2017屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)(解題策略)知識篇 P6電化學(xué)試題的分析與技巧

1、中山紀念中學(xué)2017高考化學(xué)一輪學(xué)生自學(xué)：知識篇6電化學(xué)試題的分析與技巧本專題的試題包括：新型電池，溶液中離子的放電順序，電解后溶液pH的求算，原電池、電解池、電鍍池的比較分析等。在解題時，所涉及到的方法有正逆判析、電荷守恒、電子守恒等。其主體內(nèi)容如下：1原電池、電解池、電鍍池的比較2用惰性電極對電解質(zhì)溶液進行電解時的各種變化情況比較注：電解CuCl2溶液，從理論上講，其濃度減小，水解產(chǎn)生的(H+)減小，pH增大。但實際上，陽極產(chǎn)生的Cl2不可能全部析出，而有一部分溶于陽極區(qū)溶液中，且與H2O反應(yīng)生成HCl和HClO，故pH減小。經(jīng)典題：例題1：（歷年上海高考題）：有a、b、c、d四種金屬。將

2、a與b用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，b不易腐蝕。將a、d分別投入等濃度鹽酸中，d比a反應(yīng)劇烈。將銅浸入b的鹽溶液里，無明顯變化。如果把銅浸入c的鹽溶液里，有金屬c析出。據(jù)此判斷它們的活動性由強到弱的順序是（）AacdbBdabcCdbacDbadc例題2：（歷年全國高考題）：用兩支惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解，當電解液的pH值從6.0變?yōu)?.0時（設(shè)陰極沒有H2放出，且電解液體積不變），電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是（）A27mgB54mgC108mgD216mg例題3：（歷年全國高考）下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是（）A銅鋅原電池中銅是正極B用電解法精煉粗銅時銅作陽極C在鍍件上

3、電鍍銅時可用金屬銅作陽極D電解稀硫酸制H2、O2時銅作陽極（例題4：歷年全國高考）實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣,已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應(yīng)：今若制得Cl20.050mol,這時電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是()A0.025molB0.050molC0.10molD0.20mol（例題5：歷年全國高考）銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,它的充電和放電過程可以表示為：在此電池放電時,負極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（）AAgBZn(OH)2CAg2ODZn例題6：（歷年全國高考）下圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況

4、的是()例題7：（歷年蘇、浙、吉高考理科綜合）：熔融鹽燃燒電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃氣，制得在650下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：陽極反應(yīng)式：2CO+2CO32-4CO2+4e陰極反應(yīng)式：，總電池反應(yīng)式：。例題8：（歷年上海高考）氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下：粗鹽H2ONaOHNa2CO3Cl2H2化鹽精制沉渣電解10%NaOH、16%NaCl溶液脫鹽NaCl晶體50%NaOH溶液依據(jù)上圖，完成下列填空：（1）在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)

5、生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。與電源負極相連的電極附近，溶液pH（選填：不變、升高或下降）（2）工業(yè)食鹽含Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)。精制過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為，。（3）如果粗鹽中SO42含量較高，必須添加鋇試劑除去SO42，該鋇試劑可以是（選填a，b。c多選扣分）aBa（OH）2bBa（NO3）2cBaCl2（4）為有效除去Ca2+、Mg2+、SO42，加入試劑的合理順序為（選填a，b，c多選扣分）a先加NaOH，后加Na2CO3，再加鋇試劑b先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na2CO3c先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na2CO3（5）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過、冷卻、（

6、填寫操作名稱）除去NaCl。（6）在隔膜法電解食鹽水時，電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)，防止Cl2與NaOH反應(yīng)；采用無隔膜電解冷的食鹽水時，Cl2與NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H2，相應(yīng)的化學(xué)方程式為。課堂練習(xí)：Zn2例題1：常見鋅錳干電池在放電時的總反應(yīng)可表示為：（s）+2MnO（s）+2NH4+=Zn2+Mn2O3（s）+2NH3+2H2O，該電池放電時，正極區(qū)發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是()AZnB只有MnO2CMnO2和NH4+DZn2+和NH3例題2：在常溫下，用惰性電極電解飽和Na2CO3溶液，下列說法中不正確的是()A溶液的pH不變B溶液中Na2CO3的物質(zhì)的量不變CNa2CO3溶液

7、的濃度不變DNa2CO3的水解程度不變例題3：從H、Cu2、Na、SO2、Cl5種離子中兩兩恰當?shù)亟M成電解質(zhì)，按下列要求進4行電解：(1)以碳棒為電極，電解過程中電解質(zhì)質(zhì)量減少，水量不變，則采用的電解質(zhì)是_。(2)以碳棒為電極，電解過程中電解質(zhì)質(zhì)量不變，水量減少，則采用的電解質(zhì)是_。(3)以碳棒為陽極，鐵棒為陰極，電解過程中電解質(zhì)和水量都減少，則電解質(zhì)是_。例題4：將K2MnO4溶液酸化時，可制得KMnO4：3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2O，但最高產(chǎn)率只有66.7%，所以制取KMnO4常用電解法，即以鐵、石墨作電極電解K2MnO4溶液，則下列有關(guān)敘述正確的是（）A鐵作陽

8、極，電極反應(yīng)為：Fe-2e=Fe2+B鐵作陽極，電極反應(yīng)為：2H+2e=H2C石墨作陽極，電極反應(yīng)為：MnO42-e=MnO4D石墨作陰極，電極反應(yīng)為：4OH-4e=O2+2H2O例題5：某工廠用離子交換膜電解槽電解飽和食鹽水以制得H2和Cl2，并以獲得的氣體來生產(chǎn)鹽酸。生產(chǎn)鹽酸時，將電解后所得Cl2和H2按體積比為11.15的比例送入合成爐燃燒器中燃燒。從合成爐上部出來的氣體（400）經(jīng)空氣冷卻至130左右，再經(jīng)石墨冷卻器冷卻至2030，進入第一干燥塔，用90%左右的硫酸噴淋干燥，出來的氣體進入第二干燥塔，用98%的濃硫酸干燥脫水，最后進入降膜式吸收塔用稀酸吸收，生成濃度為35%的鹽酸從底部

9、流出，冷卻后入成品貯槽，未被吸收的氣體再用水吸收，變成稀酸后進入降膜式吸收塔用以吸收HCl氣體。（1）粗鹽中混有Ca2+、Mg2+、SO42-、泥砂等雜質(zhì)，請你設(shè)計一個最合理的除雜質(zhì)實驗方案，并寫明簡要的操作步驟和有關(guān)的離子方程式。（2）進入合成爐內(nèi)的Cl2與H2的體積比為何要11.15？能否使Cl2過量？（3）如果該廠每臺電解槽每天耗食鹽1770kg(NaCl含量95%)，按以上操作，在有20%損耗時，可生產(chǎn)多少噸35%的鹽酸？例題6：關(guān)于“電解氯化銅溶液時的pH變化”問題，化學(xué)界有“以下兩種不同的觀點：觀點一：理論派”認為電解氯化銅溶液后溶液的pH升高。觀點二：“實驗派”經(jīng)過反復(fù)、多次、精

10、確的實驗測定，證明電解氯化銅溶液時pH值的變化如右圖曲線關(guān)系。請回答下列問題：4321電解前氯化銅溶液的pH值處于A點位置的原因是：（用離子方程式說明）。051015“理論派”所持觀點的理論依據(jù)是：。“實驗派”的實驗結(jié)論是，他們所述“精確實驗”是通過確定的。你持何種觀點？你所持觀點的理由是（從化學(xué)原理加以簡述）。例題7：鉻是一種用途廣泛的化工原料，但六價鉻具有強烈的致癌作用，且又是一種嚴重的污染物。工業(yè)上為了處理含Cr2O72-酸性工業(yè)廢水，按下面的方法處理：往工業(yè)廢水中加入適量NaCl，以鐵為電極進行電解，經(jīng)過一段時間有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放標準

11、。試回答：（1）加入適量NaCl是為了；（2）電極反應(yīng)式：陽極，陰極；（3）由Cr2O72-變Cr3+的離子方程式為；（4）工業(yè)廢水由酸性變堿性原因是；（5）能否改用石墨電極？原因是什么？小結(jié)：1判斷兩種金屬單質(zhì)活動性的強弱可以從多角度比較，歸納起來主要有根據(jù)元素周期表中的位置，根據(jù)金屬活動性順序表，置換反應(yīng)，相同條件下金屬失去電子的能力，相同條件下金屬陽離子得電子的能力，原電池正、負極中的金屬電極等。判斷金屬腐蝕的快慢程度一般由快到慢的順序為：電解池中的陽極原電池中的負極無保護措施的金屬原電池中的正極電解池中的陰極。2新型原電池及電解池中反應(yīng)原理及電極反應(yīng)式的書寫是高考化學(xué)的熱點題型。此類試

12、題的解題思路一般為：從電解產(chǎn)物或現(xiàn)象或電極反應(yīng)式判斷電源的正負極（或極板的陰陽極）確定極板材料是惰性材料還是某種金屬材料拆分參與電極反應(yīng)的所有材料以確定反應(yīng)物與生成物書寫電極反應(yīng)與總反應(yīng)式確定電解質(zhì)溶液中溶質(zhì)的變化。若需計算，可采用電子守恒法。3離子的放電順序的比較陽極（失電子）：金屬（Pa、Au除外）S2IBrClOH含氧酸根離子F。陰極（得電子）：Ag+Hg2+Cu2+Pb2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。當H+與Pb2+、Fe2+、Zn2+濃度相同時，得電子能力H+Pb2+Fe2+Zn2+。注意：（1）由于失電子能力OH含氧酸根離子F，所以含氧酸根離子及F不會在

13、水溶液中失去電子，而是OH離子失電子產(chǎn)生O2。（2）由于得電子能力H+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+，所以Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+等活潑金屬陽離子不會在水溶液中得電子，而是H+得電子產(chǎn)生H2。（3）除Pa、Au等不活潑金屬外，金屬作陽極，均為金屬失去電子。4電解后電解質(zhì)溶液的恢復(fù)要使電解后溶液恢復(fù)到原狀況，只需將陰陽兩極析出的物質(zhì)相互反應(yīng)后加入即可。如用惰性電極電解CuCl2溶液，陽極析出Cl2，陰極析出Cu，電解后加入CuCl2即可。如用惰性電極電解CuSO4溶液，陽極析出O2，陰極析出Cu，電解后加入CuO即可。如用惰性電極電解NaCl溶液，陽極析出Cl2，陰極析出H

14、2，電解后加入HCl即可。如用惰性電極電解NaCO3溶液，陽極析出O2，陰極析出H2，電解后加入H2O即可。5電解反應(yīng)類型剖析以惰性電極電解酸、堿、鹽的水溶液，根據(jù)離子的放電順序可以總結(jié)出如下規(guī)律：（1）水不參加反應(yīng)，相當于溶質(zhì)分解，如無氧酸，不活潑金屬的無氧酸鹽。電解HCl溶液：2HClH2+Cl2電解CuCl2溶液：CuCl2Cu+Cl2（2）只有水參加的反應(yīng)，相當于電解水，如含氧酸、強堿、活潑金屬的含氧酸鹽。陽極：4OH4e=O2+2H2O，陰極：4H+4e=2H2?？偡磻?yīng)：2H2O2H2+O2（3）水和溶質(zhì)均參加反應(yīng)，如活潑金屬的無氧酸鹽和不活潑金屬的含氧酸鹽。電解NaCl溶液：2Na

15、Cl+2H2OH2+Cl2+2NaOH電解CuSO4溶液：2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4電解AgNO3溶液：4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO36串聯(lián)電路放電情況在串聯(lián)電路中，各電極（正負極或陰陽極）的得失電子數(shù)均相等。有關(guān)此類試題的計算，可通過得失電子守恒予以獲解。課后練習(xí)：1蓄電池在放電時起原電池的作用，在充電時起電解池的作用。下式是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)：Fe+NiO2+2H2OFe（OH）2+Ni（OH）2。下列有關(guān)對愛迪生蓄電池的推斷錯誤的是（）A放電時，F(xiàn)e是負極，NiO2是正極B充電時陰極上的電極反應(yīng)式為：Fe（OH）2+2e-=Fe

16、+2OH-C放電時電解質(zhì)溶液中的陰離子是向正極方向移動D蓄電池的電極必須浸入堿性電解質(zhì)溶液中2用惰性電極電解M（NO3）x的水溶液，當陰極上增重ag時，在陽極上同時產(chǎn)生bL氧氣（標準狀況），從而可知M的原子量為（）ABCD3甲、乙兩個電解池均以鉑為電極，且互相串聯(lián)，甲池盛有AgNO3溶液，乙池中盛有一定量的某鹽溶液，通電一段時間后，測得甲池電極質(zhì)量增加2.16g，乙池電極上析出0.24g金屬，則乙池中的溶質(zhì)可能是（）ACuSO4BMgSO4CAl（NO3）3DNa2SO44將K2MnO4溶液酸化時，可制得KMnO4：3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2O，但最高產(chǎn)率只有66.

17、7%，所以制取KMnO4常用電解法，即以鐵、石墨作電極電解K2MnO4溶液，則下列有關(guān)敘述正確的是（）A鐵作陽極，電極反應(yīng)為：Fe-2e=Fe2+B鐵作陽極，電極反應(yīng)為：2H+2e=H2C石墨作陽極，電極反應(yīng)為：MnO42-e=MnO4-D石墨作陰極，電極反應(yīng)為：4OH-4e=O2+2H2O5右圖中每一方格表示有關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物，其中粗框表示初始反應(yīng)物（反應(yīng)時加入的水或生成的水，以及生成沉淀時的其它產(chǎn)物均已略去）。填寫下列空白：（1）物質(zhì)B是，F(xiàn)是，J是。（2）反應(yīng)的離子方程式為：，I加入D生成J的化學(xué)方程式為。（3）說明H加入D生成J的原因：。6由于Fe（OH）2極易被氧化，所以實驗室

18、難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe（OH）2沉淀。若用右圖所示實驗裝置可制得純凈的Fe（OH）2沉淀。兩極材料分別為石墨和鐵。a電極材料為，其電極反應(yīng)式為。電解液d可以是，則白色沉淀在電極上生成；也可以是，則白色沉淀在兩極之間的溶液中生成。A純水BNaCl溶液CNaOH溶液DCuCl2液體c為苯，其作用是，在加入苯之前，對d溶液進行加熱處理的目的是。為了在短時間內(nèi)看到白色沉淀，可以采取的措施是。A改用稀硫酸做電解液B適當增大電源電壓C適當縮小兩電極間距離D適當降低電解液溫度若d改為Na2SO4溶液，當電解一段時間，看到白色沉淀后，再反接電源，繼續(xù)電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為。7銀器皿日久表面逐漸變黑色，這是由于生成硫化銀，有人設(shè)計用原電池原理加以除去，其處理方法為：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時間后，黑色會褪去而銀不會損失。試回答：在此原電