高考化学专题8 电化学基础
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[高考关键词] 1.闭合回路、电子、离子运动。2.电极名称、电极反应式、总反应式的书写。
3.原理的创新运用、新型电源、实现特殊反应。
4.计算(电极质量变化、pH——电子数相关)。
1.按如图所示装置进行实验,并回答下列问题。
(1)判断装置的名称:A池为______,B池为________。
(2)锌极为____极,Cu2+在溶液中向________(填“Zn”或“Cu”)极运动。
(3)电极反应式
正极________________________________________________________________________,负极________________________________________________________________________。
(4)若溶液X为滴有酚酞的KCl溶液
①石墨棒C1的电极反应式为____________________,石墨棒C2附近发生的实验现象为__________________________________,溶液中的K+向__________(填“C1”或“C2”)电极移动;
②当C2极析出224 mL 气体(标准状况时),锌的质量变化________(填“增加”或“减少”)________g,此时B中溶液的体积为200 mL,则pH为________。
(5)若溶液X为CuSO4溶液(足量)
①B池中总反应的离子方程式为__________________________________________________ ________________________________________________________________________;
②反应一段时间后,A池中Cu电极增重3.2 g,要使B池溶液恢复到起始状态,向溶液中加入适量的______,其质量为________g。
答案 (1)原电池 电解池 (2)负 Cu (3)Cu 2+
+2e -
===Cu Zn -2e -
===Zn 2+
(4)①2Cl -
-2e -
===Cl 2↑ 产生无色气泡,溶液变红 C 2
②减少 0.65 13 (5)①2Cu 2+
+2H 2O=====电解
2Cu +O 2↑+4H +
②CuO 4(或CuCO 3 6.2) 2.如图所示水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天后观察:
(1)铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于________(填“化学”或“电化学”)腐蚀。 (2)若试管内液面上升,则原溶液呈__________性,发生__________腐蚀,正极反应式为________________________________________________________________________。 (3)若试管内液面下降,则原溶液呈________________性,发生__________腐蚀,正极反应式为________________________。 答案 (1)电化学
(2)弱酸或中 吸氧 O 2+2H 2O +4e -
===4OH -
(3)较强的酸 析氢 2H +
+2e -
===H 2↑
高考题型1 原电池原理 新型化学电源
1.(全国卷Ⅱ,11)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 -
===Mg 2+
B .正极反应式为Ag +
+e -===Ag C .电池放电时Cl -
由正极向负极迁移
D .负极会发生副反应Mg +2H 2O===Mg(OH)2+H 2↑ 答案 B
解析 根据题意,Mg -海水-AgCl 电池总反应式为Mg +2AgCl===MgCl 2+2Ag 。A 项,负极反应式为Mg -2e -
===Mg 2+
,正确;B 项,正极反应式为2AgCl +2e -
===2Cl -
+ 2Ag ,错误;C 项,对原电池来说,阴离子由正极移向负极,正确;D 项,由于镁是活泼金属,则负极会发生副反应Mg +2H 2O===Mg(OH)2+H 2↑,正确。
2.(浙江理综,11)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+n O2+2n H2O===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:4M n++n O2+2n H2O+4n e-===4M(OH)n
D.在Mg-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜答案C
解析A项,采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积,且有利于氧气扩散至电
极的表面,正确;B项,单位质量的Mg、Al、Zn释放的电子分别为1
12mol、
1
9mol、
2
65mol,
显然铝的比能量比Mg、Zn高,正确;C项,电池放电过程正极O2得电子生成OH-,但负极生成的金属阳离子不能透过阴离子交换膜移至正极,故正极不能生成M(OH)n,反应式应为O2+2H2O+4e-===4OH-,错误;D项,为避免OH-移至负极而生成M(OH)n,可采用中性电解质及阳离子交换膜阻止OH-,正确。
1.原电池原理
(1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池将化学能转化为电能。典型的原电池装置如图所示: