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2014 年高考電化學新題解析及備考啟示 (上 ) 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 孟凡盛, 湖北省特級教師,全國高中化學教學改革優(yōu)秀教師,武漢市學科帶頭人。培養(yǎng)了多名省、市理科狀元,多名學生高考化學獲滿分。 在高三復(fù)習過程中,考生往往花費大量時間盲目做題,而忽視程序性知識的總結(jié)和核心基礎(chǔ)知識塊的積累。仔細研究 2014 年高考電化學新題發(fā)現(xiàn),快速、準確地解答這些題型的秘訣就是使用好程序性知識以及核心基礎(chǔ)知識塊的遷移。據(jù)此,本文在解析高考新 題的基礎(chǔ)上提煉備考啟示,考生若能適當分配時間弄懂、弄熟、弄透這部分內(nèi)容,定能提高解題的清晰性、準確性和敏捷性。 一、考查電極名稱的判斷 例 1 ( 2014 年新課標 II 卷, 12 題) 2013 年 3 月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是 ( ) A.a 為電池的正極 B.電池充電反應(yīng)為 LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLi C.放電時, a 極鋰的化合價發(fā)生變化 D.放電時,溶液中 Li+從 b 向 a 遷移 【解析】鋰金屬電池中, 單質(zhì)鋰總是作負極,而且負極反應(yīng)式總是 Li-e-Li+,因此圖中含金屬鋰的 b 是電池的負極,則 a 為電池的正極, A 正確。 LiMn2O4 是鋰離子電池的正極材料,充放電過程中,發(fā)生 LiMn2O4 與 Li1-xMn2O4 之間的轉(zhuǎn)化,充電時陽極(電池的正極材料)的反應(yīng)式為:LiMn2O4-xe-xLi+Li1-xMn2O4;再將上述負極反應(yīng)式乘以 x與正極反應(yīng)式相加就得到電池 充電的總反應(yīng), B 選項正確。 LiMn2O4 中的 Mn 是 +3 價,的 Mn 是 +4 價,放電時 a 極 +4 價 Mn 降為 +3 價Mn, C 錯 誤;換一角度考慮: Li+氧化性很弱,在原電池反應(yīng)中不能得電子降價。電池的正極也叫陰極,放電時,陽極(也叫負極)產(chǎn)生的陽離子( Li+)受到陰極吸引向陰極遷移, D 正確。 【答案】 C 【備考啟示】考生復(fù)習時一定要多角度理解電極名稱的規(guī)定。原電池的電極一般稱為正、負極,從不同角度定義正、負極如下: 電解池的電極稱為陰、陽極,從不同角度定義陰、陽極如下: 二、考查電極反應(yīng)的書寫 1.遷移法書寫電極反應(yīng) 例 2 ( 2014 年海南卷, 16 題節(jié)選)鋰錳電池的體積小、 性能優(yōu)良,是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示,其中電解質(zhì) LiClO4 溶于混合有機溶劑中, Li+通過電解質(zhì)遷移入 MnO2 晶格中,生成 LiMnO2?;卮鹣铝袉栴}: ( 1)外電路的電流方向是由 _極流向 _極。(填字母) ( 2)電池正極反應(yīng)式為 。 ( 3)是否可用水代替電池中的混合有機溶劑? _(填 “ 是 ” 或 “ 否 ” ),原因是 。 【解析】( 1)該鋰錳電池來源于教材選修 4 第 75頁,活潑金屬鋰作電池負極,失去的電子由 a 極經(jīng)過導(dǎo)線流向正極 b,電流方向與之相反:由 b 極流向 a 極。 ( 2)負極是 Li 失去電子生成 Li+: Li-e-Li+;正極是MnO2 得到電子同時結(jié)合遷移入的 Li+生成 LiMnO2: MnO2+ e-+ Li+LiMnO2。 ( 3) Li 是活潑金屬,易與水反應(yīng),因此不能用水代替電池中的混合有機溶劑。 【答案】( 1) b a ( 2) MnO2+e-+Li+LiMnO2 ( 3)否 電極 Li 是活潑金屬,能與水反應(yīng) 【備考啟示】必修 2 和選修 4 上介紹過的電池有:干電池、堿性鋅錳電池、鉛蓄電池、鎳鎘電池、鋰電池、氫氧酸性燃料電池 、銀鋅電池,這些電池的構(gòu)造、電極反應(yīng)式、電池反應(yīng)式總結(jié)歸納如下表 2.公式法書寫電極反應(yīng) 例 3 ( 2014 年四川卷, 11 題節(jié)選)( 1) MnO2 可作超級電容器材料。用惰性電極電解 MnSO4 溶液可制得 MnO2,其陽極的電極反應(yīng)式是 _。 ( 2) MnO2 是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時,正極的電極反應(yīng)式是 _。 【解析】( 1)電解后 Mn2+被氧化為 MnO2,說明 Mn2+是還原劑, MnO2 是氧化產(chǎn)物,陽極的反應(yīng)式根據(jù) “ 還原劑 -ne-+介質(zhì)氧化產(chǎn)物 ” 寫為: Mn2+- 2e-+2H2OMnO2+4H+。 ( 2) MnO2 是堿性鋅錳電池的氧化劑,在堿性環(huán)境中得電子被還原為 MnO( OH),根據(jù)公式(氧化劑 + ne-還原產(chǎn)物)把正極反應(yīng)先寫為 MnO2+e-MnO ( OH),再根據(jù)電荷守恒和反應(yīng)環(huán)境顯堿性,在右邊補充 OH-,左邊補充 H2O,得MnO2+H2O+e-MnO( OH) +OH-。 【答案】( 1) Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+ ( 2) MnO2+H2O+e-MnO( OH) +OH- 【備考 啟示】公式法是書寫新型電解池(或原電池)電極反應(yīng)式的最佳方法,其書寫步驟為: 第一步:根據(jù)題中信息如總反應(yīng)方程式或原理圖中元素化合價的升降等,判斷還原劑和氧化產(chǎn)物、氧化劑和還原產(chǎn)物。 第二步:根據(jù)陽極(或電池負極)為 “ 還原劑 -ne-+介質(zhì)氧化產(chǎn)物 ” 、陰極
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