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考点8 电化学。
1.(2010·北京高考·t6·6分)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是。
a.钢管与电源正极连接,钢管可被保护。
b.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀。
c.钢管与铜管露天堆放在一起,钢管不易被腐蚀
d.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是。
命题立意】本题以生活中的钢铁腐蚀与防护为背景,涉及原电池和电解池的相关内容,主要考查电化学的基础知识。
思路点拨】原电池中负极、电解池中阴极受保护,不被腐蚀。
规范解答】选b。
a中钢管与电源正极连接,成为电解池的阳极而被溶解,加速了钢管的腐蚀,故a项不正确。铁遇冷浓硝酸表面钝化,形成了一层致密的氧化物保护膜,可保护内部不被腐蚀,故b正确。钢管与铜管露天堆放在一起,潮湿的空气作为电解质溶液,铜管为正极、钢管为负极发生电化学腐蚀,加速了钢管的腐蚀,故c项不正确。
钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应应是fe-2e-=fe2+,故d项不正确。
类题拓展】构成原电池,当作负极时会加快金属的腐蚀。一般来说,金属腐蚀快慢的顺序是:电解原理引起的腐蚀(作阳极)>原电池原理引起的腐蚀(作负极)>一般的化学腐蚀;当金属受保护时,保护效果排序是:
电解原理保护(作阴极)>原电池原理保护(作正极)>一般的保护措施 。
2.(2010·福建理综·t11·6分)铅蓄电池的工作原理为:如图,下列判断不正确的是。
a. k 闭合时,d电极反应式:
b. 当电路中转移0.2mol电子时,i中消耗的为0.2 mol
c. k闭合时,ii中向c电极迁移。
d. k闭合一段时间后,ii可单独作为原电池,d电极为正极。
命题立意】本题以蓄电池为载体,着重考查了学生对电化学相关知识的掌握情况,其中涉及到了电极反应式的书写、化学计算、离子移动方向的判断以及蓄电池的工作原理的考查。将电化学有关知识与元素化合物、化学计算等学科内知识综合在一起进行考查,是高考命题的一个新的变化。
思路点拨】解答本题应注意以下几个问题:(1)书写电极反应式时应看清充放电的方向,同时注意元素价态的变化。(2)结合装置,正确判断电极情况。(3)熟练掌握蓄电池工作原理。
规范解答】选c。
选项a :k闭合时ⅰ为原电池,ⅱ为电解池,ⅱ中发生充电反应,d电极为阳极发生氧化反应,其反应式为pbso4 + 2h2o -2e- =pbo2 + 4h+ +so42- 所以a正确。选项b:
在上述总反应式中,得失电子总数为2e-,当电路中转移0.2mol电子时,可以计算出ⅰ中消耗的硫酸的量为0.2mol,所以b项正确。
选项c:k闭合时d是阳极,阴离子向阳极移动,所以c项错误。选项d:
k闭合一段时间,也就是充电一段时间后ⅱ可以作为原电池,由于c表面生成pb,放电时作电源的负极,d表面生成pbo2,作电源的正极,所以d项正确。
3.(双选)(2010·广东高考·t23·6分)铜锌原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是
a 正极反应为:zn-2e-=zn2+
b 电池反应为:zn+cu2+==zn2+ +cu
c 在外电路中,电子从负极流向正极
d 盐桥中的k+移向znso4溶液
命题立意】本题主要考查电化学,属于电化学中的基础试题。本题是由课本中的课后习题改编而成,说明课后习题的重要性,源于课本且新于课本,因此考查同学们学习过程中是否具备触类旁通、举一反。
三、勇于创新的精神,既属于基本知识的考查又属于能力的考查。思路点拨】
规范解答】选b、c。
zn是原电池的负极,故a错;原电池总反应与没有形成原电池时的氧化还原反应相同,故b正确;根据闭合回路的电流方向,在外电路中,电流由正极流向负极,因电子流向与电流的方向相反,即电子由负极流向正极,故c正确;在溶液中,阳离子向正极移动,故d错。
4.(2010·安徽高考·t8·6分)下列实验操作或装置符合实验要求的是。
a.量取15.00ml naoh溶液b.定容
c.电解制cl2、h2d.高温煅烧石灰石。
命题立意】本题以教材实验为依托,考查了实验的基本操作、实验原理及常规仪器的使用方法。
思路点拨】根据实验操作过程中的实验操作知识进行判断分析。
规范解答】选a。
b项,胶头滴管的尖嘴部分不能伸入到容量瓶内;c项,铜电极应为电解池的阴极才能电解产生出氯气和氢气;d项,坩埚不能带盖密闭加热。
5.(2010·安徽高考·t11·6分)某固体酸燃料电池以cshso4固体为电解质传。
递h+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2h2+o2===2h2o,下列有关说法正确的是。
a.电子通过外电路从b极流向a极。
b.b极上的电极反应式为:o2+2h2o+4e-==4oh--
c.每转移0.1mol电子,消耗1.12l的h2
d.h+由a极通过固体酸电解质传递到b极。
命题立意】本题考查了原电池的工作原理,包括电子的流向、电极反应式的书写、离子移动方向及电极产物“量”的计算。
思路点拨】注意审题,电解质是固体,在正极参加电极反应的是h+而不是h2o。
规范解答】选d。
由电极反应式可知,氢气通入的一极为负极,氧气通入的一极为正极,故a为负极、b为正极,电子应该是通过外电路由a极流向b极,a错;b项,b极上的电极反应式为o2+4e-+4h+=2h2o,b错 ;c项,没有注明此时是否处于标准状况下,故无法计算气体的体积,c错。
类题拓展】1.原电池的工作原理。
较活泼的金属失去电子发生氧化反应,电子从较活泼金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极),在溶液中靠自由离子的定向移动导电。
2.构成原电池的条件。
有两种活泼性不同的金属作电极(或一种是非金属或金属氧化物),②电极材料均插入电解质溶液中,③两极用导线相连或接触形成闭合电路,④能自发进行氧化还原反应。
3.原电池正、负极的判断。
负极:为较活泼金属,电极本身失电子,发生氧化反应,是电子流出的一极。
正极:为较不活泼金属、非金属单质或金属氧化物,电解质溶液中的阳离子或金属氧化物得电子,发生还原反应,是电子流入的一极。
4.原电池电极反应式的书写技巧。
1)根据给出的化学方程式或题意,确定原电池的正、负极,弄清正、负极上发生的反应的具体物质。
2)弱电解质、气体、难溶物均用化学式表示,其余均以离子符号表示。
3)注意电解质溶液的成分,对正、负极反应产物的影响,正、负极产物可根据题意或化学方程式加以确定。
4)写电极反应式时,要遵循质量守恒、元素守恒定律,必要时,可在电极反应式的一端添加h+或oh-或h2o,将两个电极反应式合并,就可得到电池总反应式。
6.(双选)(2010·江苏高考·t8·4分)下列说法不正确的是。
a.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加。
b.常温下,反应c(s)+co2(g)==2co(g)不能自发进行,则该反应的△h>0
c.一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率。
d.相同条件下,溶液中的fe3+ 、cu2+、zn2+的氧化性依次减弱。
命题立意】本题以铅蓄电池为背景考查放电过程中电极质量的变化,以。
c(s)+co2(g)=2co(g) 为例考查了反应自发进行的条件,涉及催化剂对化学反应速。
率和化学平衡的影响、氧化性的比较。思路点拨】
2.化学反应能否自发进行,注意依据△g=△h-t△s进行分析。
规范解答】选ac。
a项,铅蓄电池在放电过程中,负极反应为pb+so42--2e-==pbso4,pb变成pbso4电极质量增加, a项错;b项,反应c(s)+co2(g)==2co(g)的△s>0, 常温下-t△s<0 △g=△h-t△s,所以反应不能自发进行△g>0的原因是△h>0,b项正确;c项,催化剂不能提高反应物的平衡转化率,c项错;d项,fe3+能将cu氧化为cu2+,氧化性fe3+> cu2+,又结合金属活动性顺序表知,氧化性cu2+ >zn2+,d项正确。
7.(双选)(2010·海南高考·t9·4分)利用电解法可将含有fe、zn、ag、pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是。
a.电解时以精铜作阳极。
b.电解时阴极发生还原反应。
c.粗铜连接电源负极,其电极反应是cu - 2e— =cu2+
d.电解后,电解槽底部会形成含少量ag、pt等金属的阳极泥。
命题立意】本题考查电解池的基本原理及其应用,理解工业精炼铜的原理方法。
思路点拨】电解精炼金属的过程:
规范解答】选b、d。
电解法精炼金属铜时,粗铜作阳极,失去电子逐渐溶解,cu2+得到电子后析出,附着在阴极上,故精铜作阴极;在电解池中,阴极接电源的负极,发生还原反应,阳极接电源的正极,发生氧化反应,a、c错误,b正确;越活泼的金属越易失去电子,故比铜活泼的fe、zn先失去电子,变成fe2+、zn2+进入溶液,然后是铜失去电子,变成cu2+进入溶液, 因ag、pt等金属不如铜活泼,故在铜溶解后便沉淀在阳极底部成为阳极泥,d正确。
类题拓展】电解原理的另一应用是电镀,其原理为:
8.(2010·江苏高考·t11·4分) 如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。
下列说法正确的是。
a.该系统中只存在3种形式的能量转化。
b.装置y中负极的电极反应式为:o2+2h2o+4e—==4oh—
c.装置x能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生。
d.装置x、y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化。
命题立意】本题以一种航天器能量储存系统为背景,考查能量转化及原电池、电解池相关原理。注意能量转化的损耗,体现化学的真实性。
思路点拨】注意从电解池和原电池有关原理分析系统中物质的转化、书写电极反应式,结合流程图、电化学原理分析系统中的能量转化,注意能量转化的损耗。
规范解答】选c。
a项,该系统有太阳能转化为电能,电能转化为化学能,化学能转化为电能,电能转化为机械能,太阳能转化为机械能多种能量转化形式,a项错;b项,装置y为原电池,负极发生氧化反应,应是h2反应,b项错;c项,装置x为电解池,其作用是将水转化为燃料(氢气)和氧化剂(氧气),c项正确;d项,化学能与电能间不可能完全转化,d项错。
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