電化學理論包括原電池理論和電解理論.原電池理論的主要內容:判斷某裝置是否是原電池并判斷原電池的正負極.書寫電極反應式及總反應式,原電池工作時電解質溶液及兩極區(qū)溶液的pH的變化以及電池工作時溶液中離子的運動方向,新型化學電源的工作原理.特別注意的是高考關注的日常生活.新技術內容有很多與原電池相關.還要注意這部分內容的命題往往與化學實驗.元素與化合物知識.氧化還原知識伴隨在一起.同時原電池與生物.物理知識相互滲透如生物電.廢舊電池的危害.化學能與電能的轉化.電池效率等都是理綜命題的熱點之一.電解原理包括判斷電解池.電解池的陰陽極及兩極工作時的電極反應式,判斷電解池工作中和工作后溶液和兩極區(qū)溶液的pH變化,電解原理的應用及電解的有關計算.命題特點與化學其它內容(如實驗.電解質理論.環(huán)境保護)綜合.電解原理與物理知識聯(lián)系緊密.學科間綜合問題. 考點一“位--構--性 三者關系 [例1]X.Y.Z.W為四種短周期主族元素.其中X.Z同族.Y.Z同周期.W與X.Y既不同族也不同周期,X原子最外層電子數是核外電子層數的3倍,Y的最高正價與最低負價的代數和為6.下列說法正確的是 A.Y元素最高價氧化物對應水化物的化學式為H2YO4 B.原子半徑由小到大的順序為:W<X<Z< Y C.X與W可以形成W2X.W2X2兩種氧化物 D.Y.Z兩元素的氣態(tài)氫化物中.Z的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定 變式1 X.Y.Z為短周期元素.X的最外層電子數是Y原子最外層電子數的2倍.Y的原子序數比X的原子序數多5.Z原子的最外層電子數比Y多3.下列敘述正確的是 A.原子半徑的大小順序:Z > Y >X B.Z單質與X單質直接反應可生成兩種化合物 C.工業(yè)上.電解X和Y形成的化合物制取Y單質 D.Y.Z元素的最高價氧化物對應的水化物不能互相反應 考點二 氧化還原反應規(guī)律應用 [例2]水熱法制備Fe3O4納米顆粒的反應是 3Fe2++2S2O32-+O2+xOH- Fe3O4+S4O62-+2H2O.下列說法中.正確的是 A.每生成1mol Fe3O4.反應轉移的電子總數為2mol B.Fe2+和S2O32-都是還原劑 C.1mol Fe2+被氧化時.被Fe2+還原的O2的物質的量為1/3mol D.x=2 [解析]B,本題根據電荷守恒可確定x的值.3×2-4-x=-2.x=4.Fe3O4中兩個鐵為+3價.一個鐵為+2價.在反應中每生成1molFe3O4同時消耗1mol O2.所以轉移的電子數為4 mol.S2O32-中S由+2價升高為+5/2價.所以還原劑有Fe2+.S2O32-.而氧化劑為O2.1mol Fe2+被氧化時.提供1 mol電子.被Fe2+還原的O2的物質的量為1/4mol. 變式2 氧化還原反應中實際上包含氧化和還原兩個過程.下面是一個還原過程的反應式: NO3- +4H++3e- = NO+2H2O KMnO4.Na2CO3.Cu2O.Fe2(SO4)3四種物質中的一種物質(甲)能使上述還原過程發(fā)生. (1)寫出并配平該氧化還原反應的方程式: . (2)反應中硝酸體現(xiàn)了 . 性質. (3)反應中若產生0.2 mol氣體.則轉移電子的物質的量是 mol. (4)若1 mol甲與某濃度硝酸反應時.被還原硝酸的物質的量增加.原因是: . 考點三 化學反應速率.化學平衡 [例3]在一定溫度下.向體積恒定為2L的密閉容器里充入2mol M和一定量的N.發(fā)生如下反應:M,當反應進行到4min時達到平衡.測知M的濃度為0.2mol·L-1.下列說法正確的是 A.4min時.M的轉化率為80% B.4min時.用M表示的反應速率為0.8mol·L-1·min-1 C.4min后.向容器中充入不參與反應的稀有氣體.M的物質的量減小 D.2min時.M的物質的量濃度為0.6mol·L-1 [解析]答案為A.反應開始時.M的濃度為2÷2=1mol/L.平衡時為0.2mol·L-1.轉化了0.8mol·L-1.M轉化率為80%.4min時.用M表示的反應速率為0.8mol·L-1÷4=0.2mol·L-1·min-1.恒溫恒容下.充入不反應的稀有氣體.各組分的濃度沒有發(fā)生變化.所以正逆反應速率不變.平衡不移動.M的物質的量不變,反應從開始到平衡的過程中.正反應速率越來越小.當進行2min時.M濃度的變化值大于0.4mol·L-1.所以2min時.M的物質的量濃度應小于0.6mol·L-1. 變式3如圖是恒溫下某化學反應的反應速率隨反應時間變化的示意圖.下列敘述與示意圖不相符合的是 A.反應達平衡時.各物質的含量為定值 B.該反應達到平衡態(tài)I后.增大壓強.平衡發(fā)生移動.達到平衡態(tài)II C.該反應達到平衡態(tài)I后.增大反應物濃度.平衡發(fā)生移動.達到平衡態(tài)II D.同一種反應物在平衡態(tài)I和平衡態(tài)II時濃度一定不相等 考點四 電解質理論 [例4]下列離子方程式書寫正確的是 A.過量的SO2通入NaOH溶液中:SO2+2OH- = SO32 -+H2O B.Fe(NO3)3溶液中加入過量的HI溶液:2Fe3++2I- = 2Fe2++I2 C.鹽酸滴入氨水中:H++OH- = H2O D.硫酸亞鐵溶液與稀硫酸.雙氧水混合:2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O [解析]離子反應方程式的正誤判斷和書寫是高考的熱點題型.本題中A選項SO2過量.生成產物應為HSO3-而不是SO32 -.正確的應為SO2+OH- = HSO3-,B選項酸性環(huán)境中.NO3-具有強氧化性.其氧化性大于Fe3+.能氧化I-成I2.正確的為2NO3-+6I-+8H+=2NO+3I2+4H2O.C選項中氨水為弱堿.在離子方程式中不能拆開寫.正確寫法為H++NH3·H2O=NH4+ + H2O,D選項中雙氧水具有氧化性.在酸性條件下能把Fe2+氧化為Fe3+.同時生成水.注意離子反應式兩邊的電荷守恒和得失電子守恒. 變式4氯氣溶于水達到平衡后.若其他條件不變.只改變某一條件.下列敘述不正確的是 A.再通入少量氯氣.c(H+)/c(ClO-)增大 B.通入少量SO2.溶液漂白性增強 C.加入少量固體NaOH.一定有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-) D.加入少量水.水的電離平衡向正反應方向移動 考點五 電化學理論 [例5]圖中電極a.b分別為Ag電極和Pt電極.電極c.d都是石墨電極.通電一段時間后.在c.d兩極上共收集到336mL氣體.回答: (1)直流電源中.M為 極. (2)Pt電極上生成的物質是 .其質量為 g. (3)電源輸出的電子.其物質的量與電極b.c.d分別生成 的物質的物質的量之比為:2∶ ∶ ∶ . (4)AgNO3溶液的濃度(填增大.減小或不變.下同) . AgNO3溶液的pH .H2SO4溶液的濃度 . H2SO4溶液的pH . (5)若H2SO4溶液的質量分數由5.00%變?yōu)?.02%.則原有5.00%的H2SO4溶液為 g.5.00%x=5.02%.解得:x=45.18g. 變式5生物體中細胞膜內的葡萄糖(C6H12O6 )與細胞膜外的堿性富氧液體及細胞膜構成微型的生物原電池.下列有關電極反應及其產物的判斷正確的是 A.負極反應可能是O2+2H2O+4e-=4OH- B.負極反應的產物主要是C6H12O6被氧化生成的CO32-.HCO3-.H2O C.正極反應可能是C6H12O6+24OH――24e-=6CO2+18H2O D.正極反應的產物主要是葡萄糖生成的CO2.HCO3-.H2O (4)使用了較濃的硝酸.產物中有部分二氧化氮生成. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

化學電池是一種可移動或便攜式電源,它存在以下幾方面的不足:

、匐妷狠^低(有時只能采用串聯(lián)的方式來解決);

、趬勖^短[只能采用替換或不斷充電(可充電電池)的方法來滿足需要];

、鄞娣牌谟邢。

 有人認為化學電池的這三個方面的不足,是由它的工作原理(包括電學原理)所決定的,也有人認為這是化學電池的制造技術不完善所造成的。你的看法和依據是什么?請與同學交流、討論。

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二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚,其中的主要過程包括以下四個反應:
甲醇合成反應:
(ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)    ΔH1=-90.1 kJ·mol-1
(ⅱ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)    ΔH2=-49.0 kJ·mol-1
水煤氣變換反應:
(ⅲ)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)   ΔH3=-41.1 kJ·mol1
二甲醚合成反應:
(ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)    ΔH4=-24.5 kJ·mol-1
回答下列問題:
(1)Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是____________________________________________(以化學方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反應(ⅳ)對于CO轉化率的影響
________________________________________________________________________。
(3)有研究者在催化劑(含Cu­Zn­Al­O和Al2O3)、壓強為5.0 MPa的條件下,由H2和CO直接制備二甲醚,結果如圖所示。其中CO轉化率隨溫度升高而降低的原因是_________________________________________________。

(4)二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點,其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93 kW·h·kg-1)。若電解質為酸性,二甲醚直接燃料電池的負極反應為__________
_____________________,一個二甲醚分子經過電化學氧化,可以產生________________個電子的電量;該電池的理論輸出電壓為1.20 V,能量密度E=_______________(列式計算。能量密度=電池輸出電能/燃料質量,1 kW·h=3.6×106 J)。

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二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚,其中的主要過程包括以下四個反應:
甲醇合成反應:
(ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)    ΔH1=-90.1 kJ·mol-1
(ⅱ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)    ΔH2=-49.0 kJ·mol-1
水煤氣變換反應:
(ⅲ)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)   ΔH3=-41.1 kJ·mol1
二甲醚合成反應:
(ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)    ΔH4=-24.5 kJ·mol-1
回答下列問題:
(1)Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是____________________________________________(以化學方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反應(ⅳ)對于CO轉化率的影響
________________________________________________________________________。
(3)有研究者在催化劑(含Cu­Zn­Al­O和Al2O3)、壓強為5.0 MPa的條件下,由H2和CO直接制備二甲醚,結果如圖所示。其中CO轉化率隨溫度升高而降低的原因是_________________________________________________。

(4)二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點,其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93 kW·h·kg-1)。若電解質為酸性,二甲醚直接燃料電池的負極反應為__________
_____________________,一個二甲醚分子經過電化學氧化,可以產生________________個電子的電量;該電池的理論輸出電壓為1.20 V,能量密度E=_______________(列式計算。能量密度=電池輸出電能/燃料質量,1 kW·h=3.6×106 J)。

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(17分)(1)AgNO3的水溶液呈         (填“酸”、“中”、“堿”)性,原因是(用離子方程式表示):                             ;實驗室在配制AgNO3的溶液時,常將AgNO3固體先溶于較濃的          中,然后再用蒸餾水稀釋到所需的濃度。若用惰性電極電解AgNO3的水溶液,請寫出電池反應的離子方程式                             

(2)常溫下,某純堿(Na2CO3)溶液中滴入酚酞,溶液呈紅色。在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時,甲同學認為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH所至;乙同學認為是溶液中Na2CO3電離出的CO32—水解所至。請你設計一個簡單的實驗方案給甲和乙兩位同學的說法以評判(包括操作、現(xiàn)象和結論)                                         

                                                               

(3)常溫下,取pH=2的鹽酸和醋酸溶液各100mL,向其中分別加入適量的Zn粒,反應過程中兩溶液的pH變化如圖所示。則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是         (填“A”或“B”)。設鹽酸中加入的Zn質量為m1,醋酸溶液中加入的Zn質量為m2。則m1      m2(選填“<”、“=”、“>”)

(4)鋼鐵很容易生銹而被腐蝕,每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產量的四分之一。

①鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕,該腐蝕過程中的電極反應式為:

負極:                               

正極:                            ;

②為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率,可以采用圖甲所示的方案,其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用________。

A.銅       B.鈉                              C.鋅           D.石墨

③圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應該連接在直流電源的________極。

(5)氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強,性質穩(wěn)定,請回答:

http://photo.blog.sina.com.cn/showpic.html- blog>

①氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是           ,在導線中電子流動方向為         (用a、b表示)。

②負極反應式為                        

③電極表面鍍鉑粉的原因為                                 。

 

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(17分)(1)AgNO3的水溶液呈          (填“酸”、“中”、“堿”)性,原因是(用離子方程式表示):                              ;實驗室在配制AgNO3的溶液時,常將AgNO3固體先溶于較濃的           中,然后再用蒸餾水稀釋到所需的濃度。若用惰性電極電解AgNO3的水溶液,請寫出電池反應的離子方程式                             

(2)常溫下,某純堿(Na2CO3)溶液中滴入酚酞,溶液呈紅色。在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時,甲同學認為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH所至;乙同學認為是溶液中Na2CO3電離出的CO32—水解所至。請你設計一個簡單的實驗方案給甲和乙兩位同學的說法以評判(包括操作、現(xiàn)象和結論)                                         

                                                               

(3)常溫下,取pH=2的鹽酸和醋酸溶液各100mL,向其中分別加入適量的Zn粒,反應過程中兩溶液的pH變化如圖所示。則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是         (填“A”或“B”)。設鹽酸中加入的Zn質量為m1, 醋酸溶液中加入的Zn質量為m2。則m1      m2(選填“<”、“=”、“>”)

(4)鋼鐵很容易生銹而被腐蝕,每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產量的四分之一。

①鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕,該腐蝕過程中的電極反應式為:

負極:                               

正極:                             ;

②為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率,可以采用圖甲所示的方案,其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用________。

A.銅       B.鈉                              C.鋅            D.石墨

③圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應該連接在直流電源的________極。

(5)氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強,性質穩(wěn)定,請回答:

http://photo.blog.sina.com.cn/showpic.html - blogid=515359c40100g2ml&url=http://static3.photo.sina.com.cn/orignal/515359c4g79a1c1001942&690

①氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是            ,在導線中電子流動方向為          (用a、b表示)。

②負極反應式為                         。

③電極表面鍍鉑粉的原因為                                 。

 

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