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1、專題八 化學能與電能高考化學高考化學 (江蘇省專用)考點一原電池原理及其應(yīng)用考點一原電池原理及其應(yīng)用A A組組 自主命題自主命題江蘇卷題組江蘇卷題組1.(2015江蘇單科,10,2分,)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是()五年高考A.反應(yīng) CH4+H2O3H2+CO,每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移12 mol電子B.電極A上H2參與的電極反應(yīng)為:H2+2OH-2e-2H2OC.電池工作時,C向電極B移動D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2CO2+4e-2C 23O23O答案答案 DA項,由化合價變化知,每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移6 mol電子;B項,電極A為負

2、極,H2參與的電極反應(yīng)為H2-2e-+CH2O+CO2;C項,電池工作時,C向電極A移動;D項,電極B是正極,電極反應(yīng)為O2+4e-+2CO22C。23O23O23O規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 原電池中,陽離子移向正極,陰離子移向負極。審題技巧審題技巧 根據(jù)“熔融碳酸鹽燃料電池”的示意圖,可挖掘出電極反應(yīng)式的反應(yīng)物、生成物,再根據(jù)電荷守恒寫出電極反應(yīng)式。2.2016江蘇單科,20(1)(2),7分,0.374鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物)、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。(1)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2的酸性廢水通過鐵炭混合物,在微電池正極上Cr2轉(zhuǎn)化為Cr3+,其電極反應(yīng)式

3、為 。(2)在相同條件下,測量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分數(shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu2+和Pb2+的去除率,結(jié)果如下圖所示。27O27O當鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)為0時,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是 。當鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)大于50%時,隨著鐵的質(zhì)量分數(shù)的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是 。答案答案(7分)(1)Cr2+14H+6e-2Cr3+7H2O(2分)(2)活性炭對Cu2+和Pb2+有吸附作用(2分)鐵的質(zhì)量分數(shù)增加,鐵炭混合物中微電池數(shù)目減少(3分)27O解析解析(2)活性炭具有吸附作用,可以吸附少量的Cu2+和Pb2+。鐵炭混合物去除Cu2+

4、和Pb2+是通過發(fā)生置換反應(yīng)實現(xiàn)的,且發(fā)生的是原電池反應(yīng)(Fe為負極,活性炭為正極),當鐵的質(zhì)量分數(shù)達到一定數(shù)值后,隨著鐵的質(zhì)量分數(shù)增加,活性炭的質(zhì)量分數(shù)減少,鐵炭混合物中微電池的數(shù)目減少,所以Cu2+和Pb2+的去除率下降。易錯警示易錯警示 在書寫電極反應(yīng)式時,一定要關(guān)注電解質(zhì)溶液的環(huán)境。如此題中已告知是酸性廢水,因此在書寫時應(yīng)用“H+”平衡電荷。知識拓展知識拓展 活性炭是一種多孔物質(zhì),有很強的吸附能力,可用于吸附有害氣體、去除異味、吸附一些可溶性物質(zhì)。B B組統(tǒng)一命題、省組統(tǒng)一命題、省( (區(qū)、市區(qū)、市) )卷題組卷題組1.(2018課標,11,6分)一種可充電鋰空氣電池如圖所示。當電池放

5、電時,O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x(x=0或1)。下列說法正確的是()A.放電時,多孔碳材料電極為負極B.放電時,外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C.充電時,電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移D.充電時,電池總反應(yīng)為Li2O2-x 2Li+(1-)O22x答案答案 D本題考查原電池原理和電解原理的綜合運用。A項,依據(jù)題意和可充電電池裝置圖判斷出,放電時鋰電極作負極,多孔碳材料電極作正極,錯誤;B項,在原電池中,外電路電子由負極流向正極,即放電時,外電路電子由鋰電極流向多孔碳材料電極,錯誤;C項,充電時,電解質(zhì)溶液中的陽離子向陰極區(qū)遷移,即Li+向鋰電極區(qū)遷移,錯誤;D

6、項,充電時,Li+在陰極區(qū)得到電子生成Li,陽極區(qū)生成O2,即電池總反應(yīng)為Li2O2-x 2Li+(1-)O2,正確。2x方法技巧方法技巧 可充電電池的工作原理可充電電池中,放電過程用原電池原理分析,充電過程用電解原理分析;分析電化學問題時,先判斷出電極,然后根據(jù)工作原理分析。2.(2015課標,11,6分,)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法的是()A.正極反應(yīng)中有CO2生成B.微生物促進了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C.質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O26CO2+6H2O錯誤答案答案 A根據(jù)微生物電池

7、工作原理示意圖可知:C6H12O6在負極上發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為-24e-+6H2O6CO2+24H+;O2在正極上發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為6O2+24e-+24H+12H2O。負極有CO2生成,A項錯誤;B項,微生物促進了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移,正確;C項,質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū),正確;D項,電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O26CO2+6H2O,正確。6126C H O3.(2016課標,11,6分)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述的是()A.負極反應(yīng)式為Mg-2e-Mg2+B.正極反應(yīng)式為Ag+e-AgC.電池放電時Cl-由正極向負極遷移D.負極會

8、發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2OMg(OH)2+H2錯誤答案答案 BMg-AgCl電池中,Mg為負極,AgCl為正極,故正極反應(yīng)式應(yīng)為AgCl+e-Ag+Cl-,B項錯誤。思路分析思路分析 結(jié)合反應(yīng)原理,根據(jù)元素化合價的變化,判斷放電時的正、負極,再結(jié)合電解質(zhì)的性質(zhì)書寫電極反應(yīng)式。4.(2016課標,11,6分)鋅空氣燃料電池可用作電動車動力電源,電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反應(yīng)為2Zn+O2+4OH-+2H2O2Zn(OH。下列說法正確的是()A.充電時,電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動B.充電時,電解質(zhì)溶液中c(OH-)逐漸減小C.放電時,負極反應(yīng)為:Zn+4OH-2e-Zn(OHD.放電時,電路中通

9、過2 mol電子,消耗氧氣22.4 L(標準狀況)24)24)答案答案 C充電時為電解池,溶液中的陽離子向陰極移動,發(fā)生的反應(yīng)為2Zn(OH2Zn+O2+4OH-+2H2O,電解質(zhì)溶液中c(OH-)增大,故A項、B項均錯誤;放電時負極反應(yīng)為Zn+4OH-2e-Zn(OH,故C項正確;每消耗1 mol O2電路中通過4 mol電子,故D項錯誤。24)24)5.(2017課標,11,6分)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應(yīng)為:16Li+xS88Li2Sx(2x8)。下列說法錯誤的是 ( )A.電池工作時,正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+

10、2Li+2e-3Li2S4B.電池工作時,外電路中流過0.02 mol電子,負極材料減重0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D.電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多答案答案 D電池工作時為原電池,電池內(nèi)部陽離子向正極移動,根據(jù)圖示中Li+移動方向可知,電極a為正極,依次發(fā)生S8Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2的轉(zhuǎn)化,A正確;電池工作時負極反應(yīng)式為Li-e- Li+,當轉(zhuǎn)移0.02 mol電子時,負極消耗的Li的物質(zhì)的量為0.02 mol,質(zhì)量為0.14 g,B正確;石墨烯具有導(dǎo)電性,可以提高電極a的導(dǎo)電能力,C正確;電池充電時為電解池,此時Li2S2的量越來越少,

11、D錯誤。思路分析思路分析 結(jié)合反應(yīng)原理,根據(jù)元素化合價的變化,判斷放電時的正、負極,再結(jié)合電解質(zhì)的性質(zhì)書寫電極反應(yīng)式。C C組組 教師專用題組教師專用題組1.(2013江蘇單科,1,2分,)燃料電池能有效提高能源利用率,具有廣泛的應(yīng)用前景。下列物質(zhì)均可用作燃料電池的燃料,其中最環(huán)保的是()A.甲醇 B.天然氣C.液化石油氣D.氫氣答案答案 D氫氧燃料電池的產(chǎn)物只有H2O,沒有其他物質(zhì)生成,最為環(huán)保。方法歸納方法歸納 燃料電池一般以通入O2的一極為正極,因此確定正極反應(yīng)是燃料電池電極反應(yīng)式書寫的突破點:若為酸性環(huán)境,則電極反應(yīng)為O2+4H+4e-2H2O;若為堿性或中性環(huán)境,則電極反應(yīng)為O2+2

12、H2O+4e-4OH-;若為熔融碳酸鹽,則電極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-2C;若為熔融氧化物,則為O2+4e-2O2-。23O易錯警示易錯警示 原電池的兩極稱為正極和負極,電解池的兩極稱為陽極和陰極,切勿混淆。2.(2013江蘇單科,9,2分,)Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液,示意圖如下。該電池工作時,下列說法正確的是()A.Mg電極是該電池的正極B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.石墨電極附近溶液的pH增大D.溶液中Cl-向正極移動 答案答案 C該電池中Mg電極為負極,A項錯誤;石墨電極為正極,H2O2得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為H2O2+2

13、e-2OH-,電極附近溶液pH增大,B項錯誤,C項正確;溶液中Cl-移向Mg電極,即Cl-向負極移動,D項錯誤。方法歸納方法歸納 原電池正、負極判斷的常用方法:若兩電極均為金屬材料,則較活潑金屬一般作負極;若兩電極分別為金屬和非金屬材料,則金屬材料作負極。在原電池工作時,被不斷消耗的電極一般為負極。電子流出的電極為負極,陰離子移向的電極為負極,發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為負極。對于燃料電池,非O2通入的電極一般為負極?？键c分析考點分析 江蘇高考以“電化學”為依托考查氧化還原反應(yīng)原理的運用,主要內(nèi)容有電極反應(yīng)式的書寫,判斷電解質(zhì)溶液濃度、pH的變化,以及能源、環(huán)保等熱點問題。3.(2010江蘇單科,11

14、,4分,)下圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是()A.該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化B.裝置Y中負極的電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e-4OH-C.裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生D.裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質(zhì)的零排放,并能實現(xiàn)化學能與電能間的完全轉(zhuǎn)化答案答案 CA項,系統(tǒng)中存在光能電能、電能化學能、化學能電能、電能機械能等多種形式的能量轉(zhuǎn)化;B項,Y中負極的電極反應(yīng)式為H2-2e-2H+;C項,裝置X可電解水生成H2和O2;D項,無論是原電池還是電解池都不可能實現(xiàn)電能與化學能間的完全轉(zhuǎn)化。4.(2009江蘇單科,12,3分,)以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池

15、結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。關(guān)于該電池的敘述正確的是()A.該電池能夠在高溫下工作B.電池的負極反應(yīng)為:C6H12O6+6H2O-24e-6CO2+24H+C.放電過程中,H+從正極區(qū)向負極區(qū)遷移D.在電池反應(yīng)中,每消耗1 mol氧氣,理論上能生成標準狀況下CO2氣體 L22.46答案答案 BA項,微生物在高溫下會因蛋白質(zhì)變性而死亡,故不正確;C項,放電時H+向正極區(qū)遷移,故不正確;D項,每消耗1 mol氧氣,理論上能生成標準狀況下CO2氣體22.4 L。5.(2014北京理綜,8,6分)下列電池工作時,O2在正極放電的是 ()A.鋅錳電池B.氫燃料電池C.鉛蓄電池D.鎳鎘電池答案答案 B氫燃料電池

16、中,負極上H2放電,正極上O2放電,A、C、D中均不存在O2放電,故選B。6.(2015天津理綜,4,6分)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關(guān)敘述正確的是()A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作一段時間后,甲池的c(S)減小C.電池工作一段時間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動,保持溶液中電荷平衡24O答案答案 C題中所述鋅銅原電池中,Zn為負極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+;Cu為正極,電極反應(yīng)式為Cu2+2e-Cu,發(fā)生還原反應(yīng)。Zn2+通過陽離子交換膜向正極移動;乙池溶液中消耗的Cu2+與由甲池遷移過來的Zn2+

17、的物質(zhì)的量相同,則乙池溶液質(zhì)量增加。溶液中的陰離子無法通過陽離子交換膜。故選C。7.(2016浙江理綜,11,6分)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點,有望成為新能源汽車和移動設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為:4M+nO2+2nH2O4M(OH)n已知:電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴散至電極表面B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Al-空氣電池的理論比能量最高C.M-空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式:4Mn+nO2+2nH2O+4n

18、e-4M(OH)nD.在Mg-空氣電池中,為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜答案答案 CA項,采用多孔電極可以提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積,并有利于O2擴散至電極表面;B項,單位質(zhì)量的Mg、Al、Zn反應(yīng),Al轉(zhuǎn)移的電子數(shù)最多,故Al-空氣電池的理論比能量最高;C項,由于電池中間為陰離子交換膜,故Mn+不能通過,則正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-;D項,在Mg-空氣電池中,負極的電極反應(yīng)式為Mg-2e-Mg2+,為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2,可采用陽離子交換膜阻止OH-進入負極區(qū)。評析評析 本題設(shè)計新穎,以新型電池為背景,考查原電池的工作原理。考

19、點二電解原理及其應(yīng)用考點二電解原理及其應(yīng)用A A組組 自主命題自主命題江蘇卷題組江蘇卷題組1.2017江蘇單科,16(4)(5),6分鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下:注:SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。(4)“電解”是電解Na2CO3溶液,原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為 ,陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學式為 。(5)鋁粉在1 000 時可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合,有利于AlN的制備,其主要原因是 。答案答案(4)4C+2H2O-4e-4HC+O2H2(5)NH4Cl分解產(chǎn)生

20、的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜23O3O解析解析本題考查了以鋁土礦為原料制備鋁的工藝流程,涉及離子方程式的書寫和電化學的相關(guān)知識。(4)陽極應(yīng)是H2O電離出的OH-放電,生成O2和H+,在Na2CO3溶液充足的條件下,H+與C反應(yīng)生成HC,故陽極的電極反應(yīng)式為:4C+2H2O-4e-4HC+O2;陰極的電極反應(yīng)式為:4H2O+4e-2H2+4OH-,所以物質(zhì)A為H2。(5)鋁粉表面有Al2O3薄膜,阻礙反應(yīng)的進行,而添加少量NH4Cl固體,NH4Cl分解生成的HCl能與Al2O3反應(yīng),破壞Al2O3薄膜,有利于Al和N2反應(yīng)。23O3O23O3O2.2014江蘇單科,20(1),5分

21、,0.30硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。(1)將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如圖所示的電解池的陽極區(qū)進行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng):S2-2e-S(n-1)S+S2-寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式: 。電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì),其離子方程式可寫成 。2Sn答案答案(5分)(1)2H2O+2e-H2+2OH-+2H+(n-1)S+H2S2Sn解析解析(1)由電解原理知,陰極發(fā)生還原反應(yīng),又因為是堿性溶液中,所以電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2+2OH-。由題意知,在酸性條件下生成單質(zhì)S,所以離子方程式為+2H+(n-1)S+H2

22、S。2Sn2Sn命題歸納命題歸納 化工流程題中一般會涉及陌生方程式的書寫,要求學生閱讀、分析、理解、運用題中的信息,才能準確寫出方程式。從近幾年高考看,此類方程式的書寫已成為必考題,要求寫出的方程式涉及的反應(yīng)類型可分為氧化還原反應(yīng)和非氧化還原反應(yīng)。方法歸納方法歸納 陌生方程式書寫的關(guān)鍵點是準確找出反應(yīng)物和產(chǎn)物,可以通過流程圖或題中給出的文字和圖像信息,也可以利用自己儲備的知識。因此必須讀透流程圖中的信息并篩選出有用信息。B B組統(tǒng)一命題、省組統(tǒng)一命題、省( (區(qū)、市區(qū)、市) )卷題組卷題組1.(2018課標,13,6分)最近我國科學家設(shè)計了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,實現(xiàn)對天然氣中CO2和

23、H2S的高效去除。示意圖如下圖所示,其中電極分別為ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為:EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S 2H+S+2EDTA-Fe2+該裝置工作時,下列敘述錯誤的是()A.陰極的電極反應(yīng):CO2+2H+2e- CO+H2OB.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2S CO+H2O+SC.石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性答案答案 C本題考查電解原理的應(yīng)用。由石墨烯電極區(qū)反應(yīng)可知該極發(fā)生氧化反應(yīng),為陽極,則ZnO石墨烯為陰極。陰極的電極反

24、應(yīng)為:CO2+2H+2e- CO+H2O,A正確;裝置工作時涉及三個反應(yīng),Fe2+與Fe3+的轉(zhuǎn)化循環(huán)進行,總反應(yīng)為CO2與H2S之間的反應(yīng),根據(jù)得失電子守恒可知總反應(yīng)為:CO2+H2S CO+H2O+S,B正確;石墨烯與電源正極相連,ZnO石墨烯與電源負極相連,故石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的高,C錯誤;Fe2+、Fe3+均在酸性環(huán)境中穩(wěn)定存在,D正確。審題技巧審題技巧 解題的關(guān)鍵是電極名稱的確定。如本題中CO2CO為還原反應(yīng)陰極,Fe2+Fe3+為氧化反應(yīng)陽極。2.(2018課標,12,6分)我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將Na-ClO4溶于有機溶劑作為電解

25、液,鈉和負載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料,電池的總反應(yīng)為:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯誤的是()A.放電時,Cl向負極移動B.充電時釋放CO2,放電時吸收CO2C.放電時,正極反應(yīng)為:3CO2+4e-2C+CD.充電時,正極反應(yīng)為:Na+e-Na4O23O答案答案 D本題考查二次電池的工作原理。放電時,負極反應(yīng)為:4Na-4e-4Na+,正極反應(yīng)為3CO2+4e-C+2C;Na+移向正極,C、Cl移向負極,A、C正確;充電過程與放電過程相反,B正確;充電時,陽極反應(yīng)為2C+C-4e-3CO2,D錯誤。23O23O4O23O規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 二次電池充、放電的電極判斷二次電池

26、充電時,“正接正、負接負”;放電時的正極為充電時的陽極;放電時的負極為充電時的陰極。3.(2017課標,11,6分)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A.通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B.通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D.通入的保護電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整答案答案 C本題考查外加電流的陰極保護法。將被保護的金屬(鋼管樁)與電源的負極相連,防止鋼管樁被腐蝕,外加保護電流可以抑制金屬電化學腐蝕產(chǎn)生的電流,故其表面腐蝕電流接近于

27、零,A項正確;高硅鑄鐵為惰性輔助陽極,陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),失去電子,電子從高硅鑄鐵流向鋼管樁,B項正確;高硅鑄鐵為惰性輔助陽極,只是用于傳遞電流,故陽極材料不損耗,C項錯誤;金屬的腐蝕受環(huán)境的影響,故通入的電流要根據(jù)環(huán)境條件的變化及時進行調(diào)整,D項正確。審題技巧審題技巧 本題易因忽視高硅鑄鐵為惰性輔助陽極而導(dǎo)致出錯。通常除金、鉑以外的金屬作為陽極材料,是活性電極,優(yōu)先于溶液中的粒子放電,且起到導(dǎo)電作用。此題指出惰性輔助陽極,“惰性”說明在此條件下鐵不放電,只是起導(dǎo)電作用(輔助)。做題時,應(yīng)“具體問題具體分析”,不能一味地“按章辦事”。4.(2017課標,11,6分)用電解氧化法可以在鋁制品表面

28、形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是()A.待加工鋁質(zhì)工件為陽極B.可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C.陰極的電極反應(yīng)式為:Al3+3e-AlD.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動答案答案 C本題考查電解原理的應(yīng)用。O3發(fā)生氧化反應(yīng),故鋁質(zhì)工件為陽極,A正確;陰極材料應(yīng)為金屬或?qū)щ姷姆墙饘?可選用不銹鋼網(wǎng),B正確;電解質(zhì)溶液中含有大量H+,故陰極的電極反應(yīng)式為2H+2e- H2,C不正確;在電解池中,陰離子移向陽極,D正確。0Al32Al知識拓展知識拓展 關(guān)于電解原理的“不尋?！睉?yīng)用1.電解原理在“金屬防腐”中的應(yīng)用。如:外加電流的陰極保護法。2.電

29、解原理在“物質(zhì)制備”中的應(yīng)用。如:尿素CO(NH2)2制氫氣。3.電解原理在“環(huán)境治理”中的應(yīng)用。如:用電解法消除CN-。5.(2014大綱全國,9,6分,)右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)。下列有關(guān)說法不正確的是()A.放電時正極反應(yīng)為:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-B.電池的電解液可為KOH溶液C.充電時負極反應(yīng)為:MH+OH-H2O+M+e-D.MH是一類儲氫材料,其氫密度越大,電池的能量密度越高答案答案 C在金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)中,MH(M為零價,H為零價)在負極發(fā)生反應(yīng):MH+OH-e-M+H2O,NiOO

30、H在正極發(fā)生反應(yīng):NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,電解液可為KOH溶液,A、B正確;充電時,陰極反應(yīng)式為M+H2O+e-MH+OH-,C錯誤;MH中氫密度越大,單位體積電池所儲存電量越多,即電池能量密度越高,D正確。評析評析 本題對充電電池充、放電時的電極反應(yīng)式的書寫及電解液的選擇等進行了考查。試題的起點高,落點低,難度中等,區(qū)分度很好。6.(2014課標,12,6分,)2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是()A.a為電池的正極B.電池充電反應(yīng)為LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLiC.放電時,a極鋰的化合價發(fā)生變化D.放電時,溶液

31、中Li+從b向a遷移答案答案 C由圖可知,b極(Li電極)為負極,a極為正極,放電時,Li+從負極(b)向正極(a)遷移,A項、D項正確;該電池放電時,負極:xLi-xe-xLi+,正極:Li1-xMn2O4+xLi+xe-LiMn2O4,a極Mn元素的化合價發(fā)生變化,C項錯誤;由放電反應(yīng)可得充電時的反應(yīng),B項正確。7.(2016課標,11,6分)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和S可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是()A.通電后中間隔室的S離子向正極遷移,正

32、極區(qū)溶液pH增大B.該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品24O24OC.負極反應(yīng)為2H2O-4e-O2+4H+,負極區(qū)溶液pH降低D.當電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.5 mol的O2生成答案答案 B負極區(qū)(陰極)電極反應(yīng)為:4H+4e-2H2,正極區(qū)(陽極)電極反應(yīng)為:4OH-4e-2H2O+O2。A項,通電后S向正極移動,正極區(qū)OH-放電,溶液酸性增強,pH減小;C項,負極反應(yīng)為4H+4e-2H2,溶液pH增大;D項,當電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.25 mol O2生成。24O思路梳理思路梳理 1.通電前:電解質(zhì)溶液中含有哪些陰、陽離子(包

33、括由水電離出的H+和OH-)。2.通電時:陰離子移向陽極,陽離子移向陰極,結(jié)合放電順序分析誰優(yōu)先放電(注意活潑金屬作陽極時,活潑金屬優(yōu)先放電)。3.正確書寫電極反應(yīng)式,要注意原子數(shù)、電荷數(shù)是否守恒。4.能結(jié)合題目要求分析電解時的各種變化情況,如兩極現(xiàn)象、水的電離平衡移動、離子濃度的變化、pH的變化等。8.2018課標,27(3),4分焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}:(3)制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù),裝置如圖所示,其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為 。電解后, 室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液

34、進行結(jié)晶脫水,可得到Na2S2O5。 答案答案(3)2H2O-4e- O2+4H+a解析解析(3)根據(jù)裝置圖可知左側(cè)為陽極,溶質(zhì)為H2SO4,實際放電的是水電離出的OH-,電極反應(yīng)式為2H2O-4e- O2+4H+。電解過程中,陽離子(H+)向右側(cè)移動,則a室中S+H+ HS,NaHSO3濃度增大。23O3O9.(2015北京理綜,27,14分,)研究CO2在海洋中的轉(zhuǎn)移和歸宿,是當今海洋科學研究的前沿領(lǐng)域。(1)溶于海水的CO2主要以4種無機碳形式存在,其中HC占95%。寫出CO2溶于水產(chǎn)生HC的方程式: 。(2)在海洋碳循環(huán)中,通過如圖所示的途徑固碳。寫出鈣化作用的離子方程式: 。同位素示

35、蹤法證實光合作用釋放出的O2只來自于H2O。用18O標記物質(zhì)的光合作用的化學方程式如下,將其補充完整:3O3O + (CH2O)x+x18O2+xH2O(3)海水中溶解無機碳占海水總碳的95%以上,其準確測量是研究海洋碳循環(huán)的基礎(chǔ)。測量溶解無機碳,可采用如下方法:氣提、吸收CO2。用N2從酸化后的海水中吹出CO2并用堿液吸收(裝置示意圖如下)。將虛線框中的裝置補充完整并標出所用試劑。滴定。將吸收液吸收的無機碳轉(zhuǎn)化為NaHCO3,再用x molL-1 HCl溶液滴定,消耗y mL HCl溶液。海水中溶解無機碳的濃度= molL-1。(4)利用下圖所示裝置從海水中提取CO2,有利于減少環(huán)境溫室氣體

36、含量。結(jié)合方程式簡述提取CO2的原理: 。用該裝置產(chǎn)生的物質(zhì)處理b室排出的海水,合格后排回大海。處理至合格的方法是 。答案答案(14分)(1)CO2+H2OH2CO3、H2CO3H+HC(2)2HC+Ca2+CaCO3+CO2+H2OxCO22xO(3)(4)a室:2H2O-4e-4H+O2,H+通過陽離子膜進入b室,發(fā)生反應(yīng):H+HCCO2+H2Oc室的反應(yīng):2H2O+2e-2OH-+H2,用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調(diào)至接近裝置入口海水的pH3O3O182Hx yz3O解析解析(3)向盛有海水的裝置中通入N2應(yīng)長進短出,酸化海水應(yīng)用難揮發(fā)的H2SO4。由NaHCO3+HClNaC

37、l+CO2+H2O可以看出,n(NaHCO3)=n(HCl),c(C)=molL-1。(4)a室為陽極室,H2O放電生成的H+可通過陽離子膜進入b室與HC反應(yīng)產(chǎn)生CO2;c室為陰極室,H2O放電生成OH-使c室溶液呈堿性,故用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調(diào)至接近裝置入口海水的pH后,再將其排回大海。評析評析 本題以研究CO2在海洋中的轉(zhuǎn)移和歸宿為載體,考查了方程式的書寫、物質(zhì)的分離與提取、電化學、化學計算等,綜合性較強,有難度但不失基礎(chǔ)。3(NaHCO )()nV 海水133mol L1010 xyLzLx yz3OC C組組 教師專用題組教師專用題組1.(2015浙江理綜,11,6分

38、)在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫共電解H2O-CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.X是電源的負極B.陰極的電極反應(yīng)式是:H2O+2e-H2+O2-CO2+2e-CO+O2-C.總反應(yīng)可表示為:H2O+CO2H2+CO+O2D.陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1 1答案答案 D由圖示可看出:H2OH2、CO2CO均為還原反應(yīng),X應(yīng)為電源負極,A項正確;陰極電極反應(yīng)式為H2O+2e-H2+O2-和CO2+2e-CO+O2-,陽極電極反應(yīng)式為2O2-4e-O2,總反應(yīng)為H2O+CO2H2+CO+O2,B、C項正確;陰、陽兩極生成氣體的物

39、質(zhì)的量之比為2 1,D項不正確。2.(2014浙江理綜,11,6分,)鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是:Ni(OH)2+MNiOOH+MH已知:6NiOOH+NH3+H2O+OH-6Ni(OH)2+N下列說法正確的是()A.NiMH電池放電過程中,正極的電極反應(yīng)式為:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-B.充電過程中OH-離子從陽極向陰極遷移C.充電過程中陰極的電極反應(yīng)式:H2O+M+e-MH+OH-,H2O中的H被M還原D.NiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液2O答案

40、答案 A鎳氫電池放電時負極電極反應(yīng)式為MH-e-+OH-M+H2O,正極電極反應(yīng)式為NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-,故A項正確;充電時,陰離子移向陽極,故B項錯誤;H2O分子中有一個轉(zhuǎn)變?yōu)镸H中H,M并沒有參與反應(yīng),故C項錯誤;從題干所給的反應(yīng)方程式中可以看出,KOH溶液、氨水會將NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2,使電池失去放電能力,故D項錯誤。1H3.(2014廣東理綜,11,4分)某同學組裝了如圖所示的電化學裝置,電極為Al,其他電極均為Cu,則()A.電流方向:電極A電極B.電極發(fā)生還原反應(yīng)C.電極逐漸溶解D.電極的電極反應(yīng):Cu2+2e-Cu答案答案 A由圖示可分析出該圖

41、中為原電池的負極,為電解池的陰極,電子流向為電極A電極,電流方向:電極A電極,A正確。Al電極發(fā)生氧化反應(yīng),B錯誤。電極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2+2e-Cu,電極上有Cu生成,C錯誤。電極的電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+,D錯誤。4.(2015福建理綜,9,6分,)純凈物X、Y、Z轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,下列判斷正確的是()A.X可能是金屬銅B.Y不可能是氫氣C.Z可能是氯化鈉D.Z可能是三氧化硫答案答案 A若用惰性電極電解CuCl2溶液,可以生成Cu和Cl2,Cu可以在Cl2中燃燒生成CuCl2,故X可能是金屬銅,A正確;若用惰性電極電解HCl的水溶液,可生成H2和Cl2,H2和Cl2在點燃的條件下

42、可以生成HCl,故Y可能是H2,故B錯誤;在水溶液中Na+不可能放電,故C錯誤;若Z是三氧化硫,則Z的水溶液為H2SO4溶液,電解H2SO4溶液得到的X和Y作用不會生成三氧化硫,故D錯誤。5.(2015山東理綜,29,15分,)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。(1)利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為 溶液(填化學式),陽極電極反應(yīng)式為 ,電解過程中Li+向 電極遷移(填“A”或“B”)。(2)利用鈷渣含Co(OH)3、Fe(OH)3等制備鈷氧化物的工藝流程如下:Co(OH)

43、3溶解還原反應(yīng)的離子方程式為 。鐵渣中鐵元素的化合價為 。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,測得充分煅燒后固體質(zhì)量為2.41 g,CO2體積為1.344 L(標準狀況),則鈷氧化物的化學式為 。答案答案(1)LiOH2Cl-2e-Cl2B(2)2Co(OH)3+S+4H+2Co2+S+5H2O或Co(OH)3+3H+Co3+3H2O,2Co3+S+H2O2Co2+S+2H+3Co3O4 23O24O23O24O解析解析(1)B極區(qū)產(chǎn)生H2,則B極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng),為陰極;A極電極反應(yīng)式為2Cl-2e-Cl2,為陽極。A極區(qū)電解液為LiCl溶液,B極區(qū)電解液為LiOH溶液;Li+(陽離

44、子)向陰極(B電極)移動。(2)向浸液中加入了具有氧化性的NaClO3和O2,所以鐵渣中的鐵元素為+3價。設(shè)鈷氧化物的化學式為CoxOy,由xCoC2O4+O2CoxOy+2xCO2 (59x+16y) g 2x22.4 L 2.41 g 1.344 L則=,解得x y=3 4,則鈷氧化物的化學式為Co3O4。2y(5916 ) g2.41 gxy222.4 L1.344 Lx6.2014北京理綜,26(4),4分NH3經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到HNO3和NH4NO3,如下圖所示。(4)中,電解NO制備NH4NO3,其工作原理如圖所示。為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補充物質(zhì)A。A是 ,說明理

45、由: 。 答案答案(4)NH3根據(jù)反應(yīng):8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,電解產(chǎn)生的HNO3多解析解析由圖示知,陰極反應(yīng)為:NO+6H+5e-N+H2O,陽極反應(yīng)為:NO+2H2O-3e-N+4H+,根據(jù)得失電子守恒可判斷出:當轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相同時,陽極產(chǎn)生的N的物質(zhì)的量多于陰極產(chǎn)生的N的物質(zhì)的量,為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,可補充NH3。4H3O3O4H7.(2017天津理綜,7節(jié)選,6分)某混合物漿液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考慮到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小組利用設(shè)計的電解分離裝置(如圖),使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元

46、素溶液,并回收利用?；卮鹬械膯栴}。.含鉻元素溶液的分離和利用(4)用惰性電極電解時,Cr能從漿液中分離出來的原因是 24O ,分離后含鉻元素的粒子是 ;陰極室生成的物質(zhì)為 (寫化學式)。答案答案(4)在直流電源作用下,Cr通過陰離子交換膜向陽極室移動,脫離漿液Cr和Cr2NaOH和H2 24O24O27O解析解析(4)依據(jù)離子交換膜的性質(zhì)和電解池的工作原理知,在直流電場作用下,Cr通過陰離子交換膜向陽極室移動,脫離漿液;在電解過程中,OH-在陽極室失去電子生成O2,溶液的酸性增強,通過陰離子交換膜移向陽極室的Cr有部分轉(zhuǎn)化為Cr2,故分離后含鉻元素的粒子是Cr和Cr2;H+在陰極室得到電子生成

47、H2,溶液中的OH-濃度增大,混合物漿液中的Na+通過陽離子交換膜移向陰極室,故陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H2。24O24O27O24O27O易錯易混易錯易混 在電化學問題中,注意陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過。8.(2011江蘇單科,20,14分,)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點。已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=206.2 kJmol-1CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=247.4 kJmol-12H2S(g)2H2(g)+S2(g) H=169.8 kJmol-1(1)以甲烷為原

48、料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為 。(2)H2S熱分解制氫時,常向反應(yīng)器中通入一定比例空氣,使部分H2S燃燒,其目的是 ;燃燒生成的SO2與H2S進一步反應(yīng),生成物在常溫下均非氣體,寫出該反應(yīng)的化學方程式: 。(3)H2O的熱分解也可得到H2,高溫下水分解體系中主要氣體的體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖甲所示。圖中A、B表示的物質(zhì)依次是 。(4)電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液制氫的裝置示意圖見圖乙(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。電解時,陽極的電極反應(yīng)式為 。(5)Mg2Cu是一種儲氫合金。350 時,

49、Mg2Cu與H2反應(yīng),生成MgCu2和僅含一種金屬元素的氫化物(其中氫的質(zhì)量分數(shù)為0.077)。Mg2Cu與H2反應(yīng)的化學方程式為 。答案答案(14分)(1)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H=165.0 kJmol-1(2)為H2S熱分解反應(yīng)提供熱量2H2S+SO22H2O+3S(或4H2S+2SO24H2O+3S2)(3)H、O(或氫原子、氧原子)(4)CO(NH2)2+8OH-6e-C+N2+6H2O(5)2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2 23O解析解析(1)將題給3個熱化學方程式依次編號為,根據(jù)蓋斯定律,2-即可得到正確答案。(3)溫度大約在3 000

50、 K時,H2O分解成氫原子、氧原子,氫原子、氧原子部分結(jié)合成H2、O2,另一部分仍以原子狀態(tài)存在于混合氣體中。5 000 K以上時,氫原子、氧原子不再結(jié)合成分子,體系中只有兩種原子。(4)CO(NH2)2在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),氮元素被氧化生成的N2從陽極區(qū)逸出,碳元素的化合價不變,在堿性條件下以C的形式留在溶液中。(5)根據(jù)原子守恒可確定該氫化物只能是鎂的氫化物,再根據(jù)氫的質(zhì)量分數(shù)可確定其化學式。23OA A組組 2016201820162018年高考模擬年高考模擬基礎(chǔ)題組基礎(chǔ)題組考點一原電池原理及其應(yīng)用考點一原電池原理及其應(yīng)用1.(2018泰州姜堰中學高三上第一次月考,9)下列說法正確的是(

51、)A.鉛蓄電池在充電過程中,陰極得到電子,質(zhì)量增大B.加入少量硫酸銅可加快鋅與稀硫酸的反應(yīng)速率,說明Cu2+具有催化作用C.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固體,C水解程度減小,溶液的pH減小D.H2O2分解產(chǎn)生標準狀況下22.4 L O2,理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為26.021023 23O三年模擬答案答案 DA項,充電時陰極反應(yīng)式為PbSO4+2e-Pb+S,陰極質(zhì)量減小,故錯誤;B項,加少量硫酸銅后,Zn與CuSO4反應(yīng)生成的Cu與Zn、H2SO4形成原電池而加快反應(yīng)速率,不能說明Cu2+有催化作用,故錯誤;C項,Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH,溶液的pH應(yīng)增大,故

52、錯誤。24O2.(2018海安中學高三下期初,9)下列有關(guān)實驗原理或操作正確的是() 圖1圖2A.圖1所示的裝置可用于干燥、收集氨氣并吸收多余的氨氣B.用廣泛pH試紙測得0.1 molL-1NaClO溶液的pH約為12C.用蒸發(fā)溶劑的方法將10%的Ca(HCO3)2溶液變?yōu)?0%的Ca(HCO3)2溶液D.用圖2所示的裝置可以驗證生鐵片在該雨水中是否會發(fā)生吸氧腐蝕答案答案 DA項,收集NH3時導(dǎo)管應(yīng)短進長出,圖1中為長進短出,故錯誤;B項,NaClO溶液具有漂白性,無法用pH試紙來測其pH,故錯誤;C項,Ca(HCO3)2受熱易分解,不能用蒸發(fā)溶劑的方法將10%的Ca(HCO3)2溶液變?yōu)?0

53、%的Ca(HCO3)2溶液,故錯誤。3.(2018南通如皋中學高三上階段練習,11)下列有關(guān)說法正確的是()A.反應(yīng)CaC2(s)+N2(g)CaCN2(s)+C(s)能自發(fā)進行,則其HKsp(CuS)D.實驗測得NaHSO3溶液的pH7,說明H2SO3是強酸答案答案 ACB項,鋁線與銅線直接相連,與電解質(zhì)溶液接觸能構(gòu)成原電池,其中鋁為負極,會導(dǎo)致鋁線更快被氧化,故錯誤;D項,NaHSO3溶液的pH”“”或“=”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。圖中a、b、c、d分別表示有關(guān)溶液的pH,則a、b、c、d由小到大的順序為 。答案答案(3)4OH-4e-2H2O+O2或2H2O-4e-O2+4H+bac

54、d解析解析陽極上由水電離出的OH-失電子,故電極反應(yīng)式為4OH-4e-O2+2H2O,也可以寫成2H2O-4e-O2+4H+;通過陰離子交換膜的離子為S,通過陽離子交換膜的離子為K+,為了維持電荷守恒,通過離子交換膜的S數(shù)目與K+數(shù)目之比為1 2,即S數(shù)目小于K+數(shù)目。a、b小于7,c、d大于7;由題意結(jié)合圖像可知pH=b的H2SO4溶液較濃,c(H+)較大,故ba;pH=d的KOH溶液較濃,c(OH-)較大,cd,則有bac原電池的負極直接反應(yīng)原電池的正極電解池的陰極。2.(2018南通海門高三第一次調(diào)研,12)下列說法正確的是()A.常溫下,pH=11的氨水與pH=3的鹽酸等體積混合,所得

55、溶液的pH7B.電解精煉銅時,粗銅做陰極,純銅做陽極C.銅的化學性質(zhì)比鐵穩(wěn)定,在鐵閘門上安裝銅塊可減慢鐵閘門的腐蝕速率D.氫氧燃料電池正極消耗5.6 L氣體時,電路中通過的電子數(shù)為6.021023個答案答案 AB項,電解精煉銅時,粗銅做陽極,純銅做陰極,故錯誤;C項,在鐵閘門上安裝銅塊,鐵做負極,銅做正極,會加快鐵閘門的腐蝕速率,故錯誤;D項,未指明在標準狀況下,正極消耗的5.6 L O2不一定為0.25 mol,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不一定為6.021023,故錯誤。易錯警示易錯警示 只有在標準狀況下,才能使用V氣體=n氣體22.4 Lmol-1,未注明標準狀況時,22.4 L氣體不一定為1 mol

56、。3.(2018十套模擬之海安卷,8)煤的液化可以合成甲醇。“氧化”:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) H1=+90.1 kJmol-1催化液化:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H2=-49.0 kJmol-1催化液化:CO2(g)+2H2(g)CH3OH(g)+O2(g) H3=a kJmol-1下列有關(guān)說法不正確的是()A.催化液化中使用催化劑,反應(yīng)的活化能減小、H2不變B.反應(yīng)C(s)+H2O(g)+H2(g)CH3OH(g) H=+41.1 kJmol-1C.H20)來消除CO的污染。請你判斷上述反應(yīng)是否能自發(fā)進行,并說明理由: 。答案答案(

57、3)CO2+2e-+H2OCO+2OH-2 mol不能,因為該反應(yīng)的H0,S0解析解析(3)CO2轉(zhuǎn)化為CO,碳元素的化合價由+4價降低到+2價,NaOH溶液為電解質(zhì)溶液,故電極反應(yīng)式為CO2+2e-+H2OCO+2OH-;生成的CO做電池燃料,即2CO+O22CO2,碳元素的化合價由+2價升高到+4價,故1 mol CO參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2 mol。反應(yīng)2CO(g)2C(s)+O2(g)的S0,G=H-TS0,該反應(yīng)不能自發(fā)進行。易錯警示易錯警示書寫電極反應(yīng)式時,應(yīng)注意原子守恒和電荷守恒。16.2017南通啟東中學高三下期初,20(3)(6分)2016年11月4日是巴黎協(xié)定氣候協(xié)

58、議生效的日期,其宗旨是提高綠色低碳轉(zhuǎn)型的競爭力、抵御氣候變化,人們需要用不同的方法將CO2進行轉(zhuǎn)化利用。(3)在強酸性的電解質(zhì)水溶液中,以惰性材料為電極,電解CO2可得到多種燃料,其原理如圖所示。該工藝中能量轉(zhuǎn)化方式主要有 ;電解時,生成丙烯的電極反應(yīng)式為 。答案答案(3)太陽能轉(zhuǎn)化為電能,電能轉(zhuǎn)化為化學能3CO2+18H+18e-C3H6(丙烯)+6H2O解析解析(3)太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,以太陽能電池為電源進行電解時將電能轉(zhuǎn)化為化學能。C3H6中C元素平均價態(tài)為-2價,3 mol CO2轉(zhuǎn)化為1 mol C3H6,得到e-的物質(zhì)的量為3 mol4-(-2)=18 mol,電

59、解質(zhì)溶液呈強酸性,需在方程式左側(cè)補H+,結(jié)合電荷守恒,可知電極反應(yīng)式為3CO2+18H+18e-C3H6(丙烯)+6H2O。解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵書寫生成丙烯的電極反應(yīng)式要抓住以下幾點:根據(jù)圖像判斷出反應(yīng)物和生成物。根據(jù)價態(tài)改變判斷物質(zhì)是得電子還是失電子。根據(jù)電解質(zhì)環(huán)境判斷是添加H+還是OH-來使電荷守恒。17.2017南通二模,20(2)(6分)SO2和氮氧化物的轉(zhuǎn)化和綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護環(huán)境。(2)20世紀80年代Townley首次提出利用電化學膜脫除煙氣中SO2的技術(shù):將煙氣預(yù)氧化使SO2轉(zhuǎn)化為SO3,再將預(yù)氧化后的煙氣利用如圖所示原理凈化利用。陰極反應(yīng)式為 。若電解過程中轉(zhuǎn)

60、移1 mol電子,所得“掃出氣”用水吸收最多可制得溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為70%的硫酸 g。答案答案(2)2SO3+O2+4e-2S7024O解析解析(2)由題圖信息可得,陰極進入的是預(yù)氧化后的煙氣和O2,得電子后轉(zhuǎn)化為S,則陰極反應(yīng)式為:2SO3+O2+4e-2S。設(shè)可制得溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為70%的H2SO4 x g。2e-SH2SO42 mol1 mol1 mol =,x=70。24O24O24Og70%98 g / molx 21170%98x解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵預(yù)氧化后煙氣的主要成分為SO3,在審題時要細心。因此在陰極參與反應(yīng)的是O2和SO3,O2得電子并與SO3結(jié)合形成S。24O18.2017鹽城中學

61、檢測,20(4)(6分)利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。(4)利用太陽光分解水制氫是未來解決能源危機的理想方法之一。某研究小組設(shè)計了如圖所示的循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)光分解水制氫。反應(yīng)過程中所需的電能由太陽能光電池提供,反應(yīng)體系中I2和Fe3+等可循環(huán)使用。電解池A中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式: ;電解池B中陽極的電極反應(yīng)式: 。若電解池A中生成1.12 L H2(標準狀況),則電解池B中生成Fe2+的物質(zhì)的量為 。答案答案(4)2H+2I-H2+I24OH-4e-O2+2H2O或2H2O-4e-O2+4H+0.1 mol解析解析根據(jù)外接電源的正、負極,可判斷出電解池A的左側(cè)

62、為陰極、右側(cè)為陽極,對于電解池A,陰極:2H+2e-H2,陽極:2I-2e-I2;電解池B左側(cè)為陰極,右側(cè)為陽極,陰極:Fe3+e-Fe2+,陽極:2H2O-4e-O2+4H+或4OH-4e-O2+2H2O。根據(jù)得失電子守恒有H22e-2Fe2+,當有標準狀況下1.12 L H2(0.05 mol)生成時,有0.05 mol2=0.1 mol Fe2+生成。解題技巧解題技巧對于串聯(lián)的電解池,判斷陰、陽極是一個易錯點。如果已知外接電源的正、負極,在研究其中某一個電解池時,可將其余的電解池均看作導(dǎo)線。19.2017南通如皋中學檢測,20(1)(2)(6分)用鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(N)已成為

63、環(huán)境修復(fù)研究的熱點之一。(1)Fe去除水體中N的反應(yīng)原理如圖所示。負極的電極反應(yīng)式是 ;(2)用鐵(Fe)作為電極電解NaOH濃溶液可制取多功能凈水劑Na2FeO4,同時有氣泡產(chǎn)生,其工作原理如圖所示。3O3O鐵(Fe)電極發(fā)生的電極反應(yīng)式是 。研究發(fā)現(xiàn),鐵電極在某一電壓范圍內(nèi)會“鈍化”(表面生成Fe2O3膜),原因是在該電壓范圍內(nèi)鐵電極上發(fā)生了 (寫電極反應(yīng)式),氧氣將鐵氧化成Fe2O3。答案答案(1)3Fe+4H2O-8e-Fe3O4+8H+(2)Fe+8OH-6e-Fe+4H2O4OH-4e-O2+2H2O24O解析解析(1)負極發(fā)生氧化反應(yīng),由圖可知,是FeFe3O4,再根據(jù)電荷守恒、

64、得失電子守恒即得負極電極反應(yīng)式:3Fe-8e-+4H2OFe3O4+8H+。(2)根據(jù)題給信息,FeFe,再結(jié)合反應(yīng)環(huán)境,易寫出Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O。根據(jù)題給信息,可知鐵電極上先生成了O2,O2再將Fe氧化成Fe2O3,所以電極反應(yīng)式為4OH-4e-O2+2H2O。24O24O考點分析考點分析本題考查原電池、電解池中電極反應(yīng)式的書寫,首先根據(jù)圖中信息判斷“正、負極”和“陰、陽極”,其次,書寫時要注意原子守恒和電荷守恒。易錯警示易錯警示正確區(qū)分原電池與電解池的電極反應(yīng)。20.2016南通二模,18(1)(6分)用電解法處理含氮氧化物廢氣,可回收硝酸,具有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

65、實驗室模擬電解法吸收NOx的裝置如圖所示(圖中電極均為石墨電極)。(1)若用NO2氣體進行模擬電解法吸收實驗。寫出電解時NO2發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式: 。若有標準狀況下2.24 L NO2被吸收,則通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的H+為 mol。答案答案(1)NO2-e-+H2ON+2H+0.13O解析解析(1)寫電極反應(yīng)式時,抓住反應(yīng)實質(zhì),反應(yīng)物為NO2,生成物為N,即NO2N,再根據(jù)反應(yīng)后溶液的環(huán)境判斷,溶液中有H+,結(jié)合電荷守恒和原子守恒可得電極反應(yīng)式為NO2-e-+H2ON+2H+。3O3O3O考點分析考點分析 電鍍、電解精煉、廢水和廢氣的處理等電解原理在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用是高考中電化學的熱點問題,應(yīng)高度重視。解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵 由左室中產(chǎn)生H2,可知左室為陰極室,則右室為陽極室,NO2失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。