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2019-2020年高考化学二轮复习第7讲电化学课堂练习[最新考纲]1.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式2.了解常见化学电源的种类及其工作原理3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施 原电池原理及其应用[学生用书P30]1.xx·高考天津卷下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是 A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能解析选AA项,硅太阳能电池工作时,光能转化为电能,与氧化还原反应无关;B项,锂离子电池放电时,化学能转化为电能,原电池总反应为氧化还原反应;C项,电解质溶液导电时,电能转化为化学能,总反应为氧化还原反应;D项,葡萄糖为人类生命活动提供能量时,葡萄糖发生氧化还原反应,化学能转化为热能2.xx·高考海南卷改编某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解溶质溶液下列说法正确的是 A.Zn为电池的负极B.正极反应式为2FeO+10H++6e-===Fe2O3+5H2OC.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D.电池工作时OH-向正极迁移解析选AA.根据化合价升降判断,Zn化合价只能升高,故为负极材料,K2FeO4为正极材料,正确;B.KOH溶液为电解质溶液,则正极反应式为2FeO+6e-+8H2O===2FeOH3+10OH-,错误;C.该电池放电过程中电解质溶液浓度减小,错误;D.电池工作时阴离子OH-向负极迁移,错误[感悟高考]1.题型选择题主、填空题次2.考向高考对原电池原理的考查主要有以下几点离子运动方向的判断特别注意盐桥中离子的运动以及离子对于指定交换膜的通过问题,能量转换类型,正负极的判断,正负极与反应类型的对应关系,电极反应式的书写及判断,有关计算问题需要考生掌握原电池原理,会运用氧化还原反应的概念规律来分析问题,在平时的学习中重视上述几点的训练1.原电池正、负极的判断1依据构成原电池两极的电极材料判断一般是较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极2依据原电池两极发生反应的类型判断负极发生氧化反应;正极发生还原反应3依据电子流动方向或电流方向判断电子流动方向由负极流向正极;电流方向由正极流向负极4依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断阳离子向正极移动,阴离子向负极移动5依据原电池盐桥中离子的移动方向判断阳离子向正极移动,阴离子向负极移动2.不同介质中电极反应式的书写技巧和步骤电极反应式属于以离子反应表达的氧化还原半反应,要遵循离子方程式拆分物质的规则1先写出电极反应式的主要框架待配平
①酸性电解质,主要安排H+的位置如下负极还原剂-xe-+______→氧化产物+H+;正极氧化剂+xe-+H+→还原产物+______
②非酸性电解质包括碱溶液、熔融盐及氧化物,主要安排阴离子的位置如下负极还原剂-xe-+阴离子→氧化产物+______;正极氧化剂+xe-+______→阴离子+还原产物2依据化合价变化分别计算氧化剂、还原剂与电子得失的比例3根据电荷守恒配平离子,最后根据原子守恒配平其余物质 原电池原理的考查1.xx·淄博模拟电池式氧传感器原理构造如图,可测定O2的含量工作时铅电极表面会逐渐附着PbOH2下列说法不正确的是 A.Pt电极上发生还原反应B.随着使用,电解液的pH逐渐减小C.ammolO2反应,理论上可使Pb电极增重68amgD.Pb电极上的反应式为Pb+2OH--2e-===PbOH2解析选BA.铅作负极失电子产生的铅离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铅,则铂电极作正极,发生还原反应,选项A正确;B.负极反应式2Pb+4OH--4e-===2PbOH2,正极反应式O2+4e-+2H2O===4OH-,总反应式2Pb+O2+2H2O===2PbOH2,反应过程溶液pH不变,选项B不正确;C.根据反应2Pb+O2+2H2O===2PbOH2,ammolO2反应,理论上可使Pb电极增重4ammol×17g/mol=68amg,选项C正确;D.Pb电极为负极,反应式为Pb+2OH--2e-===PbOH2,选项D正确2.xx·高考天津卷锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是 A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的cSO减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡解析选CA.Cu作正极,电极上发生还原反应,错误;B.电池工作过程中,SO不参加电极反应,故甲池的cSO基本不变,错误;C.电池工作时,甲池反应为Zn-2e-===Zn2+,乙池反应为Cu2++2e-===Cu,甲池中Zn2+会通过阳离子交换膜进入乙池,以维持溶液中电荷平衡,由电极反应式可知,乙池中每有64gCu析出,则进入乙池的Zn2+为65g,溶液总质量略有增加,正确;D.由题干信息可知,阴离子不能通过阳离子交换膜,错误 “盐桥”的作用与化学平衡的移动3.控制合适的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如图所示的原电池下列判断不正确的是 A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原C.电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态D.电流表读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极解析选D由图示结合原电池原理分析可知,Fe3+得电子生成Fe2+被还原,I-失电子生成I2被氧化,所以A、B正确;电流表读数为零时,Fe3+得电子速率等于Fe2+失电子速率,反应达到平衡状态,所以C正确;在甲中溶入FeCl2固体,平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2向左移动,I2被还原为I-,乙中石墨为正极,所以D不正确4.某同学为探究Ag+和Fe2+的反应,按下图连接装置并加入药品盐桥中的物质不参与反应,发现电压表指针偏移电子由石墨经导线流向银放置一段时间后,向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2SO43溶液,发现电压表指针的变化依次为偏移减小―→回到零点―→逆向偏移则电压表指针逆向偏移后,银为________填“正”或“负”极由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是________________________________________________________________________答案负 Fe2++Ag+Fe3++Ag电子流向的分析方法1改变条件,平衡移动;2平衡移动,电子转移;3电子转移,判断区域;4根据区域,判断流向;5根据流向,判断电极 原电池的简单设计
5.1能量之间可相互转化电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率限选材料ZnSO4aq、FeSO4aq、CuSO4aq、铜片、铁片、锌片和导线
①完成原电池甲的装置示意图见上图,并做相应标注,要求在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素
②以铜片为电极之一,CuSO4aq为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极______________________________________________
③甲、乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________,其原因是________________________________________________________________________2根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在1的材料中应选__________作阳极解析1
①根据题给条件和原电池的构成条件可得a.若用Zn、Cu、CuSO4aq、ZnSO4aq组成原电池,Zn作负极,Cu作正极,Zn插入到ZnSO4aq中,Cu插入到CuSO4aq中b.若用Fe、Cu、FeSO4aq、CuSO4aq组成原电池,Fe作负极,Cu作正极,Fe插入到FeSO4aq中,Cu插入到CuSO4aq中c.画图时要注意电极名称、电极材料、电解质溶液名称或化学式,并形成闭合回路
②由于金属活动性Zn>Fe>Cu,锌片或铁片作负极,由于Zn或Fe直接与CuSO4溶液接触,工作一段时间后,负极逐渐溶解,表面有红色固体析出
③带有盐桥的原电池甲中负极没有和CuSO4溶液直接接触,二者不会直接发生置换反应,化学能不会转化为热能,几乎全部转化为电能;而原电池乙中的负极与CuSO4溶液直接接触,两者会发生置换反应,部分化学能转化为热能,化学能不可能全部转化为电能2由牺牲阳极的阴极保护法可得,铁片作正极阴极时被保护,作负极阳极时被腐蚀,所以应选择比铁片更活泼的锌作负极阳极才能有效地保护铁不被腐蚀答案1
①或其他合理答案
②电极逐渐溶解,表面有红色固体析出
③甲 在甲装置中,负极不和Cu2+接触,避免了Cu2+直接与负极发生反应而使化学能转化为热能2锌片1.原电池的设计思路首先根据离子方程式判断出氧化剂、还原剂,明确电极反应然后再分析两剂状态确定电极材料,若为固态时可作电极,若为溶液时则只能作电解质溶液然后补充缺少的电极材料及电解质溶液电极材料一般添加与电解质溶液中阳离子相同的金属作电极使用惰性电极也可,电解质溶液则是一般含有与电极材料形成的阳离子相同的物质最后再插入盐桥即可2.把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时,必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离,否则不会有明显的电流出现 新型化学电池[学生用书P32]1.xx·高考全国卷Ⅲ,11,6分全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为16Li+xS8===8Li2Sx2≤x≤8下列说法错误的是 A.电池工作时,正极可发生反应2Li2S6+2Li++2e-===3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过
0.02mol电子,负极材料减重
0.14gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多解析选D原电池工作时,正极发生一系列得电子的还原反应,即Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2,其中可能有2Li2S6+2Li++2e-===3Li2S4,A项正确;该电池工作时,每转移
0.02mol电子,负极有
0.02molLi质量为
0.14g被氧化为Li+,则负极质量减少
0.14g,B项正确;石墨烯能导电,用石墨烯作电极,可提高电极a的导电性,C项正确;充电过程中,Li2S2的量逐渐减少,当电池充满电时,相当于达到平衡状态,电池中Li2S2的量趋于不变,故不是电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多,D项错误2.xx·高考全国卷Ⅱ,11,6分MgAgCl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-===AgC.电池放电时Cl-由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg+2H2O===MgOH2+H2↑解析选B该电池中Mg作负极,失去电子发生氧化反应,生成Mg2+,A项正确;正极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-,B项错误;电池放电时,Cl-从正极向负极移动,C项正确;在负极,Mg会发生副反应Mg+2H2O===MgOH2+H2↑,D项正确[感悟高考]1.题型选择题主、填空题次2.考向新型化学电池仍然考查原电池原理,考查点基本相同只是此类试题的题意环境陌生度较高,题材新颖,图示显得复杂,但是这类问题落点较低,考生只要掌握原电池原理的规律,学会知识迁移,解决起来并非难事高考中常见的新型电池有“氢镍电池”“高铁电池”“碱性锌锰电池”“海洋电池”“燃料电池”如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池“锂离子电池”“锌银电池”“纽扣电池”“MgAgCl电池”“MgH2O2电池”等新型电池是对电化学原理的综合考查,在高考中依托新型电池考查的电化学原理知识有以下几点1.判断电极1“放电”时正、负极的判断
①负极元素化合价升高或发生氧化反应的物质;
②正极元素化合价降低或发生还原反应的物质2“充电”时阴、阳极的判断
①阴极“放电”时的负极在“充电”时为阴极;
②阳极“放电”时的正极在“充电”时为阳极2.微粒流向1电子流向
①电解池电源负极―→阴极,阳极―→电源正极;
②原电池负极―→正极提示无论是电解池还是原电池电子均不能流经电解质溶液2离子流向
①电解池阳离子移向阴极,阴离子移向阳极;
②原电池阳离子移向正极,阴离子移向负极3.书写电极反应式1“放电”时电极反应式的书写
①依据条件,指出参与负极和正极反应的物质,根据化合价的变化,判断转移电子的数目;
②根据守恒书写负极或正极反应式,特别应注意电极产物是否与电解质溶液共存2“充电”时电极反应式的书写充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反,充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程,充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过程[特别提醒] 在书写“放电”时电极反应式时,要注意1阳离子在正极上参与反应,在负极上就必须生成;2阴离子在负极上参与反应,在正极上就必须生成 “一池多变”的燃料电池1.利用环境中细菌对有机质的催化降解能力,科学家开发出了微生物燃料电池,其装置如图所示,a、b为惰性电极利用该装置可将污水中的有机物以C6H12O6为例经氧化而除去,从而达到净化水的目的下列说法不正确的是 A.a为负极,电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+B.反应过程中产生的质子通过离子交换膜扩散到好氧区C.装置中的离子交换膜是阳离子交换膜D.该装置可把电能转化为生物质能解析选D该燃料电池中C6H12O6在负极反应生成二氧化碳,电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+,故A正确;根据装置图可知,质子通过离子交换膜扩散到好氧区,故B正确;C项,质子可通过离子交换膜扩散到好氧区,所以装置中的离子交换膜是阳离子交换膜,故C正确;该装置为原电池,可将生物质能转化为电能,故D不正确2.xx·高考江苏卷一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下下列有关该电池的说法正确的是 A.反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为H2+2OH--2e-===2H2OC.电池工作时,CO向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e-===2CO解析选DA选项,甲烷中的C为-4价,一氧化碳中的C为+2价,每个碳原子失去6个电子,因此每消耗1mol甲烷失去6mol电子,所以错误;B选项,熔融盐中没有氢氧根离子,因此氢氧根离子不能参与电极反应,电极反应式应为H2+CO+2CO-4e-===3CO2+H2O,所以错误;C选项,碳酸根离子应向负极移动,即向电极A移动,所以错误;D选项,电极B上氧气得电子与二氧化碳反应生成碳酸根离子,所以正确 “久考不衰”的可逆电池一“传统”可逆电池的考查3.镍镉NiCd可充电电池在现代生活中有广泛应用已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行Cd+2NiOOH+2H2OCdOH2+2NiOH2有关该电池的说法正确的是 A.放电时负极得电子,质量减轻B.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动C.充电时阴极附近溶液的pH减小D.充电时阳极反应NiOH2-e-+OH-===NiOOH+H2O解析选D该可充电电池的放电过程的电极反应式为负极Cd-2e-+2OH-===CdOH2;正极2NiOOH+2H2O+2e-===2NiOH2+2OH-,所以正确选项为D二“新型”可逆电池的考查4.xx·高考全国卷Ⅲ,11,6分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===2ZnOH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cOH-逐渐减小C.放电时,负极反应为Zn+4OH--2e-===ZnOH D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气
22.4L标准状况解析选CK+带正电荷,充电时K+应该向阴极移动,A项错误根据该电池放电的总反应可知,放电时消耗OH-,则充电时,OH-浓度应增大,B项错误放电时,Zn为负极,失去电子生成ZnOH,其电极反应为Zn+4OH--2e-===ZnOH,C项正确消耗1molO2转移4mol电子,故转移2mol电子时消耗
0.5molO2,
0.5molO2在标准状况下的体积为
11.2L,D项错误5.xx·高考四川卷某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为Li1-xCoO2+LixC6===LiCoO2+C6x1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,负极的电极反应式为LixC6-xe-===xLi++C6C.充电时,若转移1mole-,石墨C6电极将增重7xgD.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-===Li1-xCoO2+xLi+解析选C电池放电时,阳离子由负极移向正极,A项正确;由放电时的总反应看出,LixC6在负极发生失电子的氧化反应,B项正确;充电反应是放电反应的逆反应,充电时阳极发生失电子的氧化反应LiCoO2-xe-===Li1-xCoO2+xLi+,D项正确;充电时,阴极发生得电子的还原反应C6+xe-+xLi+===LixC6,当转移1mol电子时,阴极C6电极析出1molLi,增重7g,C项错误常见的锂离子电池电极材料及充放电分析正极材料LiMO2M Co、Ni、Mn等LiM2O4M Co、Ni、Mn等LiMPO4M Fe等负极材料石墨能吸附锂原子负极反应LixCn-xe-===xLi++Cn正极反应Li1-xMO2+xLi++xe-===LiMO2总反应Li1-xMO2+LixCnCn+LiMO2 电解原理及其应用[学生用书P33]1.xx·高考全国卷Ⅱ,11,6分用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液下列叙述错误的是 A.待加工铝质工件为阳极B.可选用不锈钢网作为阴极C.阴极的电极反应式为Al3++3e-===AlD.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动解析选C利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜,即待加工铝质工件作阳极,A项正确;阴极与电源负极相连,对阴极电极材料没有特殊要求,可选用不锈钢网等,B项正确;电解质溶液呈酸性,阴极上应是H+放电,C项错误;在电解过程中,电解池中的阴离子向阳极移动,D项正确2.xx·高考全国卷Ⅰ,11,6分三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室下列叙述正确的是 A.通电后中间隔室的SO离子向正极迁移,正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C.负极反应为2H2O-4e-===O2+4H+,负极区溶液pH降低D.当电路中通过1mol电子的电量时,会有
0.5mol的O2生成解析选B该装置为电解池H2O在正阳极区放电,生成O2和H+,正阳极区溶液pH减小,中间隔室中的阴离子SO通过cd离子交换膜移向正阳极,故正阳极区得到H2SO4;当电路中通过1mol电子时生成
0.25molO2;H2O在负阴极区放电,生成OH-和H2,负阴极区溶液pH增大,中间隔室中的阳离子Na+通过ab离子交换膜移向负阴极,故负阴极区可得到NaOH,故A、C、D项错误,B项正确3.xx·高考江苏卷铝是应用广泛的金属以铝土矿主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质为原料制备铝的一种工艺流程如下注SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀1“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________2“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示阳极的电极反应式为____________________________,阴极产生的物质A的化学式为________解析1电解Al2O3时阳极上生成O2,O2会氧化石墨2阳极上OH-失去电子生成O2,由H2O电离出的H+可以与CO反应生成HCO阴极上H2O放电生成H2答案1石墨电极被阳极上产生的O2氧化24CO+2H2O-4e-===4HCO+O2↑ H2[感悟高考]1.题型选择题主、填空题次2.考向近几年高考对于电解原理的考查方向主要是借助新装置或陌生产物情景来考查考生对氧化还原反应原理的掌握程度以及知识迁移能力,前者比如双膜三室电解装置,后者比如金属活性电极生成氧化膜考生要根据装置特点,善于分析离子运动方向以及电极反应,灵活运用氧化还原反应理论进行判断,并在平时训练中注重加强这方面的能力1.“五点”突破电解池1分清阴、阳极,判断电解池阴、阳极的“四方法”
①根据所连接的外加电源判断与直流电源正极相连的为阳极,与直流电源负极相连的为阴极
②根据电子流动方向判断电子流动方向为电源负极流向阴极,阳极流向电源正极
③根据电解池里电解质溶液中离子的移动方向判断阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动
④根据电解池两极产物判断一般情况下阴极上的现象是析出金属质量增加或有无色气体H2放出;阳极上的现象是有非金属单质生成,呈气态的有Cl
2、O2或电极质量减小活性电极作阳极2剖析离子移向,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极3书写电极反应式,注意得失电子守恒4注意放电顺序,正确判断产物
①阳极产物的判断首先看电极,如果是活性电极作阳极,则电极材料失电子,电极溶解注意铁作阳极溶解生成Fe2+,而不是Fe3+;如果是惰性电极,则需看溶液中阴离子的失电子能力,阴离子放电顺序为S2->I->Br->Cl->OH-水
②阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+水5恢复原态措施电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物,但也有特殊情况,如用惰性电极电解CuSO4溶液,Cu2+完全放电之前,可加入CuO或CuCO3复原,而Cu2+完全放电之后,应加入CuOH2或Cu2OH2CO3复原2.掌握电解的四大类型及规律类型电极反应特点实例电解物质电解液浓度pH电解液复原电解水型阴极溶液中的H+放电生成H2阳极溶液中的OH-放电生成O2NaOHH2O增大增大加H2OH2SO4减小Na2SO4不变电解电解质型电解质的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大通HCl气体CuCl2—加CuCl2放H2生碱型阴极放H2生成碱阳极电解质阴离子放电NaCl电解质和水 生成新电解质增大通HCl气体放O2生酸型阴极电解质阳离子放电阳极放O2生成酸CuSO4减小加CuO 电解原理的创新应用类型一 电解原理在制备物质中的不寻常应用一“双膜”电解池1.电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示,其中阴极和阳极均为惰性电极测得同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为1∶2,以下说法正确的是 A.a极与电源的负极相连B.产物丙为硫酸C.离子交换膜d为阴离子交换膜D.a电极反应式2H2O+2e-===H2↑+2OH-解析选B阳极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+,阴极反应式为4H2O+4e-===2H2↑+4OH-,则气体甲为氧气,气体乙为氢气,则a电极是阳极,b电极是阴极,在阳极室得到硫酸,在阴极室得到氢氧化钠,则c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜2.用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示电极材料为石墨1图中a极要连接电源的________填“正”或“负”极,C口流出的物质是________2SO放电的电极反应式为__________________________________________________3电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因________________________________________________________________________解析根据Na+、SO的移向判断阴、阳极Na+移向阴极区,a极应接电源负极,b极应接电源正极,其电极反应式分别为阳极SO-2e-+H2O===SO+2H+阴极2H2O+2e-===H2↑+2OH-所以从C口流出的是H2SO4在阴极区,由于H+放电,破坏水的电离平衡,cH+减小,cOH-增大,生成NaOH,碱性增强,从B口流出的是浓度较大的NaOH溶液答案1负 硫酸2SO-2e-+H2O===SO+2H+3H2OH++OH-,在阴极H+放电生成H2,cH+减小,水的电离平衡正向移动,碱性增强二“多膜”电解池3.H3PO2可用电渗析法制备“四室电渗析法”工作原理如图所示阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过1写出阳极的电极反应式______________________________2分析产品室可得到H3PO2的原因________________________________________________________________________3早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室其缺点是产品中混有________杂质,该杂质产生的原因是_________________________________解析1阳极发生氧化反应,在反应中OH-失去电子,电极反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑2H2O放电产生H+,H+进入产品室,原料室中的H2PO穿过阴膜扩散至产品室,二者发生反应H++H2POH3PO23如果撤去阳膜,H2PO或H3PO2可能被氧化答案12H2O-4e-===4H++O2↑2阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3PO23PO H2PO或H3PO2被氧化类型二 电解原理在治理环境中的创新应用4.用电解法处理含硝NO废水的原理如图所示,下列说法错误的是 A.铅蓄电池的A极为正极,电极材料为PbO2B.铅蓄电池放电时负极质量增加C.该电解池的阴极反应为2NO+12H++10e-===N2↑+6H2OD.若电路中流过2mol电子,则阳极室溶液质量减少32g忽略气体的溶解解析选DA.根据图示可知在右边的AgPt电极上NO得到电子被还原变为N2,所以该电极是阴极,与之连接的B极是负极,A极是正极,铅蓄电池的A极电极材料为PbO2,A项正确;B.铅蓄电池工作过程中负极发生反应Pb-2e-+SO===PbSO4,负极质量增加,B项正确;C.该电解池的阴极反应为2NO+12H++10e-===N2↑+6H2O,C项正确;D.在阳极发生反应2H2O-4e-===4H++O2↑,若电解过程中转移2mol电子,会消耗1mol水,放出
0.5molO2,产生的2molH+进入阴极室,则阳极室溶液质量减少18g,D项错误
5.用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是 A.用石墨作阳极,铁作阴极B.阳极的电极反应式Cl-+2OH--2e-===ClO-+H2OC.阴极的电极反应式2H2O+2e-===H2↑+2OH-D.除去CN-的反应2CN-+5ClO-+2H+===N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O解析选DA项,若铁作阳极,则铁失电子生成Fe2+,则CN-无法除去,故铁只能作阴极,正确;B项,阳极Cl-放电生成ClO-,Cl的化合价升高,故在阳极发生氧化反应,又已知该溶液呈碱性,正确;C项,阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应,在碱性条件下,H2O提供阳离子H+,正确;D项,由于溶液是碱性条件,故除去CN-发生的反应为2CN-+5ClO-+H2O===N2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-,错误 电解池中电极反应式的书写6.按题目要求书写电极反应式1用Al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AlOH3,AlOH3受热分解生成化合物Al2O3写出阳极生成AlOH3的电极反应式________________________________________________________________________;2MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液阴极的电极反应式是________________,阳极的电极反应式是___________________________3工业上用铁作阳极,电解KOH溶液可制备K2FeO4,阳极的电极反应式为_________________________4用如图所示装置电解尿素[CONH22]的碱性溶液可以制取N
2、H2注电解池中隔膜仅阻止气体通过该电解池的阳极反应式为_______________________________答案1Al-3e-===Al3+,Al3++3HCO===AlOH3↓+3CO2↑22H++2e-===H2↑Mn2++2H2O-2e-===MnO2↓+4H+3Fe-6e-+8OH-===FeO+4H2O4CONH22-6e-+8OH-===CO+N2↑+6H2O电解池中电极反应式的书写步骤 电化学知识及其规律的综合应用[学生用书P35]1.xx·高考全国卷Ⅰ,11,6分支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极下列有关表述不正确的是 A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整解析选C依题意,钢管桩为阴极,电子流向阴极,阴极被保护,钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流,接近于0,铁不容易失去电子,A项正确;阳极上发生氧化反应,失去电子,电子经外电路流向阴极,B项正确;高硅铸铁作阳极,阳极上发生氧化反应,阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气,惰性辅助阳极不被损耗,C项错误;根据海水对钢管桩的腐蚀情况,增大或减小电流强度,D项正确2.xx·高考天津卷某混合物浆液含AlOH
3、MnO2和少量Na2CrO4考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解分离装置如图,使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液,并回收利用就含铬元素溶液的分离和利用回答问题用惰性电极电解时,CrO能从浆液中分离出来的原因是________________________________________________________________________,分离后含铬元素的粒子是________;阴极室生成的物质为________写化学式解析题图中电解分离装置采用离子交换膜,根据电解时阴离子向阳极移动,则在直流电场作用下,CrO通过阴离子膜向阳极室移动,脱离浆液在阳极室,CrO发生可逆反应2CrO+2H+Cr2O+H2O,故分离后含铬元素的粒子是CrO、Cr2O在阴极室,H2O放电2H2O+2e-===H2↑+2OH-,cOH-增大,且Na+向阴极室移动,故阴极室生成的物质为NaOH、H2答案在直流电场作用下,CrO通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液 CrO和Cr2O NaOH和H2[感悟高考]1.题型选择题主、填空题次2.考向电化学是历年高考的重要考查内容,其综合应用所考查的内容为金属腐蚀及防护的实际应用,提供反应方程式设计原电池、电解池包括电镀池、精炼池,根据电解时电极质量或溶液pH的变化判断电极材料或电解质种类,电解产物的判断和计算,结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化在复习中需重视基础,学会分析综合题,找出不足点加以训练,在训练中提高1.电化学计算的基本方法和技巧原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等通常有下列三种方法1根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等2根据总反应式计算先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列出比例式计算3根据关系式计算根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁,构建计算所需的关系式 如以通过4mole-为桥梁可构建如下关系式式中M为金属,n为其离子的化合价数值该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应式,灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题2.金属的腐蚀与防护1金属腐蚀的快慢规律电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>一般化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀2两种防护方法
①加防护层如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料;采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜
②电化学防护法牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理正极为被保护的金属,负极为比被保护的金属活泼的金属;外加电流的阴极保护法——电解原理阴极为被保护的金属,阳极为惰性电极3防腐措施效果比较外加电流的阴极保护法>牺牲阳极的阴极保护法>有一般防腐条件的防护>未采取任何防护措施 “多池”串联的判断与计算1.如图所示,其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O下列说法正确的是 A.甲池是电能转化为化学能的装置,乙、丙池是化学能转化为电能的装置B.甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH-6e-+2H2O===CO+8H+C.反应一段时间后,向乙池中加入一定量CuOH2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度D.甲池中消耗280mL标准状况下O2,此时丙池中理论上最多产生
1.45g固体解析选D甲池为原电池,作为电源,乙、丙池为两个电解池根据原电池的形成条件,通入CH3OH的一极为负极,通入O2的一极为正极,所以石墨、Pt左作阳极,Ag、Pt右作阴极B项,负极反应CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O;C项,应加入CuO或CuCO3;D项,丙池中MgCl2+2H2OMgOH2↓+Cl2↑+H2↑,消耗
0.0125molO2,转移
0.05mol电子,生成
0.025molMgOH2,其质量为
1.45g2.1“甲醇过氧化氢燃料电池”的结构主要包括燃料腔、氧化剂腔和质子交换膜三部分,放电过程中其中一个腔中生成了二氧化碳
①放电过程中生成氢离子的反应,发生在________腔中,该腔中的电极反应式为________________________________________________________________________
②该电池工作过程中,当消耗甲醇
4.8g时,电路中通过的电量为________法拉第常数F=
9.65×104C·mol-12如图所示,通电5min后,c极增重
2.16g,同时在A池中收集到标准状况下的气体224mL,设A池中原混合液的体积为200mL
①F电源为________极;b极为________极;B池为________池
②A池中b极上的电极反应式为__________________;a极上产生气体体积为________mL标准状况
③通电前A池中原混合溶液中Cu2+的浓度为________解析1
①该电池的总反应式为CH3OH+3H2O2===CO2↑+5H2O,负极燃料腔中燃料发生氧化反应,根据总反应式可写出负极电极反应式
②1mol甲醇放电时转移6mol电子,当消耗
4.8g甲醇时,电路中通过的电量为×6×
9.65×104C·mol-1=
8.685×104C2
①由c极增重
2.16g可知a、c极是电解池的阴极,b、d极是电解池的阳极,E是电源的负极,F是电源的正极又因为B池的阳极是银,电解质溶液是硝酸银溶液,故该池是电解镀池
②A池中,b极只发生反应4OH--4e-===2H2O+O2↑因为c极增重
2.16g是银的质量,即转移电子
2.16g÷108g·mol-1=
0.02mol,所以A池中产生氧气
0.02mol÷4×
22.4L·mol-1=
0.112L,即112mL,阴极发生电极反应Cu2++2e-===Cu,2H++2e-===H2↑,则氢气的体积是224mL-112mL=112mL
③A池中产生氢气的物质的量为
0.005mol,据得失电子守恒得Cu2+的物质的量是
0.02mol-
0.005mol×2÷2=
0.005mol,故通电前A池中原混合溶液中Cu2+的浓度为
0.005mol÷
0.2L=
0.025mol·L-1答案1
①燃料 CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+
②
8.685×104C2
①正 阳 电解镀
②4OH--4e-===2H2O+O2↑ 112
③
0.025mol·L-1两种“串联”装置图比较1无明显外接电源的电解池的“串联”问题,主要是根据原电池的形成条件判断电源的正、负极,从而判断阴、阳极图1中无外接电源,其中必有一个装置是原电池装置相当于发电装置,为电解池装置提供电能,其中两个电极活泼性差异大者为原电池装置,如图1中左边为原电池装置,右边为电解池装置2有明显外接电源的电解池的“串联”问题,主要是根据电极现象判断阴、阳极,从而判断电源的正、负极,进一步判断其他电解池的阴、阳极图2中有外接电源,两烧杯均作电解池,且为串联电解,通过两池的电子数目相等 金属的腐蚀与防护问题3.下列与金属腐蚀有关的说法中不正确的是 A.钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀B.电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀C.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀D.铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为其不易与氧气发生反应解析选DA.钢铁在潮湿的空气中易形成原电池,所以钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀,故A正确;B.中性或弱酸性条件下,金属发生吸氧腐蚀,酸性环境下,金属发生析氢腐蚀,则电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀,故B正确;C.锌比铁活泼,形成原电池时锌作负极,所以可以延缓钢铁管道的腐蚀,故C正确;D.铝的表面易形成致密的氧化膜,氧化膜能阻止内部金属不被腐蚀,所以铝具有很强的抗腐蚀能力,故D错误4.xx·高考上海卷研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示下列有关说法错误的是 A.d为石墨,铁片腐蚀加快B.d为石墨,石墨上电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-C.d为锌块,铁片不易被腐蚀D.d为锌块,铁片上电极反应为2H++2e-===H2↑解析选DA.由于活动性Fe石墨,所以铁、石墨及海水构成原电池,Fe为负极,失去电子被氧化变为Fe2+进入溶液,溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原,比没有形成原电池时铁片的腐蚀速率快,正确B.d为石墨,由于是中性电解质,所以发生的是吸氧腐蚀,石墨上氧气得到电子,发生还原反应,电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,正确C.若d为锌块,则由于金属活动性ZnFe,Zn为原电池的负极,Fe为正极,首先被腐蚀的是Zn,铁得到保护,铁片不易被腐蚀,正确D.d为锌块,由于电解质为中性环境,发生的是吸氧腐蚀,在铁片上电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,错误[课后达标检测][学生用书P137单独成册]1.下列电池工作时能量转化形式与其他三个不同的是 解析选BA.锌锰碱性电池是将化学能转化成电能的装置;B.硅太阳能电池是将太阳能转化成电能的装置;C.氢燃料电池是将化学能转化成电能的装置;D.铅蓄电池是将化学能转化成电能的装置;所以B能量转化形式与其他三个不同,故选B2.下列说法中,不正确的是 A.钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性,发生吸氧腐蚀B.钢铁表面水膜的酸性较强,发生析氢腐蚀C.将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好D.钢闸门作为阴极而受到保护解析选CA项,当钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性时,铁在负极放电,氧气在正极上放电,发生的是钢铁的吸氧腐蚀,故A正确;B项,当钢铁表面的水膜呈酸性时,铁在负极放电,水膜中的氢离子在正极放电生成氢气,发生的是钢铁的析氢腐蚀,故B正确;C项,在原电池中,正极被保护,当将锌板换成铜板后,铜作正极被保护,钢闸门作负极被腐蚀,起不到对钢闸门的保护作用,故C错误;D项,在电解池中,阴极被保护,故要保护钢闸门,就要将钢闸门作电解池的阴极,故D正确3.关于下列装置的说法正确的是 A.装置
①中盐桥内的K+移向CuSO4溶液B.装置
①将电能转化为化学能C.若装置
②用于铁棒镀铜,则N极为铁棒D.若装置
②用于电解精炼铜,溶液中的Cu2+浓度保持不变解析选AA.Zn比Cu活泼,为负极,Cu为正极,K+移向CuSO4溶液,故A正确;B.原电池是将化学能转化为电能,故B错误;C.若装置
②用于铁棒镀铜,则N极为铜棒,故C错误;D.电解精炼铜时溶液中的Cu2+浓度减小,故D错误4.下列有关两个电化学装置的叙述正确的是 A.图Ⅰ,电流形成的完整过程是负极Zn-2e-===Zn2+,电子经导线流向正极,正极Cu2++2e-===CuB.图Ⅰ,在不改变总反应的前提下,可用Na2SO4替换ZnSO4,用石墨替换Cu棒C.图Ⅱ,通电后H+和Na+先从阳极区移动到阴极,然后阴极才发生反应2H++2e-===H2↑D.图Ⅱ,通电后,由于OH-向阳极迁移,导致阳极附近pH升高解析选BA.活泼金属锌失去电子,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,电子沿导线流向正极,正极Cu2++2e-===Cu,内电路离子的定向移动,构成闭合回路,才是电流形成的完整过程,故A错误;B.Na2SO4替换ZnSO4,负极仍是锌放电,原电池中的铜本身未参与电极反应,所以可用能导电的石墨替换Cu棒,故B正确;C.溶液中氢离子来源于水的电离,氢离子浓度很小,所以通电后Na+先从阳极区移动到阴极,阴极周围的水电离出氢离子在阴极放电,故C错误;D.阳极是氯离子放电,生成氯气,氯离子放电结束后是水电离出的氢氧根离子放电,导致阳极附近pH降低,故D错误5.人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图下列有关说法正确的是 A.a为电源的负极B.电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将升高C.阳极室中发生的电极反应为2H++2e-===H2↑D.若两极共收集到气体
13.44L标准状况,则除去的尿素为
7.2g忽略气体的溶解解析选D由图可知,右室电解产物为H2,发生还原反应,故b为电源的负极,故A错误;阴极反应为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑,阳极反应为6Cl--6e-===3Cl2↑、CONH22+3Cl2+H2O===N2+CO2+6HCl,根据上述反应可以看出阳极室中反应产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与OH-恰恰好反应成水,所以阴极室中电解前后溶液的pH不变,故B、C错误;标准状况下,
13.44L气体的物质的量为=
0.6mol,由两极反应可知nN2=nCO2=
0.6mol×=
0.12mol,生成
0.12molN2所消耗的CONH22的物质的量也为
0.12mol,则m[CONH22]=
0.12mol×60g·mol-1=
7.2g,故D正确6.锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液,并在电池间不断循环下列有关说法正确的是 A.充电时Zn2+通过阳离子交换膜由左侧流向右侧B.放电时每转移2mol电子负极增重130gC.充电时阴极的电极反应式为Br2+2e-===2Br-D.若将电解液改为氯化锌溶液放电效果更好更安全解析选AA.充电时,为电解池,阳离子应流向阴极,Zn2+通过阳离子交换膜由左侧流向右侧,正确;B.放电时,负极为锌失电子生成锌离子,电极应减重,错误;C.充电时,阴极的电极反应式应为Zn2++2e-===Zn,错误,D.若将电解液改为氯化锌溶液放电会生成氯气,氯气有毒,不会更安全,错误7.利用如图装置进行实验,甲、乙两池中均为1mol·L-1的AgNO3溶液,A、B均为Ag电极实验开始先闭合K1,断开K2,一段时间后,断开K1,闭合K2,形成浓差电池,电流计指针偏转Ag+浓度越大其氧化性越强下列说法正确的是 A.闭合K1,断开K2后,A极质量逐渐减小,电极反应式为Ag-e-===Ag+B.闭合K1,断开K2后,乙池中AgNO3溶液浓度增大,B极发生还原反应C.若甲、乙两池溶液的体积均为100mL,当闭合K1,断开K2后,电路上有
0.05mol的电子通过,此时乙池中的cNO=
1.5mol·L-1D.断开K1,闭合K2后,A极是正极,B极为负极解析选CA项错误,当闭合K1,断开K2后,此装置为电解池,B极为阳极,Ag被氧化成Ag+,A极为阴极,甲池中的Ag+被还原成Ag Ag++e-===Ag,所以A极质量逐渐增加;B项错误,乙池中随cAg+增大,cAgNO3增大,但B极发生氧化反应;C项正确,当闭合K1,断开K2后,在此电解池的电路上有
0.05mol的电子通过,乙池中将增加
0.05molAg+,甲池将有
0.05molNO进入乙池,所以乙池中的cNO将由1mol·L-1增大到
1.5mol·L-1;D项错误,一段时间后断开K1,闭合K2后,乙池中的cAgNO3大于甲池的,形成浓差电池,乙池中Ag+发生还原反应,B极为正极,A极为负极8.1高铁酸钠Na2FeO4易溶于水,是一种新型多功能水处理剂从环境保护的角度看,制备Na2FeO4较好的方法为电解法,其装置如图甲所示
①电解过程中阳极的电极反应式为____________________________________
②图甲装置中的电源采用NaBH4B元素的化合价为+3价和H2O2作原料的燃料电池,电源工作原理如图乙所示工作过程中该电源的正极反应式为__________________________,Na+由________填“a”或“b”,下同极区移向________极区2如图X是直流电源Y槽中c、d为石墨棒,Z槽中e、f是质量相同的铜棒接通电路后,发现d附近显红色
①电源上b为________极填“正”“负”“阴”或“阳”,下同
②Z槽中e为________极
③连接Y、Z槽线路中,电子流动的方向是d__________e填“→”或“←”
④写出c极的电极反应式________________________________________________________________________
⑤写出e极的电极反应式________________________________________________________________________解析1
①电解时阳极Fe失电子被氧化为FeO,结合电解质溶液为碱性可得阳极电极反应式为Fe+8OH--6e-===FeO+4H2O;
②电池工作时正极发生还原反应,结合图示原理知正极反应为H2O2得电子,被还原为OH-;电解质溶液中的阳离子Na+应由负极区a极移向正极区b极2d极附近显红色,说明d为阴极,电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,c为阳极,电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑;直流电源中a为正极,b为负极,Z槽中f为阴极,e为阳极,活性电极作阳极,电极本身失电子发生氧化反应,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,电子流动方向为e→d答案1
①Fe+8OH--6e-===FeO+4H2O
②H2O2+2e-===2OH- a b2
①负
②阳
③←
④2Cl--2e-===Cl2↑
⑤Cu-2e-===Cu2+9.电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛1图1中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B可以选择____________填字母序号a.碳棒 b.锌板 c.铜板用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因________________________________________________________________________2图2中,钢闸门C作________极用氯化钠溶液模拟海水进行实验,D为石墨块,则D上的电极反应式为__________________________,检测该电极反应产物的方法是________________________________________________________________________3镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔图3为“镁次氯酸盐”燃料电池原理示意图,电极为镁合金和铂合金
①E电极为该燃料电池的______极填“正”或“负”F电极上的电极反应式为______________________________
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气,使负极利用率降低,用化学方程式解释其原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析1形成原电池时,Fe作正极被保护,则要选择活泼性比Fe强的金属作负极,所以选锌;锌的活泼性比Fe强作负极,不断遭受腐蚀,需定期拆换2Fe作阴极被保护,则钢闸门C作阴极;电解氯化钠溶液时阳极上氯离子失电子生成氯气,其电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,检验氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸3
①“镁次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极,则Mg为负极;正极上ClO-得电子生成氯离子,则正极的电极反应式为ClO-+2e-+H2O===Cl-+2OH-;
②Mg的活泼性较强能与水反应生成氢气,其反应为Mg+2H2O===MgOH2+H2↑答案1b 锌作原电池的负极失电子,Zn-2e-===Zn2+,不断遭受腐蚀,需定期拆换2阴 2Cl--2e-===Cl2↑ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近,试纸变蓝,证明生成氯气3
①负 ClO-+2e-+H2O===Cl-+2OH-
②Mg+2H2O===MgOH2+H2↑10.1乙醛酸是有机合成的重要中间体工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸,其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸
①N电极上的电极反应式为________________________________________________________________________
②若有2molH+通过质子交换膜,并完全参与了反应,则该装置中生成的乙醛酸为________mol2科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航空航天如图1所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导阳极生成的O2-离子O2+4e-===2O2-
①c电极为________极,d电极上的电极反应式为________________________________________________________________________
②如图2所示为用惰性电极电解100mL
0.5mol·L-1CuSO4溶液,a电极上的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________若a电极产生56mL标准状况气体,则所得溶液的pH=__________不考虑溶液体积变化,若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入__________填序号a.CuO b.CuOH2c.CuCO3d.Cu2OH2CO3解析1
①由H+的迁移方向可知N为阴极,发生得电子的还原反应,结合题意“两极室均可产生乙醛酸”,可知N电极为乙二酸发生得电子的还原反应生成乙醛酸
②1mol乙二酸在阴极得到2mol电子,与2molH+反应生成1mol乙醛酸和1molH2O,同时在阳极产生的1molCl2能将1mol乙二醛氧化成1mol乙醛酸,两极共产生2mol乙醛酸2
①电流从正极流向负极,故c、d电极分别为正极、负极燃料电池的负极为通入燃料的一极,故其电极反应式为CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O
②a电极为电解池的阳极4OH--4e-===2H2O+O2↑;b电极为阴极2Cu2++4e-===2Cu,当阳极产生56mL标准状况气体时,被电解的OH-的物质的量为×4=
0.01mol,故溶液中cH+==
0.1mol·L-1,故溶液的pH=1此时阴极析出
0.005molCu,消耗
0.005molCu2+为恢复电解质溶液的原状,根据“出什么加什么”原理,只要相当于加入CuO即可,a项可以,b项CuOH2可以拆为CuO·H2O,c项CuCO3拆为CuO·CO2,d项Cu2OH2CO3可拆为2CuO·H2O·CO2,其中c项也可选答案1
①HOOC—COOH+2e-+2H+===H2O+HOOC—CHO
②22
①正 CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O
②4OH--4e-===2H2O+O2↑ 1 ac。