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当前位置:首页 > 临时分类 > (浙江专用)2020版高考化学一轮复习 专题六 化学能与电能的转化课件
第二部分化学基本理论专题六化学能与电能的转化高考化学(浙江专用)考点一原电池原理及其应用A组统一命题·浙江卷题组五年高考1.(2019浙江4月选考,12,2分)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。 下列说法不正确的是 ()A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降答案A甲中Cu为正极,电极表面发生反应:2H++2e- H2↑,导致Cu电极附近溶液中H+浓度减小,A错误;乙中Zn粉为负极,Ag2O为正极,正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-,B正确;丙中锌筒作负极,电极反应为Zn-2e- Zn2+,故锌筒逐渐变薄,C正确;丁中铅蓄电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,导致使用一段时间后,H2SO4溶液浓度减小,导电能力下降,D正确。解题点睛本题考查常见化学电源,掌握各原电池的工作原理是解题的关键。2.(2018浙江11月选考,17,2分)最近,科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 () A.右边吸附层中发生了还原反应B.负极的电极反应是H2-2e-+2OH- 2H2OC.电池的总反应是2H2+O2 2H2OD.电解质溶液中Na+向右移动,Cl 向左移动4O答案C根据装置图中电子的流向,通H2的一极为负极,出H2的一极为正极,可写出电极反应式,负极:H2-2e-+2OH- 2H2O,正极:2H++2e- H2↑。A项,正极上发生还原反应;C项,电池总反应式为H++OH- H2O;D项,由于在负极区消耗OH-,所以Na+向右移动,而Cl 向左移动。4O解题点睛由原电池工作原理示意图中电子的流向判断出原电池的正负极是解题的关键。3.(2017浙江11月选考,17,2分)金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 () A.金属M作电池负极B.电解质是熔融的MOC.正极的电极反应O2+4e-+2H2O 4OH-D.电池反应2M+O2+2H2O 2M(OH)2答案B由题给金属(M)-空气电池的工作原理示意图可知,金属M作电池负极,负极反应为2M-4e- 2M2+,正极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-,两电极反应相加可得电池反应:2M+O2+2H2O 2M(OH)2,电解质显然不是熔融的MO(因体系中有H2O和OH-),故A、C、D正确,B错误。4.(2017浙江4月选考,17,2分)银锌电池是一种常见化学电源,其反应原理:Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag,其工作示意图如下。下列说法不正确的是 ()A.Zn电极是负极B.Ag2O电极发生还原反应C.Zn电极的电极反应式:Zn-2e-+2OH- Zn(OH)2D.放电前后电解质溶液的pH保持不变答案D本题考查化学电源。由电池总反应可知该电池的反应中Zn为还原剂、氧化银为氧化剂,故Zn为负极被氧化、氧化银为正极被还原,A、B、C正确。放电时,根据电池反应式Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag知反应中消耗水,电解质溶液的pH增大。5.(2016浙江4月选考,17,2分)Mg-H2O2电池是一种化学电源,以Mg和石墨为电极,海水为电解质溶液,示意图如下。下列说法不正确的是 ()A.石墨电极是该电池的正极B.石墨电极上发生还原反应C.Mg电极的电极反应式:Mg-2e- Mg2+D.电池工作时,电子从Mg电极经导线流向石墨电极,再从石墨电极经电解质溶液流向Mg电极答案D在Mg-H2O2电池中,Mg为负极,石墨为正极。电池工作过程中,镁失去电子,所产生的电子经导线流向石墨电极,H2O2在石墨电极表面得到电子转变成OH-,负极生成的Mg2+移向正极,溶液中的阴离子移向负极,在电解质溶液中不存在电子的流动。综上分析,D项错误。6.(2015浙江10月选考,16,2分)如图所示进行实验,下列说法不正确的是 () A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转D.装置乙中负极的电极反应式:Zn-2e- Zn2+答案B甲装置不是原电池装置,不能将化学能转化为电能。考点二电解原理及其应用7.(2015浙江理综,11,6分)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是 ()A.X是电源的负极B.阴极的电极反应式是:H2O+2e- H2+O2-CO2+2e- CO+O2-C.总反应可表示为:H2O+CO2 H2+CO+O2D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1答案D由图示可看出:H2O→H2、CO2→CO均为还原反应,X应为电源负极,A项正确;阴极电极反应式为H2O+2e- H2+O2-和CO2+2e- CO+O2-,阳极电极反应式为2O2--4e- O2↑,总反应为H2O+CO2 H2+CO+O2,B、C项正确;阴、阳两极生成气体的物质的量之比为2∶1,D项不正确。8.(2018浙江11月选考,30节选)【加试题】高铁酸钾(K2FeO4)可用作水处理剂。某同学通过“化学—电解法”探究K2FeO4的合成,其原理如图所示。接通电源,调节电压,将一定量Cl2通入KOH溶液,然后滴入含Fe3+的溶液,控制温度,可制得K2FeO4。 (1)请写出“化学法”得到Fe 的离子方程式。(2)请写出阳极的电极反应式(含Fe )。24O24O答案(1)2Fe3++3ClO-+10OH- 2Fe +3Cl-+5H2O或2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2Fe +3Cl-+5H2O(2)Fe3++8OH--3e- Fe +4H2O或Fe(OH)3+5OH--3e- Fe +4H2O24O24O24O24O解析(1)Cl2通入KOH溶液,先生成KCl和KClO,再滴入含Fe3+的溶液,ClO-将Fe3+氧化生成Fe,故得到Fe 的离子方程式为:2Fe3++3ClO-+10OH- 2Fe +3Cl-+5H2O或2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2Fe +3Cl-+5H2O。(2)在阳极,Fe3+失电子转化为Fe ,结合电荷守恒和各原子数守恒可得电极反应式为Fe3++8OH--3e- Fe +4H2O或Fe(OH)3+5OH--3e- Fe +4H2O。24O24O24O24O24O24O24O考点三金属的腐蚀与防护9.(2016浙江10月选考,17,2分)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水,放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式为2Fe+2H2O+O2 2Fe(OH)2,Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3,再在一定条件下脱水生成铁锈,其原理如图。 下列说法正确的是 ()A.铁片发生还原反应而被腐蚀B.铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域C.铁片腐蚀中负极发生的电极反应:2H2O+O2+4e- 4OH-D.铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池,发生了电化学腐蚀答案DA中铁片发生氧化反应而被腐蚀,故A错误;B中铁片腐蚀最严重区域在铁片发生氧化反应的负极区域,但生锈最多的区域在接近空气的正极区域,故B错误;C中负极发生的电极反应为2Fe-4e- 2Fe2+,正极发生的电极反应为2H2O+O2+4e- 4OH-,故C错误;D中铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池,发生了电化学腐蚀,故D正确。B组统一命题、省(区、市)卷题组考点一原电池原理及其应用1.(2019江苏单科,11,4分)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是 ()A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自发进行,该反应的ΔH0B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2,转移电子的数目为6.02×1023D.反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的ΔH可通过下式估算:ΔH=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和答案A本题涉及的考点有化学反应自发进行的判据、燃料电池电极反应式的书写、气体摩尔体积的应用、焓变的计算,考查学生运用化学反应原理的相关知识分析和解决化学问题的能力,通过氢能源应用的科学实践活动体现科学探究与创新意识的学科核心素养。A项,2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的ΔS0,一定温度下该反应能自发进行,则ΔH-TΔS0,故ΔH0;B项,氢氧燃料电池的负极发生氧化反应:H2-2e- 2H+;C项,11.2LH2在常温常压下不是0.5mol,转移电子数目不为6.02×1023;D项,ΔH=反应中断裂旧共价键的键能之和-反应中形成新共价键的键能之和。易错警示ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量、ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,注意二者的区别。2.(2019课标Ⅰ,12,6分)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是 ()A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+ 2H++2MV+C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动答案B本题涉及原电池的工作原理及应用,以生物燃料电池为载体考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力。借助不同形式的能量转化过程,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养和关注社会发展、科技进步、生产生活的价值观念。A项,现有工业合成氨的反应条件是高温、高压、催化剂,则题述方法合成氨条件更为温和,同时可将化学能转化为电能,正确;B项,阴(正)极区,在固氮酶催化作用下发生反应N2+6H++6MV+ 2NH3+6MV2+,错误;C项,由B项分析可知正极区N2被还原为NH3,正确;D项,原电池工作时,质子(H+)通过交换膜由负极区向正极区移动,正确。思路点拨根据电极反应类型确定电极名称。左电极:MV+→MV2+发生氧化反应,故为负极,则右电极为正极。3.(2019天津理综,6,6分)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是 () A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e- 2I-+Br-B.放电时,溶液中离子的数目增大C.充电时,b电极每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化D.充电时,a电极接外电源负极答案D本题涉及原电池正负极的判断、电极反应式的书写等知识,通过工作原理示意图的分析,考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力。新型高能电池的原理应用体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。由工作原理示意图中Zn2+迁移的方向可判断放电时a为正极,b为负极。放电时,a极得到电子,发生还原反应,使溶液中离子数目增大,A、B项正确;充电时,a极接外接电源的正极,D项错误;充电时,b极为阴极,电极反应式为Zn2++2e- Zn,每增重0.65g,转移0.02mol电子,a极为阳极,电极反应式为2I-+Br--2e- I2Br-,转移0.02mol电子,有0.02molI-被氧化,C项正确。解题思路根据示意图判断电池的正、负极,再结合图中微粒变化的情况书写出电极反应式,根据两极转移电子守恒作出正确计算。4.(2019上海选考,17,2分)关于下列装置,叙述错误的是 () A.石墨电极反应O2+4H++4e- 2H2OB.鼓入少量空气,会加快Fe的腐蚀C.加入少量NaCl,会加快Fe的腐蚀D.加入HCl,石墨电极反应式:2H++2e- H2↑答案AA项,该原电池装置的电解质是接近中性
本文标题:(浙江专用)2020版高考化学一轮复习 专题六 化学能与电能的转化课件
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