专题6 第3讲专题讲座九 电化学高考命题的探究
电化学知识是历年来的命题重点,几乎每年每套化学试卷中都有所涉及,有时出现在选择题中,有时出现在非选择题中。在考查电化学基础知识的前提下,命题题材及角度出现新的变化特点,现主要以近几年电化学试题为例说明。
一、关注新型化学电源的高考命题角度 新型电池一般具有高能环保,经久耐用,电压稳定,比能量高等特点,取材于这些新型电池的试题,既能体现化学的实用性,又能体现化 学命题的时代性、新颖性,使试题在考查电化学知识的同时,又能较好地考查学生分析、灵活解答问题的能力,预测该种命题情景趋势将会继续。
1.可充电电池放电时电极极性判断及充电时与电源的连接
(2)可充电电池用完后充电时,原电池的负极与外电源的负极相连,原电池的正极与外电源的正极相连。
2.可充电电池电极反应式的书写方法
书写可充电电池电极反应式,一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电极反应式时,一般要遵守三步:第一,先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目,指出参与负极和正极反应的物质;第二,写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存);第三,在电子守恒的基础上,总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。
充电的电极反应与放电的电极反应过程相反,充电的阳极反应为放电正极反应的逆过程,充电的阴极反应为放电 负极反应的逆过程。
3.对溶液中离子的移动方向判断
放电时,阴离子移向负极,阳离子移向正极;充电时,阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。
【例1】 (2013•安徽理综,12)研究人员最近发明了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl===Na2Mn5O10+2AgCl
下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是 ( )
A.正极 反应式:Ag+Cl--e-===AgCl
B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C.Na+不断向“水”电池的负极移动
D.AgCl是还原产物
【例2】 (2013•新课标全国卷,11)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是 ( )
A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe
B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2
C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O
【例3】 (2013•江苏,11)下 图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( )
A.该系统中只存在3种形式的能量转化
B.装置Y中负极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-
C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化
二、电化学与化学实验知识有机融合
由于电化学在电极反应分析及电极反应式等知识中,要涉及到电极材料、电解液中离子等性质的分析,因而在电化学考查中就容易与化学实验融合在一起,如电解液的制备、净化、电极反应产物的检验、电化学装置的设计等等,这样就提高了试题的综合度,利于全面考查学生的基础知识及灵活解答问题的能力。在崇尚知识立意、能力考查的命题原则下,相信该类试题将继续受到推崇。
【例4】 (2013•山东理综,29)Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是____________。电池工作时,电子流向______________(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是________________________________________________________________________。
欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的________(填代号)。
a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3•H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是________________________________________________________________________。
若电解电路中通过2 mol电子,MnO2的理论产量为
________________________________________________________________________g。
【例5】 (2013•大纲全国卷Ⅱ,29)右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;② B管溶液由红变黄;③ A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