李爱
电化学包括原电池、电解池以及相关应用等知识,是中学化学中的重要内容,也是历年高考的重要考点,这一部分内容在2016年各地高考中表现出极大的生命力和灵活性,成为2016年各地高考中的一大亮点。为更好的学习这一部分内容,现将2016年高考电化学类试题分类总结如下。
一、常规电池类题目
例1(上海卷第8题)图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示()。
图1图2
A.铜棒的质量B.c(Zn2+)
C.c(H+)D.c(SO42-)
解析铜锌原电池中锌做负极,质量减少,溶液中c(Zn2+)增大;铜做正极,质量不变。H+在正极反应,溶液中c(H+)减小,c(SO42-)不变。答案:C。
二、新型电池类题目
例2(全国卷Ⅱ第11题)Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()。
A.负极反应式为Mg-2e-Mg2+
B.正极反应式为Ag++e-Ag
C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D.负极会发生副反应:
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
解析根据题意,电池总反应式为:Mg+2AgClMgCl2+2Ag,正极反应为:2AgCl+2e-2Cl-+ 2Ag,负极反应为:Mg-2eMg2+,A项正确,B项错误;电池放电时阴离子向负极移动,C正确;镁是比较活泼的金属,所以D正确。答案:B。
图3例3(浙江卷第11题)金属(M)—空气电池(如图3)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应式为:4M+nO2+2nH2O4M(OH)n。已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()。
A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面
B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高
C.M-空气电池放电过程的正极反应式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne-4M(OH)n
D.在M-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜
解析根据题给放电的总反应4M+nO2+2nH2O4M(OH) n,氧气在正极得电子,由于有阴离子交换膜,正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。答案:C。
三、燃料电池类题目
例4(江苏卷第7题)下列说法正确的是()。
A.氢氧燃料电池工作时,H2在负极上失去电子
B. 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液加热后,溶液的pH减小
C.常温常压下,22.4 L Cl2中含有的分子数为6.02×1023个
D.室温下,稀释0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液,溶液的导电能力增强
解析氢氧燃料电池中,氧气发生还原反应,在正极上得到电子,H2发生氧化反应,在负极上失去电子,A正确;碳酸钠的水解是吸热反应,升高温度促进碳酸钠的水解,使溶液的pH增大,B错误;常温常压不等于标准状况,C错误;稀释稀醋酸,自由移动的CH3COO-和H+的浓度减小,溶液的导电能力减弱,D错误。答案:A。
四、可充电电池类题目
例5(四川卷第5题)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为:Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+ C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是()。
A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移
B.放电时,负极的电极反應式为LixC6-xe-xLi++C6
C.充电时,若转移1 mol e-,石墨C6电极将增重7x g
D.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-Li1-xCoO2+Li+
解析A.放电时,阳离子向正极移动,故正确;B.放电时,负极失去电子,故正确;C.充电时,若转移1 mol电子,则石墨电极上溶解1/x mol C6,电极质量减少,故错误;D.充电时阳极失去电子,为原电池的正极的逆反应,故正确。答案:C。
例6(全国卷Ⅲ第11题)锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O
2Zn(OH)2-4。下列说法正确的是( )。
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e-Zn(OH)2-4
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)
解析充电时,电解质溶液中K+(阳离子)向阴极移动,A错误;充电时生成KOH,电解质溶液中c(OH-)逐渐增大,B错误;放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气11.2 L(标准状况),D错误。答案:C。
例7(北京卷第12题)用石墨电极完成下列电解实验。
五、金属的电化学腐蚀和防护类题目
例8(天津卷第3题)下列叙述正确的是()。
A.使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH)
B.金属发生吸氧腐蚀时,被腐蚀的速率和氧气浓度无关
C.原电池中发生的反应达到平衡时,该电池仍有电流产生
D.在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS的小
解析使用催化剂只能够改变化学反应的速率,对化学反应的反应热(ΔH)没有任何影响,A错误;金属发生吸氧腐蚀时,氧气浓度越多,腐蚀的速率越快,B错误;原电池中发生的反应达到平衡时,该电池没有电流产生,C错误;根据Ksp的计算公式,ZnS和CuS的化学式形式相同,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS比ZnS更难溶,D正确。答案:D。
(收稿日期:2016-10-13)