赵登泉市第二中学高三化学备课组长,市教学能手,市直教育系统先进工作者,高级教师。
电化学知识在中学化学基础理论中占有非常重要的地位,它建立在重要的化学反应理论知识——氧化还原反应之上,而且涉及到物理中的电学知识,因此综合性比较强,是高中化学的重点、难点之一,也是每年高考化学的必考内容。预计2013年的山东高考中该部分知识仍将重点考察。
例1(2009年山东高考29题)Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是 。电池工作时,电子流向 (填"正极"或"负极")。(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是 。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的 (填代号)。
a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3·H2O【解析】(1)负极上是失电子的一极,Zn失电子由负极经外电流向正极。(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质,所以应选Zn将Cu2+置换为Cu单质而除去。【答案】(1)Zn(或锌)正极(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀
例2(2011年山东高考29题) (2)下图为钠硫高能电池的结构示意图,该电池的工作温度为320℃左右,电池反 应 为 2Na + S=Na2Sx,正 极 的 电 极 反 应 式 为
。与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍。【解析】(2)正极上是S得到电子发生还 原 反 应 : xS +2e- == Sx2-;要形成闭合回,M必须是能使离子在其中定向移动的,故M的两个作用是导电和隔膜;假设消耗的质量都是207g,则铅蓄电池能提供的电子为2mol,而钠硫电池提 供 的 电 子 为9mol,故钠硫电池的放电量是铅蓄电池的4.5倍。【答案】
例4(2009年山东高考29题) (3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是 。若电解电中通过2mol电子,MnO2的理论产量为 。【解析】 (3)阴极上得电子,发生还原反应, H+得电子生成氢气。因为MnSO4~MnO2~2 e- ,通过2mol电子产生1molMnO2,质量为87g。【答案】(3)2H++2e-→H2 ,87g
例5(2011年山东高考15题)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是 。
D.镀锌层破损后对铁制品失去作用【解析】电镀时Zn为阳极,Fe为阴极,KCl、ZnCl2的混合溶液为电解质溶液,若未通电,不存在自发进行的氧化还原反应,故不能构成原电池,故A错;电镀时,导线mol锌,通过的电量与析出的锌量的关系确定,故B错;电镀时保持电流保持恒定,则反应的速率就不会改变,故升高温度对反应的速率无影响,故C正确;镀锌层破损后,锌与铁可构成原电池的两个电极,铁做正极受到,故D错。【答案】C
D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的【解析】图a中,铁棒发生化学腐蚀,靠近底端的部分与氧气接触少,腐蚀程度较轻,A项错误;图b中开关由M置于N,Cu一Zn作正极,腐蚀速率减小,B对;图c中接通开关时Zn作负极,腐蚀速率增大,但氢气在Pt上放出,C项错误;图d中干电池放电时MnO2发生还原反应,体现还原性,D项错误。【答案】 B
例7(2010年山东高考29题)(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是
(3)铁被,可以是做原电池的负极,或者电解池的阴极,故若X为碳棒,开关K应置于N处,Fe做阴极受到;若X为锌,开关K置于M处,铁是做负极,称为阳极保。【答案】(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+。