（江蘇專用版）2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題八 化學(xué)能與電能課件.ppt

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1、專題八 化學(xué)能與電能,高考化學(xué) (江蘇省專用),考點一原電池原理及其應(yīng)用 A組自主命題江蘇卷題組 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-2H2O C.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,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(fù)極,H2參與的電極反應(yīng)為H2-2e-+CH2O+CO2;

2、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。,規(guī)律總結(jié)原電池中,陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極。,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)式為。 (2)在相同條件下,測量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu

3、2+和Pb2+的去除率,結(jié)果如下圖所示。,當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是。 當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時,隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是 。,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?jǐn)?shù)增加,鐵炭混合物中微電池數(shù)目減少(3分),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+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(fù)極

4、,活性炭為正極),當(dāng)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到一定數(shù)值后,隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,活性炭的質(zhì)量分?jǐn)?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。,知識拓展活性炭是一種多孔物質(zhì),有很強(qiáng)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組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 1.(2018課標(biāo),11,6分)一種可充電鋰空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時,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

5、極為負(fù)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-)O2,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(fù)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(fù)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

6、。,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(xué)問題時,先判斷出電極,然后根據(jù)工作原理分析。,2.(2015課標(biāo),11,6分,)微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)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(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 C.質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū) D.電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O26CO2+6H2O,答案A根據(jù)微生物電池工作原理示意圖可知:C6H12O6在負(fù)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

7、還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為6O2+24e-+ 24H+12H2O。負(fù)極有CO2生成,A項錯誤;B項,微生物促進(jìn)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(fù)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。,3.(2016課標(biāo),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(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-Mg2+ B.正極反應(yīng)式為Ag++e-Ag C.電池放電時Cl-由正極向負(fù)極遷移 D.負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2OMg(OH)2+H2,答案BMg-AgCl電池中,Mg為負(fù)極,AgCl為正極,故正極反應(yīng)式應(yīng)為AgC

8、l+e-Ag+Cl-,B 項錯誤。,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(fù)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(biāo),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(fù)極反應(yīng)為:Zn+4OH--2e-Zn(OH D.放電時,電路中通過2 mol電子,消耗氧氣22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),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(OH

9、2Zn+ 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(fù)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。,,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(fù)極反應(yīng)式為Li-e- Li+,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.02 mol電子時,負(fù)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L

10、i2S2的量越來越少,D錯誤。,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(fù)極,再結(jié)合電解質(zhì)的性質(zhì)書寫電極反應(yīng)式。,C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+2H

11、2O+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-。,易錯警示原電池的兩極稱為正極和負(fù)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C該電池中Mg電極為負(fù)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+2e-2O

12、H-,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(fù)極移動,D項錯誤。,方法歸納原電池正、負(fù)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(fù)極;若兩電極分別為金屬和非金屬材料,則金屬材料作負(fù)極。在原電池工作時,被不斷消耗的電極一般為負(fù)極。電子流出的電極為負(fù)極,陰離子移向的電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為負(fù)極。對于燃料電池,非O2通入的電極一般為負(fù)極。,考點分析江蘇高考以“電化學(xué)”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,11,4分,)下圖是一種

13、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(fù)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(xué)能與電能間的完全轉(zhuǎn)化,答案CA項,系統(tǒng)中存在光能電能、電能化學(xué)能、化學(xué)能電能、電能機(jī)械能等多種形式的能量轉(zhuǎn)化;B項,Y中負(fù)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(xué)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結(jié)構(gòu)示意圖

14、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(fù)極反應(yīng)為:C6H12O6+6H2O-24e-6CO2+24H+ C.放電過程中,H+從正極區(qū)向負(fù)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(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體 L,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(biāo)準(zhǔn)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(),答案B氫燃料電池中,負(fù)極上H2放電,正極上O2放電,A、C、D中均不存在O2放電,故

15、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(fù)極和正極移動,保持溶液中電荷平衡,答案C題中所述鋅銅原電池中,Zn為負(fù)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+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

16、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+2nH2O 4M(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(kuò)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+4ne-4M(OH)n,D.在Mg-空氣電池中,

17、為防止負(fù)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(kuò)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(fù)極的電極反應(yīng)式為Mg-2e-Mg2+,為防止負(fù)極區(qū)沉積 Mg(OH)2,可采用陽離子交換膜阻止OH-進(jìn)入負(fù)極區(qū)。 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。,考點二電解原理及其應(yīng)用 A組自主命題江蘇卷題組

18、 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(xué)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(4)4C+2H2O-4e-4HC+O2H2 (5)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜,解析本題考查了以鋁土礦

19、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(xué)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(jìn)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)。,2.2014江蘇單科,20(1),5分,0.30硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法

20、。 (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(jìn)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 。,答案(5分)(1)2H2O+2e-H2+2OH- +2H+(n-1)S+H2S,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+H2S。,命題歸納化工流程題中一般會涉及陌生方程式的書

21、寫,要求學(xué)生閱讀、分析、理解、運用題中的信息,才能準(zhǔn)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)。,方法歸納陌生方程式書寫的關(guān)鍵點是準(zhǔn)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組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 1.(2018課標(biāo),13,6分)最近我國科學(xué)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

22、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+H2O B.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2S CO+H2O+S C.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+

23、的轉(zhuǎn)化循環(huán)進(jìn)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(fù)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(biāo),12,6分)我國科學(xué)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(jī)溶劑作為電解液,鈉和負(fù)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

24、。下列說法錯誤的是() A.放電時,Cl向負(fù)極移動 B.充電時釋放CO2,放電時吸收CO2 C.放電時,正極反應(yīng)為:3CO2+4e-2C+C D.充電時,正極反應(yīng)為:Na++e-Na,答案D本題考查二次電池的工作原理。放電時,負(fù)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(fù)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。,規(guī)律總結(jié)二次電池充、放電的電極判斷 二次電池充電時,“正接正、負(fù)接負(fù)”;放電時的正極為充電時的陽極;放電時的負(fù)極為充電時的陰極。,答案C本題考查外加電流的陰極保護(hù)法。

25、將被保護(hù)的金屬(鋼管樁)與電源的負(fù)極相連,防止鋼管樁被腐蝕,外加保護(hù)電流可以抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流,故其表面腐蝕電流接近于零,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(jìn)行調(diào)整,D項正確。,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

26、)。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(biāo),11,6分)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、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-Al D.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動,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

27、確。,知識拓展關(guān)于電解原理的“不尋常”應(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(hù)法。,2.電解原理在“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(fù)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

28、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(fù)極發(fā)生反應(yīng):MH+OH--e-M+H2O,NiOOH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 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(jìn)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(biāo),12,6分,)2013年3月我國科學(xué)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

29、() A.a為電池的正極 B.電池充電反應(yīng)為LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLi C.放電時,a極鋰的化合價發(fā)生變化 D.放電時,溶液中Li+從b向a遷移,答案C由圖可知,b極(Li電極)為負(fù)極,a極為正極,放電時,Li+從負(fù)極(b)向正極(a)遷移,A項、D項正確;該電池放電時,負(fù)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。,答案B負(fù)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,

30、正極區(qū)OH-放電,溶液酸性增強(qiáng),pH減小;C項,負(fù) 極反應(yīng)為4H++4e-2H2,溶液pH增大;D項,當(dāng)電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.25 mol O2生成。,思路梳理1.通電前:電解質(zhì)溶液中含有哪些陰、陽離子(包括由水電離出的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(biāo),27(3),4分焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在

31、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。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水,可得到Na2S2O5。,答案(3)2H2O-4e- O2+4H+a,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。,,9.(2015北京理綜,27,14分,)研究CO2在海洋中的轉(zhuǎn)移和歸

32、宿,是當(dāng)今海洋科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。 (1)溶于海水的CO2主要以4種無機(jī)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:。 同位素示蹤法證實光合作用釋放出的O2只來自于H2O。用18O標(biāo)記物質(zhì)的光合作用的化學(xué)方程式如下,將其補(bǔ)充完整:,+(CH2O)x+x18O2+xH2O (3)海水中溶解無機(jī)碳占海水總碳的95%以上,其準(zhǔn)確測量是研究海洋碳循環(huán)的基礎(chǔ)。測量溶解無機(jī)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(bǔ)充完整并標(biāo)出所

33、用試劑。 滴定。將吸收液吸收的無機(jī)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(jī)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(14分)(1)CO2+H2OH2CO3、H2CO3H++HC (2)2HC+Ca2+CaCO3+CO2+H2O xCO22xO (3) (4)a室:2H2O-4e-4H++O2,H+通過陽離子膜進(jìn)入b室,發(fā)生反應(yīng):H++HCCO2+H2O c室的反

34、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pH,解析(3)向盛有海水的裝置中通入N2應(yīng)長進(jìn)短出,酸化海水應(yīng)用難揮發(fā)的H2SO4。 由NaHCO3+HClNaCl+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(jìn)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 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

35、寫、物質(zhì) 的分離與提取、電化學(xué)、化學(xué)計算等,綜合性較強(qiáng),有難度但不失基礎(chǔ)。,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(fù)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質(zhì)的量之比為21,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:6Ni

36、OOH+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,答案A鎳氫電池放電時負(fù)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;

37、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。,,3.(2014廣東理綜,11,4分)某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)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A由圖示可分析出該圖中為原電池的負(fù)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

38、.(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,

39、)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(xué)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)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(biāo)準(zhǔn)狀況),則鈷氧化物的化學(xué)式為。,答案(1)LiOH2Cl

40、--2e-Cl2B (2)2Co(OH)3+S+4H+2Co2++S+5H2O或Co(OH)3+3H+Co3++3H2O,2Co3++S+H2 O2Co2++S+2H++3Co3O4,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(xué)式為CoxOy,由 xCoC2O4+O2CoxOy+2xCO2 (59x+16y) g 2x22.4 L

41、 2.41 g 1.344 L 則=,解得xy=34,則鈷氧化物的化學(xué)式為Co3O4。,6.2014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(bǔ)充物質(zhì)A。A是,說明理由:。,答案(4)NH3根據(jù)反應(yīng):8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,電解產(chǎn)生的HNO3多,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(dāng)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

42、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(bǔ)充NH3。,7.(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?？紤]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,,分離后含鉻元素的粒子是;陰極室生成的物質(zhì)為(寫化學(xué)式)。,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Cr2 NaOH和H2,解析(4)依據(jù)

43、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(qiáng),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。,易錯易混在電化學(xué)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:

44、CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H=206.2 kJmol-1 CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H=247.4 kJmol-1 2H2S(g)2H2(g)+S2(g)H=169.8 kJmol-1 (1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(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(xué)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(jìn)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(xué)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

45、的體積分?jǐn)?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,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?jǐn)?shù)為0.077)。Mg2Cu與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為。,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) (

46、3)H、O(或氫原子、氧原子) (4)CO(NH2)2+8OH--6e-C+N2+6H2O (5)2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2,解析(1)將題給3個熱化學(xué)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 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

47、物只能是鎂的氫化物,再根據(jù)氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可確定其化學(xué)式。,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,故錯誤。,,2.(2018海安中學(xué)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2 A.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12 C

48、.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DA項,收集NH3時導(dǎo)管應(yīng)短進(jìn)長出,圖1中為長進(jìn)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%的Ca(HCO3)2溶液,故錯誤。,,3.(2018南通如皋中學(xué)高三上階段練習(xí),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(jìn)行,則其HKsp(CuS) D.實驗測得

49、NaHSO3溶液的pH<7,說明H2SO3是強(qiáng)酸,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(fù)極,會導(dǎo)致鋁線更快被氧化,故錯誤;D項,NaHSO3溶液的pH<7,說明HS的電離程度大于其水解程度, H2SO3是弱酸,故錯誤。,,答案ABA項,根據(jù)總反應(yīng)可判斷金屬M為負(fù)極,O2參與正極反應(yīng),且電解質(zhì)呈堿性,故正確;B項,若為Mg-空氣電池,則負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-+2OH-Mg(OH)2,n(Mg)n(e-)=12,故正確; C項,原電池的電解質(zhì)溶液中,陰離子應(yīng)向負(fù)極移動,故錯誤;D項,根據(jù)“理論比能量”的概念,Na的“理論比能量”與Al的“理論比能量”之比為=,

50、所以Al-空氣電池的“理論比 能量”高,故錯誤。,5.(2016泰州一模,10)一種用于驅(qū)動潛艇的液氨液氧燃料電池原理示意圖如下,下列有關(guān)該電池的說法正確的是() A.該電池工作時,每消耗22.4 L NH3轉(zhuǎn)移3 mol電子 B.電子由電極A經(jīng)外電路流向電極B C.電池工作時,OH-向電極B移動 D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+4H++4e-2H2O,答案B液氨液氧燃料電池的總反應(yīng)為:4NH3+3O22N2+6H2O,負(fù)極:2NH3+6OH--6e- N2+6H2O,正極:O2+2H2O+4e-4OH-。A項,沒有說明標(biāo)準(zhǔn)狀況下,無法計算,故錯誤;B項, 電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極,故正

51、確;C項,陰離子向負(fù)極移動,即OH-向電極A移動,故錯誤;D項,由題圖可知該電池中為堿性環(huán)境,電極B發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-4OH-,故錯誤。,,考點二電解原理及其應(yīng)用 6.2018蘇錫常鎮(zhèn)四市高三調(diào)研(一),16(4)(6)以菱錳礦(主要成分為MnCO3,還含有FeCO3、CaCO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgCO3等雜質(zhì))為原料制備二氧化錳的工藝流程如下: 已知草酸鈣、草酸鎂不溶于水。 (4)“除雜”時,除去的金屬離子有。 (5)“電解”原理如圖所示,陽極的電極反應(yīng)式為。,(6)該流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有。,7.2018揚州寶應(yīng)中學(xué)第一次月考,17(3)碳酸氫

52、鈉廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、實驗和日常生活中。某課外小組同學(xué)通過查閱資料對碳酸氫鈉的性質(zhì)和制法進(jìn)行了一系列實驗,請你參與探究。 (3)電解Na2CO3溶液制NaHCO3的原理如圖所示。 電解初期,電解池中總反應(yīng)方程式為。 若電解過程中透過陽離子交換膜的Na+為0.4 mol,則陽極收集到O2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。,答案(3)4Na2CO3+6H2O4NaHCO3+4NaOH+O2+2H2 2.24 L,解析由題圖可知,陽極產(chǎn)生O2,陰極應(yīng)產(chǎn)生H2,Na2CO3溶液變?yōu)镹aHCO3溶液,故電解初期總反應(yīng)方程式為4Na2CO3+6H2O4NaHCO3+O2+2H2+4NaOH。若電解過程中透過陽離 子交換膜的Na

53、+為0.4 mol,說明電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為0.4 mol,產(chǎn)生的O2為0.1 mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為2.24 L。,8.2017泰州姜堰中學(xué)高三上期中,20(3)(3)某小組運用工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的原理,用如圖所示裝置電解K2SO4溶液。 該電解槽的陽極反應(yīng)式為,通過陰離子交換膜的離子數(shù)(填“”“<”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(3)4OH--4e-2H2O+O2或2H2O-4e-O2+4H+

54、以寫成2 H2O-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12,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b

55、 圖1 步驟生成1 mol N2時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為。按圖1反應(yīng)機(jī)理,完全消耗2 mol NH3,時,脫除的NO、NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的總體積為。 .用間接電化學(xué)法除去NO的原理如圖2所示。電解池的陰極室中,溶液的pH在47之間,則陰極的電極反應(yīng)式為。吸收池中除去NO的離子方程式為。 圖2,答案.3 mol44.8 L .2HS+2e-+2H+S2+2H2O 2NO+2S2+2H2ON2+4HS,解析(H4)(HO2)+N2,轉(zhuǎn)移3 mol電子時可生成1 mol N2;依據(jù)圖1可知,反應(yīng)物為NH3、 NO2、NO,生成物為N2和H2O,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為

56、2NH3+NO2+NO2N2+3H2O,消耗 2 mol NH3時,脫除的NO2和NO共為2 mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為44.8 L。據(jù)圖2可知,HS在陰 極轉(zhuǎn)化為S2,溶液呈酸性,故電極反應(yīng)式為2HS+2e-+2H+S2+2H2O;吸收池中NO和 S2反應(yīng)生成N2和HS,離子方程式為2NO+2S2+2H2ON2+4HS。,10.2016連云港高三上期中調(diào)研,20(3)(3)垃圾滲濾液中含有大量的氨氮物質(zhì)(用NH3表示)和氯化物,把垃圾滲濾液加入如圖所示的電解池(電極為惰性材料)中進(jìn)行電解除去NH3,凈化污水。該凈化過程分兩步:第一步電解產(chǎn)生氧化劑,第二步氧化劑氧化氨氮物質(zhì)生成N2。 寫出電

57、解時A電極的電極反應(yīng)式: 。 寫出第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。,答案2Cl--2e-Cl23Cl2+2NH3N2+6HCl,解析根據(jù)題圖,可知A電極是電解池的陽極,該電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),可以得到氧化劑,再根據(jù)離子的放電順序:氯離子優(yōu)先于氫氧根離子,可知A電極的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-Cl2。第二步氧化劑氯氣氧化氨氣生成N2,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cl2+2NH3 N2+6HCl。,B組20162018年高考模擬綜合題組 (時間：45分鐘 分值：100分) 一、選擇題(每題4分,共40分) 1.(2018蘇南蘇北七市三模聯(lián)考,12)下列有關(guān)說法正

58、確的是() A.一定條件下反應(yīng)2SO2+O22SO3達(dá)到平衡時,v(O2)正=2v(SO3)逆 B.用下圖所示方法可保護(hù)鋼閘門不被腐蝕 C.常溫下,向NH4Cl溶液中加入少量NaOH固體,溶液中的值增大 D.常溫下,pH=2的鹽酸與pH=12的Ba(OH)2溶液等體積混合,兩者恰好完全反應(yīng),答案CDA項,達(dá)平衡時,應(yīng)存在v(O2)正=v(SO3)逆,故錯誤;B項,根據(jù)題圖可知,鋼閘門與電源 的正極相連,容易失電子而被腐蝕,故錯誤。,知識拓展金屬腐蝕的快慢順序為:電解池的陽極原電池的負(fù)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

59、下,pH=11的氨水與pH=3的鹽酸等體積混合,所得溶液的pH7 B.電解精煉銅時,粗銅做陰極,純銅做陽極 C.銅的化學(xué)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)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。,易錯警示只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,才能使用V氣體=n氣體22.4 Lmol-1,未注

60、明標(biāo)準(zhǔn)狀況時,22.4 L氣體不一定為1 mol。,,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-1 C.H2

61、燃料電池的工作原理,負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+6OH-CO2+5H2O,答案DD項,由題圖可知,電解質(zhì)溶液為NaOH溶液,產(chǎn)生的CO2應(yīng)與NaOH反應(yīng)生成C,正 確的電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O,故錯誤。,易錯警示寫燃料電池電極反應(yīng)式時,應(yīng)注意電解質(zhì)溶液的酸堿性,還要注意電解產(chǎn)物與電解質(zhì)能否繼續(xù)反應(yīng)。,4.(2018十套模擬之錫山高中卷,9)下圖是綜合應(yīng)用原電池原理進(jìn)行污水凈化、海水淡化的示意圖。下列說法正確的是() A.附著反硝化細(xì)菌的右側(cè)電極為原電池負(fù)極 B.X為有機(jī)廢水中有機(jī)物被氧化生成的CO2 C.含N的廢水放電后電極附近溶液pH減小 D.海水左側(cè)為

62、陽離子交換膜,右側(cè)為陰離子交換膜,答案BA項,根據(jù)原電池示意圖可知,右側(cè)N濃度高的廢水轉(zhuǎn)化為N濃度低的廢水,且 有N2生成,說明N得電子,發(fā)生還原反應(yīng),故右側(cè)電極為正極,錯誤;C項,正極反應(yīng)式為2N+ 10e-+12H+N2+6H2O,因消耗H+,正極附近溶液pH增大,故錯誤;D項,因為是原電池裝置,海水 中的Cl-移向負(fù)極,Na+移向正極,所以左側(cè)為陰離子交換膜,右側(cè)為陽離子交換膜,故錯誤。,規(guī)律總結(jié)原電池放電時,陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極。電解池中,陰離子移向陽極,陽離子移向陰極。,5.(2018十套模擬之梁豐高中卷,10)科技改變生活,充電寶已逐漸成為人們生活中的必需品。某充電寶工作

63、時的總反應(yīng)式為V2O3+4LiLi4V2O3,下列說法正確的是() A.放電時正極上的電極反應(yīng)式為Li-e-Li+ B.該充電寶的凝膠介質(zhì)可用KOH水溶液代替 C.充電時每生成14 g Li,凝膠介質(zhì)中有2 mol電子通過 D.充電時電池的正極失電子后Li4V2O3會轉(zhuǎn)化為V2O3,答案DA項,根據(jù)總反應(yīng)式可知,放電時,正極上應(yīng)發(fā)生得電子的反應(yīng),Li為負(fù)極,故錯誤;B項,鋰為活潑金屬,易與H2O反應(yīng),不能用KOH水溶液代替凝膠介質(zhì),故錯誤;C項,電子只能沿導(dǎo)線在外電路移動,不能通過凝膠介質(zhì),故錯誤。,易錯警示不論是原電池還是電解池,都遵循“電子不下水,離子不上岸”規(guī)則,即電子只在外電路中沿導(dǎo)線

64、移動,而離子只在電解質(zhì)溶液中移動。,,6.(2018南京、鹽城、連云港二模,10)鋁空氣燃料電池是一種機(jī)械式可“充電”電池(示意圖如下)。鋁陽極是在高純鋁中添加合金元素制成的,合金元素的加入可減慢陽極自溶腐蝕速率;空氣陰極主要由催化劑和透氣膜組成,催化劑可將電極反應(yīng)生成的H催化分解為O2和 OH-。下列關(guān)于該電池的說法錯誤的是() A.鋁陽極的電極反應(yīng)式:Al-3e-Al3+ B.空氣電極的電極反應(yīng)式:O2+H2O+2e-OH-+H C.陽極自溶腐蝕反應(yīng)為2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2 D.該電池再“充電”可直接更換鋁陽極并補(bǔ)充適量堿液,答案AA項,電解質(zhì)溶液為堿液,Al失

65、電子生成的Al3+與OH-因發(fā)生反應(yīng)而不能大量共存,正確的電極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-Al+2H2O,故錯誤;B項,空氣電極上O2得電子,根據(jù)題干中 信息可知應(yīng)生成H,結(jié)合圖示中堿性環(huán)境,可得電極反應(yīng)式為O2+H2O+2e-OH-+H,故正 確;C項,鋁在堿性環(huán)境中能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng):2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,故正確;D項, 該電池用完后更換鋁陽極并補(bǔ)充適量堿液即可再次正常使用,故正確。,解題關(guān)鍵在書寫電極反應(yīng)式時,要注意電極反應(yīng)產(chǎn)生的離子與電解質(zhì)溶液中的離子能否大量共存,不能大量共存的要將后續(xù)反應(yīng)也寫入電極反應(yīng)中。,知識拓展二次電池充、放電時電極反應(yīng)類型 放電時負(fù)

66、極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)。 充電時“正”接“正”,“負(fù)”接“負(fù)”。放電時的正極反應(yīng)是充電時的陽極的逆反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),陽極發(fā)生氧化反應(yīng)。同樣放電時的負(fù)極反應(yīng)是充電時的陰極反應(yīng)的逆反應(yīng),負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。,答案BA項,放電時,鈉箔為電池的負(fù)極,充電時,該極為電解池的陰極,應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連,故正確;B項,Na的熔點低于100 ,此電池的工作溫度須低于鈉的熔點,否則Na電極會熔化,影響反應(yīng)正常進(jìn)行,故錯誤;C項,放電時,根據(jù)“陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極”的規(guī)律可知Na+向正極移動,故正確;D項,由圖示可知正極反應(yīng)式為3CO2+4e-+4Na+2Na2CO3+C(在 該題的溶液中Na2CO3難電離,故電極反應(yīng)式不可以寫成3CO2+4e-2C+C),故正確。,易錯警示電池充電時,原電池的負(fù)極作為充電時電解池的陰極,接充電電源的負(fù)極;原電池的正極作為充電時電解池的陽極,接充電電源的正極。,規(guī)律總結(jié)離子移動方向:原電池放電時,陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極;原電池充電時,陽離子移向陰極,陰離子移向陽極。,8.(2017蘇錫常鎮(zhèn)調(diào)研,10)“碳呼吸電池”是一種