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专题讲座九 电化学高考命题的探究

2013-07-27 01:07:43
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 电化学知识是历年来的命题重点,几乎每年每套化学试卷中都有所涉及,有时出现在选择题中,有时出现在非选择题中。在考查电化学基础知识的前提下,命题题材及角度出现新的变化特点,现主要以近几年电化学试题为例说明。

一、关注新型化学电源的高考命题角度

 新型电池一般具有高能环保,经久耐用,电压稳定,比能量高等特点,取材于这些新型电池的试题,既能体现化学的实用性,又能体现化学命题的时代性、新颖性,使试题在考查电化学知识的同时,又能较好地考查学生分析、灵活解答问题的能力,预测该种命题情景趋势将会继续。

1可充电电池放电时电极极性判断及充电时与电源的连接

(1)放电时新型电池中

(2)可充电电池用完后充电时,原电池的负极与外电源的负极相连,原电池的正极与外电源的正极相连。

2可充电电池电极反应式的书写方法

书写可充电电池电极反应式,一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电极反应式时,一般要遵守三步:第一,先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目,指出参与负极和正极反应的物质;第二,写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存);第三,在电子守恒的基础上,总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。

充电的电极反应与放电的电极反应过程相反,充电的阳极反应为放电正极反应的逆过程,充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。

3对溶液中离子的移动方向判断

放电时,阴离子移向负极,阳离子移向正极;充电时,阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。

【例1 (2011·安徽理综,12)研究人员最近发明了一种电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为5MnO22Ag2NaCl===Na2Mn5O102AgCl

下列电池在海水中放电时的有关说法正确的是                                        (  )

A.正极反应式:AgCle===AgCl

B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子

CNa不断向电池的负极移动

DAgCl是还原产物

【例2 (2011·新课标全国卷,11)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为FeNi2O33H2O===Fe(OH)22Ni(OH)2

下列有关该电池的说法不正确的是                                                                    (  )

A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe

B.电池放电时,负极反应为Fe2OH2e===Fe(OH)2

C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低

D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)22OH2e===Ni2O33H2O

【例3 (2010·江苏,11)下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:O22H2O4e===4OH

C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生

D.装置XY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

二、电化学与化学实验知识有机融合

 由于电化学在电极反应分析及电极反应式等知识中,要涉及到电极材料、电解液中离子等性质的分析,因而在电化学考查中就容易与化学实验融合在一起,如电解液的制备、净化、电极反应产物的检验、电化学装置的设计等等,这样就提高了试题的综合度,利于全面考查学生的基础知识及灵活解答问题的能力。在崇尚知识立意、能力考查的命题原则下,相信该类试题将继续受到推崇。

【例4 (2009·山东理综,29)ZnMnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。

(1)该电池的负极材料是____________。电池工作时,电子流向______________(正极负极)

(2)ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是________________________________________________________________________

欲除去Cu2,最好选用下列试剂中的________(填代号)

aNaOH                      bZn                  cFe                  dNH3·H2O

(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是________________________________________________________________________

若电解电路中通过2 mol电子,MnO2的理论产量为______________________________g

 

 

 

 

【例5 (2010·大纲全国卷29)右图是一个用铂丝作电极,

电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示

剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围:6.88.0

酸色—红色,碱色—黄色)

回答下列问题:

(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是    (填编号)

A管溶液由红变黄;② B管溶液由红变黄;③ A管溶液不变色;④B管溶液不变色

(2)写出A管中发生反应的反应式:______________________________________________

(3)写出B管中发生反应的反应式:______________________________________________

(4)检验a管中气体的方法是____________________________________________________

(5)检验b管中气体的方法是____________________________________________________

(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_________________

三、在元素推断等知识中渗透电化学内容

 元素推断、物质推断、氧化还原反应、反应速率影响等知识也是命题考查的重点内容。为了拓展知识考查的宽度,体现学科知识的密切相关性,故在该类问题中常设计一些简单的电化学知识考查,以提高试题的综合性,但难度不大。

【例6 XYZW为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。

已知:X可分别与YW形成X2YX2Y2XW等共价化合物;

Z可分别与YW形成Z2YZ2Y2ZW等离子化合物。请回答:

(1)Z2Y的化学式是____________

(2)Z2Y2X2Y反应的化学方程式是______________________________________________

(3)如右图所示装置,两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW饱和

溶液,C()C()为多孔石墨电极。

接通S1后,C()附近溶液变红,两玻璃管中有气体生成。一段

时间后(两玻璃管中液面未脱离电极),断开S1,接通S2,电流

表的指针发生偏转。此时:C()的电极名称是    (

负极)C()的电极反应式是____________________

(4)铜屑放入稀H2SO4中不发生反应,若在稀H2SO4中放入

X2Y2,铜屑可逐渐溶解,该反应的离子方程式是___________________________________


 

答案

【例1 B 

【例2 C 

【例3 C 

【例4 (1)Zn(或锌) 正极

(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b

(3)2H2e===H2  87

【例5 (1)①④

(2)2H2e===H2(2H2O2e===2OHH2) Mg22OH===Mg(OH)2

(3)4OH4e===2H2OO2(2H2O4e===4HO2)

(4)用拇指按住管口,取出试管,管口靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有淡蓝色火焰

(5)用拇指按住管口,取出试管正立,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内会复燃

(6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)

【例6 (1)Na2O

(2)2Na2O22H2O===4NaOHO2

(3)负极 Cl22e===2Cl

(4)CuH2O22H===Cu22H2O

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