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上期+試題研究+巧用口訣簡單解決電化學選擇題

2019-04-16 10:30余小華
世界家苑 2019年2期
關鍵詞:典例陽極負極

余小華

電化學是高考必考的知識,“考綱”要求是理解原電池和電解池的構成、工作原理及應用、能書寫電極反應式和總反應式。了解常見化學電源種類及工作原理??v觀近幾年高考試題,以新型背景的電化學題比較多,學生見到新的信息比較陌生有畏難情緒,所以解答正確率就有影響,如何突破這個問題,學生要巧用以下口訣能很快排除得出選項。通過近幾年高考電化學選擇題,選項主要考查以下幾方面。

一、考查第一類是電解液中離子的移動,如果是原電池口訣為:正正負負(意思為帶正電荷的離子向正極移動,帶負電荷的離子向負極移動),如果的電解池,口訣為:陰陽相吸(意思是陰離子向陽極移動,陽離子向陰極移動)。

典例1、我國科學家研發了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池,將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液。鈉和負載碳納米管的鎳網分別作為電極材料,電池的總反應為:3CO2+4Na2Na2CO3+C,下列說法錯誤的是( )

A、放電時,ClO4-向負極移動

【解析】放電時,根據原電池的離子移動口訣正正負負,ClO4-向負極移動,很快得出A正確;

典例2、用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是( )

D.選項為硫酸根離子在電解過程中向陽極移動

【解析】D、在電解池中,根據口訣陰陽相吸,硫酸根離子在電解過程中向陽極移動,故D正確。

二、考查第二類是電極上所發生的反應類型,如是原電池口訣為:負氧正還(意思是負極發生氧化反應,正極發生還原反應),如是電解池口訣為:陽氧陰還(意思是陽極發生氧化反應,陰極發生還原反應)。

典例1、我國研制出非貴金屬鎳鉬基高效電催化劑,實現電解富尿素廢水低能耗制裝置如圖??偡磻獮镃O(NH2)2+H2O= 3H2↑+N2↑+CO2↑。下列說法中錯誤的是( )

A.a為陽極,CO(NH2)2發生氧化反應

【解析】A.分析可知a為陽極,故A正確;

典例2、物質由高濃度向低濃度擴散而引發的一類電池稱為濃差電池。如圖是由Ag電極和硝酸銀溶液組成的電池,工作時,b電極的質量不斷增大,下列說法錯誤的是( )

B. a極為負極,發生氧化反應

【解析】B.分析可知a為負極,故B正確;

三、考查的第三類電極附近PH變化和電極質量變化,口訣為:原電池正增負減,電解池為陰盛陽衰。(意思為pH變化原電池為正極增大,負極減小,電解池為陰極增大,陽極減?。?。

典例1、我國研制出非貴金屬鎳鉬基高效電催化劑,實現電解富尿素廢水低能耗制裝置如圖??偡磻獮镃O(NH2)2+H2O= 3H2↑+N2↑+CO2↑。下列說法中錯誤的是( )

D. 電解一段時間,a極區溶液pH升高

【解析】D.分析可知a為陽極,根據口訣陰盛陽衰 a極區溶液pH減小,故D錯誤;

典例2、三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和SO42-可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是( )

A. 通電后中間隔室的SO42-離子向正極區遷移,正極區溶液pH增大

C. 負極反應為2H2O-4e-=O2↑+4H+,負極區溶液pH降低

【解析】A、根據陰陽相吸口訣陰離子向陽極即正極區移動,陰盛陽衰口訣陽極(即正極區)pH減小,故A錯誤;C錯誤。

四、考查第四類為電極反應式的書寫,如果是單獨原電池或電解池口訣為:找兩物、定得失、判電荷、查守恒。(意思是在在總反應或從圖示中找到化合價變化的反應物和產物,根據化合價變化得出電子轉移多少,再根據電荷守恒配平反應其他離子和物質,最后查原子守恒);如是二次電池在剛才基礎上口訣為:先原電后電解,負變陰,正變陽,移電子,總反應,相疊加。(意思遇到二次電池,先分析原電池,失電子為負極反應物,根據反應物、產物,寫出兩極電極反應,電解池就是把原電池的負極反應反過來寫,并把失電子移過來變得電子,同理正變陽,總反應可以把兩個電極反應加和而得)。

典例1、我國科學家成功研制出新型鋁石墨烯(714000 Cn)可充電電池,電解質為陽離子(EMIM+)與陰離子(AlCl4-)組成的離子液體,該電池放電過程示意圖如圖。下列說法錯誤的是( )

B. 放電時正極的反應為:Cn+AlCl4--e-=Cn[AlCl4]

D. 充電時的總反應為:3Cn+4Al2Cl7-=Al+4AlCl4-+3Cn [AlCl4]

【解析】由示意圖可知放電時鋁為負極,被氧化生成Al2Cl7-,由口訣反應物產物就知,電極方程式為Al+7AlCl4--3e-=4Al2Cl7-,正極反應為3Cn [AlCl4]+3e-=3Cn+3AlCl4-,根據負變陰,正變陽,移電子。電解池陰極發生還原反應,電極方程式為4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-,以此解答該題;電解時陽極發生氧化反應,電極反應為Cn+AlCl4--e-=Cn[AlCl4],故B錯誤;故D正確。

典例2、中科院深圳先進技術研究院成功研發了一種高效低成本儲能電池--“鋁一石墨”雙離子充電電池,電池總反應為Al+xC+Li++PF6-AlLi+CxPF6.下列有關該電池的說法正確的是( )

B. 放電時,負極反應為Al-3e-=Al3+

D. 充電時,陽極反應為xC+PF6--e-=CxPF6

【解析】 根據口訣先原電后電解,負變陰,正變陽,移電子。先根據化合價判斷負極反應物及產物,原電池負極反應為LiAl-e-=Al+Li+,陰極反應為Al+Li++e-=LiAl,正極反應為為CxPF6+e-=xC+PF6-,充電時,電極反應與放電時的反應相反,充電時電解池陽極反應為xC+PF6--e-=CxPF6,故B錯誤;故D正確。

五、考查第五類是電子轉移數目,氣體體積等計算,口訣為先定性后定量(意思是先看得失電子物質寫的對不,如不對就不用計算,如求氣體體積,先看說標況了嗎,如沒說,就不用計算)。

典例:CO2輔助的Na-CO2電池工作原理如下圖所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池的總反應為3CO2+4Na2Na2CO3+C.下列有關說法不正確的是( )

D. 充電時,電路中每轉移4mol電子,可釋放67.2LCO2

【解析】D、根據口訣先定性后定量標況不知無法根據電子移轉求氣體的體積,故D錯誤。

就算在考題中遇到陌生背景,學生也不用心慌,只要掌握原理,熟用口訣,也可以排除選項得出正確答案。

(作者單位:陜西省渭南高級中學)

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