2013-2019高考化学真题分类解析 专题13 电化学综合应用.doc

1、 专题 13 电化学综合应用 2017 年年 化学高考题化学高考题 1.【2017 年高考江苏卷 】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

2、粉在 1 000 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】(1)Al2O3+2OH-2 AlO2-+H2O (2)减小 (3)石墨电极被阳极上产生的 O2氧化 (4)4 CO32+2H2O-4e-4 HCO3 +O2 H2 (5)NH4Cl 分解产生的 HCl 能够破坏 Al 表面的 Al2O3薄膜 【解析】 本题考查由铝土矿制备铝的工艺流程。 (1)Al2O3为两性氧化物， 在 NaOH 溶液中会溶解生成 NaAlO2。 (2)加入的 NaHCO3与过量的 NaOH 反应，导致溶液的 pH 减小。(3)

3、电解 Al2O3时阳极上生成 O2，O2会氧化 石墨。(4)阳极上 OH-失去电子生成 O2，由 H2O 电离出的 H+可以与 CO32反应生成 HCO3。阴极上 H2O 放 电生成 H2。 2. 【2017年高考天津卷】 某混合物浆液含Al(OH)3、 MnO2和少量Na2CrO4。 考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4 不易完全被水浸出， 某研究小组利用设计的电解分离装置(见图)， 使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液， 并回收利用。回答和中的问题。 固体混合物分离利用的流程图 .固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明) (1)反应所加试剂 NaOH 的电子式为 ，

4、BC 的反应条件为 ，CAl 的制备方法称 为 。 (2)该小组探究反应发生的条件。D 与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有 Cl2生成，当反应停止后，固 体有剩余，此时滴加硫酸，又产生 Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号) 。 a.温度 b.Cl-的浓度 c.溶液的酸度 (3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成 TiO2 xH2O 的液态化合物，放 热 4.28 kJ，该反应的热化学方程式为 。 .含铬元素溶液的分离和利用 (4)用惰性电极电解时，CrO42能从浆液中分离出来的原因是 ，分离后含铬元素的粒子是 ； 阴极室生成的物质

5、为 (写化学式)。 【答案】(1)加热(或煅烧) 电解法 (2)ac (3)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g) H=-85.6 kJ mol-1 (4)在直流电场作用下，CrO42通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液 CrO42和 Cr2O72 NaOH 和 H2 【解析】本题考查化工流程分析、热化学方程式书写及电解原理等。(1)NaOH 由 Na+和 OH-构成，电子式为 。根据题中图示转化关系，向溶液 A 中通入 CO2，发生反应:NaAlO2+2H2O+CO2 Al(OH)3+NaHCO3，沉淀 B 为 Al(OH)3，固体 C 为 Al2O3，B

6、C 的反应条件为加热或煅烧，Al2O3Al 的 制备方法为电解熔融氧化铝。(2)根据D 与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有 Cl2生成知温度对反应有 影响；滴加硫酸，引入 H+，又产生 Cl2，说明溶液的酸度对反应有影响。(3)该还原性气体为 CO，易水解生 成 TiO2 xH2O 的液态化合物为 TiCl4，反应的化学方程式为 2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)，结合 题意知 H=- 2=-85.6 kJ mol-1。(4)题图 2 中电解分离装置采用离子交换膜，根据电解时阴离子向阳极 移动，则在直流电场作用下，CrO42通过阴离子膜向阳极室移动，脱离

7、浆液。在阳极室，CrO42发生可逆反 应:2 CrO42+2H+ Cr2O72+H2O，故分离后含铬元素的粒子是 CrO42、Cr2O72。在阴极室，H2O 放 电:2H2O+2e-H2+2OH-，c(OH-)增大，且 Na+向阴极室移动，故阴极室生成的物质为 NaOH、H2。 2016-2013 年年 化学高考题化学高考题 1 【2015 上海化学】 （12 分）氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸 盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。 完成下列填空： （1）写出电解饱和食盐水的离子方程式 。 （2）离子交换

8、膜的作用为 、 。 （3）精制饱和食盐水从图中 位置补充，氢氧化钠溶液从图中 位置流出。（选填a、 b、 c 或d） （4）KClO3可以和草酸（H2C2O4） 、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂 ClO2，还生成 CO2和 KHSO4等物质。 写出该反应的化学方程式 。 （5）室温下，0.1 mol/L NaClO 溶液的 pH 0.1 mol/L Na2SO3溶液的 pH。 （选填大于、小于或等 于） 。浓度均为 0.1 mol/L 的 Na2SO3和 Na2CO3的混合溶液中，SO32、CO32、HSO3、HCO3 浓度从大到 小的顺序为 。 已知： H2SO3 Ki1=1.54 10-2

9、Ki2=1.02 10-7 HClO Ki1=2.95 10-8 H2CO3 Ki1=4.3 10-7 Ki2=5.6 10-11 【答案】 （1） 2Cl 2H 2O Cl2H22OH （2）阻止 OH-进入阳极室，与 Cl2发生副反应 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O 阻止阳极产生 的 Cl2和阴极产生的 H2混合发生爆炸。 （3）a d （4）2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O （5）大于 SO32CO32HCO3HSO3 【解析】 （1）电解饱和食盐水时，溶液中的阳离子 H+在阴极得到电子变为 H2逸出，使附近的

10、水溶液显碱性，溶液 中的阴离子 Cl-在阳极失去电子，发生氧化反应。产生 Cl2。反应的离子方程式是 2Cl 2H 2O Cl2H22OH 。 （2）图中的离子交换膜只允许阳离子通过，不能使阴离子通过，这样阻止了 OH进入 阳极室，阻止 Cl 进入阴极室，使在阴极区产生的 NaOH 纯度更高。同时可以阻止阳极产生的 Cl 2和阴极产 生的 H2混合发生爆炸。 （3）随着电解的进行，溶质 NaCl 不断消耗，所以应及时补充。精制饱和食盐水从 与阳极连接的图中 a 位置补充，由于阴极 H+不断放电，附近的溶液显碱性，氢氧化钠溶液从图中 d 位置流 出；水不断被消耗，所以从 b 口不断加入蒸馏水，从

11、 c 位置流出的是稀的 NaCl 溶液。 （4）KClO3有氧化性， H2C2O4有还原性，在酸性条件下 KClO3可以和草酸（H2C2O4）生成高效的消毒杀菌剂 ClO2，还生成 CO2 和 KHSO4等物质。 则根据电子守恒及原子守恒， 可得该反应的化学方程式是： 2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O。 （5）NaClO、Na2SO3都是强碱弱酸盐，弱酸根离子发生水解反应，消耗水电 离产生的 H+，破坏了水的电离平衡，当最终达到平衡时，溶液中 c(OH-)c(H+)，所以溶液显碱性。形成盐 的酸越弱，盐水解程度就越大。消耗的离子浓度越

12、大，当溶液达到平衡时，剩余的离子浓度就越小。由于 H2SO3的 Ki2=1.02 10-7；HClO 的 Ki1=2.95 10-8，所以酸性：HSO3-HClO，因此溶液的 pH: NaClO Na2SO3。 由于电离程度：H2SO3 H2CO3HSO3-HCO3-，浓度均为 0.1 mol/L 的 Na2SO3和 Na2CO3的混合溶液中，水 解程度：CO32SO32，所以离子浓度：SO32CO32；水解产生的离子浓度：HCO3- HSO3-。但是盐水解程 度总的来说很小，主要以盐电离产生的离子存在。所以在该溶液中 SO32、CO32、HSO3、HCO3 浓度从大 到小的顺序为 SO32C

13、O32HCO3HSO3。 【考点定位】考查电解原理的应用、氧化还原反应方程式的书写、电离平衡常数在比较离子浓度大小的应 用的知识。 【名师点睛】氧化还原反应、电解原理、弱电解质的电离平衡理论、盐的水解、离子浓度大小比较是中学 化学中的重要知识和理论，要掌握其反应原理、规律、方法、比较依据，再结合实际情况，进行正确的判 断，得到相应的答案。 2 【2015 北京理综化学】 （节选）研究 CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。 （4）利用如图所示装置从海水中提取 CO2，有利于减少环境温室气体含量。 结合方程式简述提取 CO2的原理： 。 用 该 装 置 产 生 的 物 质 处

14、 理 b 室 排 出 的 海 水 ， 合 格 后 排 回 大 海 。 处 理 至 合 格 的 方 法 是 。 【 答 案 】 （ 4 ） a 室 ： 2H2O-4e = O2+4H+， H+通 过 阳 离 子 膜 进 入 b 室 ， 发 生 反 应 ： HCO3 +H+=CO 2+H2O。 c 室的反应：2H2O+2e -=2OH-+H 2，用 c 室排出的碱液将从 b 室排出的酸性 海水调节至接近装置入口海水的 pH 【解析】（4） 海水 pH8， 显碱性， 需要 H+中和来降低海水的碱性， a 室发生阳极反应： 2H2O-4e = O 2+4H +， c(OH )下降，水电离平衡右移，c(

15、H+)增大，H+从 a 室进入 b 室，发生反应：HCO 3 +H+=CO 2+H2O。 c 室的反应：2H2O+2e-=2OH-+H2，用 c 室排出的碱液将从 b 室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水 的 pH 。 【考点定位】考查化学平衡移动、电解等。 【名师点晴】本题以 CO2在海洋中的转移和归宿为素材，考查有关化学反应原理知识，难度不大，要求学 生掌握弱电解质的电离、化学方程式的书写以及利用守恒观点配平方程式，第（4）问利用电化学利用理论 从海水中提取 CO2，有利于减少环境温室气体含量，体现了化学与环境保护、理论与实际相结合的特点。 3 【2015 北京理综化学】 （15 分）为

16、探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变 浓度研究2Fe3+2I-2Fe2+I2反应中 Fe3+和 Fe2+的相互转化。实验如下： （1）待实验 I 溶液颜色不再改变时，再进行实验 II，目的是使实验 I 的反应达到 。 （2）iii 是 ii 的对比试验，目的是排除有 ii 中 造成的影响。 （3） i 和 ii 的颜色变化表明平衡逆向移动， Fe2+向 Fe3+转化。 用化学平衡移动原理解释原因： 。 （4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测 i 中 Fe2+向 Fe3+转化的原因：外加 Ag+使 c(I )降低，导致 I-的 还原性弱于 Fe2+，用右图装置（a、b

17、均为石墨电极）进行实验验证。 K 闭合时，指针向右偏转，b 作 极。 当指针归零（反应达到平衡）后，向 U 型管左管滴加 0.01 mol/L AgNO3溶液，产生的现象证实了其推测， 该现象是 。 （5）按照（4）的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了 ii 中 Fe2+向 Fe3+转化的原因， 转化原因是 。 与（4）实验对比，不同的操作是 。 （6）实验 I 中，还原性：I Fe2+；而实验 II 中，还原性：Fe2+I，将（3）和（4） 、 （5）作对比，得出的 结论是 。 【答案】 （1）化学平衡状态（2）溶液稀释对颜色变化（3）加入 Ag+发生反应：Ag+I =AgI，c(I)降

18、 低；或增大 c(Fe2+)平衡均逆向移动（4）正 左管产生黄色沉淀，指针向左偏转 （5）Fe2+随浓度增大， 还原性增强 ，使 Fe2+还原性强于 I- 向 U 型管右管中滴加 1mol/L FeSO4溶液（6）该反应为可逆氧化还原 反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向 【解析】 （1）待实验 I 溶液颜色不再改变时，再进行实验 II，目的是使实验 I 的反应达到化学平衡状态。 （2）根据实验 iii 和实验 ii 的对比可以看出是为了排除有 ii 中水造成溶液中离子浓度改变 的影响； （3）i.加入 AgNO3，Ag+与 I-生成 AgI 黄

19、色沉淀，I-浓度降低，2Fe3+ + 2I-2Fe2+ + I2平衡逆向移动。 ii.加入 FeSO4，Fe2+浓度增大，平衡逆移。 （4）K 闭合时，指针向右偏转，b 极为 Fe3+得电子，作正极； 当指针归零（反应达到平衡）后，向 U 型管左管滴加 0.01 mol/L AgNO3溶液，产生黄色沉淀，I-离子浓度 减小，2Fe3+ + 2I-2Fe2+ + I2平衡左移，指针向左偏转。 （5）Fe2+向 Fe3+转化的原因是 Fe2+浓度增大， 还原性增强 ； 与 （4） 实验对比， 不同的操作是当指针归零后， 向 U 型管右管中滴加 1mol/L FeSO4溶液。 将 （3）和（4） 、

20、 （5）作对比，得出的结论是在其它条件不变时，物质的氧化性和还原性与浓度有关，浓度的 改变可影响物质的氧化还原性，导致平衡移动。 【考点定位】考查化学平衡、电化学、以及化学实验设计等知识。 【名师点晴】本题以2Fe3+2I-2Fe2+I2反应中 Fe3+和 Fe2+的相互转化为基本素材，考查化学平衡状态 的判断、平衡的移动、原电池原理、化学实验设计等内容，要求学生在解答本题时能充分接受、吸收、整 合所给信息，分析和解决化学问题，同时本题第（2） （5）等小问也体现了对化学实验与科学探究能力的考 查。题目难度不是很大。解答本题时还要注意答题的规范性。 4 【2015 海南化学】 （节选）银是一种

21、贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照明器材等 领域亦有广泛应用。回答下列问题。 （4）右图所示原电池正极的反应式为 。 【答案】 （4）Ag+e- =Ag 【解析】 （4）该原电池的实质是 Cu 与银离子发生置换反应生成 Ag 单质，所以正极是生成 Ag 单质的还原 反应。 【考点定位】本题考查金属的腐蚀、电极反应式的书写。 【名师点睛】以银及其化合物为载体考查原电池原理的应用。考查学生分析问题、解决问题的能力。 5 【2015 安徽理综化学】 （节选）C、N、O、Al、Si、Cu 是常见的六种元素。 （4）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

22、（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_ _。 【答案】 （4）2H+ + NO3 +e =NO2 + H2O 正 Al 在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了 Al 进一步反应。 【解析】 （4）正极得电子发生还原反应，故电极反应为:2H+ + NO3 +e =NO2 + H2O ; 在电场作用下，阳 离子向电池正极移动，由图像得 t1时刻电流方向改变，说明电负极发生改变，Al 因为发生钝

23、化不再进一步 反应。 【考点定位】本题属于实验题，考查原电池原理等知识。 【名师点睛】判断原电池的正负极关键在于理解原电池的本质是氧化还原反应，根据这个原理来判断正负 极，负极失电子，发生氧化反应，进而再根据电极材料、电解质溶液和题干信息书写电极反应式。 6 【2015 重庆理综化学】 （节选）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。 （5）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。 腐蚀过程中，负极是 （填图中字母a或b或c） ； 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

24、成 多 孔 粉 状 锈Cu2(OH)3Cl ， 其 离 子 方 程 式 为 ； 若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为 L（标准 状况） 。 【答案】 (5) c 2Cu2 +3OH+Cl=Cu 2(OH)3Cl 0.448 【解析】(5)根据图示，青铜基体发生氧化反应，转化为 Cu2 ，故 c 作负极。负极上 Cu 发生氧化反应， 产物为 Cu2 ，正极上 O 2发生还原反应，产物为 OH ，故该反应为 2Cu23OHCl=Cu 2(OH)3Cl。 根据得失电子守恒，由 O2 得4e 4OH 、2Cu 失4e Cu2(OH)3Cl，可得关系式：O2Cu2(OH)3Cl

25、，则理论上消 耗标准状况下 O2的体积为 0.02mol 22.4 L/mol0.448 L。 【考点定位】本题主要考查铜及其化合物的性质，电化学的基本原理。 【名师点晴】生活中常见的金属，以铜为载体设计题目的较少，试题背景注重化学与生活、社会、科技及 历史等的有机结合和联系，突显了化学学科的特点，能较好的考查电化学基本知识。 7 【2015 新课标卷理综化学】 （14 分）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒， 其周围是碳粉，MnO2，ZnCl2和 NH4Cl 等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生 MnOOH，回收处理 该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示： 溶

26、解度/(g/100g 水) 温度/ 化合物 0 20 40 60 80 100 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 395 452 488 541 614 化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp 近似值 10-17 10-17 10-39 回答下列问题： （1）该电池的正极反应式为 ，电池反应的离子方程式为 。 （2）维持电流强度为 0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗 Zn g。 （已经 F96500C/mol） （3） 废电池糊状填充物加水处理后， 过滤， 滤液中主要有 ZnCl2和 NH4Cl， 二者可通过

27、分离回收； 滤渣的主要成分是 MnO2、_和 ，欲从中得到较纯的 MnO2，最简便的方法是 ，其 原理是 。 （4）用废电池的锌皮制备 ZnSO4 7H2O 的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和 H2O2溶解， 铁变为_，加碱调节至 pH 为 时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于 1 10-5mol/L 时，即可认为该离子 沉淀完全） ； 继续加碱调节至 pH 为_时， 锌开始沉淀 （假定 Zn2 浓度为 0.1mol/L） 。 若上述过程不加 H 2O2 后果是 ，原因是 。 【答案】 （1）MnO2eH =MnOOH Zn2MnO 22H =Zn22MnOOH （2）0.05g （

28、3）加热浓缩、冷却结晶 铁粉、MnOOH 在空气中加热；碳粉转变为 CO2，MnOOH 氧化为 MnO2 （4）Fe3 2.7 6 Zn2和 Fe2分离不开 Fe(OH) 2和 Zn(OH)2的 Ksp 相近 【解析】 （1）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，锌是活泼的金属，锌是负极，电解质显酸 性，则负极电极反应式为 Zn2e=Zn2 。中间是碳棒，碳棒是正极，其中二氧化锰得到电子转化为 MnOOH，则正极电极反应式为 MnO2eH =MnOOH，所以总反应式为 Zn2MnO 22H =Zn2 2MnOOH。 （2）维持电流强度为 0.5A，电池工作五分钟，则通过的电量是 0.5

29、300150，因此通过电子的 物 质的量是mol101554 96500 150 3 ， 锌在反应 中失去 2 个 电子，则 理论消耗 Zn 的质量 是 g05. 0mol/g65 2 mol001554. 0 。 （3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯 化铵。根据表中数据可知氯化锌的溶解度受温度影响较大，因此两者可以通过结晶分离回收，即通过蒸发 浓缩、冷却结晶实现分离。二氧化锰、铁粉、MnOOH 均难溶于水，因此滤渣的主要成分是二氧化锰、碳粉、 MnOOH。由于碳燃烧生成 CO2，MnOOH 能被氧化转化为二氧化锰，所以欲从中得到较纯的二氧化锰，最 简便的方法是在空气

30、中灼烧。 （4）双氧水具有强氧化性，能把铁氧化为铁离子，因此加入稀硫酸和双氧水， 溶解后铁变为硫酸铁。根据氢氧化铁的溶度积常数可知，当铁离子完全沉淀时溶液中铁离子浓度为 105mol/L，则溶液中氢氧根的浓度L/mol105 10 10 12 3 5 39 ，所以氢离子浓度是 2 103mol/L，pH 2.7，因此加碱调节 pH 为 2.7 时铁刚好完全沉淀。Zn2 浓度为 0.1mol/L，根据氢氧化锌的溶度积常数可知开 始沉淀时的氢氧根浓度为 1 . 0 10 17 108mol/L，氢离子浓度是 106mol/L，pH6，即继续加碱调节 pH 为 6 时锌开始沉淀。如果不加双氧水，则铁

31、与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，由于氢氧化亚铁和氢氧化锌的溶 度积常数接近，因此在沉淀锌离子的同时亚铁离子也沉淀，导致生成的氢氧化锌不纯，无法分离开 Zn2 和 Fe2 。 【考点定位】本题主要是考查原电池原理的应用、物质的分离与提纯等，涉及电极反应式书写、电解计算、 溶度积常数的应用、pH 计算、化学实验基本操作等。 【名师点晴】该题以酸性锌锰干电池为载体综合考查了氧化还原反应、电化学、化学计算、物质的分离与 提纯等，能够很好地考查考生所掌握的化学知识结构。考查了学生对知识理解、综合运用能力及阅读材料 接受信息的能力和思维能力，对相关知识的掌握情况。这道高考题为一道中高档题，能力要求较高。 8【2

32、014 年高考海南卷】 （9 分）锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如 图所示，其中电解质 LiCIO4。溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入 MnO2晶格中，生成 LiMnO2。 回答下列问题： （1）外电路的电流方向是由_极流向_极。 （填字母） （2）电池正极反应式为 。 （3） 是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_ （填是或否） ， 原因是_ 。 （4）MnO2可与 KOH 和 KClO3，在高温下反应，生成 K2MnO4，反应的化学方程式为_。 K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成 KMnO4和 MnO2的物质的量之比为_。 【答案】(1) b a (

33、2) MnO2+e-+Li+=LiMnO2 (3) 否 电极 Li 是活泼金属，能与水反应 （4）3MnO2+KClO3+6KOH2K2MnO4+KCl+3H2O 2:1 【解析】（1）结合所给装置图以及原电池反应原理，可知 Li 作负极材料，MnO2作正极材料，所以电子流 向是从 ab，那么电流方向则是 ba； （2）根据题目中的信息电解质 LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+ 通 过电解质迁移入 MnO2晶格中，生成 LiMnO2，所以正极的电极反应式 MnO2+e+Li+=LiMnO2；（3）因 为负极的电极材料 Li 是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂

34、；（4）由 题目中的信息MnO2可与 KOH 和 KClO4在高温条件下反应，生成 K2MnO4，可知该反应属于氧化还原反 应， Mn 元素化合价升高， Cl 元素的化合价降低， 方程式： 3MnO2+KClO3+6KOH2K2MnO4+KCl+3H2O； 根据K2MnO4在酸性溶液中歧化， 生成 KMnO4和 MnO2， 根据电子得失守恒， 可知生成的 KMnO4和 MnO2 的物质的量之比为 2:1。 【考点定位】本题以锂锰电池为线索，从考查了原电池电极的判断、电极反应式的书写、反应条件的选择、 化学方程式的书写及氧化产物与还原产物的物质的量的关系；从能力上考查了考生对原电池反应原理的了

35、解和掌握情况，考查了考生对氧化还原反应的概念、实质、特征的关系及灵活应用能力；考查了学生应用 所学知识来解决具体问题的能力。 它充分体现了源于教材又不拘泥于教材的指导思想， 在一定程度上考查 了学生的知识的灵活运用能力和分析问题解决问题的能力。 【名师点睛】解答本题的思路是：首先应该掌握原电池的过程条件、电极名称、电极判断、电极反应、溶 液中离子的移动方向、外电路中电子的移动方向、氧化还原反应的实质、特征、氧化剂与还原剂等概念。 还要清楚加入的物质是否还会发生其它的反应，判断加入物质的可行性。最后按要求进行解答。 9 【2014 年高考北京卷第 28 题】 （15 分）用 FeCl3酸性溶液脱

36、除 H2S 后的废液，通过控制电压电解得以再 生。某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解 pH=1 的 0.1mol/L FeCl2溶液，研究废液再生机理。记录 如下（a、b、c 代表电压值： ） 序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物 I xa 电极附近出现黄色，有气泡产生 有 Fe3+、有 Cl2 II axb 电极附近出现黄色，无气泡产生 有 Fe3+、无 Cl2 III bx0 无明显变化 无 Fe3+、无 Cl2 （1）用 KSCN 溶液检验出 Fe3+的现象是 。 （2）I 中，Fe2+产生的原因可能是 Cl 在阳极放电，生成的 Cl 2将 Fe 2+氧化。写出有关反应的方程式

37、 _。 （3）由 II 推测，Fe3+产生的原因还可能是 Fe2+在阳极放电，原因是 Fe2+具有_性。 （4）II 中虽未检测出 Cl2，但 Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解 pH=1 的 NaCl 溶液做对照实验，记 录如下： 序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物 IV axc 无明显变化 有 Cl2 V cxb 无明显变化 无 Cl2 NaCl 溶液的浓度是_mol/L。 IV 中检测 Cl2的实验方法:_。 与 II 对比，得出的结论（写出两点） ：_。 【答案】 （1）溶液变为红色 （2）2Cl-2e- =Cl2 ；2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- （3）还原 （4）0

38、.2 取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉 KI 试纸上，试纸变蓝 通过控制电压，证实了产生 Fe3+的两种原因都成立；通过控制电压，验证了 Fe2+先于 Cl-放电 【解析】（1）铁离子与 KSCN 反应生成血红色络合物，故现象为溶液变为血红色； （2）Cl-在阳极放电，电 解反应式为 2Cl-2e-=Cl2，生成的氯气氧化 Fe2+为 Fe3+，方程式为：2Fe2+Cl2=2Fe 3+2Cl-； （3）因为阳极 产物无 Cl2，又 Fe2+具有还原性，故也可能是 Fe2+在阳极放电，被氧化为 Fe 3+； （4）因为为对比实验，故 Cl-浓度应与电解 FeCl2的相同，即为 0.1mol/L 2

39、=0.2mol/L；检测氯气可以用淀粉碘化钾试纸，因氯气的 量较少，且氯气能溶于水，故可取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉 KI 试纸上，若试纸变蓝色，则说明有氯 气存在；与 II 对比可知，IV 中电解氯化亚铁时，电压较大 axc 时，氯离子放电产生氯气，即说明 Fe3+ 可能是由氯气氧化亚铁离子得到；电压较小 cxb 时，氯离子不放电，即还原性 Fe2+Cl-，同时也说明了 铁离子也可能是由亚铁离子直接放电得到的。故结论为：通过控制电压，证实了产生 Fe3+的两种原因都 成立；通过控制电压，验证了 Fe2+先于 Cl-放电。 【考点定位】本题主要是考查物质性质实验设计与探究。 【名师点晴】本题

40、以电解过程中电压控制与产物的关系考查学生的实验能力和实验方法，本题展示了一个 完整的实验探究过程，即根据已有的现象和结论，分析问题提出假设设计实验对比讨论形成结论， 很好地把学生对探究过程的理解展示出来了，要求学生在解答时熟练掌握铁离子的检验、电解原理、氯气 的检验等知识，题目落点较低。 10 【2014 年高考福建卷第 24 题】(节选)铁及其化合物与生产、生活关系密切。 （1）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。 该电化腐蚀称为 。 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 B 【解析】结合铁的吸氧腐蚀原理分析第题。（1）钢

41、铁在海水(中性环境)中发生的应该是吸氧腐蚀。 在 B 点的海水中氧气浓度最大，发生的吸氧腐蚀最快，生成的铁锈最多。 【考点定位】本题主要是考查金属的电化学腐蚀原理。 【名师点晴】本题主要是通过铁及其化合物为载体，重点考查学生对核心知识（电化学）的掌握和应用的 能力。体现了化学是一门实用性学科，从而提高学生学习化学的积极性和学习的兴趣。在一定程度上考查 了学生的知识的灵活运用能力和分析问题解决问题的能力。题目难度中等。 11【2014 年高考山东卷第 30 题】（16 分） 离子液体是一种室温熔融盐， 为非水体系， 由有机阳离子、 Al2Cl7 和 AlCl4组成的离子液体作电解液时，可在钢制品

42、上电镀铝。 （1）钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极 电极反应式为 。若改用 AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为 。 （2）为测定镀层厚度，用 NaOH 溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移 6 mol 电子时，所得还原产物 的物质的量为 mol。 （3）用铝粉和 Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有 。 aKCl b. KClO3 c. MnO2 d. Mg 取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀 H2SO4，滴加 KSCN 溶液无明显现象， （填 能或不能） 说明固体混合物中无 Fe2O3， 理由是 （用离子方程式说明）

43、。 【答案】 （1）负 4 Al2Cl7+3e=Al+7 AlCl4 H2 （2）3 （3）b、d 不能 Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+（或只写 Fe+2Fe3+=3Fe2+） 【解析】(1)电镀时，镀件应连接电源负极，作阴极；在阴极上发生还原反应，结合题中电镀过程中不产生 其他离子且有机阳离子不参与电极反应可知阴极上的反应式是 4Al2Cl 73e =Al7AlCl 4；若改用 AlCl3 水溶液作电解液，则阴极反应是水电离出的 H 得电子还原为 H 2。(2)用 NaOH 溶解铝镀层时发生反应： 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，H2是还

44、原产物，当转移 6 mol 电子时，该反应可得到 3 mol 还原 产物。(3)引发铝粉和 Fe2O3粉末反应的助燃剂为 KClO3，然后插入镁条，点燃镁条即可使铝热反应发生； 混合物中即使含有 Fe2O3， Fe2O3溶于酸后生成的 Fe3 与反应生成的 Fe 发生氧化还原反应生成 Fe2， 再加入 KSCN 溶液后溶液也不显红色，因此不能证明反应后固体不含 Fe2O3。 【考点地位】本题通过电镀铝考查了学生对电化学原理的理解、电极的判断和电极方程式的书写，通过求 算电子转移数目考查了学生对氧化还原反应原理的理解， 通过铝热反应和 Fe2O3的检验考查了学生对基本实 验的掌握和基本操作，考查

45、了学生分析问题、解决问题的能力。 【名师点晴】电极反应式的书写，要依据电镀过程中不产生其它离子且有机阳离子不参与电极反应，结合 电极反应的书写规则，方能做出正确解答。而阴极产物的判断则需要依据改用 AlCl3水溶液作电解液这一 信息，对电镀液内各种离子成分重新分析。考生通过对两种电镀液的对比，理解选择电镀液对电镀过程的 重要影响，体会到新材料在科研和生产中的重要作用。 12 【2014 年高考重庆卷第 11 题】 （节选）氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关 注的热点之一。 （4）一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物） 。 导线中电子移动方向为_

46、。 （用 A、D 表示） 生成目标产物的电极反应式为 。 该储氢装置的电流效率_ （ 转移的电子总数 子数生成目标产物消耗的电 100%， 计算结果保留小数点后 1 位） 【答案】 （4）AD C6H66H 6e=C 6H12 64.3% 【解析】 （4）苯生成环戊烷属于得氢反应，因此是还原反应，即电极 D 是阴极，电极 E 是阳极，因此导 线中电子的流动方向是 AD。苯得到电子生成环戊烷是目标产物，由于存在质子交换膜，所以氢离子向 阴极移动，则电极反应式为 C6H66H 6e=C 6H12。阳极生成 2.8mol 气体，该气体应该是阳极 OH 放电生成的氧气，则转移电子的物质的量2.8mol 411.