专题11电化学原理及应用高考化学备考易错点专项复习文档格式.docx

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B．地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀

C．常温下，Ksp[Mg（OH）2]=5.6×

10−12，pH=10的含Mg2+溶液中，c（Mg2+）≤5.6×

10−4mol·

L−1

D．常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2LH2，反应中转移的电子数为6.02×

1023

【答案】BC

【解析】该反应气体的分子数减少了，所以是熵减的反应，△S<

0，A错误；

锌比铁活泼，形成原电池时锌做负极，所以可以减缓钢铁管道的腐蚀，B正确；

常温下，在pH=10的溶液中，c（OH-）=1

mol/L，溶液中含Mg2+浓度最大值为

=5.6

mol/L，C正确；

在锌和稀硫酸的反应中每生成1molH2，电子转移的数目为2mole-，在常温常压下，11.2LH2的物质的量不是0.5mol，所以反应中转移的电子数不是6.02

，D错误。

5．【2017海南】一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H+。

A.Pb电极b为阴极

B.阴极的反应式为：

N2+6H++6e−=2NH3

C.H+由阳极向阴极迁移

D.陶瓷可以隔离N2和H2

【答案】A

H2，D正确。

6．（2017江苏）铝是应用广泛的金属。

以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下：

注：

SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_______________。

（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_____（填“增大”、“不变”或“减小”）。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_______________。

（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_______________，阴极产生的物质A的化学式为_______________。

（5）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。

在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_______________。

【答案】Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O减小石墨电极被阳极上产生的氧气氧化4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑H2氯化铵分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜

（1）氧化铝为两性氧化物，可溶于强碱溶液生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。

（2为了提高铝土矿的浸取率，氢氧化钠溶液必须过量，所以过滤I所得滤液中含有氢氧化钠，加入碳酸氢钠溶液后，氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成碳酸钠和水，所以溶液的pH减小。

（3）电解I过程中，石墨阳极上氧离子被氧化为氧气，在高温下，氧气与石墨发生反应生成气体，所以，石墨电极易消耗的原因是被阳极上产生的氧气氧化。

（4）由图中信息可知，生成氧气的为阳极室，溶液中水电离的OH-放电生成氧气，破坏了水的电离平衡，碳酸根结合H+转化为HCO3-，所以电极反应式为4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑，阴极室氢氧化钠溶液浓度变大，说明水电离的H+放电生成氢气而破坏水的电离平衡生成大，所以阴极产生的物质A为H2。

（5）铝在常温下就容易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜。

氯化铵受热分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜，所以加入少量的氯化铵有利于AlN的制备。

1．【2016年高考北京卷】用石墨电极完成下列电解实验。

实验一

实验二

装置

现象

a、d处试纸变蓝；

b处变红，局部褪色；

c处无明显变化

两个石墨电极附近有气泡产生；

n处有气泡产生；

……

下列对实验现象的解释或推测不合理的是（）

A．a、d处：

2H2O+2e-=H2↑+2OH-

B．b处：

2Cl--2e-=Cl2↑

C．c处发生了反应：

Fe-2e-=Fe2+

D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜

【答案】B

故相当于电镀，即m上有铜析出，D正确。

2．【2016年高考海南卷】某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。

下列说法正确的是（）

A．Zn为电池的负极

B．正极反应式为2FeO42−+10H++6e−=Fe2O3+5H2O

C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变

D．电池工作时

向负极迁移

【答案】AD

【解析】根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，A正确；

KOH

溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeO42−+6e−+8H2O=2Fe（OH）3+10OH−，B错误；

该电池放电过程中电

解质溶液浓度减小，C错误；

电池工作时阴离子OH−向负极迁移，D正确。

3．【2016年高考上海卷】图1是铜锌原电池示意图。

图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示（）

A．铜棒的质量B．c（Zn2+）

C．c（H+）D．c（SO42-）

4．【2016年高考四川卷】某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。

放电时电池的总反应为：

Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6（x<

1）。

下列关于该电池的说法不正确的是（）

A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移

B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-=xLi++C6

C．充电时，若转移1mole-，石墨C6电极将增重7xg

D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+

【解析】放电时，阳离子向正极移动，A正确；

放电时，负极失去电子，B正确；

充电时，若转移1mol电子，则石墨电极上溶解1/xmolC6，电极质量减少，C错误；

充电时阳极失去电子，为原电池的正极的逆反应，D正确。

易错起源1、电极产物的判断与有关反应式的书写

例1．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，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

极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：

3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，错误。

答案　B

【变式探究】Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图，电解总反应为：

2Cu＋H2O

Cu2O＋H2↑。

下列说法正确的是（　　）

A．石墨电极上产生氢气

B．铜电极发生还原反应

C．铜电极接直流电源的负极

D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成

【解析】　由反应得在通电时Cu失电子，发生氧化反应，在阳极放电，与电源的正极相连。

石墨作阴极，发生还原反应：

2H＋＋2e－===H2↑。

根据反应方程式

2Cu～Cu2O～2e－

12

0.05mol　0.1mol

故B、C、D错误。

【答案】　A

【名师点睛】

1.电解时电极产物的判断

（阴离子放电顺序：

S2－>

I－>

Br－>

Cl－>

OH－>

含氧酸根）

阴极→溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物。

（阳离子放电顺序：

Ag＋>

Fe3＋>

Cu2＋>

H＋>

Fe2＋>

Zn2＋>

Al3＋>

Mg2＋>

Na＋>

Ca2＋>

K＋）

2．电极反应式的书写

（1）首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。

阳极为金属活性电极时，电极材料放电。

（2）再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。

（3）电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电反应。

3．电解化学方程式的书写

（1）必须在等号上标明通电或电解。

（2）只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。

如电解CuCl2溶液：

CuCl2

Cu＋Cl2↑。

（3）只有水被电解，只写水及电解产物即可。

如：

电解稀硫酸、电解NaOH溶液、电解Na2SO4溶液时，化学方程式可以写为：

2H2O

2H2↑＋O2↑。

（4）电解质、水同时被电解，则都要写进方程式。

如电解饱和食盐水：

2NaCl＋2H2O

H2↑＋Cl2↑＋2NaOH。

【锦囊妙计，战胜自我】

当电解过程中电解的是水和电解质时，电极反应式中出现的是H＋或OH－放电，但在书写总反应式时要将反应物中的H＋或OH－均换成水，在生成物中出现的是碱或酸，同时使阴极、阳极反应式得失电子数目相同，将两个电极反应式相加，即得到总反应的化学方程式。

易错起源2、电解类型及有关计算

例2．用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。

下列说法不正确的是（　　）

A．用石墨作阳极，铁作阴极

B．阳极的电极反应式：

Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O

C．阴极的电极反应式：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D．除去CN－的反应：

2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O

答案　D

【变式探究】下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：

6.8～8.0，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）；

①A管溶液由红变黄　　　②B管溶液由红变黄

③A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

_____________________________________________________________。

MgSO4，即沉淀溶解，溶液呈红色。

根据上述分析，a中收集的是氢气，b中收集的是O2。

【答案】　

（1）①　④

（2）2H＋＋2e－===H2↑（或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑），

Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓

（3）4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

（或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑）

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

（5）用拇指按住管口，取出试管，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）

1．以惰性电极电解电解质溶液的类型

类型

电极反应特点

实例

电解对象

电解质浓度

pH

电解质溶液复原

电解

水型

阴：

4H＋＋4e－===2H2↑

阳：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

NaOH

水

增大

加水

H2SO4

减小

Na2SO4

不变

质型

电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电

HCl

电解质

通氯化氢

加氯化铜

放H2

生碱型

阴极：

H2O放H2生碱

阳极：

电解质阴离子放电

NaCl

电解质和水

生成新电解质

放O2

生酸型

电解质阳离子放电

H2O放O2生酸

CuSO4

加氧化铜

2.电解池中有关量的计算或判断

电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：

根据直流电源提供的电量求产物的量（析出固体的质量、产生气体的体积等）、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。

解题依据是得失电子守恒，解题方法有如下：

（1）根据电子守恒法计算：

用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。

（2）根据总反应式计算：

先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。

（3）根据关系式计算：

根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式。

（1）若阴极为H＋放电，则阳极区c（OH－）增大；

若阳极为OH－放电，则阴极区c（H＋）增大；

若阴极、阳极同时有H＋、OH－放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。

（2）用惰性电极电解电解质溶液时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。

易错起源3、化学腐蚀与电化学腐蚀

例3．下列说法正确的是（　　）

A．若H2O2分解产生1molO2，理论上转移的电子数约为4×

6.02×

B．室温下，pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，溶液pH＞7

C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀

D．一定条件下反应N2＋3H22NH3达到平衡时，3v正（H2）＝2v逆（NH3）

解析　A项，2H2O2===2H2O得到e－×

2＋O失去e－×

22↑，生成1molO2，理论转移2mol电子，错误；

B项，醋酸是弱酸，两者等体积混合后，醋酸过量较多，溶液呈酸性，pH<

7，错误；

D项，达到平衡时，

＝

，错误。

答案　C

【变式探究】如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

（1）铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。

（2）若试管内液面上升，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应，负极

____________________________，正极______________________________。

（3）若试管内液面下降，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应，负极

____________________________，正极__________________________。

了新气体所致，即铁钉发生了析氢腐蚀，据此写出电极反应。

【答案】

（1）电化学

（2）弱酸性或中　吸氧　2Fe－4e－===2Fe2＋

O2＋4e－＋2H2O===4OH－

（3）较强的酸　析氢　Fe－2e－===Fe2＋

2H＋＋2e－===H2↑

化学腐蚀

电化学腐蚀（主要）

定义

金属与接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应引起的腐蚀

不纯金属（或合金）接触到电解质溶液所发生的原电池反应，较活泼金属失去电子被氧化而引起的腐蚀

吸氧腐蚀（主要）

析氢腐蚀

条件

金属与物质直接接触

水膜中溶有O2，显弱酸性或中性

水膜酸性较强

本质

金属被氧化而腐蚀

较活泼金属被氧化而腐蚀

现象

无电流产生

有微弱电流产生

反应式

2Fe＋3Cl22FeCl3

负极：

Fe－2e－===Fe2＋

正极：

2H2O＋O2＋4e－===4OH－

2H＋＋2e－===H2↑

两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大。