高考化学二轮复习 第一篇 专题通关攻略 专题二 基本理论 5 电化学原理及应用课件

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3.(2014·全国卷Ⅰ·T27节选)H3PO2也可用电渗析法制 备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜 分别只允许阳离子、阴离子通过):
(1)写出阳极的电极反应式______________________。 (2)分析产品室可得到H3PO2的原因_______________。 (3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电 渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去 阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品 室,其缺点是产品中混有________杂质。该杂质产生的 原因是____________________________________。
2.主观题: (1)考查“原理”:原电池、电解池融合综合考查。 (2)考查“情境”:以新型化学电源为载体,考查电极反 应式的书写,电子、离子的移动方向等。 (3)考查“应用”:电化学原理在金属腐蚀与防护方面 的应用。
【真题备选】 1.(2012·全国卷·T26节选)与MnO2-Zn电池类似, K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正 极材料,其电极反应式为________,该电池总反应的离 子方程式为__________________________。
96500 Cmol1
=1.554×10-3mol,锌在反应中失去2个电子,则理论消 耗Zn的质量是0.001554m ol6=50g.m 05ol g1。
2
答案:(1)MnO2+e-+H+====MnOOH
Zn+2MnO2+2H+====Zn2++2MnOOH
[注:式中Zn2+可写为 Zn(NH,3Z)42n (NH3)2Cl2等,H+可写
后中间隔室的
S
O
向2 正极区迁移,阳极上氢氧根离子放
4
电产生氧气,溶液中氢离子浓度增大,pH减小,A项错误;
电解时在负极区生成NaOH,在正极区生成H2SO4,B项正 确;阴极反应是氢离子得到电子生成氢气,溶液中氢氧
根离子浓度增大,pH升高,C项错误;当电路中通过1 mol
电子的电量时,会有0.25 mol的O2生成,D项错误。
A.通电后中间隔室的 S
O
2 4
离子向正极迁移,正极区溶液
pH增大
B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产 品
C.负极反应为2H2O-4e-====O2+4H+,负极区溶液pH降低 D.当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.5 mol的O2 生成
【解析】选B。电解池中阴离子向阳极移动,所以通电
2.(2015·全国卷Ⅱ·T26)酸性锌锰干电池是一种一次 性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、 MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电 过程产生MnOOH。回收处理该废电池可以得到多种化工 原料。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________2014·全国卷Ⅱ·T12)2013年3月我国科学家报道 了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误 的是( ) A.a为电池的正极 B.电池充电反应为LiMn2O4==== Li1-xMn2O4+xLi C.放电时,a极锂的化合价发生变化 D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移
【解析】选C。锂离子电池中,b电极为Li,放电时,Li失 电子为负极,LiMn2O4得电子为正极,所以a为电池的正极, 故A正确;充电时,Li+在阴极得电子,Li1-xMn2O4在阳极失 电子,电池充电反应为LiMn2O4====Li1-xMn2O4+xLi,故B 正确;放电时,a为正极,正极上LiMn2O4中锰元素得电子, 所以锂的化合价不变,故C错误;放电时,溶液中阳离子 向正极移动,即溶液中Li+从b向a迁移,故D正确。
【解析】电池的正极反应,高铁酸根被还原为Fe3+,因为 溶液是碱性的,所以产物只能为Fe(OH)3,负极反应式为 Zn-2e-====Zn2+,总方程式中氧化产物是Zn(OH)2。
答案:
F
e
O
2 4
+3e-+4H2O====Fe(OH)3+5OH-
2
F
e
O
2 4
+8H2O+3Zn====2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-
【解析】(1)电解时阳极氢氧根离子失电子生成氧气。
(2)阳极室的氢离子通过阳膜到达产品室,原料室中的
H2PO通2 过阴膜进入产品室,二者生成产品。(3)由于阳
极产生氧气,如果阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,
氧气会把其氧化为
P
O
3 4
。
答案:(1)2H2O-4e-====O2↑+4H+
(2)阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的 H2PO2
穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3PO2
(3)
PO
3 4
H3PO2或 H2PO2被氧化
【命题特点】 1.客观题: (1)考查“式子”:电极反应式、电池反应方程式。 (2)考查“应用”:电化学原理在工业生产中的应用。 (3)考查“运动”:电子流向、阴阳离子移动方向。 (4)考查“量值”:转移电子数目、电极产物的量、pH 变化。
(2)维持电流强度为0.5 A,电池工作5分钟,理论上消耗 锌________g。(已知F=96 500 C·mol-1)
【解析】(1)酸性锌锰干电池外壳为金属锌,锌是负极, 电极反应式为Zn-2e-====Zn2+。中间是碳棒,碳棒是正 极,二氧化锰得到电子,则正极电极反应式为MnO2+e-+H+ ====MnOOH,总反应式为Zn+2MnO2+2H+====Zn 2MnOOH。 (2)维持电流强度为0.5 A,电池工作5分钟,则通过的电 量是150 C,因此通过电子的物质的量是 150C
第5讲 电化学原理及应用
【真题回访】
1.(2016·全国卷Ⅰ·T11)三室式电渗析法处理含
Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均 为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和
SO
2 4
可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能
进入中间隔室。
下列叙述正确的是( )