2020届全国高考化学专题复习-电化学

本专题栏目开关考点串讲随堂练习2020届全国高考化学专题复习专题七、电化学电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是历年高考的热点内容。考查的主要知识点：原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。对本部分知识的考查仍以选择题为主，在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。复习时，应注意：考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习1．对基础知识扎实掌握，如电极反应式的书写、燃料电池的分析等。2．电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析是近年来高考中的热点，通过在练习中总结和反思，提高在新情境下运用电化学原理分析解决实际问题的能力。考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习考点一“盐桥”问题面面观1．电化学装置中都有两个电极，分别发生氧化反应与还原反应。若两个电极插在同一电解质溶液的容器内，则由于阴阳离子的移动速率不同而导致两极之间出现浓度差，以及因电极本身直接与离子反应而导致两极之间电势差变小，影响了电流的稳定。为解决这个问题，人们使用了盐桥。盐桥主要出现在原电池中，有时也可在电解池中出现，其主要作用就是构建闭合的内电路，但不影响反应的实质。盐桥内常为饱和氯化钾、硝酸钾等溶液。考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习2．盐桥是新课改教材中出现的新名词，因而围绕盐桥的电化学知识已成为新课改地区命题的一个热点，所以有必要分析研究盐桥问题的考查思路。常从以下四方面命题。(1)考查盐桥的作用(2)考查含盐桥的电化学总反应式的书写(3)考查盐桥内溶液离子的移动方向(4)考查含盐桥的电化学装置的设计考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习对点专练1．(2020·合肥一模)根据下图，下列判断中正确的是()A．烧杯a中的溶液pH降低B．烧杯b中发生氧化反应C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习解析由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电极，则O2在Fe电极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，烧杯a中c(OH－)增大，溶液的pH升高。烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋。答案B考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习2．(2019·广东理综，23)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＋＋CuC．在外电路中，电子从正极流向负极D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习解析电池的正极得电子，A选项错误；结合该电池的装置图可知，该过程中涉及的氧化还原反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，B选项正确；外电路中，电子从负极流向正极，C选项错误；在烧杯中由Zn失去电子形成Zn2＋，使得该烧杯中正电荷的离子增加，为维持电中性，K＋应该通过盐桥流向CuSO4所在的右烧杯，D选项错误。答案B知识延伸原电池的闭合回路有外电路与内电路之分，外电路的电流是从正极流向负极，内电路是从负极流向正极，故内电路中的阳离子移向正极、阴离子移向负极。考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习3．(2019·福建理综)控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习解析由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流计读数为零时Fe3＋得电子速率等于Fe2＋失电子速率，反应达到平衡状态；D项在甲中溶入FeCl2固体,平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨为正极，D不正确。答案D考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习知识延伸把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。该题若不用盐桥，就不能把原电池知识与化学平衡知识融合在一起。总之，盐桥知识尽管比较简单，也没有改变反应的实质，但由于盐桥的引入，才能对电化学的实际应用有更好的感悟，故只要把握好盐桥的组成及作用，就较易解答好盐桥问题。考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习4．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂­KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为Ag＋＋e－===Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同(提示：盐桥中K＋、NO－3可自由移动)A．①②B．②③C．②④D．③④考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习解析铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线、盐桥构成一个原电池，Cu作负极，Ag作正极，两极的电极反应分别为负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：2Ag＋＋2e－===2Ag，盐桥起到了传导离子、形成闭合回路的作用，电子的流向是由负极流向正极，电流的方向和电子的流向相反，因此C正确，故选C。答案C考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习5．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是__________；电解质溶液Y是___________________________________________；(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为___________________________________________；X电极上发生的电极反应为___________________；(3)外电路中的电子是从_______电极流向______电极。考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习解析原电池正极发生还原反应，负极发生氧化反应，Ag＋作氧化剂，Ag＋＋e－===Ag的反应为正极反应式，则Cu作负极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，则Y溶液为AgNO3溶液，外电路中的电子由负极流向正极。答案(1)铜AgNO3溶液(2)正Ag＋＋e－===Ag(或2Ag＋＋2e－===2Ag)Cu－2e－===Cu2＋(3)铜银考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习技巧点拨首先根据离子方程式判断出氧化剂、还原剂，明确电极反应。然后再分析两剂状态确定电极材料，若为固态时可作电极，若为溶液时则只能作电解液。然后补充缺少的电极材料及电解液。电极材料一般添加与电解质溶液中阳离子相同的金属作电极(使用惰性电极也可)，电解液则是一般含有与电极材料形成的阳离子相同的物质。最后再插入盐桥即可。考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习考点二不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写，大多数考生感到较难。主要集中在：一是得失电子数目的判断，二是电极产物的判断。下面以CH3OH、O2燃料电池为例，分析电极反应式的书写。(1)酸性介质，如H2SO4。CH3OH在负极上失去电子生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在H＋作用下生成H2O。电极反应式为负极：CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋正极：32O2＋6e－＋6H＋===3H2O考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习(2)碱性介质，如KOH溶液。CH3OH在负极上失去电子，在碱性条件下生成CO2－3，1molCH3OH失去6mole－，O2在正极上得到电子生成OH－，电极反应式为负极：CH3OH－6e－＋8OH－===CO2－3＋6H2O正极：32O2＋6e－＋3H2O===6OH－(3)熔融盐介质，如K2CO3。在电池工作时，CO2－3移向负极。CH3OH在负极上失去电子，在CO2－3的作用下生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在CO2的作用下生成CO2－3，其电极反应式为负极：CH3OH－6e－＋3CO2－3===4CO2↑＋2H2O正极：32O2＋6e－＋3CO2===3CO2－3考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高温下能传导正极生成的O2－。根据O2－移向负极，在负极上CH3OH失电子生成CO2气体，而O2在正极上得电子生成O2－，电极反应式为负极：CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O正极：32O2＋6e－===3O2－考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习对点专练1．(2019·四川理综)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是()A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2OD．正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习解析解答本题时审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要往正极移动，故A错；因电解质溶液是酸性的，不可能存在OH－，故正极的反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，转移4mol电子时消耗1molO2，则转移0.4mol电子时消耗2.24LO2，故B、D错；电池反应式即正负极反应式之和，将两极的反应式相加可知C正确。答案C考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习2．科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如下图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导正极生成的O2－。(1)c电极的名称为________。(2)d电极上的电极反应式为____________________。考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习解析根据电流的流向，可判断c为正极，d为负极。在正极通入空气，电极反应式为2O2＋8e－===4O2－，在负极上通入CH4，电极反应式为CH4＋4O2－－8e－===CO2↑＋2H2O。答案(1)正极(2)CH4＋4O2－－8e－===CO2↑＋2H2O考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习考点三“六点”突破电解池1．分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。2．剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。3．注意放电顺序。4．书写电极反应，注意得失电子守恒。考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习5．正确判断产物。(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力,阴离子放电顺序为S2－I－Br－Cl－OH－(水)。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag＋Hg2＋Fe3＋Cu2＋H＋Pb2＋Fe2＋H＋(水)考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习6．恢复原态措施。电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。考点串讲专题七本专题栏目开关考点串讲随堂练习对