本章回顾总结4.

第四章电化学基础本章回顾总结知识体系化学·选修4(A)高考链接知识体系化学·选修4(A)高考链接知识体系化学·选修4(A)高考链接知识体系化学·选修4(A)高考链接知识体系化学·选修4(A)高考链接[考点分析]原电池和电解池的工作原理在实际工农业生产和科学研究中具有很大的应用价值，在历年的高考中都是考查的重点内容，在选择题和填空题中都有涉及。所考查知识点一般比较典型，但形式很灵活，难度不大，区分度高，能够很好地考查学生分析问题、整合信息的能力，常见的考查角度有：知识体系化学·选修4(A)高考链接1．原电池和电解池的工作原理。通常以新型化学电源、电解原理的应用或二者的相互结合为切入口，考查有关电极名称的判断、电子和阴阳离子的流向、电极和电池反应式的书写、电解质溶液pH或离子浓度的变化等。2．有关电化学的计算通常考查电子的转移、电极材料的变化、参加反应或生成气体的体积、溶液的pH等。知识体系化学·选修4(A)高考链接3．有关金属活动性强弱及金属腐蚀常考的知识点有：根据电极的不同现象判断金属的活动性，根据金属的活动性、电解质溶液及所处电极位置判断金属腐蚀的快慢。4．有关原电池和电解池工作原理、金属腐蚀的影响因素的实验探究。知识体系化学·选修4(A)高考链接[高考冲浪]1．(2014·北京高考)下列电池工作时，O2在正极放电的是()A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池知识体系化学·选修4(A)高考链接解析：A项，锌锰电池正极上是MnO2得电子，错误；B项，氢燃料电池正极上是O2放电，正确；C项，铅蓄电池正极上是PbO2放电，错误；D项，镍镉电池正极上是NiO(OH)得电子，错误。答案：B知识体系化学·选修4(A)高考链接2．(大纲全国高考)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④知识体系化学·选修4(A)高考链接解析：本题考查原电池原理。电流方向与电子流向相反，①②相连时，电流由②流向①，则金属性①＞②；①③相连时，③为正极，则金属性①＞③；②④相连时，②上有气泡，则金属性④＞②；③④相连时，③的质量减少，则金属性③＞④。综上分析，可得金属活动性顺序为①＞③＞④＞②。答案：B知识体系化学·选修4(A)高考链接3．(山东高考)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()知识体系化学·选修4(A)高考链接A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图b中，开关由M改置于N时，Cu－Zn合金的腐蚀速率减小C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．图d中，Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的知识体系化学·选修4(A)高考链接解析：图a中铁棒发生电化学腐蚀，靠近底部的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，A项错；图b中开关由M置于N，Cu－Zn合金作正极，腐蚀速率减小，B项正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，氢气在Pt上放出，C错；图d中干电池自放电腐蚀主要是Zn发生析氢腐蚀引起的，D项错。答案：B知识体系化学·选修4(A)高考链接4．(2014·新课标全国卷Ⅱ)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()知识体系化学·选修4(A)高考链接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迁移知识体系化学·选修4(A)高考链接解析：图示所给出的是原电池装置。A.由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。B.电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。C.放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。D.放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极(a极)迁移，故正确。答案：C知识体系化学·选修4(A)高考链接5．(2014·天津高考)已知：锂离子电池的总反应为：LixC＋Li1－xCoO2放电充电C＋LiCoO2锂硫电池的总反应为：2Li＋S放电充电Li2S有关上述两种电池说法正确的是()知识体系化学·选修4(A)高考链接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．右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电知识体系化学·选修4(A)高考链接解析：A项，锂离子电池放电时是原电池，阳离子向正极移动，错误；B项锂硫电池充电时是电解池，锂电极由Li2S―→Li，发生还原反应，正确；C项，电池的比能量是参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，锂离子电池比能量为x7x＋12，锂硫电池的比能量为17，理论上两种电池的比能量不同，错误；D项，由图可知，锂离子电池的电极材料为C和LiCoO2，应为该电池放电所得产物，而锂硫电池的电极材料为Li和S，应为充电所得产物，故此时应为锂硫电池给锂离子电池充电的过程，错误。答案：B知识体系化学·选修4(A)高考链接6．(2014·广东高考)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则()知识体系化学·选修4(A)高考链接A．电流方向：电极Ⅳ→○A→电极ⅠB．电极Ⅰ发生还原反应C．电极Ⅱ逐渐溶解D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu知识体系化学·选修4(A)高考链接解析：电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，可判断，Ⅰ为原电池的负极，Ⅱ是原电池的正极，Ⅲ是电解池的阳极，Ⅳ是电解池的阴极，A项，外电路电流方向是从正极流向负极，即电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ，正确；B项，负极发生氧化反应，错误；C项，正极上的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，电极Ⅱ有Cu析出逐渐加重，错误；D项，阳极的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，错误。答案：A知识体系化学·选修4(A)高考链接7．(2014·福建高考)铁及其化合物与生产、生活关系密切。如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。知识体系化学·选修4(A)高考链接(1)该电化腐蚀称为________。(2)图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母)。答案：(1)吸氧腐蚀(2)B知识体系化学·选修4(A)高考链接8．(2014·四川高考)(1)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是____________________________________________________。(2)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是__________________。知识体系化学·选修4(A)高考链接解析：(1)根据Mn的化合价，从＋2价→＋4价，失电子发生氧化反应，则阳极电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。(2)碱性锌锰干电池中，MnO2作为正极，发生还原反应，其电极反应式MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－。答案：(1)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋(2)MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－知识体系化学·选修4(A)高考链接9．(2014·全国课标卷Ⅰ)H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：知识体系化学·选修4(A)高考链接(1)写出阳极的电极反应式________________________。(2)分析产品室可得到H3PO2的原因________________。(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有______杂质。该杂质产生的原因是__________。知识体系化学·选修4(A)高考链接解析：(1)阳极发生氧化反应，由于OH－的放电性大于SO2－4，则在反应中OH－失去电子，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。(2)阳极室H2O放电产生H＋，H＋进入产品室，原料室中的H2PO－2穿过阴膜扩散至产品室，两者发生反应：H＋＋H2PO－2H3PO2。(3)如果撤去阳膜，H2PO－2或H3PO2可能被氧化为PO3－4。知识体系化学·选修4(A)高考链接答案：(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(2)阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO－2穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2(3)PO3－4H2PO－2或H3PO2被氧化知识体系化学·选修4(A)高考链接10．(山东高考)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：知识体系化学·选修4(A)高考链接(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________(填序号)吸收。a．浓硫酸B．稀硝酸c．NaOH溶液D．氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在______(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是_________________(注明试剂、现象)。知识体系化学·选修4(A)高考链接(3)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为__________。(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________(填序号)。a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反应c．溶液中Cu2＋向阳极移动d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属知识体系化学·选修4(A)高考链接(5)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极的电极反应式为______________________。知识体系化学·选修4(A)高考链接解析：(1)焙烧时冰铜中的硫元素转化为SO2，所以气体A为SO2，应用碱液吸收SO2。(2)滴加KSCN溶液变红色说明溶液中含有Fe3＋，用KMnO4溶液检验含有Fe3＋的溶液中的Fe2＋。(3)高温下泡铜中的Cu2O与Al发生置换反应。(4)电解精炼粗铜，粗铜接电源的正极，作阳极，发生氧化反应，b对；电解时电解质溶液中的阳离子(Cu2＋)向阴极移动，c错；阳极上比Cu活泼的Al、Zn优先失电子变成离子进入电解质溶液，而比Cu不活泼的Ag、Pt、Au则不能参与电极反应，以单质的形式沉积在阳极下方形成阳极泥，d对；电解时有一小部分电能转化为热能，a错。知识体系化学·选修4(A)高考链接(5)电池反应的总方程式为2Cu＋O2＋4H＋===2Cu2＋＋2H2O，负极电极反应式为2Cu－4e－===2Cu2＋，将电池反应的总方程式与负极电极反应式相减得正极电极反应式：4H＋＋O2＋4e－===2H2O。知识体系化学·选修4(A)高考链接11．(2014·安徽高考)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。知识体系化学·选修4(A)高考链接(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的碳粉质量/g铁粉质量/g醋酸浓度/%①为以下实验作参照0.52.090.0②醋酸浓度的影响0.536.0③0.22.090.0知识体系化学·选修4(A)高考链接(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是______________