題目列表(包括答案和解析)
3、用兩支惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中,通電電解。當電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(設電解時陰極沒有氫氣析出,且電解液在電解前后體積變化可以忽略),電極上應析出銀的質量是
A. 27 mg B. 54 mg C. 108 mg D. 216 mg
2、將兩個鉑電極插入500 mL CuSO4溶液中進行電解,誦電一定時間后,某一電極增重0.064 g(設電解時該電極無氫氣析出,且不考慮水解和溶液體積變化)。此時溶液中氫離子濃度約為
A. 4×l0-3 mol / L B. 2×l0-3 mol / L
C. 1×l0-3 mol / L D. 1×l0-7 mol / L
電化學的內容是歷年高考命題的重點內容之一,出題形式豐富,其考查方式舉例如下:
⑴ 電解原理的基礎知識:包括電極名稱或電解產物的確定、根據電極變化判斷金屬活潑性強弱或電極材料、電極反應式的書寫或屬性等。
例1 (2002年河南)在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應,同屬氧化反應或同屬還原反應的是( )
A、原電池正極和電解池陽極所發(fā)生的反應 B、原電池正極和電解池陰極所發(fā)生的反應 C、原電池負極和電解池陽極所發(fā)生的反應 D、原電池負極和電解池陰極所發(fā)生的反應
分析:原電池負極和電解池陽極發(fā)生的是氧化反應;原電池正極和電解池陰極發(fā)生的是還原反應。故答案為B、C。
⑵ 有關電解的計算:通常是求電解后某產物的質量、物質的量、氣體的體積、某元素的化合價以及溶液的pH、物質的量濃度等。運用電子守恒原理解答較好。
例2 (2002年春季)通以相等的電量,分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞(亞汞的化合價為+1價)溶液,若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質的量之比n(硝酸銀)︰n(硝酸亞汞)=2︰1,則下列表述正確的是( )
A、在兩個陰極上得到的銀和汞的物質的量之比n(Ag)︰n(Hg)=2︰1
B、在兩個陽極上得到的產物的物質的量不相等
C、硝酸亞汞的分子式為HgNO3 D、硝酸亞汞的分子式為Hg2(NO3)2
分析:通以相等的電量即是通過相同的電子數,銀和亞汞都是+1價,因此,得到的單質銀和汞的物質的量也應相等;又因電解的n(硝酸銀)︰n(硝酸亞汞)=2︰1,硝酸銀的化學式為AgNO3,故硝酸亞汞的化學式不可能為HgNO3,只能為Hg2(NO3)2。所以,正確選項為D。
⑶ 聯(lián)系生產生活:主要是新技術、新情景等問題的處理。
例3 (2002年上海)某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時,為使Cl2被完全吸收,制得有較強殺菌能力的消毒液,設計了如圖的裝置,則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是( )
A、a為正極,b為負極;NaClO和NaCl B、a為負極,b為正極;NaClO和NaCl
C、a為陽極,b為陰極;HClO和NaCl D、a為陰極,b為陽極;HClO和NaCl
分析: 用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液發(fā)生的反應是:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,副反應為:2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,則可推知使Cl2被完全吸收制得有較強殺菌能力的消毒液的主要成分是NaClO和NaCl溶液,其中起消毒作用的是NaClO溶液。電解過程中陰極產生H2,結合圖示,消毒液發(fā)生器的液體上部空間充滿的是H2,故電源a極是負極,b為正極。所以答案為B。
⑷ 綜合應用:與物理學中的電路分析、電流強度、電阻、能量轉化等聯(lián)系滲透,也可以與環(huán)境保護、高新技術(如航天飛船)等綜合測試。命題的靈活性大,學生思維空間的自由度也較大,正符合“3+X”考試精神。
例4 (2003年春季)如圖是可用于測量阿伏加德羅常數的裝置示意圖,其中A、B是兩塊純銅片,插在CuSO4稀溶液中,銅片與引出導線相連,引出端分別為X、Y。
⑴ 當以I=0.21A的電流電解60min后,測得銅片A的質量增加了0.25g,則圖裝置中的X端應與直流電的 極相連,它是電解池的 極。
⑵ 電解后銅片B的質量 (答“增加”、“減少”或“不變”)。
⑶ 列式計算實驗測得的阿伏加德羅常數NA。(已知電子電量e=1.60×10–19C)
分析:⑴因為銅片A的質量增加,A為電解池的陰極,電極反應式為:Cu2++2e–=Cu,X端應與直流電的負極相連接。⑵銅片B則為電解池的陽極,電極反應式為:Cu-2e–=Cu2+,其質量減少。⑶NA=64g·m
跟蹤練習
1、如圖所示的A、B兩個電解池中的電極均為鉑,在A池中加入0.05 mol / L的CuCl2溶液,B池中加入0.1 mol / L的AgNO3溶液,進行電解。a、b、c、d四個電極上所析出的物質的物質的量之比是
A. 2∶2∶4∶1 B. 1∶1∶2∶1
C. 2∶1∶1∶1 D. 2∶1∶2∶1
本單元可以歸納的知識還是比較多的。如用惰性電極電解酸、堿、鹽溶液,就可以分為電解水型(例NaOH)、分解電解質型(例CuCl2)、放H2生堿型(例NaCl)、放O2生酸型(例CuSO4)等。又如電極名稱與電極反應的關系可以用四個字概括:陽----氧,陰----還;實際上只須記“陽氧”兩個字就可以了,其它的可以推理。再如電解的計算是本單元的一個重點應用問題,其常用的解題方法可以歸結為兩種:一是根據電解方程式或電極反應式列比例求解;二是利用各電極、線路中轉移的電子數目守恒列等式求解(此法較為簡便)。心理學上講,將須記憶的東西濃縮的越多,提煉的越精簡,就越容易記住。所以,學習中一定要注意將知識進行歸納、總結。
本單元知識學習的重點內容之一是電解飽和食鹽水(氯堿工業(yè)原理),它也是高考命題的熱點內容。學習時可以用一條線來貫穿這一知識點,如“粗鹽的提純→電解原理→電解裝置→電解計算→綜合應用”等,對每一環(huán)節(jié)的原理要在理解的基礎上進行把握,然后剖析一些細節(jié)問題,條件許可還可以將部分知識進行拓展、延伸,以豐富自己的知識水平。
在抓重點內容時,對本單元的難點內容----電極反應式的書寫,更不能忽視。正確書寫電極反應式要從以下幾個環(huán)節(jié)入手:①分清電極,與電源正極相連的為陽極,與負極相連的為陰極。②剖析溶液,電解質溶液中有哪些陽離子,哪些陰離子,并分類。③注意先后,即離子放電順序如何。④書寫電極反應式,注意使電子得失守恒。⑤檢查,兩電極反應式相加要等于總反應式或總反應式減一電極反應式得另一電極反應式。
理解是記憶的前提和基礎,理解記憶比機械記憶更有效,因為,只有理解了的東西才記的牢靠、記的長久,所以,學習過程中一定要注重理解,尤其是還有影響這部分知識學習的原電池知識在打攪,同學們在學習過程中就更應該在理解上多下工夫。把握四點:
⑴ 重基礎,不能放松 本單元的基礎知識是電解原理,它涉及的概念、電解反應類型等是比較多的,掌握這些內容,本單元知識的學習可以說就完成了一大半,因此,在思想上應有“重基礎、夯基礎”的觀念,在行動上要有“應用基礎、落實基礎”的意識。只有這樣,你才能較好的理解、掌握所學的知識,并通過運用加以鞏固;A知識都熟悉了,解題時才能“生巧”、才能靈活!爸鼗A,不放松”這也是理解知識的前奏。
⑵ 抓關鍵,把握實質 無論是一個基本概念、基本原理的理解,還是一個基本模型的分析、基本反應式的書寫等,要提綱挈領地抓住其關鍵內容,比如電解概念的中心詞有:電流、電解質、氧化還原反應、陰陽極等,它告訴我們:①必須有外加電源,這是與原電池的最大區(qū)別;②要有電解質做介質或參與反應;③一定要是氧化還原反應情況(這也是電解原理的核心內容),其它如發(fā)生中和反應等的物質就不能構成電解池的條件;④電極名稱與原電池有區(qū)別。這樣來理解問題,既能加深印象,又容易把握實質。又比如電解過程中,各電極上得失電子的數目始終是相等的,理解了這一條規(guī)律,有關電解問題的計算就好處理了。
⑶ 用對比,發(fā)現異同 對比是深化理解的“良藥”,是化學學習的一種重要學科方法。可以將有聯(lián)系或易混淆的知識放在一起比較,如電解知識與原電池知識、電解池與電鍍池等;也可以將形似而質異或形異而質似的習題放在一起比較分析,以此來加深學生對知識的理解。如下例:
[題目] 把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中(如圖所示平面圖),經過一段時間后,首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是( )
A、Ⅰ和Ⅲ附近 B、Ⅰ和Ⅳ附近
C、Ⅱ和Ⅲ附近 D、Ⅱ和Ⅳ附近
此題通過習題的形式將電解知識與原電池知識揉和在一起。學生要解決此問題,必須要從概念、模型、電極名稱、電極反應式等方面去區(qū)分,這些知識都弄清楚了,才能順利解答此題。在概念學習中可以此題為切入點,引導學生在應用過程中區(qū)分電解知識與原電池知識,達到“在應用中理解、在理解中應用”的效果。分析從略,答案為B。
⑷ 有問題,及時解決 在知識理解過程中,可能會遇到這樣那樣的問題,尤其是解題過程中最容易暴露問題,一定要及時進行修正,以強化正確記憶。如理解和記憶離子放電順序時,既要記一般規(guī)律,又要結合具體情景分析問題,如下例:
[題目] 用Pt電極電解含有各0.1molCu2+和X3+的溶液,陰極析出固體物質的質量m(g)與溶液中通過電子的物質的量n(mol)的關系見圖示。則離子的氧化能力由大到小排列正確的是( )
A、Cu2+>X3+>H+ B、H+>X3+>Cu2+
C、X3+>H+>Cu2+ D、Cu2+>H+>X3+
分析:有些學生沒認真分析,就將X3+與Fe3+聯(lián)系起來,選擇C答案。這其實是簡單記憶陽離子放電順序導致定勢思維造成的結果。本題的解題信息在圖象中:一通電就有固體析出,且通過0.2mol電子后,再沒有固體析出了,說明是Cu2+放電的結果。X3+不放電,故答案應為D。
上例充分說明理解的重要性,也強調記憶的靈活性。理解是記憶的前提,記憶是理解的歸宿。將記住的東西置于知識出現的背景中,并與具體問題結合起來進行處理,掌握學過的知識才能事半功倍。
(四).從有關信息考查推斷:
例5、如圖:A、B、C各為三種常見物質的濃溶液,實驗室里可用A分別制取B、C。而D、I都是黑色固體,請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>
(1)物質D是 ,I是 。
(2)工業(yè)上生產H的化學方程式是 ;
工業(yè)上生產J的離子方程式是: 。
(3)J、H按物質的量1׃1通入石蕊試液中的現象是: ,原因是 。
(三).從氧化還原的角度考查:
例4、KClO3和濃鹽酸在一定溫度下會生成黃綠色的易爆物二氧化氯.其變化可個表述為:2KClO3+4HCl(濃)=2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
(1)濃鹽酸在反應中顯示出來的性質是_______
①只有還原性 、谶原性和酸性
③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(2)產生0.1molCl2,則轉移的電子的物質的量為_________mol.
(3)ClO2具有很強的氧化性.因此,常被用作消毒劑,其消毒的效率(以單位質量得到的電子數表示)是Cl2的_________倍。
(二).從酸性、漂白性和脫水性等方面考查:
例2、取三種藍色石蕊試紙放在玻璃片上,然后分別滴加65%的HNO3、98.3%的H2SO4和新制氯水,三張試紙最后呈現的顏色是( )
A. 白、紅、白 B. 紅、黑、紅 C. 白、黑、白 D. 紅、紅、紅
從離子反應(組合)角度考查:
例3、在某100ml混合液中,HNO3和H2SO4的物質的量濃度分別是:0.4mol·L-1、0.1mol·L-1。向該混合液中加入1.92克銅粉,加熱,待充分反應后,所得溶液中Cu2+的物質的量濃度(mol·L-1)是( )
A.0.15 B.0.225 C.0.35 D.0.45
(一).從制備和環(huán)保角度考查:
例1、化工廠生產鹽酸的主要過程是::鹽酸
其中關鍵的一步為圖所示的氯氣和氫氣在燃燒管口燃燒,生成氯化氫.通入氣體的合理方式是:A處通入 ,B處通入
合成鹽酸廠要求合成氣中氯化氫氣體的體積分數大于97%,試用最簡單的方法進行含量分析: 。
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