（新課標(biāo)）廣西2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題二 化學(xué)基本理論 第6講 電化學(xué)學(xué)案

8、方法可判斷Fe比Cu活潑 答案D 解析A項,對比②③可知,沒有連接鋅的Fe附近溶液在加入K3[Fe(CN)6]溶液后產(chǎn)生了藍(lán)色沉淀,說明Zn保護(hù)了Fe,正確;B項,對比①②可知,鐵氰化鉀可能把Fe氧化為Fe2+,并進(jìn)一步與Fe2+反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,正確;C項,①生成藍(lán)色沉淀,說明有Fe2+生成,因而不能用于驗證Zn保護(hù)Fe,正確;D項,實驗①中無論Fe作正極還是負(fù)極,Fe附近均產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,故將Zn換成Cu,無法證明Fe比Cu活潑,錯誤。 二、非選擇題(本題包括4個小題,共58分) 8.(12分)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良,是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示,其中電解質(zhì)LiClO

9、4溶于混合有機(jī)溶劑中,Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。回答下列問題: (1)外電路的電流方向是由　　　　極流向　　　　極。(填字母)? (2)電池正極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (3)是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑?　　　　(填“是”或“否”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (4)MnO2可與KOH和KClO3在高溫下反應(yīng),生成K2MnO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為　。? K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為　　　　。? 答案(1)b　a　(2)MnO2+e-+Li+Li

10、MnO2　(3)否　電極Li是活潑金屬,能與水反應(yīng)　(4)3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O　2∶1 解析(1)結(jié)合所給裝置圖以及原電池反應(yīng)原理,可知Li作負(fù)極材料,MnO2作正極材料,電子流向是從a→b,電流方向則是b→a。(2)根據(jù)題目中的信息“電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中,Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中,生成LiMnO2”,所以正極的電極反應(yīng)式MnO2+e-+Li+LiMnO2。(3)因為負(fù)極的電極材料Li是活潑的金屬,能夠與水發(fā)生反應(yīng),故不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑。(4)由題目中的信息“MnO2可與KOH和KClO3在高溫條件下反應(yīng),

11、生成K2MnO4”,可知該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),Mn元素化合價升高(),則Cl元素的化合價降低(),所以化學(xué)方程式為3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;根據(jù)“K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4(K2O4→KO4)和MnO2(K2O4→O2)”,結(jié)合電子得失守恒可得,生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為2∶1。 9.(14分)25 ℃時,用兩個質(zhì)量相同的銅棒作電極,電解500 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液,電解過程中,電解液的pH變化如表所示(假定溶液溫度保持不變)。電解2 h后,取出電極,對電極進(jìn)行干燥,并稱量,測得兩電極的質(zhì)量差為

12、9.6 g。已知,25 ℃時0.1 mol·L-1 CuSO4溶液的pH為4.17。 時間/h 0.5 1 1.5 2 pH 1.3 2.4 3.0 3.0 (1)實驗剛開始階段電解池陰極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　。? (2)電解進(jìn)行到1.5 h后,電解質(zhì)溶液的pH不再發(fā)生變化的原因是??　。? 用離子反應(yīng)方程式表示0.1 mol·L-1 CuSO4溶液的pH為4.17的原因:　　　　　　　　　　　　。? (3)電解進(jìn)行的2 h中,轉(zhuǎn)移電子的總物質(zhì)的量　　　　(填“<”“=”或“>”)0.15 mol。? (4)若欲使所得電解質(zhì)溶液復(fù)原到5

13、00 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液,應(yīng)對溶液進(jìn)行怎樣處理?　。? 答案(1)2H++2e-H2↑ (2)電解持續(xù)進(jìn)行,H+電解完后,電解過程發(fā)生轉(zhuǎn)變,陽極反應(yīng)式為Cu-2e-Cu2+,陰極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,電解質(zhì)溶液的組成、濃度不再發(fā)生變化,溶液的pH也不再發(fā)生變化　Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+ (3)> (4)向溶液中通入約0.05 mol H2S 解析根據(jù)題意及表中數(shù)據(jù)可知,電解剛開始階段,陽極反應(yīng)式是Cu-2e-Cu2+,陰極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑;隨著電解的繼續(xù),溶液中Cu2+的濃度增大,此時陽極反應(yīng)不變,而H+已被電解完,陰極反

14、應(yīng)則變成Cu2++2e-Cu;若電解過程中只有電鍍銅的過程,陽極溶解的銅與陰極生成的銅質(zhì)量相同,溶液的組成保持不變,則陽極銅的減少量為=4.8 g,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.15 mol,而實際上先有H2產(chǎn)生,后有電鍍銅的過程,故實際轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量大于0.15 mol;要使溶液復(fù)原則需要通入H2S,H2S+CuSO4CuS↓+H2SO4。 10.(16分)某實驗小組同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動。 (1)如圖為某實驗小組依據(jù)氧化還原反應(yīng):　　　　　　　　　　　　　　　　(用離子方程式表示)設(shè)計的原電池裝置,反應(yīng)前,電極質(zhì)量相等,一段時間后,兩電極質(zhì)量相差12 g,導(dǎo)線中通過　　　　

15、 mol電子。? (2)其他條件不變,若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液,石墨電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　,這是由于NH4Cl溶液顯　　　　(填“酸性”“堿性”或“中性”),用離子方程式表示溶液顯此性的原因:　　　　　　　　　　　　　　　,用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中,向其中滴加少量新制飽和氯水,寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　,然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液,溶液變紅,繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水,顏色褪去,同學(xué)們對此做了多種假設(shè),某同學(xué)的假設(shè)是:“溶液中的+3價鐵被氧化為更高的價態(tài)?！比绻?3價鐵被氧化為Fe,試寫出該反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　

16、　　　　　　　　　。? (3)如圖其他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型,如圖所示。一段時間后,在甲裝置銅絲附近滴加酚酞溶液,現(xiàn)象是　　　　　　　　,電極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　;乙裝置中石墨(1)為　　　　(填“正”“負(fù)”“陰”或“陽”)極,乙裝置中與銅絲相連石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　,產(chǎn)物常用　　　　　　　　檢驗,反應(yīng)的離子方程式為　。? 答案(1)Fe+Cu2+Fe2++Cu　0.2 (2)2H++2e-H2↑　酸性　N+H2O NH3·H2O+H+　2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-　2Fe3++3Cl2+8H2O2Fe+

17、6Cl-+16H+ (3)溶液變紅　O2+2H2O+4e-4OH-　陰　2Cl--2e-Cl2↑　濕潤淀粉碘化鉀試紙　Cl2+2I-2Cl-+I2 解析(1)設(shè)導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為x,則負(fù)極質(zhì)量減少28 g·mol-1·x,正極質(zhì)量增加32 g·mol-1·x,28x+32x=12,x=0.2 mol。(2)NH4Cl水解,溶液顯酸性,正極上H+得電子,負(fù)極上Fe失電子生成Fe2+。Cl2將Fe2+氧化為Fe3+,Cl2過量時,發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3++3Cl2+8H2O2Fe+6Cl-+16H+。(3)將鹽橋改為銅絲和石墨后甲裝置成為原電池,乙裝置成為電解池。甲中Fe為負(fù)極,Cu為

18、正極,正極電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-,滴加酚酞后,溶液變紅色。乙中石墨(1)為陰極,與銅絲相連的電極為陽極,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-Cl2↑,Cl2可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗。 11.(2018安徽合肥質(zhì)檢)(16分)如圖所示,U形管內(nèi)盛有100 mL的溶液,按要求回答下列問題: (1)斷開K2,閉合K1,若所盛溶液為CuSO4溶液,則A極為　　　　極,B極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　。若所盛溶液為KCl溶液,則B極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (2)斷開K1,閉合K2,若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液,則:①A電極附近可以觀察到

19、的現(xiàn)象是　　　　　　,Na+移向　　　(填“A”或“B”)極。? ②B電極上的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　,總反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? ③反應(yīng)一段時間后斷開K2,若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解,B極產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為11.2 mL,將溶液充分混合,溶液的pH約為　　　。若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài),需向U形管內(nèi)加入或通入一定量的　　　　　　　。? 答案(1)負(fù)　Cu2++2e-Cu　O2+2H2O+4e-4OH- (2)①溶液變紅　A?、?Cl--2e-Cl2↑　2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑?、?2　H

20、Cl 解析(1)斷開K2,閉合K1時,該裝置是原電池,鋅作負(fù)極,碳作正極,正極上銅離子得電子生成銅,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu;所盛溶液為KCl溶液時發(fā)生鋅的吸氧腐蝕,正極(B極)的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-;(2)斷開K1,閉合K2,若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液,①該裝置是電解池,碳棒是陽極,鋅棒是陰極,電解時,鋅棒上氫離子放電生成氫氣,同時電極附近生成的氫氧根離子導(dǎo)致溶液呈堿性,使酚酞變紅;溶液中的Na+向陰極移動,即向A電極移動;②電解時,陽極B上氯離子放電生成氯氣:2Cl--2e-Cl2↑,陰極上氫離子放電生成氫氣,同時溶液中生成氫氧化鈉,所以電池總反應(yīng)式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;③由②可知,B極產(chǎn)生(標(biāo)準(zhǔn)狀況)11.2 mL Cl2,生成0.001 mol NaOH。故c(OH-)=0.01 mol·L-1,c(H+)=mol·L-1=10-12 mol·L-1,故pH=12。兩極逸出的氣體分別是H2和Cl2,故要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài),需向U形管內(nèi)通入一定量的HCl氣體。