高考大二輪專題復習沖刺化學經(jīng)典版學案：專題重點突破 專題九 電化學基礎(chǔ) Word版含解析

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1、 專題九 電化學基礎(chǔ) 主干知識梳理 1.原電池工作原理示意圖 (1)無論是裝置Ⅰ還是裝置Ⅱ，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。 (2)在裝置Ⅰ中，由于不可避免會直接發(fā)生Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋而使化學能轉(zhuǎn)化為熱能，所以裝置Ⅱ的能量轉(zhuǎn)化率高。 2．電解池工作原理示意圖 (1)與電源正極相連的為陽極；與電源負極相連的為陰極。 (2)電解液中陽離子移向陰極；陰離子移向陽極。 (3)離子在兩極上的放電順序 ①陽離子在陰極上的放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋。 ②陰離子在陽極上的放電順序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－。 3．金屬腐蝕與防

2、護的方法 (1)化學腐蝕與電化學腐蝕的比較 (2)鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較 (3)金屬電化學保護的兩種方法 4．燃料電池電極反應(yīng)式書寫類型 燃料電池的考查重點在不同條件下的電解質(zhì)溶液中正極反應(yīng)式的書寫。具體類型如下： 在正確寫出正極反應(yīng)式的前提下，利用負極失電子的原理或依據(jù)“負極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－正極反應(yīng)式”的方法，正確寫出負極反應(yīng)式。 實例分析：酸性介質(zhì)(H2SO4)下的甲醇-O2燃料電池 CH3OH在負極上失去電子，在酸性條件下生成CO2氣體，O2在正極上得到電子，在H＋作用下生成水。 正極反應(yīng)式：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O；

3、 負極反應(yīng)式：2CH3OH－12e－＋2H2O===2CO2↑＋12H＋。 考點1　原電池工作原理及應(yīng)用 例1　(2019·全國卷Ⅰ)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2＋/MV＋在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯誤的是(　　) A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能 B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋ C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3 D．電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動 [批注點撥]　 [解析]　該反應(yīng)中，可產(chǎn)生電流，反應(yīng)條件比較

4、溫和，沒有高溫高壓條件，A正確；該生物燃料電池中，左端電極反應(yīng)式為MV＋－e－===MV2＋，則左端電極是負極，應(yīng)為負極區(qū)，在氫化酶作用下，發(fā)生反應(yīng)H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋，B錯誤；右端電極反應(yīng)式為MV2＋＋e－===MV＋，是正極，在正極區(qū)發(fā)生反應(yīng)：N2＋6MV＋＋6H＋===2NH3＋6MV2＋，即N2得到電子生成NH3發(fā)生還原反應(yīng)，質(zhì)子(H＋)通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動，C、D正確。 [答案]　B 1．原電池的構(gòu)成條件 (1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。 (2)二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。

5、 (3)三看是否形成閉合回路，形成閉合回路需三個條件：①電解質(zhì)溶液；②兩電極直接或間接接觸；③兩電極插入電解質(zhì)溶液中。 2．判斷原電池正、負極的五種方法 3．原電池電極反應(yīng)式的書寫方法 (1)一般電極反應(yīng)式的書寫 (2)復雜電極反應(yīng)式的書寫 (2019·華大新高考聯(lián)盟高三教學質(zhì)量測評)“鋅＋碘”新型安全動力電池有望取代目前廣泛使用的“鉛蓄電池”“鋰電池”等，已知該電池的工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是(　　) A．該電池安全性高，且對環(huán)境友好 B．正極反應(yīng)式為I＋2e－===3I－，電極a附近顯紅色 C．電子的移動方向為“Zn→電極a→電極b→石

6、墨氈” D．“回流通道”可以減緩電池兩室的壓差，避免電池受損 答案　C 解析　該電池對環(huán)境友好，且避免使用易燃的有機電解液，更加安全，故A正確；正極發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為I＋2e－===3I－，石墨電極a為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，顯堿性，遇到酚酞顯紅色，故B正確；電子不能通過溶液，即電子移動的方向為“Zn→電極a，電極b→石墨氈”，故C錯誤；該新型電池充放電過程，會導致電池內(nèi)離子交換膜的兩邊產(chǎn)生壓差，所以“回流通道”的作用是減緩電池兩室的壓差，避免電池受損，故D正確。 2．(2019·A10聯(lián)考段考)硫化氫的回收既解決了環(huán)境污染問題，也可變廢為寶。其反

7、應(yīng)原理為：2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－632 kJ·mol－1。在酸性固體電解質(zhì)環(huán)境下，硫化氫的處理原理圖如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．負載中電流自上而下流動 B．電極a的電極反應(yīng)式為2H2S－4e－===S2＋4H＋ C．電子由電極a經(jīng)質(zhì)子固體電解質(zhì)膜流向電極b D．1 mol H2S氣體完全反應(yīng)得到固體S2和水蒸氣放熱316 kJ 答案　B 解析　通H2S的一極電極a為負極，通氧氣的一極電極b為正極，故電流從正極流出，故負載中電流的流向應(yīng)該為自下而上流動，A錯誤；負極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2S－4e－===S2＋4H

8、＋，B正確；電子只能在電極和導線中流動，不能進入固體電解質(zhì)，C錯誤；反應(yīng)中水的狀態(tài)是液態(tài)水，不是水蒸氣，D錯誤。 考點2　電解池工作原理及應(yīng)用 例2　(2019·全國卷Ⅲ)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案，主要包括電化學過程和化學過程，如下圖所示： 負極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有________________________(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子，需消耗氧氣________L(標準狀況)。 [批注點撥]　 [解析]　由題圖中H＋的移動方向知，左端的電極反應(yīng)為Fe3＋＋e－===Fe2＋，應(yīng)為陰極，接電源負

9、極，右端的電極反應(yīng)為2HCl－2e－===Cl2＋2H＋，應(yīng)為陽極，接電源正極，負極產(chǎn)生的Fe2＋進一步被O2氧化生成Fe3＋，則4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O；由此可知，每消耗1 mol O2，需轉(zhuǎn)移4 mol電子，則轉(zhuǎn)移1 mol電子時，應(yīng)消耗 mol O2，標準狀況下， mol O2的體積為 mol×22.4 L/mol＝5.6 L。 [答案]　Fe3＋＋e－===Fe2＋，4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　5.6 　 1．陰、陽極的判斷方法 (1)根據(jù)外接電源：與正極相連的為陽極，與負極相連的為陰極。 (2)根據(jù)電流方向：從陰極流出，從陽

10、極流入。 (3)根據(jù)電子流向：從陽極流出，從陰極流入。 (4)根據(jù)離子流向：陰離子移向陽極，陽離子移向陰極。 (5)根據(jù)電極產(chǎn)物：①陽極：電極溶解、逸出O2(或極區(qū)變酸性)或Cl2；②陰極：析出金屬、逸出H2(或極區(qū)變堿性)。 2．電解池電極反應(yīng)式的書寫方法 特別說明：通常電極反應(yīng)可以根據(jù)陽極材料和電解質(zhì)溶液性質(zhì)判斷。但在高考題中往往需要結(jié)合題給信息進行判斷。 3．電化學計算的基本方法 原電池和電解池的計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液的pH計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計算等，通常有下列幾種方法： 3．用如圖所示裝置除去含CN－、Cl

11、－廢水中的CN－時，控制溶液pH為9～10，陽極產(chǎn)生的ClO－將CN－氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是(　　) A．用石墨作陽極，鐵作陰極 B．陽極的電極反應(yīng)式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O C．陰極的電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．除去CN－的反應(yīng)：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O 答案　D 解析　石墨作陽極，為惰性電極，由溶液中的Cl－放電，電極反應(yīng)式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O，鐵作陰極，在堿性環(huán)境下發(fā)生2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A、B、C正確；p

12、H為9～10的堿性溶液不可能是H＋參加反應(yīng)，離子反應(yīng)應(yīng)為2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，D錯誤。 4．(2019·湖南茶陵三中高三月考)雙極膜(BP)是陰、陽復合膜，在直流電的作用下，陰、陽膜復合層間的H2O解離成H＋和OH－，作為H＋和OH－離子源。利用雙極膜電滲析法電解食鹽水可獲得淡水、NaOH和HCl，其工作原理如下圖所示，M、N為離子交換膜。下列說法錯誤的是(　　) A．陰極室發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑ B．M為陽離子交換膜，N為陰離子交換膜 C．若去掉雙極膜(BP)，陽極室會有Cl2生成 D．電路中每轉(zhuǎn)移1 mol電

13、子，兩極共得到0.5 mol氣體 答案　D 解析　電解池陰極處，是水解離成的H＋得到電子被還原，則在陰極處發(fā)生的反應(yīng)為：2H＋＋2e－===H2↑，故A正確；電解時，溶液中的陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，因此M為陽離子交換膜，N為陰離了交換膜，故B正確；電解時，溶液中的Cl－向陽極移動，若去掉雙極膜(BP)，則Cl－會在陽極失去電子，生成Cl2，故C正確；由于有雙極膜(BP)的存在，在直流電的作用下，陰、陽膜復合層間的H2O解離成H＋和OH－，因此陰極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，陽極反應(yīng)為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，當電路中通過1 mol電子時，陰極得到0.5 mo

14、l H2，陽極得到0.25 mol O2，兩極一共得到氣體為0.5 mol＋0.25 mol＝0.75 mol，故D錯誤。 考點3　二次電源的分析 例3　(2018·全國卷Ⅲ)為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D-Zn)可以高效沉積ZnO的特點，設(shè)計了采用強堿性電解質(zhì)的3D-Zn—NiOOH二次電池，結(jié)構(gòu)如圖所示。電池反應(yīng)為Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l)ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)。 下列說法錯誤的是(　　) A．三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高 B．充電時陽極反應(yīng)為Ni

15、(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l) C．放電時負極反應(yīng)為Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l) D．放電過程中OH－通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū) [批注點撥]　 [解析]　三維多孔海綿狀Zn為多孔結(jié)構(gòu)，具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高，A正確；二次電池充電時作為電解池，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價升高，陽極反應(yīng)為Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)，B正確；二次電池放電時作為原電池，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價升高，由電池總反應(yīng)可知負極反應(yīng)為Zn(s)＋2O

16、H－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l)，C正確；二次電池放電時作為原電池，陰離子從正極區(qū)向負極區(qū)移動，D錯誤。 [答案]　D 　突破二次電池的五個角度 5．(2019·遼寧五校協(xié)作體高三聯(lián)考)中科院深圳先進技術(shù)研究院成功研發(fā)了一種高效、低成本儲能電池——“鋁－石墨”雙離子電池，電池總反應(yīng)為Al＋xC＋Li＋＋PFAlLi＋CxPF6。下列有關(guān)該電池的說法正確的是(　　) A．放電時，PF向正極移動 B．放電時，負極反應(yīng)為Al－3e－===Al3＋ C．充電時，兩個電極增加的質(zhì)量相等 D．充電時，陽極反應(yīng)為xC＋PF－e－===CxPF6 答案　D 解析　

17、放電時，陰離子PF向負極移動，A錯誤；結(jié)合總反應(yīng)可知，放電時負極AlLi失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為AlLi－e－===Al＋Li＋，B錯誤；充電時陽極反應(yīng)為xC＋PF－e－===CxPF6，D正確；充電時陰極反應(yīng)為Al＋Li＋＋e－===AlLi，兩極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量雖然相等，但增加的質(zhì)量不相等，陽極增加的是PF的質(zhì)量，陰極增加的是Li＋的質(zhì)量，C錯誤。 6．(2019·綿陽市高三第二次診斷性考試)我國科學家成功研制出新型鋁－石墨烯(Cn)可充電電池，電解質(zhì)為陽離子(EMIM＋)與陰離子(AlCl)組成的離子液體，該電池放電過程示意圖如圖。下列說法錯誤的是(　　) A．放電時鋁

18、為負極，發(fā)生氧化反應(yīng) B．放電時正極的反應(yīng)為：Cn＋AlCl－e－===Cn[AlCl4] C．充電時石墨烯與電源的正極相連 D．充電時的總反應(yīng)為：3Cn＋4Al2Cl===Al＋4AlCl＋3Cn[AlCl4] 答案　B 解析　放電時鋁為負極，被氧化生成Al2Cl，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；放電時，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cn[AlCl4]＋e－===Cn＋AlCl，B錯誤；充電時，Cn為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為Cn＋AlCl－e－===Cn[AlCl4]，C正確；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cn＋AlCl－e－===Cn[AlCl4]，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為4Al2

19、Cl＋3e－===Al＋7AlCl，根據(jù)得失電子守恒可得充電時的總反應(yīng)為：3Cn＋4Al2Cl===Al＋4AlCl＋3Cn[AlCl4]，D正確。 考點4　金屬的腐蝕及其防護 例4　(2017·全國卷Ⅰ)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 [批注點撥]　 [解析]　A對：外

20、加強大的電流可以抑制金屬電化學腐蝕產(chǎn)生的電流。B對：被保護的鋼管樁作陰極，高硅鑄鐵作陽極，電解池中外電路電子由陽極流向陰極，即從高硅鑄鐵流向鋼管樁。C錯：高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，其主要作用是傳遞電流，而不是作為損耗陽極。D對：保護電流要抑制金屬電化學腐蝕產(chǎn)生的電流，應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整。 [答案]　C 1．金屬腐蝕快慢的三個規(guī)律 (1)金屬腐蝕類型的差異 電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防護腐蝕措施的腐蝕。 (2)電解質(zhì)溶液的影響 對同一種電解質(zhì)溶液來說，一般電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。 (3)活潑性不同的兩金屬與電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池時，一般活潑

21、性差別越大，負極腐蝕越快。 2．金屬防護方法、原理與效果 防護方法 原理 覆蓋保護層(涂油漆、電鍍等) 將金屬與空氣隔離開 形成合金 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) 外加電流的陰極保護法 使被保護的金屬作電解池的陰極(陽極為惰性電極) 犧牲陽極的陰極保護法(連接更活潑的金屬) 使被保護的金屬作原電池的正極 防護效果：一般情況下，作電解池陰極(外加電流的陰極保護法)＞作原電池正極(犧牲陽極的陰極保護法)＞金屬表面處理(覆蓋保護層) 7．(2019·重慶第一中學高三期中)研究電化學腐蝕及防護的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是(　　) A．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕 B．

22、d為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑ C．d為石墨，鐵片腐蝕加快 D．d為石墨，石墨上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 答案　B 解析　若d為鋅塊，由于金屬活動性：Zn>Fe，Zn為原電池的負極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護，鐵片不易被腐蝕，A正確；d為鋅塊，由于電解質(zhì)溶液為中性環(huán)境，發(fā)生的是吸氧腐蝕，在鐵片上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B錯誤；由于活動性：Fe>石墨，所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負極，失去電子被氧化變?yōu)镕e2＋進入溶液，溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原，比沒有形成原電池時的速率快，C正

23、確；d為石墨，由于是中性電解質(zhì)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正確。 8．利用如圖所示裝置可以模擬鐵的電化學防護，下列有關(guān)說法中錯誤的是(　　) A．若開關(guān)K置于N處，則X不宜用Cu、Ag等作電極 B．若X為鋅且開關(guān)K置于M處，此屬于犧牲陽極的陰極保護法 C．若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于M處 D．在外加電流的陰極保護法中，鐵件必須與電源負極相連 答案　C 解析　若開關(guān)K置于N處，此時構(gòu)成了電解池，若X是銅、銀，則陽極很快被腐蝕，從而導致鐵失去了保護，陽極應(yīng)使用惰性電極，才能達到長期保護的

24、效果，A正確；若X為鋅，開關(guān)K置于M處，Zn失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕，鐵件受到保護，該防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法，B正確；鐵比碳的還原性強，若X為碳棒，開關(guān)K置于M處，鐵作負極，會加速被腐蝕，C錯誤；當鐵件與電源負極相連時，負極向鐵件提供電子，這樣鐵件就會受到保護，D正確。 1．(2019·天津高考)我國科學家研制了一種新型的高比能量鋅-碘溴液流電池，其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是(　　) A．放電時，a電極反應(yīng)為I2Br－＋2e－===2I－＋Br－ B．放電時，溶液中離子的數(shù)目增大 C．充電時，b電極每增重0

25、.65 g，溶液中有0.02 mol I－被氧化 D．充電時，a電極接外電源負極 答案　D 解析　根據(jù)題圖，左側(cè)a極發(fā)生I2Br－＋2e－===2I－＋Br－時，發(fā)生的是還原反應(yīng)，右側(cè)b極發(fā)生Zn－2e－===Zn2＋，可以得出總反應(yīng)為I2Br－＋Zn===Zn2＋＋Br－＋2I－，故b為原電池負極，a為原電池正極。放電時，a極反應(yīng)為I2Br－＋2e－===2I－＋Br－，A正確；放電時，由總反應(yīng)可知離子數(shù)目增大，B正確；充電時，b極每增重0.65 g，被還原的Zn2＋的物質(zhì)的量為0.01 mol，則消耗0.02 mol I－，C正確；充電時，a極發(fā)生氧化反應(yīng)，作陽極，接電源正極，D錯誤

26、。 2．(2018·全國卷Ⅰ)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： ①EDTA-Fe2＋－e－===EDTA-Fe3＋ ②2EDTA-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

27、代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需為酸性 答案　C 解析　CO2在ZnO@石墨烯電極上轉(zhuǎn)化為CO，發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，為陰極，電極反應(yīng)式為CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A正確；根據(jù)石墨烯電極上發(fā)生的電極反應(yīng)可知①×2＋②即得到H2S－2e－===2H＋＋S，然后與陰極電極反應(yīng)式相加得總反應(yīng)式為CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B正確；石墨烯電極為陽極，與電源的正極相連，因此石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯電極上的高，C錯誤；由于鐵離子、亞鐵離子均易水解，所以如果采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需為酸性，D正確。 3．(

28、2018·全國卷Ⅱ)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NaClO4溶于有機溶劑作為電解液，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＋4Na2Na2CO3＋C。下列說法錯誤的是(　　) A．放電時，ClO向負極移動 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－===2CO＋C D．充電時，正極反應(yīng)為：Na＋＋e－===Na 答案　D 解析　放電時是原電池，ClO向負極移動，A正確；電池的總反應(yīng)為3CO2＋4Na2Na2CO3＋C，因此充電時釋放CO2，放電時吸收CO2，B正確；放電時是

29、原電池，正極是二氧化碳得到電子轉(zhuǎn)化為碳，反應(yīng)為：3CO2＋4e－===2CO＋C，C正確；充電時是電解池，正極與電源的正極相連，作陽極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，反應(yīng)為2CO＋C－4e－===3CO2，D錯誤。 4．(2018·全國卷Ⅲ)一種可充電鋰－空氣電池如圖所示。當電池放電時，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＋O2 答案　D 解析　放

30、電時，O2與Li＋在多孔碳材料電極處反應(yīng)，說明電池內(nèi)，Li＋向多孔碳材料電極移動，因為陽離子移向正極，所以多孔碳材料電極為正極，A錯誤。因為多孔碳材料電極為正極，外電路電子應(yīng)該由鋰電極流向多孔碳材料電極(由負極流向正極)，B錯誤。充電和放電時電池中離子的移動方向相反，放電時，Li＋向多孔碳材料電極移動，充電時向鋰電極移動，C錯誤。根據(jù)圖示和上述分析，可知放電時，電池的正極反應(yīng)是O2與Li＋得電子轉(zhuǎn)化為Li2O2－x，電池的負極反應(yīng)是單質(zhì)Li失電子轉(zhuǎn)化為Li＋，所以總反應(yīng)為：2Li＋O2===Li2O2－x，充電時的反應(yīng)與放電時的反應(yīng)相反，所以充電時，電池總反應(yīng)為Li2O2－x===2Li＋O2

31、，D正確。 5．(2017·全國卷Ⅱ)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 解析　C錯：陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑。 6．(2017·全國卷Ⅲ)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＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯誤的是(　　)

32、 A．電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 B．電池工作時，外電路中流過0.02 mol電子，負極材料減重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性 D．電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多 答案　D 解析　原電池工作時，Li＋向正極移動，則a為正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)可以為2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，故A正確；原電池工作時，轉(zhuǎn)移0.02 mol電子時，被氧化的Li的物質(zhì)的量為0.02 mol，質(zhì)量為0.14 g，B正確；石墨烯能導電，可提高電極a的導電性，C正確；電池充電時間越長，轉(zhuǎn)移電

33、子數(shù)越多，生成的Li和S8越多，即生成Li2S2的量越少，D錯誤。 7．(2016·全國卷Ⅰ)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SO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SO離子向正極遷移，正極區(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 C．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

34、答案　B 解析　該裝置為電解池，H2O在正(陽)極區(qū)放電，生成O2和H＋，中間隔室中的陰離子SO通過cd膜移向正(陽)極，故正(陽)極區(qū)得到H2SO4，當電路中通過1 mol 電子時生成0.25 mol O2，正(陽)極區(qū)溶液pH減小，H2O在負(陰)極區(qū)放電，生成OH－和H2，負(陰)極區(qū)溶液pH增大，A、C、D錯誤；H2O在負(陰)極區(qū)放電生成H2和OH－，中間隔室中的陽離子Na＋通過ab膜移向負(陰)極，故負(陰)極區(qū)可得到NaOH，而正(陽)極區(qū)可得到H2SO4，B正確。 8．(1)(2019·全國卷Ⅱ)環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵[Fe(C5H5)2，結(jié)構(gòu)簡式為]，后者廣泛應(yīng)用于航天

35、、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學制備原理如下圖所示，其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質(zhì))和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機溶劑)。 該電解池的陽極為________，總反應(yīng)為_______________________________。 電解制備需要在無水條件下進行，原因為___________________________。 (2)(2019·北京高考)可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如下。通過控制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。 ①制H2時，連接________。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是______________。 ②改變開關(guān)連接方式，可得O

36、2。 ③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式，說明電極3的作用：________________________________________。 (3)(2019·江蘇高考)電解法轉(zhuǎn)化CO2可實現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如下。 ①寫出陰極CO2還原為HCOO－的電極反應(yīng)式：____________________________。 ②電解一段時間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其原因是___________________________________________________________________。 答案　(1)Fe電極　[Fe＋2

37、C5H6===Fe(C5H5)2＋H2↑]　水會阻礙中間物Na的生成；水會電解生成OH－，進一步與Fe2＋反應(yīng)生成Fe(OH)2 (2)①K1　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－?、壑艸2時，電極3發(fā)生反應(yīng)：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O。制O2時，上述電極反應(yīng)逆向進行，使電極3得以循環(huán)使用 (3)①CO2＋H＋＋2e－===HCOO－或CO2＋HCO＋2e－===HCOO－＋CO ②陽極產(chǎn)生O2，pH減小，HCO濃度降低；K＋部分遷移至陰極區(qū) 解析　(1)由電解原理示意圖可知，電解后鐵變?yōu)椋?價，由此可判斷鐵作電解池的陽極，陽極的電極反應(yīng)式為Fe－2e－==

38、=Fe2＋，陰極的電極反應(yīng)式為2＋2e－===2＋H2↑，由此可得總方程式為。電解時如果有水，水會與鈉反應(yīng)，阻礙的生成，而且電解時會產(chǎn)生OH－，OH－會與Fe2＋反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀。 (2)①電解時，陰極產(chǎn)生H2，即電極1產(chǎn)生H2，此時開關(guān)連接K1，陰極H2O得電子生成H2，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。 ③連接K1時，電極3反應(yīng)為Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O；當連接K2制O2時，電極3反應(yīng)為NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－。由以上電極反應(yīng)可看出，不同的連接方式，可使電極3循環(huán)使用。 (3)①已知參加反應(yīng)的微粒有C

39、O2，生成物的微粒有HCOO－，因此參加陰極反應(yīng)的其他微粒中肯定含有H元素，所以陰極的電極反應(yīng)式為CO2＋H2O＋2e－===HCOO－＋OH－，而OH－可與溶液中的HCO反應(yīng)生成CO，兩者加合即為CO2＋HCO＋2e－===HCOO－＋CO或CO2直接與水電離出的H＋作用生成HCOO－，即陰極反應(yīng)式為CO2＋H＋＋2e－===HCOO－。 ②陽極的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，生成的H＋與HCO反應(yīng)而使HCO的濃度降低，同時部分K＋通過陽離子交換膜進入陰極區(qū)，因此電解一段時間后，KHCO3溶液濃度降低。 9．(2018·全國卷Ⅰ)制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技

40、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。將該室溶液進行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5。 答案　2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　a 解析　陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，陽極區(qū)是稀硫酸，氫氧根離子放電，則電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。陽極區(qū)氫離子濃度增大，通過陽離子交換膜進入a室與亞硫酸鈉結(jié)合生成亞硫酸氫鈉。陰極是氫離子放電，氫氧根離子濃度增大，與亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉，所以電解后a室的亞硫酸氫鈉濃度增加。 10．(20

41、18·全國卷Ⅲ)KIO3是一種重要的無機化合物，可作為食鹽中的補碘劑。回答下列問題： (1)KIO3的化學名稱是________。 (2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示： “酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”采用的方法是________?！盀V液”中的溶質(zhì)主要是________?！罢{(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為__________________________。 (3)KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。 ①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式________________________________。 ②電解

42、過程中通過陽離子交換膜的離子主要為__________，其遷移方向是________。 ③與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有________(寫出一點)。 答案　(1)碘酸鉀 (2)加熱　KCl　KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O(或HIO3＋KOH===KIO3＋H2O) (3)①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑　②K＋　a到b ③產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境 解析　(1)根據(jù)氯酸鉀(KClO3)可以推測KIO3為碘酸鉀。 (2)將溶解在溶液中的氣體排出的一般方法是將溶液加熱，原因是氣體的溶解度隨溫度上升而減小。第一步反應(yīng)得到的產(chǎn)品中的氯氣在“逐

43、Cl2”時除去，根據(jù)圖示，碘酸鉀在最后得到，所以過濾時KH(IO3)2在濾渣中，所以濾液中的溶質(zhì)主要為KCl?！罢{(diào)pH”的主要目的是將KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3，所以方程式為： KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O(或HIO3＋KOH===KIO3＋H2O)。 (3)①由圖可知，陰極為氫氧化鉀溶液，所以反應(yīng)為水電離出的氫離子得電子，反應(yīng)為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。②電解時，溶液中的陽離子應(yīng)該向陰極遷移，明顯是溶液中大量存在的鉀離子遷移，方向為由左向右，即由a到b。③KClO3氧化法的最大不足之處在于生產(chǎn)中會產(chǎn)生污染環(huán)境的氯氣。 11．(2017·江蘇高考)鋁

44、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。 “電解Ⅱ”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________。 答案　4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑　H2 解析　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CO反應(yīng)生成HCO，故陽極的電極反應(yīng)式為4CO＋2H2O

45、－4e－===4HCO＋O2↑；陰極的電極反應(yīng)式為4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，所以物質(zhì)A為H2。 2020還可能這么考 12．下圖是一種正投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng)。放電前，被膜隔開的電解質(zhì)為Na2S2和NaBr3，放電后分別變?yōu)镹a2S4和NaBr。下列敘述正確的是(　　) A．放電時，負極反應(yīng)為3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋ B．充電時，陽極反應(yīng)為2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋ C．放電時，Na＋經(jīng)過離子交換膜，由b池移向a池 D．用該電池電解飽和食鹽水，產(chǎn)生2.24 L H2時，b池生成17.40 g Na2S4 答案　C 解析

46、　電解質(zhì)為Na2S2和NaBr3，放電后分別變?yōu)镹a2S4和NaBr，根據(jù)化合價變化可知，Na2S2在負極失電子，NaBr3在正極得電子，Na2S2在右罐，NaBr3在左罐。放電時，負極Na2S2失電子，則負極的電極反應(yīng)式為2S－2e－===S，故A錯誤；充電時，陽極上Br－失電子轉(zhuǎn)化為Br，則陽極的電極反應(yīng)式為3Br－－2e－===Br，故B錯誤；電池放電為原電池，陽離子移向正極，Na＋經(jīng)過離子交換膜，由b池移向a池，故C正確；H2體積未說明是標準狀況下，無法進行換算，故D錯誤。 13.有人設(shè)計了圖示方法同時制備連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)和過二硫酸鈉(Na2S2O8)，并獲得中國專利。

47、電解過程中，陰極室生成Na2S2O4，a極的電極反應(yīng)式為______________，通過陽離子交換膜的離子主要是Na＋，其遷移方向是________。 答案　2SO－2e－===S2O　從陽極室到陰極室(或a到b) 解析　根據(jù)圖示，電極a接電源的正極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，SO失電子被氧化為S2O，則a極的電極反應(yīng)式為2SO－2e－===S2O，根據(jù)電解原理，陽離子移向陰極，故Na＋的遷移方向是由a到b。 專題作業(yè) 1. (2019·江蘇高考)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進行鐵的電化學腐蝕實驗。下列有關(guān)該實驗的說法正確的是(　　) A．

48、鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe－3e－===Fe3＋ B．鐵腐蝕過程中化學能全部轉(zhuǎn)化為電能 C．活性炭的存在會加速鐵的腐蝕 D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕 答案　C 解析　鐵在中性環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－，A、D錯誤；鐵的電化學腐蝕過程中，化學能除轉(zhuǎn)化為電能外還有部分轉(zhuǎn)化為熱能，B錯誤。 2. (2019·河北武邑高三調(diào)研)電化學氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理如圖所示，NH3被氧化為常見無毒物質(zhì)。下列說法錯誤的是

49、(　　) A．溶液中OH－向電極a移動 B．反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4∶5 C．O2在電極b上發(fā)生還原反應(yīng) D．負極的電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 答案　B 解析　NH3被氧化為常見無毒物質(zhì)，應(yīng)生成氮氣，a電極通入氨氣生成氮氣，為原電池負極，則b為正極，氧氣得電子被還原。因為a極為負極，則溶液中的陰離子向負極移動，故A正確；反應(yīng)中，氨氣中N元素化合價由－3升高至0價，升高的總數(shù)為3；氧氣中O元素化合價由0降低至－2價，降低的總數(shù)為4，根據(jù)得失電子守恒可知，消耗NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4∶3，故B錯誤；氧氣具有氧化性，在原電池中正極

50、上發(fā)生還原反應(yīng)，故C正確；負極是氨氣發(fā)生氧化反應(yīng)變成氮氣，電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，故D正確。 3．(2019·廣東實驗中學高三第三次階段考試)銀鋅蓄電池應(yīng)用廣泛，放電時總反應(yīng)為Zn＋Ag2O2＋H2O===Zn(OH)2＋Ag2O，某小組以銀鋅蓄電池為電源，用惰性電極電解飽和Na2SO4溶液制備H2SO4和NaOH，設(shè)計如圖所示裝置。連通電路后，下列說法正確的是(　　) A．電池的a極反應(yīng)式為Ag2O2＋H2O＋2e－===Ag2O＋2OH－ B．氣體Y為H2 C．pq膜適宜選擇陽離子交換膜 D．電池中消耗65 g Zn，理論上生成1 mol氣

51、體X 答案　D 解析　惰性電極電解飽和Na2SO4溶液制備H2SO4和NaOH，則在陰極上是氫離子發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，電極附近氫氧根離子濃度增加，顯堿性，鈉離子移向陰極，所以陰極區(qū)域附近氫氧化鈉濃度較高，產(chǎn)生氫氧化鈉，在陽極上是氫氧根離子失電子，產(chǎn)生氧氣，電極附近氫離子濃度增加，顯酸性，硫酸根離子移向陽極，所以陽極區(qū)域附近硫酸濃度較高，產(chǎn)生硫酸，所以N為陽極，b是電源的正極，a是電源的負極，pq是陰離子交換膜，mn是陽離子交換膜。a是電源的負極，a極反應(yīng)式為Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，A錯誤；N是陽極，在陽極是氫氧根離子失電子，產(chǎn)生氧氣，氣體Y為O2，B錯誤；pq膜是陰離

52、子交換膜，C錯誤；電池中消耗65 g Zn，即1 mol Zn，轉(zhuǎn)移電子是2 mol，在M電極上發(fā)生反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑，理論上生成1 mol H2，D正確。 4．(2019·全國卷Ⅰ考試大綱調(diào)研卷(一))近年來科學家正在研制一種高容量、低成本鋰－銅空氣燃料電池。該電池通過一種復雜的銅腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生電力，其中放電過程為2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列說法不正確的是(　　) A．放電時，Li＋透過固體電解質(zhì)向Cu極移動 B．放電時，負極的電極反應(yīng)式為CuO＋H2O＋2e－===Cu＋2OH－ C．通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O D．整個

53、反應(yīng)過程中，銅相當于催化劑 答案　B 解析　放電時，陽離子向正極移動，則Li＋透過固體電解質(zhì)向Cu極移動，A正確；放電時，負極的電極反應(yīng)式為Li－e－===Li＋，B錯誤；放電過程為2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，可知通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O，C正確；通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O，放電時Cu2O轉(zhuǎn)化為Cu，則整個反應(yīng)過程中，銅相當于催化劑，D正確。 5．(2019·廣州高三調(diào)研測試)一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的工作原理示意圖如下，電池工作時發(fā)生的反應(yīng)為： RuⅡRuⅡ*(激發(fā)態(tài)) RuⅡ*―→RuⅢ＋e－ I＋2e

54、－―→3I－ 2RuⅢ＋3I－―→2RuⅡ＋I 下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是(　　) A．電池中鍍Pt導電玻璃為正極 B．電池工作時，I－在鍍Pt導電玻璃上放電 C．電池工作時，電解質(zhì)中I－和I濃度不會減少 D．電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能 答案　B 解析　根據(jù)電池工作時電子從透明導電玻璃流入鍍Pt導電玻璃，則透明導電玻璃為負極，鍍Pt導電玻璃為正極，A正確；電池工作時，鍍Pt導電玻璃為正極，電極反應(yīng)為I＋2e－===3I－，正極上為I放電，B錯誤；根據(jù)電池工作時發(fā)生的反應(yīng)可知，I在正極上得電子被還原為I－，后I－又被RuⅢ氧化為I，I和I－相互轉(zhuǎn)化，電解質(zhì)中I－和I濃度不

55、會減少，C正確；電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，D正確。 6．(2019·山東濟南歷城二中高三調(diào)研)微生物燃料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。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO的反應(yīng)為HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋ B．電子從b流出，經(jīng)外電路流向a C．如果將反應(yīng)物直接燃燒，能量的利用率不會變化 D．若該電池電路中有0.4 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.45 mol H＋通過質(zhì)子交換膜 答案　A 解析　負極上HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式是HS－＋4

56、H2O－8e－===SO＋9H＋，A正確；b是電池的正極，a是負極，所以電子從a流出，經(jīng)外電路流向b，故B錯誤；如果將反應(yīng)物直接燃燒，會有部分化學能轉(zhuǎn)化為光能等，因此能量的利用率會有變化，故C錯誤；根據(jù)電子守恒，若該電池有0.4 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.4 mol H＋通過質(zhì)子交換膜，故D錯誤。 7．(2019·江西師大附中高三期末考試)氯堿工業(yè)是以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)的基本化學工業(yè)。下圖是某氯堿工業(yè)生產(chǎn)原理示意圖： (1)A裝置所用食鹽水由粗鹽水精制而成。精制時，為除去食鹽水中的Mg2＋和Ca2＋，要加入的試劑分別為________、________。 (2)寫出裝置A在通電條

57、件下反應(yīng)的化學方程式：_____________________。 (3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，按上圖將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上，且相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中的電極未標出，所用的離子膜都只允許陽離子通過。 ①圖中Y是________(填化學式)；X與稀NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是__________________。 ②分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)a%與b%的大?。篲_________。 ③若用B裝置作為A裝置的輔助電源，每當消耗標準狀況下氧氣的體積為11.2 L時，則B裝置可向A裝置提供的電量約為______________(一個e－的電

58、量為1.60×10－19 C；計算結(jié)果精確到0.01)。 答案　(1)NaOH溶液　Na2CO3溶液 (2)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (3)①H2　2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O ②b%＞a%?、?.93×105 C 解析　(1)除去雜質(zhì)不能引入新的雜質(zhì)，即除去Mg2＋用NaOH，除去Ca2＋用Na2CO3。 (2)根據(jù)生產(chǎn)流程示意圖，裝置A是電解池裝置，電解飽和食鹽水，因此化學反應(yīng)方程式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 (3)①裝置A的右端產(chǎn)生NaOH溶液，說明右端電極是陰極，發(fā)生2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

59、，因此Y是氫氣，裝置A的左端是陽極，發(fā)生2Cl－－2e－===Cl2↑，X為Cl2，和NaOH溶液的反應(yīng)式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。 ②裝置B中通氧氣的一極為正極，環(huán)境是NaOH，因此正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，產(chǎn)生NaOH，因此b%>a%。 ③兩者裝置通過的電量相等，即轉(zhuǎn)移的電量是 C≈1.93×105 C。 8．(2019·湖北省鄂州市、黃岡市高三調(diào)研)化學電源在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。 Ⅰ.如圖所示，某同學設(shè)計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請按要求回答相關(guān)問題

60、 (1)甲烷燃料電池負極反應(yīng)式是____________________________。 (2)石墨(C)極的電極反應(yīng)式為______________。 (3)若在標準狀況下，有2.24 L氧氣參加反應(yīng)，則乙裝置中鐵極上生成的氣體體積為________ L；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為________ g，一段時間后燒杯中c(Cu2＋)________(填“增大”“減小”或“不變”)。 Ⅱ.“長征”火箭發(fā)射使用的燃料是液態(tài)偏二甲肼(C2H8N2)，并使用四氧化二氮作為氧化劑，這種組合的兩大優(yōu)點是既能在短時間內(nèi)產(chǎn)生巨大能量將火箭送上太空，產(chǎn)物又不污染空氣(產(chǎn)物都是空氣成分)。某校外研究性學

61、習小組擬將此原理設(shè)計為原電池，如圖所示，結(jié)合學習過的電化學原理分析其設(shè)計方案，回答相關(guān)問題： (4)從a口加入________(填名稱)。H＋移動方向是________(填“A到B”或“B到A”)。 (5)A極發(fā)生的電極反應(yīng)式：____________________________________。 (6)若以該電池為電源，用石墨作電極電解200 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液，電解一段時間后，兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體，則整個電解過程轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目是________。 答案　(1)CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O (2)2Cl－－2e－==

62、=Cl2↑ (3)4.48　12.8　減小 (4)偏二甲肼　A到B (5)C2H8N2－16e－＋4H2O===2CO2↑＋N2↑＋16H＋ (6)0.4NA(或2.408×1023) 解析　甲為燃料電池，甲烷通入一極為負極，氧氣通入一極為正極；乙為電解池，F(xiàn)e為陰極，C為陽極，實質(zhì)為電解飽和食鹽水；丙為電解池，粗銅為陽極，精銅為陰極，實質(zhì)為電解精煉銅。 (1)甲烷燃料電池負極為CH4，失去電子后結(jié)合OH－生成CO，其反應(yīng)式是CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。 (2)乙為電解池，F(xiàn)e為陰極，C為陽極，實質(zhì)為電解飽和食鹽水，故石墨(C)極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－

63、===Cl2↑。 (3)標準狀況下，2.24 L氧氣的物質(zhì)的量為0.1 mol，參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4 mol；鐵電極為陰極，陽離子放電：2H＋＋2e－===H2，則放出氫氣0.2 mol，標準狀況下體積為4.48 L；丙裝置中陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，則析出銅0.2 mol，即為12.8 g。一段時間后燒杯中c(Cu2＋)會減少。 (4)外電路中電子由A電極流向B電極，由電子轉(zhuǎn)移方向可知A為負極，B為正極，根據(jù)原電池原理，還原劑在負極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，則從a口通入偏二甲肼；內(nèi)電路一般是陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，所以H

64、＋移動方向是A到B。 (5)A為負極，還原劑在負極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，又已知產(chǎn)物中氣體均為空氣組分，所以A極發(fā)生的電極反應(yīng)式為C2H8N2－16e－＋4H2O===2CO2↑＋N2↑＋16H＋。 (6)兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體，則陰極除了Cu2＋＋2e－===Cu，還應(yīng)有2H＋＋2e－===H2↑，陽極的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，設(shè)生成n(O2)＝n(H2)＝x，因為n(Cu2＋)＝0.5 mol/L×0.2 L＝0.1 mol，由得失電子守恒得0.1×2＋2x＝4x，x＝0.1 mol，所以n(O2)＝n(H2)＝0.1 mol，則整個電解過程轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目是0.1 mol×4＝0.4 mol，即0.4NA。