高三化學單元高中同步測控優(yōu)化設計第四章本章整合

高中同步測控優(yōu)化設計GAOZHONGTONGBUCEKONGYOUHUASHEJI本章整合第四章2022內容索引0102知識網絡系統(tǒng)構建專題歸納素養(yǎng)整合知識網絡系統(tǒng)構建專題歸納素養(yǎng)整合專題1原電池正、負極判斷方法(宏觀辨識與微觀探析)原電池的正極和負極與電極材料的性質有關,也與電解質溶液有關,不能形成“活潑電極一定作負極”的思維定式?！纠}1】

分析下圖所示的四個原電池裝置,其中結論正確的是(

)。A.①②中Mg作負極,③④中Fe作負極B.②中Mg作正極,電極反應式為6H2O+6e-══6OH-+3H2↑C.③中Fe作負極,電極反應式為Fe-2e-══Fe2+D.④中Cu作正極,電極反應式為2H++2e-══H2↑

專題2帶鹽橋的雙液原電池(宏觀辨識與微觀探析)1.鹽橋的組成和作用(1)鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液與瓊膠制成的凝膠。(2)鹽橋的作用:①連接內電路,形成閉合回路;②平衡電荷,使原電池不斷產生電流。2.單液原電池和帶鹽橋的雙液原電池的對比(1)兩裝置的相同點。負極:Zn-2e-══Zn2+,正極:Cu2++2e-══Cu,總反應:Zn+Cu2+══Cu+Zn2+。(2)兩裝置的不同點。圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2+,會有一部分Zn與Cu2+直接反應,該裝置中既有化學能和電能的轉化,又有一部分化學能轉化成了熱能,裝置的溫度會升高。圖2中Zn與CuSO4溶液分開,Zn與Cu2+不直接接觸,不存在Zn與Cu2+直接反應的過程,使化學能轉化成電能的轉化率提高,電流穩(wěn)定,且持續(xù)時間長。思考(1)在上面帶鹽橋的雙液原電池(圖2)中,能用金屬絲代替鹽橋嗎?提示:不可以。(2)在上面圖2的雙液原電池中,能不能將溶液中的電解質ZnSO4換成NaCl?提示:可以。因金屬活動性Na>Zn,鋅不能置換出鈉,因此電解質可以換成NaCl。設電解質的陽離子對應的金屬單質為X。若金屬活動性X>Zn,則負極區(qū)發(fā)生的反應只是Zn的溶解。若金屬活動性X<Zn,例如電解質換成硫酸銅,鋅就會置換出銅,在表面形成原電池,減少供電量?！纠}2】

如圖,下列敘述中正確的是(

)。A.燒杯a中的溶液pH降低B.燒杯b中發(fā)生氧化反應C.燒杯a中發(fā)生的反應為2H++2e-══H2↑D.燒杯b中發(fā)生的反應為2Cl--2e-══Cl2↑答案:B解析:由題給原電池裝置可知,電子經過導線,由Zn電極流向Fe電極,則Zn作負極,發(fā)生氧化反應:Zn-2e-══Zn2+,B項正確,D項錯誤;O2在Fe電極發(fā)生還原反應:O2+2H2O+4e-══4OH-,燒杯a中c(OH-)增大,溶液的pH升高,A項和C項都錯誤。專題3新型電源中電極反應式的書寫(宏觀辨識與微觀探析)近年高考中的新型電池種類繁多,諸如儲氫電池、高鐵電池、海水電池、燃料電池、鋰離子電池等,這些新型電源常以選擇題的形式呈現(xiàn)。解決這類考題,首先要理解常見的化學電源種類及原電池的工作原理,其次會判斷正、負電極或陰、陽極,以及會書寫電極反應式等。1.電極反應式書寫的一般步驟(類似氧化還原反應方程式的書寫)2.已知總方程式,書寫電極反應式(1)書寫步驟。①寫出電池總反應式,標出電子轉移的方向和數(shù)目(ne-)。②找出正、負極,失電子的電極為負極;確定溶液的酸堿性。③寫電極反應式。負極反應:還原劑-ne-══氧化產物正極反應:氧化劑+ne-══還原產物(2)書寫技巧。若某電極反應式較難寫時,可先寫出較易的電極反應式,該電極反應中轉移的電子數(shù)必須與總方程式中轉移的電子數(shù)相同;然后用總反應式減去較易寫的電極反應式,即可得出較難寫的電極反應式。如CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料電池中負極反應式的書寫方法如下?？偡磻?CH3OCH3+3O2══2CO2+3H2O正極:3O2+12H++12e-══6H2O負極:CH3OCH3+3H2O-12e-══2CO2+12H+3.氫氧燃料電池在四種常見介質中的電極反應

【例題3】

有一種MCFC型燃料電池,該電池所用燃料為H2,電解質為熔融的K2CO3。電池的總反應為2H2+O2══2H2O,負極反應為H2+-2e-══H2O+CO2。下列說法正確的是(

)。A.電路中的電子經正極、熔融的K2CO3、負極后再到正極,形成閉合回路答案:D【例題4】

Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應可表示為4Li+2SOCl2══4LiCl+S+SO2↑。請回答下列問題:(1)電池的負極材料為

,發(fā)生的電極反應為

。

(2)電池正極發(fā)生的電極反應為

。

答案:(1)鋰4Li-4e-══4Li+

(2)2SOCl2+4e-══4Cl-+S+SO2↑解析:分析反應的化合價變化,可知Li失電子,在負極發(fā)生氧化反應;SOCl2得電子,在正極發(fā)生還原反應。(1)負極材料為Li(還原劑),4Li-4e-══4Li+;(2)正極反應式可由總反應式減去負極反應式得到:2SOCl2+4e-══4Cl-+S+SO2↑。專題4以惰性電極電解電解質溶液的規(guī)律(證據(jù)推理與模型認知)【例題5】

用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液,電解一段時間后,再加入W,能使溶液恢復到電解前的狀態(tài),符合題意的一組是(

)。答案:C解析:電解NaCl溶液時發(fā)生反應2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,加H2O不能恢復到電解前的狀態(tài),應通入適量HCl氣體,A項錯誤。電解CuSO4溶液時,陰極析出銅,陽極析出O2,物質的量沒變,加CuSO4溶液不能恢復到電解前的狀態(tài),應加入CuO,B項錯誤。用惰性電極電解H2SO4溶液實質是電解水,再加入適量水可使H2SO4溶液復原,C項正確。Ag作陽極、Fe作陰極電解AgNO3溶液,實質是Fe上鍍Ag,AgNO3溶液濃度不變,不需加AgNO3晶體,D項錯誤。專題5電化學的有關計算(證據(jù)推理與模型認知)1.根據(jù)電子守恒法計算用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算,其依據(jù)是電路上轉移的電子數(shù)相等。2.根據(jù)總反應式中的計量關系進行計算先寫出電極反應式,再寫出總反應式或直接運用總反應式,列比例式計算。3.根據(jù)關系式計算根據(jù)得失電子守恒關系確定已知量與未知量之間的關系式。例如關系式:O2~4H+~4OH-~4Ag~2Cu~4e-?！纠}6】

在100mLH2SO4與CuSO4的混合液中,用石墨作電極電解,兩極上均收集到2.24L氣體(標準狀況),則原混合溶液中Cu2+的物質的量濃度為(

)。A.1mol·L-1 B.2mol·L-1C.3mol·L-1 D.4mol·L-1答案:A解析:電解H2SO4和CuSO4的混合溶液,陽極H2O放電,生成O2;陰極放電順序是Cu2+>H+,開始生成Cu,后來生成H2。兩極上均收集到2.24

L氣體(標準狀況),即0.1

mol