fā)生氧化反應，正極上總是發(fā)生還原反應。()3．電解池的工作原理：電解池中與直流電源正極相連的是陽極，陽極發(fā)生氧化反應；與電源負極相連的是陰極，陰極發(fā)生還原反應。通電時，電子的流向為負極→陰極→電解質(zhì)→陽極→正極。()4．鍍錫鐵制品和鍍鋅鐵制品的鍍層破損時，鍍錫鐵制品中鐵的腐蝕速率更快。()5．在輪船船體四周鑲嵌鋅塊保護船體不受腐蝕的方法叫陽極電化學保護法。()6．不銹鋼有較強的抗腐蝕能力是因為在鋼鐵表面鍍上了鉻。()7．純鋅與稀硫酸反應時，加入少量CuSO4溶液，可使反應速率加快。()8．甲醇和氧氣以及KOH溶液構成的新型燃料電池中，其負極上發(fā)生的反應為CH3OH＋6OH－－6e－=CO2＋5H2O。()9．在鐵上鍍銅時，金屬銅作陰極。()10．電解稀硫酸溶液實質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變。()11．電解稀氫氧化鈉溶液要消耗OH－，故溶液pH減小。()12．電解硫酸鈉溶液，在陰極上發(fā)生反應：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。()13．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1。()14．原電池工作時，正極表面一定有氣泡產(chǎn)生。()15．原電池工作時，可能會伴隨著熱能變化。()16．粗銅電解精煉時，應將粗銅與直流電源的正極相連。()17．金屬的吸氧腐蝕的過程中，正極的電極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－。()18．燃料電池中加入燃料的電極一定是電池的負極。()19．在生產(chǎn)生活中，為保護鋼鐵器件免受腐蝕，應將該器件與直流電源的正極相連。()答案：1.√2.√3.×4.√5.×6.×7.√8.×9.×10×11.×12.×13.√14.×15．√16.√17.√18.√19.×二、原電池電極反應式或總反應式的書寫規(guī)范再落實1．鋁－鐵電池(負極—Al，正極—Fe，電解液—HCl溶液)負極：________________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________________；總反應離子方程式：________________________________________________________________________。答案：2Al－6e－=2Al3＋6H＋＋6e－=3H2↑2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑2．鎂－鋁電池(負極—Al，正極—Mg，電解液—KOH溶液)負極：________________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________________；總反應離子方程式：________________________________________________________________________。答案：2Al＋8OH－－6e－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑3．鋰電池(負極—Li，正極—石墨，電解液—LiAlCl4－SOCl2)已知電池總反應式：4Li＋2SOCl2=SO2↑＋4LiCl＋S。試寫出正、負極反應式：負極：________________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________________。答案：4Li－4e－=4Li＋2SOCl2＋4e－=SO2↑＋S＋4Cl－三、電解池電極反應式或總反應式的書寫規(guī)范再落實1．用惰性電極電解下列溶液(1)NaCl溶液陰極：________________________________________________________________________；陽極：________________________________________________________________________；總反應方程式：________________________________________________________________________。(2)CuSO4溶液陰極：________________________________________________________________________；陽極：________________________________________________________________________；總反應方程式：________________________________________________________________________。答案：(1)2H＋＋2e－=H2↑2Cl－－2e－=Cl2↑2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)2Cu2＋＋4e－=2Cu4OH－－4e－=2H2O＋O2↑2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋2H2SO4＋O2↑2．用惰性電極電解熔融態(tài)Al2O3陰極：________________________________________________________________________；陽極：________________________________________________________________________；總反應方程式：________________________________________________________________________。答案：4Al3＋＋12e－=4Al6O2－－12e－=