5年高考3年模拟A版天津市2020年高考化学一轮复习专题十一电化学教师用书.docx
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1、试题为word版 下载可打印编辑专题十一电化学挖命题【考情探究】考点内容解读5年考情预测热度考题示例难度关联考点原电池工作原理及应用1.通过化学能与电能的相互转化,认识常见的能量转化形式及其重要应用。2.了解原电池在实际中的应用。3.理解原电池的工作原理并正确书写电极反应和总反应方程式。2018天津理综,10(3)2016天津理综,10(1)2015天津理综,42014天津理综,6中化学反应与能量、氧化还原反应电解原理及应用1.通过化学能与电能的相互转化,认识常见的能量转化形式及其重要应用。2.理解电解池的工作原理并正确书写电极反应和总反应方程式。3.了解电解池在实际中的应用。2017天津理综
2、,3、7(4)2016天津理综,10(5)2015天津理综,9(4)中氧化还原反应金属的腐蚀与防护1.能解释金属发生电化学腐蚀的原因。2.了解金属腐蚀的危害和金属的防护措施。2018天津理综,32016天津理综,32014天津理综,1易分析解读电化学是高考命题的热点,其中原电池与电解池的工作原理、新型电池的分析及应用、金属的腐蚀与防护、电解产物的判断与计算、电极的判断与电极反应式的书写等内容是考查的重点。考查考生的科学探究与创新意识和科学态度与社会责任的素养。【真题典例】破考点【考点集训】考点一原电池工作原理及应用1.一种以石墨和过渡金属氧化物作电极材料、以固态有机高聚物作电解质溶剂的锂离子电
3、池的工作原理如图1所示,图2是合成有机高聚物的单体的结构简式。下列说法中正确的是()图1图2A.放电时,外电路电子由过渡金属氧化物电极流向石墨电极B.充电时,石墨电极作阳极,过渡金属氧化物作阴极C.图2所示的两种单体可通过缩聚反应生成有机高聚物溶剂D.有机高聚物溶剂分子中含醚键和酯基答案D2.研究小组进行如下表所示的原电池实验:实验编号实验装置实验现象连接装置5分钟后,灵敏电流计指针向左偏转,两侧铜片表面均无明显现象左侧铁片表面持续产生气泡,连接装置5分钟后,灵敏电流计指针向右偏转,右侧铁片表面无明显现象下列关于该实验的叙述中,正确的是()A.两装置的盐桥中,阳离子均向右侧移动B.实验中,左侧
4、的铜被腐蚀C.实验中,左侧电极的电极反应式为2H+2e- H2D.实验和实验中,均有O2得电子的反应发生答案D3.下图所示为锌铜原电池。下列叙述中正确的是()A.盐桥的作用是传导离子B.外电路电子由铜片流向锌片C.锌片上的电极反应式为Zn2+2e- ZnD.外电路中有0.2 mol电子通过时,铜片表面增重约3.2 g答案A考点二电解原理及应用1.垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,把垃圾渗滤液加入如图所示的电解池(电极为惰性材料)中进行净化。该净化过程分两步:第一步电解产生氧化剂,第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2。关于该过程,下列说法正确的是()A.A电极上发生还原反应B.
5、B电极为电子的流出极C.产生的氧化剂为O2D.第二步的反应为3Cl2+2NH3 N2+6HCl答案D2.电解Na2CO3溶液制取NaHCO3溶液和NaOH溶液的装置如下图所示。下列说法中不正确的是()A.阴极产生的物质A是H2B.溶液中Na+由阳极室向阴极室迁移C.阳极OH-放电,H+浓度增大,CO32-转化为HCO3-D.物质B是NaCl,其作用是增强溶液导电性答案D3.高铁酸钠(Na2FeO4)是具有紫色光泽的粉末,是一种高效绿色强氧化剂,碱性条件下稳定,可用于废水和生活用水的处理。实验室以石墨和铁钉为电极,以不同浓度的NaOH溶液为电解质溶液,控制一定电压电解制备高铁酸钠,电解装置和现象
6、如下:c(NaOH)阴极现象阳极现象1 molL-1产生无色气体产生无色气体,10 min内溶液颜色无明显变化10 molL-1产生大量无色气体产生大量无色气体,3 min后溶液变为浅紫红色,随后逐渐加深15 molL-1产生大量无色气体产生大量无色气体,1 min后溶液变为浅紫红色,随后逐渐加深下列说法中不正确的是()A.a为铁钉,b为石墨B.阴极主要发生反应:2H2O+2e- H2+2OH-C.高浓度的NaOH溶液,有利于发生Fe-6e-+8OH- FeO42-+4H2OD.制备Na2FeO4时,若用饱和NaCl溶液,可有效避免阳极产生气体答案D考点三金属的腐蚀与防护1.全世界每年因生锈损
7、失的钢铁,约占世界年产量的四分之一。一种钢铁锈蚀原理示意图如下,下列说法中不正确的是()铁锈蚀中的电化学过程A.缺氧区:Fe-2e- Fe2+B.富氧区:O2+2H2O+4e- 4OH-C.Fe失去的电子通过电解质溶液传递给O2D.隔绝氧气或电解质溶液均可有效防止铁生锈答案C2.利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。实验装置实验编号浸泡液pH氧气浓度随时间的变化1.0 mol/L NH4Cl50.5 mol/L(NH4)2SO451.0 mol/L NaCl70.5 mol/L Na2SO47下列说法不正确的是()A.上述正极反应均为O2+4e-+2H2O 4OH-B.在不同溶液中,Cl
8、-是影响吸氧腐蚀速率的主要因素C.向实验中加入少量(NH4)2SO4固体,吸氧腐蚀速率加快D.在300 min内,铁钉在酸性溶液中的平均吸氧腐蚀速率大于中性溶液中的平均吸氧腐蚀速率答案B3.生铁在pH=2和pH=4的盐酸中发生腐蚀。在密闭容器中,用压强传感器记录该过程的压强变化,如下图所示。下列说法中不正确的是()A.两容器中负极反应均为Fe-2e- Fe2+B.曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化C.曲线b记录的容器中正极反应是O2+4e-+2H2O 4OH-D.在弱酸性溶液中,生铁能发生吸氧腐蚀答案C炼技法【方法集训】方法1原电池正、负极的判断及电极反应式的书写1.一种锂铜可充电电池,
9、工作原理如图所示。在该电池中,非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片(LISICON)隔开。下列说法中不正确的是()A.陶瓷片允许Li+通过,不允许水分子通过B.放电时,N为电池的正极C.充电时,阴极反应为Li+e- LiD.充电时,接线柱A应与外接电源的正极相连答案D2.根据图示,下列判断正确的是()A.电子从Zn极流出,流入Fe极,经盐桥回到Zn极B.烧杯b中发生的电极反应为Zn-2e- Zn2+C.烧杯a中发生的反应为O2+4H+4e- 2H2O,溶液pH降低D.向烧杯a中加入少量K3Fe(CN)6溶液,有蓝色沉淀生成答案B3.科学家研制出了一种新型的锂空气电池,其工作原理如图
10、所示。关于该电池的说法中不正确的是()A.回收水性电解液可制取锂B.可将有机电解液改为水溶液C.正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-D.电池总反应方程式为4Li+O2+2H2O 4LiOH答案B方法2电解池中阴、阳极的判断与电极反应式的书写1.如图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图,下列叙述正确的是()A.a为电源的正极B.通电一段时间后,石墨电极附近溶液先变红C.Fe电极的电极反应:4OH-4e- 2H2O+O2D.电解饱和食盐水的总反应:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2答案D2.某兴趣小组为了分析电解硝酸溶液时放电的离子,设计了如图装置进行实验(石墨电极)。电解过
11、程中,X极产生了红棕色气体,则下列说法中不合理的是()A.a极为负极,b极为正极B.电解时,Y极附近溶液pH降低C.相同条件下,阴、阳两极产生的气体体积比是21D.X极的电极反应式是2H+NO3-+e- NO2+H2O答案C过专题【五年高考】考点一原电池工作原理及应用A组自主命题天津卷题组1.(2015天津理综,4,6分)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO42-)减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡答案C
12、2.(2014天津理综,6,6分)已知:锂离子电池的总反应为:LixC+Li1-xCoO2 C+LiCoO2锂硫电池的总反应为:2Li+S Li2S有关上述两种电池说法正确的是()A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应C.理论上两种电池的比能量相同D.如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电答案B3.(2016天津理综,10,节选)氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:。答案(1)污染小可再
13、生来源广资源丰富燃烧热值高(任写其中2个)H2+2OH-2e- 2H2OB组统一命题、省(区、市)卷题组4.(2018北京理综,12,6分)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是()A.对比,可以判定Zn保护了FeB.对比,K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C.验证Zn保护Fe时不能用的方法D.将Zn换成Cu,用的方法可判断Fe比Cu活泼答案D5.(2018课标,11,6分)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列
14、说法正确的是() A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O2-x 2Li+(1-x2)O2答案D6.(2016课标,11,6分)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A.负极反应式为Mg-2e- Mg2+B.正极反应式为Ag+e- AgC.电池放电时Cl-由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg+2H2O Mg(OH)2+H2答案B7.(2016课标,11,6分)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Z
15、n+O2+4OH-+2H2O 2Zn(OH)42-。下列说法正确的是()A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小C.放电时,负极反应为:Zn+4OH-2e- Zn(OH)42-D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)答案C8.(2015课标,11,6分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O答案A9.
16、(2018海南单科,8,4分)一种镁氧电池如图所示,电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭,电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是()A.电池总反应式为:2Mg+O2+2H2O 2Mg(OH)2B.正极反应式:Mg-e- Mg2+C.活性炭可以加快O2在负极上的反应速率D.电子的移动方向由a经外电路到b答案C10.(2014课标,12,6分)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()A.a为电池的正极B.电池充电反应为LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLiC.放电时,a极锂的化合价发生变化D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移答案C11.(2017课标,
17、11,6分)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS8 8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多答案D12.(2015课标,26,14分)酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnO
18、OH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:溶解度/(g/100 g水)温度/化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列问题:(1)该电池的正极反应式为,电池反应的离子方程式为。(2)维持电流强度为0.5 A,电池工作5分钟,理论上消耗锌g。(已知F=96 500 Cmol-1)(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通过分离回收;滤渣的主要成分是
19、MnO2、和,欲从中得到较纯的MnO2,最简便的方法为,其原理是。(4)用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:加稀H2SO4和H2O2溶解,铁变为,加碱调节至pH为时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于110-5 molL-1时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至pH为时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1 molL-1)。若上述过程不加H2O2后果是,原因是。答案(1)MnO2+H+e- MnOOH2MnO2+Zn+2H+ 2MnOOH+Zn2+(每空1分,共2分)注:式中Zn2+可写为Zn(NH3)42+、Zn(NH3)2Cl2等,H+可写为NH4
20、+(2)0.05(2分)(3)加热浓缩、冷却结晶碳粉MnOOH空气中加热碳粉转变为CO2,MnOOH氧化为MnO2(每空1分,共5分)(4)Fe3+2.76Zn2+和Fe2+分离不开Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近(每空1分,共5分)C组教师专用题组13.(2016四川理综,5,6分)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为:Li1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是()A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移B.放电时,负极的电极反应式为LixC6-xe- xLi+C6C.充电时,若转移1 mol e-,石墨(C
21、6)电极将增重7x gD.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+答案C14.(2016浙江理综,11,6分)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO2+2nH2O 4M(OH)n已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高C.M-空气电池放电过程的正极反应式:
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