202X版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題8化學(xué)能與電能課件

1、專題8 化學(xué)能與電能高考化學(xué)高考化學(xué) (江蘇省專用)A A組組 自主命題自主命題江蘇卷題組江蘇卷題組五年高考1.(2019江蘇單科,10,2分)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)后,置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是()A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-3e- Fe3+B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕考點(diǎn)一原電池原理及應(yīng)用考點(diǎn)一原電池原理及應(yīng)用答案答案C本題涉及的考點(diǎn)為金屬的電化學(xué)腐蝕,考查了考生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力,體現(xiàn)了證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科核心素養(yǎng)。鐵作負(fù)極

2、,Fe-2e- Fe2+,A不正確;電化學(xué)腐蝕過程中化學(xué)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能,還有部分轉(zhuǎn)化為熱能,B不正確;活性炭的存在構(gòu)成了原電池,加快了負(fù)極鐵的腐蝕,C正確;以水代替NaCl溶液,鐵仍然能發(fā)生吸氧腐蝕,只是吸氧腐蝕的速率會(huì)減慢,D不正確。知識(shí)總結(jié)知識(shí)總結(jié) 在中性或極弱的酸性環(huán)境中鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕,正極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e- 4OH-;在酸性環(huán)境中鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕,正極的電極反應(yīng)式為2H+2e- H2。2.(2018江蘇單科,10,2分)下列說法正確的是()A.氫氧燃料電池放電時(shí)化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能B.反應(yīng)4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常溫下可自發(fā)進(jìn)行,該反應(yīng)為

3、吸熱反應(yīng)C.3 mol H2與1 mol N2混合反應(yīng)生成NH3,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于66.021023D.在酶催化淀粉水解反應(yīng)中,溫度越高淀粉水解速率越快答案答案C本題考查燃料電池、反應(yīng)自發(fā)性、阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用及酶的活性與溫度的關(guān)系。氫氧燃料電池放電過程中,化學(xué)能除轉(zhuǎn)化為電能外,還有熱能的產(chǎn)生,A錯(cuò)誤;4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)是一個(gè)熵減反應(yīng),而該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)必為放熱反應(yīng),B錯(cuò)誤;N2與H2合成NH3的反應(yīng)為可逆反應(yīng),故3 mol H2與1 mol N2不能完全轉(zhuǎn)化為NH3,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于66.021023,C正確;酶的活性與溫度有關(guān),溫度過高,使

4、酶失去生理活性,D錯(cuò)誤。誤區(qū)警示誤區(qū)警示 本題容易忽視合成氨是可逆反應(yīng)。3.(2015江蘇單科,10,2分)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是()A.反應(yīng) CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移12 mol電子B.電極A上H2參與的電極反應(yīng)為:H2+2OH-2e- 2H2OC.電池工作時(shí),C向電極B移動(dòng)D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2CO2+4e- 2C 23O23O答案答案DA項(xiàng),由化合價(jià)變化知,每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移6 mol電子;B項(xiàng),電極A為負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)為H2-2e-+C H2O+CO2;C項(xiàng),電池工作時(shí),C向電極A

5、移動(dòng);D項(xiàng),電極B是正極,電極反應(yīng)為O2+4e-+2CO2 2C。23O23O23O4.(2013江蘇單科,9,2分)Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液,示意圖如下。該電池工作時(shí),下列說法正確的是()A.Mg電極是該電池的正極B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.石墨電極附近溶液的pH增大D.溶液中Cl-向正極移動(dòng) 答案答案C該電池中Mg電極為負(fù)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;石墨電極為正極,H2O2得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為H2O2+2e-2OH-,電極附近溶液pH增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;溶液中Cl-移向Mg電極,即Cl-向負(fù)極移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。方法歸納方法歸納 原

6、電池正、負(fù)極判斷的常用方法:若兩電極均為金屬材料,則較活潑金屬一般作負(fù)極;若兩電極分別為金屬和非金屬材料,則金屬材料作負(fù)極。在原電池工作時(shí),被不斷消耗的電極一般為負(fù)極。電子流出的電極為負(fù)極,陰離子移向的電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為負(fù)極。對(duì)于燃料電池,非O2通入的電極一般為負(fù)極。5.(2010江蘇單科,11,4分)下圖是一種航天器能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是()A.該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化B.裝置Y中負(fù)極的電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e-4OH-C.裝置X能實(shí)現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生D.裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的零排放,并能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能間的完全轉(zhuǎn)化答案

7、答案CA項(xiàng),系統(tǒng)中存在光能電能、電能化學(xué)能、化學(xué)能電能、電能機(jī)械能等多種形式的能量轉(zhuǎn)化;B項(xiàng),Y中負(fù)極的電極反應(yīng)式為H2-2e-2H+;C項(xiàng),裝置X可電解水生成H2和O2;D項(xiàng),無論是原電池還是電解池都不可能實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能間的完全轉(zhuǎn)化。6.2016江蘇單科,20(1)(2),7分鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物)、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。(1)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2的酸性廢水通過鐵炭混合物,在微電池正極上Cr2轉(zhuǎn)化為Cr3+,其電極反應(yīng)式為 。(2)在相同條件下,測(cè)量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對(duì)水中Cu2+和Pb2+的去除率,結(jié)果如下圖所示。

8、27O27O當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時(shí),也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是 。當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時(shí),隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是 。答案答案(7分)(1)Cr2+14H+6e-2Cr3+7H2O(2分)(2)活性炭對(duì)Cu2+和Pb2+有吸附作用(2分)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,鐵炭混合物中微電池?cái)?shù)目減少(3分)27O解析解析(2)活性炭具有吸附作用,可以吸附少量的Cu2+和Pb2+。鐵炭混合物去除Cu2+和Pb2+是通過發(fā)生置換反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的,且發(fā)生的是原電池反應(yīng)(Fe為負(fù)極,活性炭為正極),當(dāng)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到一定數(shù)值后,隨著

9、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,活性炭的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少,鐵炭混合物中微電池的數(shù)目減少,所以Cu2+和Pb2+的去除率下降。易錯(cuò)警示易錯(cuò)警示在書寫電極反應(yīng)式時(shí),一定要關(guān)注電解質(zhì)溶液的環(huán)境。如此題中已告知是酸性廢水,因此在書寫時(shí)應(yīng)用“H+”平衡電荷。知識(shí)拓展知識(shí)拓展 活性炭是一種多孔物質(zhì),有很強(qiáng)的吸附能力,可用于吸附有害氣體、去除異味、吸附一些可溶性物質(zhì)。7.2012江蘇單科,20(1)(3),6分鋁是地殼中含量最高的金屬元素,其單質(zhì)及合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日趨廣泛。(1)真空碳熱還原-氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁,其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3

10、CO(g) H=a kJmol-13AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g) H=b kJmol-1反應(yīng)Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)的H= kJmol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)。Al4C3是反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物。Al4C3與鹽酸反應(yīng)(產(chǎn)物之一是含氫量最高的烴)的化學(xué)方程式為 。(3)鋁電池性能優(yōu)越,Al-AgO電池可用作水下動(dòng)力電源,其原理如下圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 答案答案(1)a+bAl4C3+12HCl4AlCl3+3CH4(3)2Al+3AgO+2NaOH2NaAlO2+3Ag+H2O解析解析(1)根據(jù)蓋斯定律,把已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式直

11、接相加得H=(a+b) kJmol-1。根據(jù)題干信息推知產(chǎn)物之一為CH4,則可順利寫出化學(xué)方程式。(3)結(jié)合題圖可以判斷Al為負(fù)極,AgO/Ag為正極,電解質(zhì)溶液為NaOH/NaAlO2溶液,電池反應(yīng)為2Al+2NaOH+3AgO2NaAlO2+3Ag+H2O?？键c(diǎn)二電解原理及應(yīng)用考點(diǎn)二電解原理及應(yīng)用8.2019江蘇單科,20(2),4分CO2的資源化利用能有效減少CO2排放,充分利用碳資源。(2)電解法轉(zhuǎn)化CO2可實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如圖2。圖2寫出陰極CO2還原為HCOO-的電極反應(yīng)式: 。電解一段時(shí)間后,陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低,其原因是 。答案

12、答案(2)CO2+H+2e- HCOO-或CO2+HC+2e- HCOO-+C陽極產(chǎn)生O2,pH減小,HC濃度降低;K+部分遷移至陰極區(qū)3O23O3O解析解析(2)CO2、HCOO-中碳元素化合價(jià)分別為+4、+2價(jià),陰極電極反應(yīng)式為CO2+2e-+H+HCOO-。陽極區(qū)生成O2:4OH-4e-O2+2H2O(或2H2O-4e-O2+4H+),溶液pH減小,HC與H+反應(yīng)生成CO2逸出,K+部分通過陽離子交換膜移向陰極區(qū),故陽極區(qū)KHCO3溶液濃度降低。3O9.2017江蘇單科,16(4)(5),6分鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的

13、一種工藝流程如下:注:SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。(4)“電解”是電解Na2CO3溶液,原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為 ,陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為 。(5)鋁粉在1 000 時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合,有利于AlN的制備,其主要原因是 。答案答案(4)4C+2H2O-4e-4HC+O2H2(5)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜23O3O解析解析(4)陽極應(yīng)是H2O電離出的OH-放電,生成O2和H+,在Na2CO3溶液充足的條件下,H+與C反應(yīng)生成HC,故陽極的電極反應(yīng)式為:4C+2H2O-4e-4HC+O2;陰極

14、的電極反應(yīng)式為:4H2O+4e-2H2+4OH-,所以物質(zhì)A為H2。(5)鋁粉表面有Al2O3薄膜,阻礙反應(yīng)的進(jìn)行,而添加少量NH4Cl固體,NH4Cl分解生成的HCl能與Al2O3反應(yīng),破壞Al2O3薄膜,有利于Al和N2反應(yīng)。23O3O23O3O10.2014江蘇單科,20(1),4分硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。(1)將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如圖所示的電解池的陽極區(qū)進(jìn)行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng):S2-2e-S(n-1)S+S2-寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式: 。電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì),其離子方程式可寫成 。2

15、Sn答案答案(4分)(1)2H2O+2e-H2+2OH-+2H+(n-1)S+H2S2Sn解析解析(1)由電解原理知,陰極發(fā)生還原反應(yīng),又因?yàn)槭菈A性溶液中,所以電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2+2OH-。由題意知,在酸性條件下生成單質(zhì)S,所以離子方程式為+2H+(n-1)S+H2S。2Sn2Sn11.2011江蘇單科,20(4)(5),4分氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=206.2 kJmol-1CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=247.4 kJmol-12H2S(g)2H2(g)

16、+S2(g) H=169.8 kJmol-1(4)電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液制氫的裝置示意圖見圖乙(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。電解時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為 。圖乙(5)Mg2Cu是一種儲(chǔ)氫合金。350 時(shí),Mg2Cu與H2反應(yīng),生成MgCu2和僅含一種金屬元素的氫化物(其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.077)。Mg2Cu與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。答案答案(4)CO(NH2)2+8OH-6e-C+N2+6H2O(5)2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2 23O解析解析(4)CO(NH2)2在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),氮元素被氧化生成的N2從陽極區(qū)逸出,碳元素的化合價(jià)不變,

17、在堿性條件下以C的形式留在溶液中。(5)根據(jù)原子守恒可確定該氫化物只能是鎂的氫化物,再根據(jù)氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可確定其化學(xué)式。23OB B組組 統(tǒng)一命題、省統(tǒng)一命題、省( (區(qū)、市區(qū)、市) )卷題組卷題組考點(diǎn)一原電池原理及應(yīng)用考點(diǎn)一原電池原理及應(yīng)用1.(2019課標(biāo),12,6分)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如下所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法條件溫和,同時(shí)還可提供電能B.陰極區(qū),在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+ 2H+2MV+C.正極區(qū),固氮酶為催化劑,N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換

18、膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)答案答案B本題涉及原電池的工作原理及應(yīng)用,以生物燃料電池為載體考查學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力。借助不同形式的能量轉(zhuǎn)化過程,體現(xiàn)了宏觀辨識(shí)與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)和關(guān)注社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步、生產(chǎn)生活的價(jià)值觀念。A項(xiàng),現(xiàn)有工業(yè)合成氨的反應(yīng)條件是高溫、高壓、催化劑,則題述方法合成氨條件更為溫和,同時(shí)可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,正確;B項(xiàng),陰(正)極區(qū),在固氮酶催化作用下發(fā)生反應(yīng)N2+6H+6MV+ 2NH3+6MV2+,錯(cuò)誤;C項(xiàng),由B項(xiàng)分析可知正極區(qū)N2被還原為NH3,正確;D項(xiàng),原電池工作時(shí),質(zhì)子(H+)通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng),正確。思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥 根據(jù)電極反應(yīng)類

19、型確定電極名稱。左電極:MV+MV2+發(fā)生氧化反應(yīng),故為負(fù)極,則右電極為正極。2.(2019天津理綜,6,6分)我國(guó)科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅-碘溴液流電池,其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲(chǔ)存電解質(zhì)溶液,提高電池的容量。下列敘述不正確的是()A.放電時(shí),a電極反應(yīng)為I2Br-+2e- 2I-+Br-B.放電時(shí),溶液中離子的數(shù)目增大C.充電時(shí),b電極每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化D.充電時(shí),a電極接外電源負(fù)極答案答案D本題涉及原電池正負(fù)極的判斷、電極反應(yīng)式的書寫等知識(shí),通過工作原理示意圖的分析,考查學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力。新型高能電池的原理應(yīng)用體現(xiàn)

20、了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科核心素養(yǎng)。由工作原理示意圖中Zn2+遷移的方向可判斷放電時(shí)a為正極,b為負(fù)極。放電時(shí),a極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),使溶液中離子數(shù)目增大,A、B項(xiàng)正確;充電時(shí),a極接外接電源的正極,D項(xiàng)錯(cuò)誤;充電時(shí),b極為陰極,電極反應(yīng)式為Zn2+2e- Zn,每增重0.65 g,轉(zhuǎn)移0.02 mol電子,a極為陽極,電極反應(yīng)式為2I-+Br-2e- I2Br-,轉(zhuǎn)移0.02 mol電子,有0.02 mol I-被氧化,C項(xiàng)正確。解題思路解題思路 根據(jù)示意圖判斷電池的正、負(fù)極,再結(jié)合圖中微粒變化的情況書寫出電極反應(yīng)式,根據(jù)兩極轉(zhuǎn)移電子守恒作出正確計(jì)算。3.(2015課標(biāo),11,6分)微

21、生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法的是()A.正極反應(yīng)中有CO2生成B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C.質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O26CO2+6H2O錯(cuò)誤答案答案A根據(jù)微生物電池工作原理示意圖可知:C6H12O6在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為-24e-+6H2O 6CO2+24H+;O2在正極上發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為6O2+24e-+24H+ 12H2O。負(fù)極有CO2生成,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移,正確;C項(xiàng),質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū),正確;D項(xiàng),電池總

22、反應(yīng)為C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O,正確。6126C H O4.(2016課標(biāo),11,6分)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述的是()A.負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-Mg2+B.正極反應(yīng)式為Ag+e-AgC.電池放電時(shí)Cl-由正極向負(fù)極遷移D.負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2OMg(OH)2+H2錯(cuò)誤答案答案BMg-AgCl電池中,Mg為負(fù)極,AgCl為正極,故正極反應(yīng)式應(yīng)為AgCl+e-Ag+Cl-,B項(xiàng)錯(cuò)誤。思路分析思路分析 結(jié)合反應(yīng)原理,根據(jù)元素化合價(jià)的變化,判斷放電時(shí)的正、負(fù)極,再結(jié)合電解質(zhì)的性質(zhì)書寫電極反應(yīng)式。5.(2016課標(biāo),11,6分)鋅空氣

23、燃料電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力電源,電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反應(yīng)為2Zn+O2+4OH-+2H2O2Zn(OH。下列說法正確的是()A.充電時(shí),電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動(dòng)B.充電時(shí),電解質(zhì)溶液中c(OH-)逐漸減小C.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為:Zn+4OH-2e-Zn(OHD.放電時(shí),電路中通過2 mol電子,消耗氧氣22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)24)24)答案答案C充電時(shí)為電解池,溶液中的陽離子向陰極移動(dòng),發(fā)生的反應(yīng)為2Zn(OH2Zn+O2+4OH-+2H2O,電解質(zhì)溶液中c(OH-)增大,故A項(xiàng)、B項(xiàng)均錯(cuò)誤;放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn+4OH-2e-Zn(OH,故C項(xiàng)正確;每消耗1 mol O2電路中通

24、過4 mol電子,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。24)24)6.(2015課標(biāo),26,14分)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:溶解度/(g/100 g水)溫度/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回答下列問題:(1)該電池的正極反應(yīng)式為 ,電池反應(yīng)

25、的離子方程式為 。(2)維持電流強(qiáng)度為0.5 A,電池工作5分鐘,理論上消耗鋅 g。(已知F=96 500 Cmol-1)(3)廢電池糊狀填充物加水處理后,過濾,濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通過 分離回收;濾渣的主要成分是MnO2、 和 ,欲從中得到較純的MnO2,最簡(jiǎn)便的方法為 ,其原理是 。(4)用廢電池的鋅皮制備ZnSO47H2O的過程中,需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵,其方法是:加稀H2SO4和H2O2溶解,鐵變?yōu)?,加堿調(diào)節(jié)至pH為 時(shí),鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于110-5 molL-1時(shí),即可認(rèn)為該離子沉淀完全);繼續(xù)加堿至pH為 時(shí),鋅開始沉淀(假定Zn2 +濃度為0.

26、1 molL-1)。若上述過程不加H2O2后果是 ,原因是 。答案答案(14分)(1)MnO2+H+e- MnOOH2MnO2+Zn+2H+ 2MnOOH+Zn2+(每空1分,共2分)注:式中Zn2+可寫為Zn(NH3、Zn(NH3)2Cl2等,H+可寫為N(2)0.05(2分)(3)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶碳粉MnOOH空氣中加熱碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2,MnOOH氧化為MnO2(每空1分,共5分)(4)Fe3+2.76Zn2+和Fe2+分離不開Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近(每空1分,共5分)24)4H解析解析(1)該電池為酸性鋅錳干電池,電極反應(yīng)式為負(fù)極:Zn-2e- Zn2+,正極:2M

27、nO2+2e-+2H+ 2MnOOH。(2)電量Q=It=0.5 A560 s=150 C,則m(Zn)=65 gmol-1=0.05 g。(3)由表格中信息可知,ZnCl2的溶解度受溫度影響較大,NH4Cl的溶解度受溫度影響較小,故可通過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法分離。(4)KspFe(OH)3=c(Fe3+)c3(OH-)=110-5c3(OH-)=110-39,c(OH-)=10-11.3molL-1,pOH=11.3,則pH=2.7。KspZn(OH)2=c(Zn2+)c2(OH-)=0.1c2(OH-)=110-17,c(OH-)=10-8 molL-1,pOH=8,則pH=6。因Zn

28、(OH)2和Fe(OH)2的Ksp接近,若不用H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,沉淀Zn2+時(shí),Fe2+也可轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀,而使制得的ZnSO47H2O不純凈。1150 C96 500 C mol2考點(diǎn)二電解原理及應(yīng)用考點(diǎn)二電解原理及應(yīng)用7.(2019課標(biāo),13,6分)為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性,科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D-Zn)可以高效沉積ZnO的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了采用強(qiáng)堿性電解質(zhì)的3D-ZnNiOOH二次電池,結(jié)構(gòu)如下圖所示。電池反應(yīng)為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列說法錯(cuò)誤的是()A.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積

29、,所沉積的ZnO分散度高B.充電時(shí)陽極反應(yīng)為Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l)C.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l)D.放電過程中OH-通過隔膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)答案答案D本題涉及二次電池知識(shí),以新型三維多孔海綿狀Zn的信息為切入點(diǎn),考查了學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力,運(yùn)用電化學(xué)原理解決實(shí)際問題,體現(xiàn)了變化觀念與平衡思想的學(xué)科核心素養(yǎng)。A項(xiàng),依題干信息可知正確;B項(xiàng),充電時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),正確;C項(xiàng),放電時(shí)Zn作負(fù)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),正確;D項(xiàng),放電時(shí),OH-由正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移。解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵

30、掌握原電池和電解池的反應(yīng)原理及二次電池知識(shí),同時(shí)注意從題干中獲取關(guān)鍵信息。8.(2018課標(biāo),13,6分)最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中CO 2和H2S的高效去除。示意圖如下圖所示,其中電極分別為ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為:EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S 2H+S+2EDTA-Fe2+該裝置工作時(shí),下列敘述錯(cuò)誤的是()A.陰極的電極反應(yīng):CO2+2H+2e- CO+H2OB.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2S CO+H2O+SC.石墨烯上的電勢(shì)比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/

31、Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性答案答案C本題考查電解原理的應(yīng)用。由石墨烯電極區(qū)反應(yīng)可知該極發(fā)生氧化反應(yīng),為陽極,則ZnO石墨烯為陰極。陰極的電極反應(yīng)為:CO2+2H+2e- CO+H2O,A正確;裝置工作時(shí)涉及三個(gè)反應(yīng),Fe2+與Fe3+的轉(zhuǎn)化循環(huán)進(jìn)行,總反應(yīng)為CO2與H2S之間的反應(yīng),根據(jù)得失電子守恒可知總反應(yīng)為:CO2+H2S CO+H2O+S,B正確;石墨烯與電源正極相連,ZnO石墨烯與電源負(fù)極相連,故石墨烯上的電勢(shì)比ZnO石墨烯上的高,C錯(cuò)誤;Fe2+、Fe3+均在酸性環(huán)境中穩(wěn)定存在,D正確。審題技巧審題技巧 解題的關(guān)鍵是電極名稱的確定。如本題中CO2

32、CO為還原反應(yīng)陰極,Fe2+Fe3+為氧化反應(yīng)陽極。9.(2018課標(biāo),12,6分)我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將Na-ClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液,鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料,電池的總反應(yīng)為:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯(cuò)誤的是()A.放電時(shí),Cl向負(fù)極移動(dòng)B.充電時(shí)釋放CO2,放電時(shí)吸收CO2C.放電時(shí),正極反應(yīng)為:3CO2+4e-2C+CD.充電時(shí),正極反應(yīng)為:Na+e-Na4O23O答案答案D本題考查二次電池的工作原理。放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為:4Na-4e-4Na+,正極反應(yīng)為3CO2+4e-C+2C;Na+移向正極,C、Cl移

33、向負(fù)極,A、C正確;充電過程與放電過程相反,B正確;充電時(shí),陽極反應(yīng)為2C+C-4e-3CO2,D錯(cuò)誤。23O23O4O23O規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 二次電池充、放電的電極判斷二次電池充電時(shí),“正接正、負(fù)接負(fù)”;放電時(shí)的正極為充電時(shí)的陽極,放電時(shí)的負(fù)極為充電時(shí)的陰極。10.(2017課標(biāo),11,6分)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A.通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B.通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D.通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變

34、化進(jìn)行調(diào)整答案答案C本題考查外加電流的陰極保護(hù)法。將被保護(hù)的金屬(鋼管樁)與電源的負(fù)極相連,防止鋼管樁被腐蝕,故其表面腐蝕電流接近于零,A項(xiàng)正確;高硅鑄鐵為惰性輔助陽極,陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),失去電子,電子從高硅鑄鐵流向鋼管樁,B項(xiàng)正確;高硅鑄鐵為惰性輔助陽極,只是用于傳遞電流,故陽極材料不損耗,C項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬的腐蝕受環(huán)境的影響,故通入的電流要根據(jù)環(huán)境條件的變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,D項(xiàng)正確。審題技巧審題技巧 本題易因忽視高硅鑄鐵為惰性輔助陽極而導(dǎo)致出錯(cuò)。通常除金、鉑以外的金屬作為陽極材料,是活性電極,優(yōu)先于溶液中的粒子放電,且起到導(dǎo)電作用。此題指出惰性輔助陽極,“惰性”說明在此條件下鐵不放電,只是起導(dǎo)

35、電作用(輔助)。做題時(shí),應(yīng)“具體問題具體分析”,不能一味地“按章辦事”。11.(2019北京理綜,27,14分)氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一,高純氫的制備是目前的研究熱點(diǎn)。(1)甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。反應(yīng)器中初始反應(yīng)的生成物為H2和CO2,其物質(zhì)的量之比為4 1,甲烷和水蒸氣反應(yīng)的方程式是 。已知反應(yīng)器中還存在如下反應(yīng):.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) H1.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H2.CH4(g) C(s)+2H2(g) H3為積炭反應(yīng),利用H1和H2計(jì)算H3時(shí),還需要利用 反應(yīng)的H。反應(yīng)物投料比采用n(H2O) n(C

36、H4)=4 1,大于初始反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,目的是 (選填字母序號(hào))。a.促進(jìn)CH4轉(zhuǎn)化b.促進(jìn)CO轉(zhuǎn)化為CO2c.減少積炭生成用CaO可以去除CO2。H2體積分?jǐn)?shù)和CaO消耗率隨時(shí)間變化關(guān)系如下圖所示。從t1時(shí)開始,H2體積分?jǐn)?shù)顯著降低,單位時(shí)間CaO消耗率 (填“升高”“降低”或“不變”)。此時(shí)CaO消耗率約為35%,但已失效,結(jié)合化學(xué)方程式解釋原因: 。(2)可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫,工作示意圖如下。通過控制開關(guān)連接K1或K2,可交替得到H2和O2。制H2時(shí),連接 。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是 。改變開關(guān)連接方式,可得O2。結(jié)合和中電極3的電極反應(yīng)式,說明電極3的作用: 。答案答

37、案(1)CH4+2H2O 4H2+CO2C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)2CO(g)abc降低CaO+CO2 CaCO3,CaCO3覆蓋在CaO表面,減少了CO2與CaO的接觸面積(2)K12H2O+2e- H2+2OH-制H2時(shí),電極3發(fā)生反應(yīng):Ni(OH)2+OH-e- NiOOH+H2O。制O2時(shí),上述電極反應(yīng)逆向進(jìn)行,使電極3得以循環(huán)使用解析解析本題考查的內(nèi)容是化學(xué)反應(yīng)原理中的化學(xué)反應(yīng)與能量變化、化學(xué)平衡的移動(dòng)、電化學(xué)等。試題的綜合性強(qiáng)、信息量大,側(cè)重考查了學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力和分析問題、解決問題的能力,體現(xiàn)了變化觀念與平衡思想

38、、證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科核心素養(yǎng)及培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步的意識(shí)和創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識(shí)的價(jià)值觀念。(1)反應(yīng)中有固體碳生成,而、中都沒有碳參與反應(yīng),所以必須有一個(gè)有碳參與的反應(yīng)的H才能計(jì)算H3。(2)控制開關(guān)連接K1時(shí),電極1作陰極,H2O在電極周圍放電產(chǎn)生H2。開關(guān)連接K1時(shí),電極3作陽極,Ni(OH)2被氧化為NiOOH;開關(guān)連接K2時(shí),電極3作陰極,NiOOH被還原為Ni(OH)2。解題思路解題思路 在解答(2)時(shí),我們要認(rèn)真觀察光伏電池工作示意圖,了解其工作原理。該裝置中開關(guān)連接K1、K2均為電解裝置,只不過是電極3分別作陽極和陰極。C C組組 教師專用題組教師專用題組1.(20

39、16浙江理綜,11,6分)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn),有望成為新能源汽車和移動(dòng)設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為:4M+nO2+2nH2O4M(OH)n已知:電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Al-空氣電池的理論比能量最高C.M-空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式:4Mn+nO2+2nH2O+4ne-4M(OH)nD.在Mg-空氣電池中,為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質(zhì)

40、及陽離子交換膜答案答案CA項(xiàng),采用多孔電極可以提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積,并有利于O2擴(kuò)散至電極表面;B項(xiàng),單位質(zhì)量的Mg、Al、Zn反應(yīng),Al轉(zhuǎn)移的電子數(shù)最多,故Al-空氣電池的理論比能量最高;C項(xiàng),由于電池中間為陰離子交換膜,故Mn+不能通過,則正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-;D項(xiàng),在Mg-空氣電池中,負(fù)極的電極反應(yīng)式為Mg-2e-Mg2+,為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2,可采用陽離子交換膜阻止OH-進(jìn)入負(fù)極區(qū)。評(píng)析評(píng)析本題設(shè)計(jì)新穎,以新型電池為背景,考查原電池的工作原理。2.(2015浙江理綜,11,6分)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

41、備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.X是電源的負(fù)極B.陰極的電極反應(yīng)式是:H2O+2e-H2+O2-CO2+2e-CO+O2-C.總反應(yīng)可表示為:H2O+CO2H2+CO+O2D.陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1 1答案答案D由圖示可看出:H2OH2、CO2CO均為還原反應(yīng),X應(yīng)為電源負(fù)極,A項(xiàng)正確;陰極電極反應(yīng)式為H2O+2e-H2+O2-和CO2+2e-CO+O2-,陽極電極反應(yīng)式為2O2-4e-O2,總反應(yīng)為H2O+CO2H2+CO+O2,B、C項(xiàng)正確;陰、陽兩極生成氣體的物質(zhì)的量之比為2 1,D項(xiàng)不正確。3.(2015天津理綜,4,6分

42、)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關(guān)敘述正確的是()A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作一段時(shí)間后,甲池的c(S)減小C.電池工作一段時(shí)間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng),保持溶液中電荷平衡24O答案答案C題中所述鋅銅原電池中,Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+;Cu為正極,電極反應(yīng)式為Cu2+2e-Cu,發(fā)生還原反應(yīng)。Zn2+通過陽離子交換膜向正極移動(dòng);乙池溶液中消耗的Cu2+與由甲池遷移過來的Zn2+的物質(zhì)的量相同,則乙池溶液質(zhì)量增加。溶液中的陰離子無法通過陽離子交換膜。故選C。4.(2015福建理綜,9,

43、6分)純凈物X、Y、Z轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,下列判斷正確的是()A.X可能是金屬銅B.Y不可能是氫氣C.Z可能是氯化鈉D.Z可能是三氧化硫答案答案A若用惰性電極電解CuCl2溶液,可以生成Cu和Cl2,Cu可以在Cl2中燃燒生成CuCl2,故X可能是金屬銅,A正確;若用惰性電極電解HCl的水溶液,可生成H2和Cl2,H2和Cl2在點(diǎn)燃的條件下可以生成HCl,故Y可能是H2,故B錯(cuò)誤;在水溶液中Na+不可能放電,故C錯(cuò)誤;若Z是三氧化硫,則Z的水溶液為H2SO4溶液,電解H2SO4溶液得到的X和Y作用不會(huì)生成三氧化硫,故D錯(cuò)誤。5.(2017天津理綜,7,14分)某混合物漿液含Al(OH)3、MnO

44、2和少量Na2CrO4?？紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置(如圖),使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液,并回收利用?；卮鸷椭械膯栴}。.固體混合物的分離和利用(流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標(biāo)明)(1)反應(yīng)所加試劑NaOH的電子式為 ,BC的反應(yīng)條件為 ,CAl的制備方法稱為 。(2)該小組探究反應(yīng)發(fā)生的條件。D與濃鹽酸混合,不加熱,無變化;加熱有Cl2生成,當(dāng)反應(yīng)停止后,固體有剩余,此時(shí)滴加硫酸,又產(chǎn)生Cl2。由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有(填序號(hào)) 。a.溫度b.Cl-的濃度c.溶液的酸度(3)0.1 mol Cl2與焦炭、TiO

45、2完全反應(yīng),生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2xH2O的液態(tài)化合物,放熱4.28 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。.含鉻元素溶液的分離和利用(4)用惰性電極電解時(shí),Cr能從漿液中分離出來的原因是 ,分離后含鉻元素的粒子是 ;陰極室生成的物質(zhì)為 24O (寫化學(xué)式)。答案答案(14分)(1)Na+： ：H-加熱(或煅燒)電解法(2)ac(3)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s) TiCl4(l)+2CO(g) H=-85.6 kJmol-1(4)在直流電源作用下,Cr通過陰離子交換膜向陽極室移動(dòng),脫離漿液Cr和Cr2 NaOH和H2 O24O24O27O解析解析本題考查電子式的書寫、

46、熱化學(xué)方程式的書寫、電解原理及其應(yīng)用等。(1)NaOH是離子化合物,其電子式為Na+H-;固體混合物中含有Al(OH)3和MnO2,加入NaOH溶液,Al(OH)3轉(zhuǎn)化為易溶于水的NaAlO2,MnO2不能溶于NaOH溶液,故固體D為MnO2,溶液A中含有NaAlO2,向溶液A中通入CO2后生成的沉淀B為Al(OH)3,Al(OH)3受熱分解生成Al2O3(固體C),工業(yè)上常用電解熔融的Al2O3制備金屬鋁。(2)固體D為MnO2。MnO2與濃鹽酸混合,不加熱無變化,加熱有Cl2生成,說明該反應(yīng)能否有效進(jìn)行與溫度有關(guān);反應(yīng)停止后,固體有剩余,滴加硫酸又產(chǎn)生Cl2,說明該反應(yīng)能否有效進(jìn)行與溶液的

47、酸度有關(guān)。(3)通過分析可知反應(yīng)生成的還原性氣體為CO,易水解成TiO2xH2O的液態(tài)化合物為TiCl4,故反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s) TiCl4(l)+2CO(g) H=-85.6 kJmol-1。(4)依據(jù)離子交換膜的性質(zhì)和電解池的工作原理知,在直流電場(chǎng)作用下,Cr通過陰離子交換膜向陽極室移動(dòng),脫離漿液;在電解過程中,OH-在陽極室失去電子生成O2,溶液的酸性增強(qiáng),通過陰離子交換膜移向陽極室的Cr有部分轉(zhuǎn)化為Cr2,故分離后含鉻元素的粒子是Cr和Cr2;H+在陰極室得到電子生成H2,溶液中的OH-濃度增大,混合物漿液中的Na+通過陽離子O24O24O27

48、O24O27O交換膜移向陰極室,故陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H2。易錯(cuò)易混易錯(cuò)易混 在電化學(xué)問題中,注意陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過。6.(2015山東理綜,29,15分)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。(1)利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為 溶液(填化學(xué)式),陽極電極反應(yīng)式為 ,電解過程中Li+向 電極遷移(填“A”或“B”)。(2)利用鈷渣含Co(OH)3、Fe(OH)3等制備鈷氧化物的工藝流程如下:Co(OH)3溶解還原反應(yīng)的離子方程

49、式為 。鐵渣中鐵元素的化合價(jià)為 。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,測(cè)得充分煅燒后固體質(zhì)量為2.41 g,CO2體積為1.344 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則鈷氧化物的化學(xué)式為 。答案答案(1)LiOH2Cl-2e-Cl2B(2)2Co(OH)3+S+4H+2Co2+S+5H2O或Co(OH)3+3H+Co3+3H2O,2Co3+S+H2O2Co2+S+2H+3Co3O4 23O24O23O24O解析解析(1)B極區(qū)產(chǎn)生H2,則B極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng),為陰極;A極電極反應(yīng)式為2Cl-2e-Cl2,為陽極。A極區(qū)電解液為L(zhǎng)iCl溶液,B極區(qū)電解液為L(zhǎng)iOH溶液;Li+(陽離子)向陰極(B電極)移動(dòng)

50、。(2)向浸液中加入了具有氧化性的NaClO3和O2,所以鐵渣中的鐵元素為+3價(jià)。設(shè)鈷氧化物的化學(xué)式為CoxOy,由xCoC2O4+O2CoxOy+2xCO2 (59x+16y) g2x22.4 L2.41 g 1.344 L則=,解得x y=3 4,則鈷氧化物的化學(xué)式為Co3O4。2y(5916 ) g2.41 gxy222.4 L1.344 LxA A組組 2017201920172019年高考模擬年高考模擬考點(diǎn)基礎(chǔ)題組考點(diǎn)基礎(chǔ)題組考點(diǎn)一原電池原理及應(yīng)用考點(diǎn)一原電池原理及應(yīng)用三年模擬1.(2019南京、鹽城一模,13)Mg/LiFePO4電池的電池反應(yīng)為xMg2+2LiFePO4 xMg+

51、2Li1-x FePO4+2xLi+,其裝置示意圖如下。下列說法正確的是()A.放電時(shí),Li+被還原B.充電時(shí),電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C.放電時(shí),電路中每流過2 mol電子,有1 mol Mg2+遷移至正極區(qū)D.充電時(shí),陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)為L(zhǎng)iFePO4-xe- Li1-x FePO4+xLi+ 答案答案BDA項(xiàng),放電前后,Li+價(jià)態(tài)沒變,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),充電時(shí)屬于電解池,電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,故正確;C項(xiàng),放電時(shí)負(fù)極區(qū)是非水電解質(zhì),左邊電極產(chǎn)生的Mg2+不會(huì)通過鋰離子導(dǎo)體膜遷移至正極區(qū),故錯(cuò)誤;D項(xiàng),充電時(shí),陽極發(fā)生氧化反應(yīng),LiFePO4失電子,故正確。易錯(cuò)警示易錯(cuò)警示 要特別關(guān)注圖上的重要信息,如

52、左邊區(qū)域的“非水電解質(zhì)”,否則很容易錯(cuò)選C。對(duì)比突破對(duì)比突破 放電時(shí)屬于原電池,負(fù)極失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?而充電時(shí)屬于電解池,陽極上失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。2.(2019蘇州期末,10)鉛酸蓄電池是目前應(yīng)用普遍的化學(xué)電池,新型液流式鉛酸蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質(zhì),電池總反應(yīng):Pb+PbO2+4H+ 2Pb2+2H2O。下列有關(guān)新型液流式鉛酸蓄電池的說法正確的是()A.充電和放電時(shí),溶液中Pb2+濃度均保持不變B.放電時(shí)溶液中H+向正極移動(dòng)C.放電時(shí),正、負(fù)電極質(zhì)量均會(huì)增大D.充電時(shí)的陽極反應(yīng)式:Pb2+4OH-2e-PbO2+2H2O答案答案BA項(xiàng),充電

53、時(shí)陽極Pb2+PbO2,陰極Pb2+Pb,溶液中Pb2+濃度減小,放電時(shí)正極PbO2Pb2+,負(fù)極PbPb2+,溶液中Pb2+濃度增大,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),放電時(shí)原電池中陽離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng),故正確;C項(xiàng),放電時(shí),正極PbO2Pb2+,負(fù)極PbPb2+,正、負(fù)電極質(zhì)量均會(huì)減小,故錯(cuò)誤;D項(xiàng),無論充電、放電該電池均為酸性環(huán)境,電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式中都不能出現(xiàn)OH-,故錯(cuò)誤。3.(2019啟東、海門、通州聯(lián)考,10)下列說法正確的是()A.使用恰當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢蕴岣咴系霓D(zhuǎn)化率B.氫氧燃料電池放電時(shí)主要是熱能轉(zhuǎn)化為電能C.吸熱反應(yīng)N2(g)+O2(g) 2NO(g) H高溫下可自發(fā)進(jìn)行,則該

54、反應(yīng)S0D.2 mol SO2與1 mol O2混合反應(yīng)生成SO3,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為46.021023 答案答案CA項(xiàng),使用恰當(dāng)?shù)拇呋瘎┠芨淖兎磻?yīng)速率,縮短達(dá)到平衡所需的時(shí)間,但不能使平衡發(fā)生移動(dòng),也不能提高轉(zhuǎn)化率,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),氫氧燃料電池放電時(shí)主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能,而非熱能轉(zhuǎn)化為電能,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行說明G=H-TS0,可推測(cè)該反應(yīng)S0,故正確;D項(xiàng),該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不可能進(jìn)行徹底,2 mol SO2與1 mol O2不能生成2 mol SO3,轉(zhuǎn)移電子數(shù)也不能達(dá)到 4 mol,故錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二電解原理及應(yīng)用考點(diǎn)二電解原理及應(yīng)用4.2019宿遷期末,16(5)高純度碳酸錳是制

55、備高性能磁性材料的主要原料。以軟錳礦(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等少量雜質(zhì))為主要原料制備MnCO3的工藝流程如下:已知:SO2+MnO2 MnSO4(5)“過濾”后的濾液可經(jīng)電解制取高純度MnO2,原理如圖所示,陽極的電極反應(yīng)式為 。 答案答案(5)Mn2+2H2O-2e-MnO2+4H+ 解析解析(5)由圖所示,陽極的反應(yīng)物為Mn2+,電解時(shí)失去電子生成MnO2,電解池中是酸性環(huán)境,用H+調(diào)節(jié)電極反應(yīng)式的電荷守恒,可得答案。5.2019蘇錫常鎮(zhèn)一模,20(4)鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛的應(yīng)用。(4)電解法可制得K2FeO4,裝置如上圖所示。陽極的電極反應(yīng)

56、式為 。答案答案(4)Fe-6e-+8OH- Fe+4H2O24O解析解析(4)據(jù)題意,單質(zhì)鐵是陽極,反應(yīng)后生成Fe,Fe升高6價(jià),失去6個(gè)電子,此陽極電極反應(yīng)式為:Fe-6e-+8OH- Fe+4H2O。24O24O6.2019南京、鹽城一模,20(2)高鐵酸鹽等具有強(qiáng)氧化性,溶液pH越小氧化性越強(qiáng),可用于除去廢水中的氨氮、重金屬等。(2)J.C.Poggendor早在1841年利用純鐵作電極插入濃的NaOH溶液電解制得Na2FeO4,陽極生成Fe的電極反應(yīng)式為 ;Deinimger等對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),在陰、陽電極間設(shè)置陽離子交換膜,有效提高了產(chǎn)率,陽離子交換膜的作用是 。24O答案答案(2)F

57、e+8OH-6e- Fe+4H2O避免Fe在陰極上被還原24O24O解析解析(2)陽極生成Fe的電極反應(yīng)式為Fe+8OH-6e- Fe+4H2O;在陰、陽兩極間的陽離子交換膜,避免了Fe在陰極上被還原,提高了產(chǎn)率。24O24O24O1.(2019無錫期中,1)黨的十九大強(qiáng)調(diào)樹立“社會(huì)主義生態(tài)文明觀”。下列做法不應(yīng)該提倡的是()A.研發(fā)可降解高分子材料,緩解白色污染問題B.擴(kuò)大鉛蓄電池、含汞干電池的生產(chǎn),滿足消費(fèi)需求C.采用碳捕集和封存技術(shù),逐步實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放D.大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能等清潔能源,減少對(duì)化石燃料的依賴B B組組 2017201920172019年高考模擬年高考模擬專題綜合題組專

58、題綜合題組時(shí)間:45分鐘分值:100分一、選擇題(每題4分,共40分)答案答案BB項(xiàng),擴(kuò)大電池的生產(chǎn),會(huì)加重鉛、汞等重金屬的污染,故錯(cuò)誤?？键c(diǎn)分析考點(diǎn)分析 本題以環(huán)境保護(hù)為背景,考查化學(xué)與生活、社會(huì)、環(huán)境的聯(lián)系。知識(shí)拓展知識(shí)拓展 化石燃料包括煤、石油、天然氣等,為不可再生資源。2.(2019蘇州期末,13)下列說法正確的是()A.在電解法精煉銅的過程中,若轉(zhuǎn)移1 mol電子,則陽極溶解32 g粗銅B.僅升高平衡體系2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(正反應(yīng)放熱)的溫度,正、逆反應(yīng)速率均加快C.反應(yīng)NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)常溫下能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的H0D.Na2CO

59、3溶液中加入少量Ca(OH)2固體,C水解程度減小,溶液pH減小23O答案答案BA項(xiàng),電解精煉銅時(shí),因陽極參與反應(yīng)的物質(zhì)有銅及雜質(zhì),若轉(zhuǎn)移1 mol電子,陽極溶解粗銅質(zhì)量不一定為32 g,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),僅升高平衡體系2SO2+O2 2SO3(正反應(yīng)放熱)的溫度,體系內(nèi)反應(yīng)物、生成物分子能量均增加,正、逆反應(yīng)速率均加快,故正確;C項(xiàng),反應(yīng)NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)常溫下能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的G=H-TS0,該反應(yīng)S0,則可推出H0,故錯(cuò)誤;D項(xiàng),Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固體,生成CaCO3沉淀,C濃度減小,其水解程度也減小,加入的OH-使溶液堿性增強(qiáng),pH增大,

60、故錯(cuò)誤。考點(diǎn)歸納 電解精煉銅過程中,每轉(zhuǎn)移1 mol電子,則陰極析出銅32 g,但陽極由于雜質(zhì)參加反應(yīng),使得同時(shí)參加反應(yīng)的陽極的質(zhì)量無法精確計(jì)算。23O3.(2019揚(yáng)州一模,10)下列說法正確的是()A.在外加電流的陰極保護(hù)法中,須將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備與直流電源的負(fù)極相連B.反應(yīng)H2S(g)+ZnO(s) H2O(g)+ZnS(s)在一定條件下可自發(fā)進(jìn)行,且S0C.常溫常壓,氫氧燃料電池工作消耗2.24 L O2時(shí),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.46.021023D.常溫下,KspCu(OH)2=2.610-19,pH=10的含Cu2+的溶液中,c(Cu2+)2.610-11molL-1 答案答案AB項(xiàng)