探究电化学高考命题

更新时间:2024-02-02 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:24862 浏览:116697

电化学知识是历年高考的命题重点、热点,几乎每年每套化学试题中都有所涉及,有时出现在选择题中,有时出现在填空题中.在考查电化学基础知识的前提下,命题题材和命题角度与时俱进,出现了新的变化,具有新的特点.现主要以近几年电化学试题为例说明.

一、以元素推断等知识为切入点,渗透电化学内容,体现元素化合物与电化学知识的有机融合

为拓展考查知识的宽度,在对电化学知识命题时,常常结合元素推断、物质推断、氧化还原反应、化学反应速率等知识,以提高试题的综合性.

例1X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大.X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素,M是地壳中含量最高的金属元素.

回答下列问题:

(1)L的元素符号为______;M在元素周期表中的位置为__________________;五种元素的原子半径从大到小的顺序是__________________(用元素符号表示).


(2)Z、X两元素按原子数目比l∶3和2∶4构成分子A和B,A的电子式为______,B的结构式为______.

只要路是对的,就不怕路远.

以提升热忱,毅力以磨平高山.______

(3)硒(se)是人体必需的微量元素,与L同一主族,Se原子比L原子多两个电子层,则Se的原子序数为______,其最高价氧化物对应的水化物化学式为______.该族2~5周期元素单质分别与H2反应生成1mol气态氢化物的反应热如下,表示生成1mol硒化氢反应热的是______(填字母代号).

a.+99.7molL-1

b.+29.7molL-1

c.-20.6molL-1

d.-241.8kJmol-1

(4)用M单质作阳极,石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液进行电解,生成难溶物R,R受热分解生成化合物Q.写出阳极生成R的电极反应式:____________;由R生成Q的化学方程式:__________________.

命题立意:本题以元素的推断为背景,综合考查了元素符号的书写、元素位置的判断和原子半径大小的比较;考查了电子式、结构式的书写,元素周期律,和电极反应式、化学方程式的书写,是典型的学科内综合试题.

解析:(1)X、Y、Z、L是组成蛋白质的四种元素且原子序数依次增大,故分别为:H、C、N、O元素;M是地壳中含量最高的元素,为Al,其在周期表的位置为第3周第ⅢA族;再根据五种元素在周期表的位置,可知半径由大到小的顺序是:Al>C>N>O>H.

(2)N和H1∶3构成的分子为NH3,电子式为;2:4构成的分子为N2H4,其结构式为.

(3)Se比O多两个电子层,共4个电子层,1→4电子层上的电子数分别为:2、8、18、6,故其原子序数为34;其最高价氧化物对应的水化物的化学式类似H2SO4,为H2SeO4.

非金属性越强,与氢气反应放出的热量越多,故2→5周期放出的热量依次是:d、c、b、a,则第四周期的Se对应的是b.

(4)Al作阳极失去电子生成Al3+,Al3++3HCO-3Al(OH)3+3CO2,2Al(OH)3ΔAl2O3+3H2O.

答案:(1)O第三周第ⅢA族Al>C>N>O>H

(2)

(3)34H2SeO4b

(4)Al-3e-Al3+

Al3++3HCO-3Al(OH)3+3CO2

2Al(OH)3ΔAl2O3+3H2O.

二、以化学实验知识为切入点,渗透电化学知识,体现电化学知识和化学实验的有机融合

由于电化学知识在电极反应分析及电极反应式等知识中,会涉及电极材料、电解液中离子等性质的分析,因而在电化学考查中容易与化学实验融合在一起.如电解质溶液的制备、净化、电极反应产物的检验、电化学装置设计等等,从而提高试题的综合度,利于全面考查学生的基础知识和灵活解答问题的能力.在崇尚知识立意,注重考查能力的命题原则下,相信该类试题会备受推崇.

例2下图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色.(指示剂的PH变色范围:6.8~8.0,酸色―红色,碱色―)

回答下列问题:

(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是____________(填编号);

①A管溶液由红变黄;②B溶液由红变黄③A管溶液不变色④B管溶液不变色

(2)写出A管中发生反应的反应式:____________________________________

(3)写出B管中发生反应的反应式:____________________________________

(4)检验a管中气体的方法是______________________________

(5)检验b管中气体的方法是______________________________

(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是______.

解析:A管中的电极与外电源负极相连,做电解池的阴极,发生还原反应,电极反应式为2H++2e-等于H2↑,A管中溶液的PH增大,碱性增强,溶液由红色变,剩余的OH-与Mg2+结合生成Mg(OH)2:Mg2++2OH-等于Mg(OH)2↓.B管中的电极与外电源正极相连,做电解池的阳极,发生氧化反应,4OH-―4e-等于2H2O+O2↑,溶液中OH-浓度减小,溶液酸性增强,颜色不发生变化.试管a中收集的气体为H2,收集后靠近火焰,会听到有爆鸣声,管口有淡蓝色火焰;试管b中收集的气体为O2,收集后将带火星的木条插入试管中,木条复燃.将电解后的溶液倒入烧杯中,会使阴阳两极的电解液被重新混合均匀.MgSO4是活泼金属的含氧酸盐,电解的实质是电解水,在两电极上分别产生H2和O2,同时两极区分别生成Mg(OH)2和H2SO4,当混合后两者反应重新生成MgSO4和水.答案:(1)①④

(2)2H++2e-等于H2↑(或2H2O+2e-等于2OH-+H2↑)Mg2++2OH-等于Mg(OH)2↓

(3)4OH-―4e-等于2H2O+O2↑

(4)用拇指按住管口,取出试管,管口靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有淡蓝色火焰.

(5)用拇指按住管口,取出试管正立,放开拇指,将带有火星的木条插入试管内,木条复燃.

(6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解).

三、以新型化学电源为切入点,考查电化学知识

新型化学电源一般具有电压稳定、比能量高、高能环保、经久耐用等特点,以新型化学电源为载体的化学试题,既能体现化学知识的实用性,又能体现化学命题的时代性、新颖性,使试题在考查化学知识的同时,又能较好的考查学生分析问题、解答问题的能力,这种命题情景趋势将会继续延续.

对电化学知识的考查主要集中在以下基本方面:

1.可充电电池放电时电极极性判断及充电时与电源的连接

(1)放电时新型电池中负极材料元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质物质

正极材料元素化合价降低的物质发生还原反应的物质物质

(2)可充电电池用完后充电时,原电池的负极与电源负极相连,原电池正极与电源正极相连.

2.可充电电池电极反应式的书写

含泪播种的人一定能含笑收获.

不是境况造就人,而是人造就境况.______

书写可充电电池的电极反应式,一般都是先书写放电的电极反应式.书写放电的电极反应式时,可遵循三步:①标出总式中电子转移的数目和方向,找出参与负极反应的物质;②写出一个较容易书写的电极反应式(书写时注意溶液对电极产物的影响,即电极产物在该溶液中能否稳定存在);③在电子守恒的基础上,用总式减去写出的电极反应式即可得另一电极反应式.

充电时电极反应式与放电时相反,充电的阳极反应式分为放电正极反应式,充电的阴极反应式分为放电负极反应式.

3.溶液中离子定向移动的判断

放电时,阴离子移向负极,阳离子移向正极;充电时,阴离子移向阳极,阳离子移向阴极.

例3研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl等于Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()

A.正极反应式:Ag+Cl--e-等于AgCl

B.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子

C.Na+不断向“水”电池的负极移动

D.AgCl是还原产物

考点:电极反应和电池反应方程式;原电池和电解池的工作原理.

解析:根据电池总反应可判断出反应中Ag的化合价升高,被氧化,Ag应为原电池的负极,AgCl是氧化产物;方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10,化合价共降低了2价,所以每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子;在原电池中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,以形成闭合电路.

A项,根据电池总反应:5MnO2+2Ag+2NaCl等于Na2Mn5O10+2AgCl,可判断出Ag应为原电池的负极,负极发生反应的电极方程式为:Ag+Cl--e-等于AgCl,故A错;B项,根据方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10,化合价共降低了2价,所以每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子,故B正确;C项,在原电池中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,故C错;D项,反应中Ag的化合价升高,被氧化,Ag应为原电池的负极,AgCl是氧化产物,故D错.

答案:B

点评:本题考查原电池的电极反应和离子的定向移动以及电化学的简单计算,做题时要注意总电池反应式的判断利用,运用两极上的反应特点做题,分析Mn元素的化合价变化是该题的难点.