第十二章第一节提能力.doc

对接高考高考命题常设误区汇总设误选项摘录设误角度诊断1.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应(2011江苏高考)可充电电池充放电电极反应类型的判断错误2.镀锌层破损后，即对铁制品失去保护作用(2011山东高考)原电池正、负极的判断错误3.钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是：Fe3e=Fe3(2010北京高考)钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应式(产物)书写错误4.铜锌原电池工作时，正极反应式为：Zn2e=Zn2(2010广东高考)原电池正极发生还原反应而不是氧化反应随堂强化落实12010年4月中旬全球核安全峰会在华盛顿举行，发展核电、制裁核武器发展是会议主题。各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是()A手机上用的锂离子电池属于一次电池B锌锰干电池中，锌电极是负极C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被还原D太阳能电池的主要材料为二氧化硅解析：手机上的电池可以充电，属于二次电池；锌锰干电池中锌失去电子生成Zn2，故作为负极；氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化；太阳能电池的主要材料为硅。故A、C、D项错误，B项正确。答案：B2在铁的吸氧腐蚀中，发生还原反应的电极上进行的电极反应是()A2H2OO24e=4OHB2H2e=H2C4OH4e=2H2OO2DFe2e=Fe2解析：钢铁的吸氧腐蚀的正极反应式为：2H2OO24e=4OH。答案：A3(2011烟台模拟)下列叙述正确的是()A铜、锌、稀硫酸形成的原电池放电时，溶液中阳离子向铜电极移动B充电时，把铅蓄电池的负极接在外电源的正极C镀锌铁镀层破损后铁更易被腐蚀D碱性氢氧燃料电池工作时，负极反应为：O22H2O4e=4OH解析：A项，铜、锌、稀硫酸形成的原电池中，铜为正极，溶液中的阳离子向正极移动，正确；B项，充电时，应把铅蓄电池的负极与外电源的负极相连，不正确；D项，碱性氢氧燃料电池工作时，负极是H2放电，电极反应式为：H22e2OH=2H2O，故不正确。答案：A4氢氧燃料电池以KOH溶液为电解质溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是()A正极反应式为：O22H2O4e=4OHB工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量浓度不变C该燃料电池的总反应方程式为：2H2O2=2H2OD用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.2 mol 电子转移解析：由于燃料电池的总反应式就是燃料燃烧时的化学方程式，所以该燃料电池的总反应式为：2H2O2=2H2O；由于水的生成，导致电解液中KOH的物质的量浓度减小；在KOH做电解液时，正极反应：O22H2O4e=4OH，根据电子转移相等知，当电解CuCl2溶液产生0.1 mol Cl2时，电池中转移电子0.2 mol。答案：B5某原电池总反应为：Cu2Fe3=Cu22Fe2，下列能实现该反应的原电池是()ABCD电极材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag电解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)3解析：由原电池总反应可知铜电极发生氧化反应，为原电池负极，另一电极的活泼性应该比铜弱，电解质溶液中应该含有Fe3，由此可知，符合题意的为D。答案：D6将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。(1)锌片上发生的电极反应：_；银片上发生的电极反应：_。(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：产生氢气的体积(标准状况)为_。解析：(1)锌片和银片与稀硫酸构成原电池中，锌片为负极，电极反应为Zn2e=Zn2；银片为正极，电极反应为2H2e=H2。(2)电池的总反应为Zn2H=Zn2H2 65 g 22.4 L 60 g47 g V(H2)解得V(H2)4.48 L。答案：(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)4.48 L提能综合检测一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是()A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 gD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源解析：选项A正确。在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确。氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D正确。C项忽略了硫酸铅在该极上析出，该极质量应该增加而非减小。答案：C2(2011福建高考)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A水既是氧化剂又是溶剂B放电时正极上有氢气生成C放电时OH向正极移动D总反应为：2Li 2H2O=2LiOHH2解析：本题考查原电池工作原理及考生解决新情境中实际问题的能力。该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到电子生成氢气，电解质是LiOH，故A、B、D项正确；原电池中OH向负极移动，C项错误。答案：C3.如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是()A外电路的电流方向为：X外电路YB若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁CX极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为XY解析：外电路电子流向为X外电路Y，电流方向与其相反，X极失电子，作负极，Y极发生的是还原反应，X极发生的是氧化反应。若两电极分别为铁和碳棒，则Y为碳棒，X为铁。答案：D4将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大D产生气泡的速率甲比乙慢解析：因乙烧杯中锌片和铜片没有接触，故不能构成原电池，B项错误；因甲烧杯中锌片、铜片用导线连接后构成原电池，加快了锌片的溶解，即加快了反应速率，铜片上有气泡产生，乙中没有构成原电池，铜棒上无气泡，A、D项错误；又因两烧杯中的锌片都能与稀硫酸反应产生H2而消耗H，故两烧杯中溶液pH均增大。答案：C5(2011青岛模拟)某原电池的电池反应为：Fe2Fe3=3Fe2，与此电池反应不符的原电池是()A铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池B石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池C铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池D铜片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池解析：铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池中锌片为负极，铁片为正极，原电池反应为Zn2Fe3=2Fe2Zn2。答案：C62011年4月19日至28日，以“创新未来”为主题的第十四届上海国际车展在浦东新国际博览中心举行。车展期间，新一代电动汽车因其“技术含量高”“节能环保”而倍受关注。液态锂离子电池是一种被采用的车载电池，该电池的电极反应如下：正极6CxLixe=LixC6，负极LiNiO2xe=Li1xNiO2xLi。则有关该电池的下列说法中正确的是()A放电时，电子从正极流向电源的负极B放电时，Li向负极移动C该电池的总反应为LiNiO26CLi1xNiO2LixC6D充电时，阳极发生的电极反应为Li1xNiO2xLixe=LiNiO2解析：放电时，电子从电池的负极流向电池的正极，A不正确；Li应向正极移动，B不正确；充电时，阳极应失去电子，D不正确。答案：C7(2011北京理综)结合图示判断，下列叙述正确的是()A 和 中正极均被保护B 和 中负极反应均是Fe2e=Fe2C 和 中正极反应均是O22H2O4e=4OHD中发生的是铁的吸氧腐蚀解析：A项，电子从负极流向正极，抑制正极失电子，所以正极均被保护。B项，中的负极反应为Zn2e=Zn2。C项，中的正极反应为2H2e=H2。中发生的是铁的析氢腐蚀。答案：A8分析下图所示的四个原电池装置，结论正确的是()A(1)(2)中Mg作负极，(3)(4)中Fe作负极B(2)中Mg作正极，电极反应式为：6H2O6e=6OH3H2C(3)中Fe作负极，电极反应式为：Fe2e=Fe2D(4)中Cu作正极，电极反应式为：2H2e=H2解析：(1)中Mg作负极；(2)中Al作负极，发生的反应为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，Mg不与NaOH反应；(3)中铁遇浓HNO3钝化，Cu与浓HNO3反应，Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O；(4)中铁作负极，为中性环境，发生吸氧腐蚀。答案：B9碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)，下列说法错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极反应为2MnO2(s)H2O(l)2eMn2O3(s)2OH(aq)C电池工作时，负极附近溶液碱性增强D外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g解析：该电池的电解液为KOH溶液，结合总反应可写出负极反应：Zn(s)2OH(aq)Zn(OH)2(s)2e，OH被消耗碱性减弱。用总反应式减去负极反应式，可得到正极反应式：2MnO2(s)H2O(l)2eMn2O3(s)2OH(aq)。Zn为负极，失去电子，电子由负极通过外电路流向正极。1 mol Zn失去2 mol电子，外电路中每通过0.2 mol电子，Zn的质量理论上减小6.5 g。答案：C10(2011浙江高考)将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()A液滴中的 Cl由 a 区向 b 区迁移 B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O22H2O4e=4OHC液滴下的 Fe 因发生还原反应而被腐蚀，生成的 Fe2由 a 区向 b 区迁移，与 b 区的OH形成 Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加 NaCl 溶液，则负极发生的电极反应为：Cu2e=Cu2解析：本题考查金属的腐蚀，意在考查考生运用电化学原理分析金属腐蚀过程的能力。铁板为铁和碳的合金，滴入 NaCl 溶液，形成原电池，显然 a 区为负极，溶液中 Cl由 b区向a区迁移，A错；液滴边缘为正极区，溶解在溶液中的 O2 放电，电极反应为：O22H2O4e=4OH，B 对；液滴下的 Fe 因发生氧化反应而被腐蚀，C 错；改用嵌有铜螺丝钉的铁板，则铁为负极，D 错。 答案：B二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11(8分)(2011四川高考)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：NiO(OH)MHNi(OH)2M(1)电池放电时，负极的电极反应式为_。(2)充电完成时，Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为_。解析：(1)负极实际上是稀土储氢合金吸附的H2失去电子生成H，H再与OH结合生成H2O，所以负极的电极反应为：MHeOH=H2OM。(2)O2被消耗相当于O2在阴极获得电子：O24e2H2O=4OH。答案：(1)MHOHe=MH2O(2)2H2OO24e=4OH12(12分)(1)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。B中Sn极的电极反应式为_，Sn极附近溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”)_。C中总反应离子方程式为_。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是_。(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：电池的正极是_(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应是：_。电池工作一段时间后电解质溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析：(1)B、C中均形成了原电池，在B中Fe作负极，腐蚀速率加快，在C中Zn作负极，而Fe被保护了起来，故被腐蚀的速率最慢。(2)O2在反应中得到电子，故b电极是电池的正极，电极反应式为：2H2OO24e=4OH。总反应式为：CH42OH2O2=CO3H2O。由于电池工作过程中会消耗OH，故一段时间后，电解质溶液的pH会减小。答案：(1)2H2e=H2增大Zn2H=Zn2H2BAC(2)b2H2OO24e=4OH减小13(12分)据中国环境报报道，近日，由美国宾夕法尼亚州立大学的科学家洛根率领的一个研发小组宣布，他们研制出一种新型的微生物燃料电池，可以把未经处理的污水转变成干净用水和电源。阅读上述信息，解答下列问题：(1)洛根设计的电池装置：一个圆柱形的树脂玻璃密闭槽，里面装有8条阳极石墨棒，它们围绕着一个阴极棒，密闭槽中间以质子交换膜间隔，密闭槽外部以铜线组成闭合电路，用作电子流通的路径。工作时，只需要把污水注入反应槽，然后细菌酶就可以将污水中的有机物分解，在此过程中释放出电子和质子。该过程中，释放出的电子通过_(填“溶液”或“铜线”)流向_(填“负极”或“正极”)，而质子则流向_(填“负极”或“正极”)；密闭槽中的质子交换膜的作用是_；写出正极反应式：_。(2)这种燃料电池的燃料是废水中的有机化合物，这些有机化合物在负极附近被细菌分解，分解的产物除电子和质子外还有_(填序号)。a二氧化碳b氢气c氧气 d氮气(3)这种新型微生物燃料电池最适宜处理的废水是_(填序号)。a硫酸厂废水 b畜牧厂的废水c电镀厂废水 d生活污水解析：(1)洛根设计的这种微生物燃料电池装置中“膜”的作用是允许穿过特殊的离子，这种微生物燃料电池装置的“膜”是为了让氢离子穿过；负极附近细菌分解污水中的有机化合物被氧化，失去的电子沿外电路的导线到达正极，而氢离子从溶液中穿过“膜”到达正极，在正极电子、氢离子和氧气一起生成水。(2)在负极附近氧化有机化合物，其产物之一是氢离子，而有机化合物至少应该含有碳元素和氢元素，氢元素转化为氢离子，化合价没有变化，而有机化合物被氧化，碳元素的化合价应该升高，所以产物可以是二氧化碳。(3)这种新型微生物燃料电池的燃料(原料)是有机化合物，所以污水中必须含有机化合物。答案：(1)铜线正极正极使质子穿过到达正极O24H4e=2H2O(2)a(3)bd14(18分)为节省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液、直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器(用品)，通过巧妙的构思，设计了比较铜、锌金属活动性相对强弱的系列实验。试填写下列空白：(1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部(铜与锌不接触)，向烧杯中小心加入稀硫酸，观察到的现象是_。甲同学的设计思路是_。(2)乙同学接着甲的实验，向烧杯中滴加_溶液，进而观察到的现象是_。乙同学作出锌、铜金属活动性相对强弱的结论所依据的原理是_。(3)丙同学使用直流电源、石墨电极组装好电解装置，向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂_ 溶液(作为电解液)。反应在调控下随即开始，实验中有关反应的化学方程式为_。实验中的明显现象是_。(4)请你再单独设计一个简单的实验(试剂、仪器自选)，探究和证实锌、铜金属活动性的相对强弱(简要说明操作和现象)_。解析：从该题的实验目的来看，是要用实验证明锌和铜的金属活动性的相对强弱；从实验方法来看，有与酸反应产生气泡的快慢，构成原电池时负极比正极活泼，置换反应，金属离子在溶液中电解时的现象等。甲同学用两种金属放到酸中是否产生气泡或产生气泡的快慢来比较。乙同学在甲的基础上，加入CuSO4溶液观察现象，锌与少量硫酸铜发生置换反应生成的铜附在锌表面形成微型原电池，加快了反应速率，产生气泡的速率加快，说明锌比铜活泼。丙同学在乙同学的基础上运用电解原理，阴极有红色的铜析出说明锌比铜活泼。最后要设计一种方案，可以从氧化还原反应的先后顺序去证明金属的活泼性，即与同种氧化剂接触时，活泼性强的金属先与氧化剂反应，活泼性弱的金属后与氧化剂反应，因此可以将锌、铜分别同时加入到少量浅绿色的氯化亚铁溶液中，加入锌的溶液褪色，说明锌比铜活泼。答案：(1)锌片上有气泡产生，铜片上无气泡锌能置换出酸中的氢，而铜不能(2)CuSO4锌片上有红色的铜析出，锌片上产生气泡的速率明显加快活泼金属可以把不活泼金属从其盐溶液中置换出来(或Zn、Cu、稀硫酸组成原电池，Zn为负极)(3)CuSO42CuSO42H2O2CuO22H2SO4阴极上有红色铜析出，阳极附近有气体产生(4)分别取一小片铜片与锌片置于两支试管中，向试管中加入少量浅绿色的FeCl2溶液，片刻后，加锌片的试管中溶液的颜色褪去，溶液近乎无色(其他可行答案也可)