專題6第3講專題講座九電化學(xué)高考命題的探究電化學(xué)知識是歷年來的命題重點，幾乎每年每套化學(xué)試卷中都有所涉及，有時出現(xiàn)在選擇題中，有時出現(xiàn)在非選擇題中。在考查電化學(xué)基礎(chǔ)知識的前提下，命題題材及角度出現(xiàn)新的變化特點，現(xiàn)主要以近幾年電化學(xué)試題為例說明。一、關(guān)注新型化學(xué)電源的高考命題角度新型電池一般具有高能環(huán)保，經(jīng)久耐用，電壓穩(wěn)定，比能量高等特點，取材于這些新型電池的試題，既能體現(xiàn)化學(xué)的實用性，又能體現(xiàn)化學(xué)命題的時代性、新穎性，使試題在考查電化學(xué)知識的同時，又能較好地考查學(xué)生分析、靈活解答問題的能力，預(yù)測該種命題情景趨勢將會繼續(xù)。1可充電電池放電時電極極性判斷及充電時與電源的連接 (2)可充電電池用完后充電時，原電池的負(fù)極與外電源的負(fù)極相連，原電池的正極與外電源的正極相連。2可充電電池電極反應(yīng)式的書寫方法書寫可充電電池電極反應(yīng)式，一般都是先書寫放電的電極反應(yīng)式。書寫放電的電極反應(yīng)式時，一般要遵守三步：第一，先標(biāo)出原電池總反應(yīng)式電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，指出參與負(fù)極和正極反應(yīng)的物質(zhì)；第二，寫出一個比較容易書寫的電極反應(yīng)式(書寫時一定要注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液共存)；第三，在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去寫出的電極反應(yīng)式即得另一電極反應(yīng)式。充電的電極反應(yīng)與放電的電極反應(yīng)過程相反，充電的陽極反應(yīng)為放電正極反應(yīng)的逆過程，充電的陰極反應(yīng)為放電負(fù)極反應(yīng)的逆過程。3對溶液中離子的移動方向判斷放電時，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極；充電時，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極?！纠?】(2013·安徽理綜，12)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl下列“水”電池在海水中放電時的有關(guān)說法正確的是()A正極反應(yīng)式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子CNa不斷向“水”電池的負(fù)極移動DAgCl是還原產(chǎn)物【例2】(2013·新課標(biāo)全國卷，11)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2下列有關(guān)該電池的說法不正確的是()A電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB電池放電時，負(fù)極反應(yīng)為Fe2OH2e=Fe(OH)2C電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O【例3】(2013·江蘇，11)下圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是()A該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化B裝置Y中負(fù)極的電極反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OHC裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生D裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實現(xiàn)化學(xué)能與電能間的完全轉(zhuǎn)化二、電化學(xué)與化學(xué)實驗知識有機(jī)融合由于電化學(xué)在電極反應(yīng)分析及電極反應(yīng)式等知識中，要涉及到電極材料、電解液中離子等性質(zhì)的分析，因而在電化學(xué)考查中就容易與化學(xué)實驗融合在一起，如電解液的制備、凈化、電極反應(yīng)產(chǎn)物的檢驗、電化學(xué)裝置的設(shè)計等等，這樣就提高了試題的綜合度，利于全面考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識及靈活解答問題的能力。在崇尚知識立意、能力考查的命題原則下，相信該類試題將繼續(xù)受到推崇?！纠?】(2013·山東理綜，29)ZnMnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是_。電池工作時，電子流向_(填“正極”或“負(fù)極”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好選用下列試劑中的_(填代號)。 aNaOH bZn cFe dNH3·H2O(3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是_。若電解電路中通過2 mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為_g。【例5】(2013·大綱全國卷，29)右圖是一個用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6.88.0，酸色紅色，堿色黃色)回答下列問題：(1)下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是(填編號)；A管溶液由紅變黃； B管溶液由紅變黃； A管溶液不變色；B管溶液不變色(2)寫出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：_；(3)寫出B管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：_；(4)檢驗a管中氣體的方法是_；(5)檢驗b管中氣體的方法是_；(6)電解一段時間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是_。三、在元素推斷等知識中滲透電化學(xué)內(nèi)容 元素推斷、物質(zhì)推斷、氧化還原反應(yīng)、反應(yīng)速率影響等知識也是命題考查的重點內(nèi)容。為了拓展知識考查的寬度，體現(xiàn)學(xué)科知識的密切相關(guān)性，故在該類問題中常設(shè)計一些簡單的電化學(xué)知識考查，以提高試題的綜合性，但難度不大?！纠?】X、Y、Z、W為按原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素。已知：X可分別與Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共價化合物；Z可分別與Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等離子化合物。請回答：(1)Z2Y的化學(xué)式是_。(2)Z2Y2與X2Y反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(3)如右圖所示裝置，兩玻璃管中盛滿滴有酚酞溶液的ZW飽和溶液，C()、C()為多孔石墨電極。接通S1后，C()附近溶液變紅，兩玻璃管中有氣體生成。一段時間后(兩玻璃管中液面未脫離電極)，斷開S1，接通S2，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此時：C()的電極名稱是(填“正極”或“負(fù)極”)，C()的電極反應(yīng)式是_。(4)銅屑放入稀H2SO4中不發(fā)生反應(yīng)，若在稀H2SO4中放入X2Y2，銅屑可逐漸溶解，該反應(yīng)的離子方程式是_。答案【例1】B由電池總反應(yīng)式可知，Ag在負(fù)極失去電子，生成氧化產(chǎn)物AgCl，每生成2 mol AgCl，即生成1 mol Na2Mn5O10，轉(zhuǎn)移2 mol電子，故A、D錯誤，B正確；Na應(yīng)向電池的正極移動，C錯誤?！纠?】C由鐵鎳蓄電池放電時的產(chǎn)物全部是堿可知，電解液為堿性溶液，放電時負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，故Fe為負(fù)極，Ni2O3為正極，A正確；放電時，F(xiàn)e失電子被氧化，負(fù)極反應(yīng)式為Fe2OH2e=Fe(OH)2，B正確；充電時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe(OH)22e=Fe2OH，pH增大，C錯誤；充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，D正確?！纠?】C太陽能電池利用光能轉(zhuǎn)化為電能可直接作用于工作馬達(dá)實現(xiàn)了電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化；在裝置X中，電解水生成H2、O2，實現(xiàn)了光能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化；在裝置Y中構(gòu)成燃料電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，作用于馬達(dá)實現(xiàn)了電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，A、D錯誤；氫氧燃料電池的負(fù)極上應(yīng)是H2參加反應(yīng)，B錯誤；裝置X能利用光能實現(xiàn)H2、O2、H2O的循環(huán)再生，C正確?！纠?】(1)Zn(或鋅)正極(2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕b(3)2H2e=H2 87解析本題考查電化學(xué)原理。(1)由原電池原理可知，負(fù)極材料是Zn，電池工作時，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極。(2)在金屬活動性順序表中，Cu排在Zn的后面，Cu2能將Zn氧化為Zn2，從而使Zn電極受到腐蝕，利用反應(yīng)Cu2Zn=CuZn2，可用Zn除去Cu2，另外幾種試劑在除Cu2時會引入雜質(zhì)。(3)電解時陰極發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的H在陰極得電子被還原。由關(guān)系式Mn2MnO22e可得電路中通過2 mol電子時，MnO2的理論產(chǎn)量為87 g?！纠?】(1)(2)2H2e=H2(或2H2O2e=2OHH2)Mg22OH=Mg(OH)2(3)4OH4e=2H2OO2(或2H2O4e=4HO2)(4)用拇指按住管口，取出試管，管口靠近火焰，放開拇指，有爆鳴聲，管口有淡藍(lán)色火焰(5)用拇指按住管口，取出試管正立，放開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會復(fù)燃(6)溶液呈紅色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)【例6】(1)Na2O(2)2Na2O22H2O=4NaOHO2(3)負(fù)極Cl22e=2Cl(4)CuH2O22H=Cu22H2O解析由X、Y、Z、W為原子序數(shù)由小到大的四種短周期元素和知，X為H，Y為O，Z為Na，W為Cl。則Z2Y為Na2O，Z2Y2與X2Y的反應(yīng)方程式為2Na2O22H2O=4NaOHO2；接通S1后電解飽和NaCl溶液，C()附近變紅說明發(fā)生反應(yīng)2H2e=H2，c(OH)增大。而C()極應(yīng)為2Cl2e=Cl2。當(dāng)斷開S1接通S2后，構(gòu)成了由H2和Cl2及溶液形成的原電池，H2失電子為負(fù)極，Cl2所在極C()為正極，電極反應(yīng)式為Cl22e=2Cl；銅屑與稀H2SO4不反應(yīng)，加入X2Y2即H2O2后，由于H2O2具有強(qiáng)氧化性，所以銅屑溶解。6