《化學反應(yīng)與電能本章總結(jié)》典練

·素養(yǎng)提升素養(yǎng)解讀化學能與電能的直接轉(zhuǎn)化需要通過氧化還原反應(yīng)在一定的裝置中才能實現(xiàn)。原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。原電池、電解池都以發(fā)生在電子導(dǎo)體(如金屬)與離子導(dǎo)體(如電解質(zhì)溶液)接觸界面上的氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)，這也是研究化學能與電能相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的電化學的核心問題。通過原電池、電解池、化學腐蝕等電化學知識的學習，可在學習過程中逐步培養(yǎng)學生的變化觀念與平衡思想、宏觀辨識與微觀辨識等方面的學科核心素養(yǎng)。電化學及其產(chǎn)品與能源、材料、環(huán)境和健康等領(lǐng)域緊密聯(lián)系，被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的許多方面。如人們在生活中常用的化學電源、化工生產(chǎn)中的氯堿工業(yè)、電鍍、電解精煉、電化學防腐等方面的應(yīng)用，都能培養(yǎng)學生的變化觀念與平衡思想、科學探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任等學科核心素養(yǎng)。1．(科學探究與創(chuàng)新意識)某同學為了使反應(yīng)2HCl＋2Ag═══2AgCl＋H2↑能進行，設(shè)計了下列四個方案，你認為可行的方案是 (

)【答案】C2．(變化觀念與平衡思想)如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入濃硫酸銅溶液，一段時間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中，不考慮鐵絲反應(yīng)及兩球的浮力變化) (

)A．杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時，均為A端高B端低B．杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時，均為A端低B端高C．當杠桿為絕緣體時，A端低，B端高；為導(dǎo)體時，A端高，B端低D．當杠桿為絕緣體時，A端高，B端低；為導(dǎo)體時，A端低，B端高【答案】D【解析】若杠桿為導(dǎo)體則構(gòu)成原電池，鐵作負極失電子而溶解：Fe－2e－═══Fe2＋，溶液中Cu2＋在正極(銅極)得電子生成銅，銅球質(zhì)量增大而下降，A端低，B端高；若杠桿為絕緣體，則鐵球和CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu覆于鐵球表面，質(zhì)量增加，A端高，B端低。3．(科學態(tài)度與社會責任)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(zhì)溶液一般為H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是 (

)A．待加工鋁質(zhì)工件為陽極B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C．陰極的電極反應(yīng)式為：Al3＋＋3e－═══AlD．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動【答案】C【答案】D5．(證據(jù)推理與模型認知、科學探究與創(chuàng)新意識)如圖為電解飽和食鹽水的簡單裝置(鐵絲纏繞在雞蛋殼表面)，下列有關(guān)說法正確的是(

)A．電解一段時間后，向蛋殼內(nèi)的溶液中滴加幾滴酚酞，呈紅色B．蛋殼表面纏繞的鐵絲上發(fā)生氧化反應(yīng)C．鐵絲表面生成的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{D．蛋殼可阻止生成的氯氣與氫氣、氫氧化鈉溶液接觸【答案】D【解析】石墨棒在蛋殼內(nèi)，溶液中的Cl－在該極失電子被氧化生成Cl2，溶液不會呈紅色，A錯誤；蛋殼表面纏繞的鐵絲作陰極，H＋在該極發(fā)生還原反應(yīng)得到氫氣，B錯誤；鐵絲表面生成的氣體是氫氣，不能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{，C錯誤。6．(證據(jù)推理與模型認知)空間實驗室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC)，RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。下圖為RFC工作原理示意圖，有關(guān)說法正確的是 (

)A．當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，a極產(chǎn)生標準狀況下1.12LO2B．b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是4H2O＋4e－═══2H2↑＋4OH－C．c極上發(fā)生還原反應(yīng)，B中的H＋可以通過隔膜進入AD．d極上發(fā)生的電極反應(yīng)是O2＋4H＋＋4e－═══2H2O【答案】C【解析】由圖可知，a為陰極、b為陽極，氣體X為H2、氣體Y為O2，c為正極、d為負極。正極、陰極發(fā)生還原反應(yīng)，負極、陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，在原電池中陽離子移向正極，C正確。7．(證據(jù)推理與模型認知、變化觀念與平衡思想)如圖中的A為直流電源，B為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞溶液的濾紙，C為電鍍槽，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的c點顯紅色。請?zhí)羁眨?1)電源A的a為______極。(2)濾紙B上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為__________________________。(3)欲在電鍍槽中實現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K點，使c、d兩點短路，則電極e上發(fā)生的反應(yīng)為______________，電極f上發(fā)生的反應(yīng)為__________________，槽中盛放的電鍍液可以是__________________或__________________(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。8．(證據(jù)推理與模型認知、變化觀念與平衡思想)如圖，p、q為直流電源的兩極，A由＋2價金屬單質(zhì)X制成，B、C、D為鉑電極，接通電源，金屬X沉積于B極，同時C、D兩極試管中產(chǎn)生氣泡。試回答：(1)p為________極，A極發(fā)生了________反應(yīng)。

(2)C為______極，試管里收集到的氣體是______________；D為________極，試管里收集到的氣體是______________。

(3)C極的電極反應(yīng)式是________________________。

(4)當反應(yīng)進行一段時間后，A、B電極附近溶液的pH______________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(5)當電路中通過0.004mol電子時，B電極上沉積金屬X的質(zhì)量為0.128g，則此金屬的摩爾質(zhì)量為____________。

【答案】(1)正氧化(2)陽氧氣陰氫氣(3)2H2O－4e－═══4H＋＋O2↑(4)不變(5)64g·mol－1對話

·命題專家 (2020·全國卷Ⅰ)科學家近年發(fā)明了一種新型Zn－CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑?？疾榻嵌榷坞姵胤烹?、充電原理考查目的通過二次電池充放電過程的分析，考查電極反應(yīng)式的正誤判斷；電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量計算；溶液酸堿性的變化等，從而培養(yǎng)考生的證據(jù)推理與模型認知等學科核心素養(yǎng)考查形式在高考中多以選擇題形式呈現(xiàn)，也有在化學反應(yīng)原理綜合題中考查，多為以裝置圖為依托，無論哪種題型，該考查點的題目難度系數(shù)一般較大解題策略：(1)解題步驟：二次電池解題模型(2)方法技巧：運用氧化還原反應(yīng)的雙線橋表示法分析電極反應(yīng)式。答案：D (2020·全國卷Ⅱ)電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當通電時，Ag＋注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍色，對于該變化過程，下列敘述錯誤的是(

)A．Ag為陽極B．Ag＋由銀電極向變色層遷移C．W元素的化合價升高D．總反應(yīng)為：WO3＋xAg═══AgxWO3考查角度本題借助較新情景考查了電解池基礎(chǔ)知識考查目的通過題干描述及圖示裝置所給出的信息考查了電解原理、陽離子移動方向、電極判斷、元素化合價變化等，從中可培養(yǎng)考生的宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知等方面的學科核心素養(yǎng)考查形式在高考中主要以選擇題形式呈現(xiàn)，也有在化學反應(yīng)原理綜合題中考查，具體考查形式有文字敘述型，也有圖像解讀型，其中涉及圖像的題目難度系數(shù)較大解題策略：(1)解題步驟：電解池的試題，重點要弄清楚電解的原理，陰、陽極的判斷和陰、陽極上電極反應(yīng)式的書寫，陽極反應(yīng)式＋陰極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式，相加的過程中需使得失電子數(shù)相等。(2)方法技巧：文字描述與裝置圖有機結(jié)合、聯(lián)系氧化還原反應(yīng)基本規(guī)律。解析：從題干可知，當通電時，Ag＋注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍色，說明通電時，Ag電極有Ag＋生成然后經(jīng)固體電解質(zhì)進入電致變色層，說明Ag電極為陽極，透明導(dǎo)電層為陰極，故Ag電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電致變色層發(fā)生還原反應(yīng)。通電時，Ag電極有Ag＋生成，故Ag電極為陽極，A正確；通電時電致變色層變藍色，說明有Ag＋從Ag電極經(jīng)固體電解質(zhì)進入電致變色層，B正確；電解過程中，