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1、專項突破三電化學高考命題的探究電化學知識是歷年高考的命題重點,幾乎每年高考中都有所涉及,有時出現(xiàn)在選擇題中,有時出現(xiàn)在非選擇題中。隨著全球能源逐漸枯竭,研發(fā)、推廣新型能源迫在眉睫,因此,化學中的新型電源成為科學家研究的重點方向之一,也成了高考的高頻考點。高考中的新型化學電源有“氫鎳電池”“高鐵電池”“鋅錳堿性電池”“海洋電池”“燃料電池”“鋰離子電池”“銀鋅電池”“紐扣電池”等,一般具有高能環(huán)保、經(jīng)久耐用、電壓穩(wěn)定、比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)高等特點。由于該類試題題材廣、信息新、陌生度大,因此許多考生感覺難度大。雖然該類試題貌似新穎,但應用的解題原理還是原電池的知識,只要細心分析,得分比較容

2、易?？挤ㄍ黄瓶挤ㄍ黄埔弧⒚}規(guī)律一、命題規(guī)律1.新型電池的正、負極的判斷新型電池的正、負極的判斷題目一般會給出相應的反應物、生成物或反應方程式,只要根據(jù)元素的價態(tài)去分析即可:新型電池中元素化合價升高負極發(fā)生氧化反應元素化合價降低正極發(fā)生還原反應2.書寫新型電池的電極反應式書寫新型電池的電極反應式第一步:分析物質(zhì)得失電子情況,據(jù)此確定正、負極上發(fā)生反應的物質(zhì)。第二步:分析電極反應生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應。第三步:寫出比較容易書寫的電極反應式。第四步:若有總反應式,可用總反應式減去第三步中的電極反應式(電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等),即得另一極的電極反應式。3.新型電池充、放電時各物質(zhì)變化的

3、判斷新型電池充、放電時各物質(zhì)變化的判斷電池充電的實質(zhì)是把放電時發(fā)生的變化再復原的過程,即放電是原電池、充電是電解的過程,如鉛蓄電池放電、充電的變化為放電時充電時負極:Pb PbSO4 陰極:PbSO4 Pb正極:PbO2 PbSO4 陽極:PbSO4 PbO24.新型電池中離子的移動方向新型電池中離子的移動方向在原電池內(nèi)部,陰離子移向負極、陽離子移向正極。這是因為負極失電子,生成大量陽離子積聚在負極附近,致使該極附近有大量正電荷,所以溶液中的陰離子要移向負極;正極得電子,該極附近的陽離子因得電子生成電中性的物質(zhì)而使該極附近帶負電荷,所以溶液中的陽離子要移向正極。雖然從微觀上講不參與電極反應的離

4、子也會發(fā)生移動,但從宏觀上講其在溶液中各區(qū)域的濃度基本不變。5.多池串聯(lián)問題多池串聯(lián)問題多個電池“串聯(lián)”在一起,但沒有外接直流電源時,兩個電極活潑性差異最大的裝置為原電池,其余均為電解池。6.電化學與化學實驗的有機融合電化學與化學實驗的有機融合電化學知識中涉及對電極材料、電解液中的離子等的分析,因而就容易與化學實驗融合在一起進行考查,如電解液的制備、凈化,電極反應產(chǎn)物的檢驗,電化學裝置的設(shè)計等,提高了試題的綜合度。7.在元素推斷題中滲透電化學內(nèi)容在元素推斷題中滲透電化學內(nèi)容元素推斷是高考考查的重點內(nèi)容,為了拓展知識考查的寬度,體現(xiàn)學科知識的密切相關(guān)性,故常在該類問題中設(shè)計一些簡單的電化學知識。

5、8.原電池與化學平衡相結(jié)合原電池與化學平衡相結(jié)合將自發(fā)進行的氧化還原反應設(shè)計成原電池,根據(jù)陰、陽離子的移動來考查化學平衡移動原理。二、解題流程二、解題流程典例典例1如圖所示,甲池的總反應式為N2H4+O2 N2+2H2O。下列說法正確的是() A.甲池中負極上的電極反應式為N2H4-4e- N2+4H+B.乙池中石墨電極上發(fā)生的反應為4OH-4e- 2H2O+O2C.甲池溶液pH增大,乙池溶液pH減小D.甲池中每消耗0.1 mol N2H4,乙池電極上則會析出6.4 g固體答案答案 B 解析解析A項,甲池的電解質(zhì)溶液是氫氧化鉀溶液,因此負極不可能生成H+,正確的電極反應式為N2H4-4e-+4

6、OH- N2+4H2O;B項,乙池中石墨電極是陽極,OH-失電子發(fā)生氧化反應;C項,甲池總反應生成了水,則氫氧化鉀溶液濃度變小,pH減小;D項,根據(jù)各個電極流過的電量相等知N2H42Cu,則消耗0.1 mol N2H4,乙池電極上會析出12.8 g銅。1-1空間實驗室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC),RFC 是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的充電電池。下圖為RFC的工作原理示意圖,下列有關(guān)說法中正確的是()A.當有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時,a極產(chǎn)生標準狀況下1.12 L O2B.b極上發(fā)生的電極反應是4H2O+4e- 2H2+4OH-C.c極上發(fā)生還原反應,B中的

7、H+可以通過隔膜進入AD.d極上發(fā)生的電極反應是O2+4H+4e- 2H2O答案答案 C由題圖可知a為陰極,b為陽極,則氣體X為H2,氣體Y為O2;c為正極,d為負極。正極、陰極發(fā)生還原反應,負極、陽極發(fā)生氧化反應,A、B、D錯誤;在原電池中陽離子移向正極,C正確。1-2用酸性甲醛燃料電池為電源進行電解的實驗裝置如圖所示,下列說法中正確的是()C.當燃料電池消耗2.24 L甲醛氣體時,電路中理論上轉(zhuǎn)移0.2 mol e-D.燃料電池工作時,負極反應為HCHO+H2O-2e- HCOOH+2H+ A.當a、b都是銅時,電解的總反應方程式為2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2B.燃料

8、電池工作時,正極反應為O2+2H2O+4e- 4OH-答案答案 D氧氣在正極通入,甲醛在負極通入,因此a是陰極,b是陽極。當a、b都是銅時,相當于是銅的精煉,A錯誤;電解質(zhì)為酸性電解質(zhì),則正極反應為O2+4H+4e- 2H2O,B錯誤;2.24 L甲醛的物質(zhì)的量不一定是0.1 mol,則不能計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù),C錯誤;負極甲醛失去電子轉(zhuǎn)化為甲酸,D正確。典例典例2如圖是一套電化學裝置,對其有關(guān)說法錯誤的是()A.裝置A是原電池,裝置B是電解池B.反應一段時間后,裝置B中溶液pH增大C.a口若通入1 mol CH4,d口可產(chǎn)生4 mol氣體D.a口通入C2H6時的電極反應為C2H6-14e-+18

9、OH-2C+12H2O23OB答案答案 B解析解析A項,根據(jù)圖示可以判斷,A為原電池,B為電解池;B項,電解H2SO4溶液,實際上是電解水,所以裝置B中溶液pH減小;C項,若a口通入1 mol CH4,d口產(chǎn)生的是H2,根據(jù)得失電子守恒應產(chǎn)生4 mol H2。2-1某同學按下圖所示的裝置進行實驗。A、B為兩種常見金屬,它們的硫酸鹽可溶于水,當K閉合時,Y極上產(chǎn)生黃綠色氣體。下列分析正確的是()A.溶液中c(A2+)減小B.B極的電極反應式:B-2e- B2+C.Y電極上有Cl2產(chǎn)生,發(fā)生還原反應D.反應初期,X電極周圍出現(xiàn)白色膠狀沉淀D答案答案 D根據(jù)Y極有黃綠色氣體生成可知,Y極的電極反應式

10、為2Cl2e- Cl2,即Y為電解池的陽極,則B為原電池的正極,A為原電池的負極。A項,A極的電極反應式為A-2e- A2+,溶液中c(A2+)增大;B項,B極為正極,發(fā)生還原反應;C項,Y極為電解池的陽極,發(fā)生氧化反應;D項,X電極上H+放電,則c(H+)減小,c(OH-)增大,OH-與Al3+結(jié)合會形成Al(OH)3白色膠狀沉淀。2-2如圖甲是利用一種微生物將廢水中的尿素(H2NCONH2)的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能,并生成環(huán)境友好物質(zhì)的裝置,同時利用此裝置的電能在鐵上鍍銅。下列說法中正確的是()A.H+透過質(zhì)子交換膜由右向左移動B.銅電極應與X相連接C.M電極的反應式:H2NCONH2+H2O-6e-CO2+N2+6H+D.當N電極消耗0.25 mol氣體時,則鐵電極增重16 g答案答案 CA項,由圖甲可知,O2在N電極上發(fā)生還原反應,故N為正極,H+移向正極;B項,由于乙裝置是Fe上鍍銅,所以Cu為陽極,接電源正極,故與Y相連;C項,甲裝置生成環(huán)境友好物質(zhì);D項,O2+4e-+4H+2H2O,Cu2+2e-Cu,所以O(shè)22Cu,故當N電極上消耗0.25 mol氣體時,鐵電極增重32 G。