解題技能新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo)(編輯修改稿)
2025-02-03 08:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 O4生成 LiFePO4,其電極反應(yīng)式是 FePO4+Li++e LiFePO4。 ?4答案 （ 1） 為防止亞鐵化合物被氧化 （ 2） CO2 H2O NH3 （ 3） Fe+H2PO +Li+2e LiFePO4+2H+ （ 4） （ 5） FePO4+Li++e LiFePO4 ?4 電化學(xué)原理在生產(chǎn) 、 生活中的應(yīng)用非常廣泛 ，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用亦不可低估 。 如改變反應(yīng)速率 、制備通常方法難以制備的物質(zhì)等很多方面 ， 現(xiàn)分別列舉如下： 應(yīng)用一 加快氧化還原反應(yīng)的速率 一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) ， 設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大 。 如實(shí)驗(yàn)室制 H2時(shí) ， 在 Zn與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量 CuSO4溶液 ， 就能使產(chǎn)生 H2的反應(yīng)速率加快 。 實(shí)驗(yàn)突破 應(yīng)用二 比較金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱 兩種金屬分別做原電池的兩極時(shí) ， 一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑 。 應(yīng)用三 制備通常方法難以制備的物質(zhì) 電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段 ， 可以制備 F2等氧化性很強(qiáng)的物質(zhì) ， 也可以制備 Na、 Mg、 Al等還原性很強(qiáng)的物質(zhì)等 。 應(yīng)用四 利用有關(guān)量的關(guān)系進(jìn)行某些測(cè)量或測(cè)定 可以利用電子與物質(zhì)間的關(guān)系測(cè)元素的相對(duì)原子質(zhì)量 、 阿伏加德羅常數(shù)等 。 【 典例導(dǎo)析 1】 下圖 Ⅰ 、 Ⅱ 分別是甲 、 乙兩組同學(xué) 將反應(yīng) AsO +2I+2H+ AsO +I2+H2O設(shè)計(jì)成的原電池 裝置 ， 其中 C C2均為碳棒 。 甲組向圖 Ⅰ 燒杯中逐 滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖 Ⅱ B燒杯中逐滴加入 適量 40% NaOH溶液 。 ?34 ?33下列敘述正確的是 （ ） ， 微安表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) ， 溶液顏色不變 ， C2作正極 ， C1上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 I2+2e 2I 解析 甲組操作時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為 AsO +2I +2H+ AsO +I2+H2O， 有碘單質(zhì)生成 ， 因此溶液的顏色變 深 ， 但裝置構(gòu)成的原電池中兩極直接接觸 （ 一極是 AsO /AsO ， 另一極是 I2/I） ， 呈短路狀態(tài) ， 因此 微安表中無(wú)電流通過(guò) ， A、 B錯(cuò)；乙組操作時(shí) ， 由 于向圖 Ⅱ B燒杯中逐滴加入燒堿 ， 此時(shí)原電池發(fā)生的 反應(yīng)為 AsO +I2+H2O AsO +2I+2H+， 此時(shí) C2 棒上發(fā)生氧化反應(yīng) ， 作負(fù)極 ， C1棒上發(fā)生還原反 應(yīng) ， 作正極 ， 電極反應(yīng)式為 I2+2e 2I。 答案 D ?34?33?33 ?34?33 ?34【 典例導(dǎo)析 2 】 【 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 】 某研究性學(xué)習(xí)小組在研究 由 Fe2 ＋制備 F e( O H )2的過(guò)程中，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案： 方法一：按照?qǐng)D 1 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，容器 A 中的反應(yīng)開(kāi)始時(shí)， 活塞 C 處于打開(kāi)狀態(tài)，一段時(shí)間后，關(guān)閉活塞 C ，容器 A 中的反應(yīng)仍在進(jìn)行，最終在 ________( 填 “ A ” 或 “ B ” ) 容器中觀察到白色沉淀。 方法二：按圖 2 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終在兩極中間的溶液中首 先觀察到白色沉淀。請(qǐng)從所給的試劑和電極材料中選擇 正確的序號(hào)填在橫線上： ① 蒸餾水； ② Na Cl 溶液； ③ Na OH 溶液； ④ 四氯化碳； ⑤ CuCl2溶液； ⑥ 乙醇； ⑦ 鐵棒； ⑧ 植物油； ⑨ 碳棒。 其中 a 為 _ __ __ __ _ ， d 為 _ __ __ __ _( 填序號(hào) ) 。 【 探究思考 】 實(shí)驗(yàn)表明上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)白色的沉淀會(huì)逐漸變?yōu)榛揖G色或綠色，那么，如何解釋出現(xiàn)灰綠色或綠色的現(xiàn)象呢？ (1) 甲同學(xué)查閱資料后，得到 Fe (O H)2如下信息： 資料名稱(chēng) 物理性質(zhì)描述 化學(xué)性質(zhì)描述 《化學(xué)辭 典》，顧翼 東編 白色無(wú)定形粉 末或白色至淡綠 色六方晶體 與空氣接觸易被氧化，將細(xì)粉噴于空氣中， 則立即燃燒出火花 《大學(xué)普通 化學(xué) ( 下冊(cè) ) 》 傅鷹著 白色沉淀 此沉淀易被氧化成 微綠色 Fe3(O H)8 《普通化 學(xué)教程》 白色 能強(qiáng)烈吸收 O2，迅速 變成棕色 Fe (O H)3，這時(shí)氧化的中間產(chǎn)物為土綠色，其中含有 Fe2 ＋、 Fe3 ＋ 閱讀該資料后，你對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)灰綠色或綠色現(xiàn)象的解釋是 __ _ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ ； 資料中提及的微綠色 Fe3(O H)8，用氧化物的形式表示可寫(xiě)成 __ _ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ 。 (2) 乙同學(xué)依據(jù)配色原理：白色和棕色不可能調(diào)配成綠色或灰綠色的常識(shí)，認(rèn)為綠色可能是形成 Fe (O H)2n H2O 所致。用熱水浴的方式加熱 “ 方法一 ” 中生成的綠色沉淀，觀察到沉淀由綠變白的趨勢(shì)。加熱時(shí)， “ 方法一 ” 中活塞 C應(yīng)處于 __ _ __ __ _( 填 “ 打開(kāi) ” 或 “ 關(guān)閉 ” ) 狀態(tài)， 容器 A 中的反應(yīng)需處于 _ __ __ __ __ _( 填 “ 停止 ” 或 “ 發(fā)生 ” ) 狀態(tài)。 寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)中支持乙同學(xué)觀點(diǎn)的化學(xué)方程式： _ __ __ __ __ 。 (3) 歡迎你參加該研究小組的討論，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N有助于對(duì)沉淀由 “ 白 ” 變 “ 綠 ” 的現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)新思路。 解 析 此題以探究實(shí)驗(yàn)為載體綜合考查了電化學(xué)和 化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，并且考查了考生分析問(wèn)題、知識(shí)遷移的能 力，本題對(duì)考生來(lái)說(shuō)有一定的難度。由所學(xué)知識(shí)可知， F e (O H )2極易被空氣中的氧氣氧化生成 F e( O H )3，分析圖 1 可知，用此實(shí)驗(yàn)裝置可以延緩 F e( O H )2被氧化的時(shí)間， 從而觀察到白色 F e( O H )2沉淀。反應(yīng)開(kāi)始后，錐形瓶 A 中的鐵屑與稀硫酸反應(yīng)，生成硫酸亞鐵和氫氣，此時(shí)活塞 C 應(yīng)處于打開(kāi)位置，生成的 H2進(jìn)入錐形瓶 B 中，趕跑裝 置 B 中的空氣，使裝置 B 中充滿 H2，再關(guān)閉活塞 C 后， 生成的 H2使 A 中壓強(qiáng)增大，把 A 中的溶液壓入 B 中，此 時(shí)硫酸應(yīng)有剩余，在 B 中硫酸和硫酸亞鐵分別與 Na OH 反應(yīng)。 方法二是利用電解的方法來(lái)制備 Fe (O H)2，結(jié)合題給試劑 和電極材料，要在電解過(guò)程中產(chǎn)生 Fe2 ＋，應(yīng)選取鐵棒作陽(yáng) 極，陰極可以選用鐵棒也可以用碳棒，選取電解質(zhì)溶液要 注意題給信息： “ 在兩極中間的溶液中首先觀察到白色沉 淀 ” ， d 應(yīng)選取 Na Cl 溶液，若選 Na OH 溶液就會(huì)在陽(yáng)極 區(qū)
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