高中化学人教版化学反应原理第四章电化学基础单元测试 第四章链接高考热点

热点一原电池的工作原理及其应用[热点分析]以高科技或新型电池为背景考查原电池的工作原理，是高考常见的切入点，题型以选择题、非选择题为主。(1)选择题重点考查电极的判断、电子及离子的移动方向、电极反应类型、电极附近或整个溶液的pH变化，以及判断电极反应式的正误等。(2)非选择题主要考查电极反应式的书写，电极产物的判断及实验现象的描述等。对原电池观察不仔细，忽略介质的作用，是学生在高考中失分的主要原因。(2023·高考江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A．反应CH4＋H2Oeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol电子B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－=2H2OC．电池工作时，COeq\o\al(2－,3)向电极B移动D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)解析：选D。A选项，甲烷中的C为－4价，一氧化碳中的C为＋2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1mol甲烷失去6mol电子，所以错误；B选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为H2＋CO＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=3CO2＋H2O，所以错误；C选项，碳酸根离子应向负极移动，即向电极A移动，所以错误；D选项，电极B上氧气和二氧化碳得电子生成碳酸根离子，所以正确。(2023·高考安徽卷)常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。0～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是____________________________________，溶液中的H＋向________极移动。t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是________________________________________________________________________。解析：在0～t1时，正极上NOeq\o\al(－,3)得电子后结合H＋生成NO2和H2O；在原电池中，阳离子向正极移动，故H＋向正极移动；由于Al在浓硝酸中发生了钝化，生成的氧化膜阻止了反应的进行，此时Cu与浓硝酸反应而导致Cu作负极，电子流动方向发生了改变。答案：NOeq\o\al(－,3)＋e－＋2H＋=NO2↑＋H2O正Al在浓硝酸中发生钝化，生成的氧化膜阻止了Al的进一步反应热点二电解原理及其应用[热点分析]该热点在高考考查中以选择题为主，有时也出现在非选择题中以填空形式进行考查，题型稳定、难度不大，考查的角度主要有：(1)电解原理、电极反应式的书写。(2)离子放电顺序、电极产物的判断。(3)电解质溶液pH的变化分析。(4)与电解有关的简单计算。学生对离子放电顺序理解不深，不能灵活运用，不能正确识别多个装置之间的联系，是造成失分的主要原因。离子放电顺序是正确书写电极反应式、判断电解产物的关键，必须牢记；对于串联电解装置的理解要抓住两点：一是电子守恒，二是阴极与阳极相连，以此类推。(2023·高考福建卷)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A．该装置将化学能转化为光能和电能B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移C．每生成1molO2，有44gCO2被还原D．a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－=C3H8O＋5H2O解析：选B。该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，H＋为阳离子，在电解池中向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2O→O2发生的是氧化反应，每生成1molO2，转移4mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2，3CO2→C3H8O，转移18mol电子，故生成1molO2消耗2/3molCO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO2＋18H＋＋18e－=C3H8O＋5H2O，D项错误。(2023·高考浙江卷)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O－CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是()A．X是电源的负极B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－=H2＋O2－CO2＋2e－=CO＋O2－C．总反应可表示为H2O＋CO2eq\o(=,\s\up7(电解))H2＋CO＋O2D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1解析：选D。A项，根据图示，X极产物为H2和CO，是H2O与CO2的还原产物，可判断在X极上发生还原反应，由此判断X极为电源的负极，A项正确；B项，根据题意，电解质为固体金属氧化物，可以传导O2－，故在阴极上发生的反应为H2O＋2e－=H2＋O2－、CO2＋2e－=CO＋O2－，B项正确；C项，根据电极产物及B项发生的电极反应可知，该反应的总反应方程式为H2O＋CO2eq\o(=,\s\up7(电解))H2＋CO＋O2，C项正确；D项，根据C项的电解总反应方程式可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比为2∶1，D项错误。热点三金属的腐蚀与防护[热点分析]在历年的高考中，对这部分的考查多以选择题、实验题的形式出现，取材于生活实际与教材，难度不大；但新考纲将电化学腐蚀提升为理解层次，且金属的腐蚀问题是涉及工农业生产和人们生活的问题，体现了化学服务于生活的理念，所以高考对金属腐蚀与防护内容的考查力度将会增大，这也体现了新课程实验的目的。(2023·高考重庆卷)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。(1)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为________________________________________________________________________。(2)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。①腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)；②环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为________________________________________________________________________；③若生成gCu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。解析：(1)复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为Ag2O＋2CuCl=2AgCl＋Cu2O。(2)①负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c。负极反应：Cu－2e－=Cu2＋，正极反应：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。②正极反应产物为OH－，负极反应产物为Cu2＋，两者与Cl－反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=Cu2(OH)3Cl↓。③gCu2(OH)3Cl的物质的量为mol，由Cu元素守恒知，发生电化学腐蚀失电子的Cu单质的物质的量为mol，失去电子mol，根据电子守恒可得，消耗O2的物质的量为mol，所以理论上消耗氧气的体积为L(标准状况)。答案：(1)Ag2O＋2CuCl=2AgCl＋Cu2O(2)①c②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=Cu2(OH)3Cl↓③排查落实练四电化学基础一、正误判断再落实1．根据电流方向或电子流向可判断原电池正负极：外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。()2．根据两极发生的反应类型可判断原电池的正负极：负极上总是发生氧化反应，正极上总是发生还原反应。()3．电解池的工作原理：电解池中与直流电源正极相连的是阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极相连的是阴极，阴极发生还原反应。通电时，电子的流向为负极→阴极→电解质→阳极→正极。()4．镀锡铁制品和镀锌铁制品的镀层破损时，镀锡铁制品中铁的腐蚀速率更快。()5．在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫阳极电化学保护法。()6．不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬。()7．纯锌与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液，可使反应速率加快。()8．甲醇和氧气以及KOH溶液构成的新型燃料电池中，其负极上发生的反应为CH3OH＋6OH－－6e－=CO2＋5H2O。()9．在铁上镀铜时，金属铜作阴极。()10．电解稀硫酸溶液实质上是电解水，故溶液pH不变。()11．电解稀氢氧化钠溶液要消耗OH－，故溶液pH减小。()12．电解硫酸钠溶液，在阴极上发生反应：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。()13．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1。()14．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生。()15．原电池工作时，可能会伴随着热能变化。()16．粗铜电解精炼时，应将粗铜与直流电源的正极相连。()17．金属的吸氧腐蚀的过程中，正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－。()18．燃料电池中加入燃料的电极一定是电池的负极。()19．在生产生活中，为保护钢铁器件免受腐蚀，应将该器件与直流电源的正极相连。()答案：1.√2.√3.×4.√5.×6.×7.√8.×9.×10×11.×12.×13.√14.×15．√16.√17.√18.√19.×二、原电池电极反应式或总反应式的书写规范再落实1．铝－铁电池(负极—Al，正极—Fe，电解液—HCl溶液)负极：________________________________________________________________________；正极：________________________________________________________________________；总反应离子方程式：________________________________________________________________________。答案：2Al－6e－=2Al3＋6H＋＋6e－=3H2↑2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑2．镁－铝电池(负极—Al，正极—Mg，电解液—KOH溶液)负极：________________________________________________________________________；正极：________________________________________________________________________；总反应离子方程式：________________________________________________________________________。答案：2Al＋8OH－－6e－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑3．锂电池(负极—Li，正极—石墨，电解液—LiAlCl4－SOCl2)已知电池总反应式：4Li＋2SOCl2=SO2↑＋4LiCl＋S。试写出正、负极反应式：负极：________________________________________________________________________；正极：________________________________________________________________________。答案：4Li－4e－=4Li＋2SOCl2＋4e－=SO2↑＋S＋4Cl－三、电解池电极反应式或总反应式的书写规范再落实1．用惰性电极电解下列溶液(1)NaCl溶液阴极：________________________________________________________________________；阳极：________________________________________________________________________；总反应方程式：________________________________________________________________________。(2)CuSO4溶液阴极：________________________________________________________________________；阳极：________________________________________________________________________；总反应方程式：________________________________________________________________________。答案：(1)2H＋＋2e－=H2↑2Cl－－2e－=Cl2↑2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)2Cu2＋＋4e－=2Cu4OH－－4e－=2H2O＋O2↑2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋2H2SO4＋O2↑2．用惰性电极电解熔融态Al2O3阴极：________________________________________________________________________；阳极：________________________________________________________________________；总反应方程式：________________________________________________________________________。答案：4Al3＋＋12e－=4Al6O2－－12e－=