優(yōu)化方案（全國通用）高考化學二輪復習 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第八講 電化學原理學案.doc

第八講電化學原理2016高考導航適用于全國卷最新考綱高頻考點高考印證命題趨勢1.了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。了解常見化學電源的種類及其工作原理。2.理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。原電池原理及其應用2015t112013t102013t28電化學是高考的熱點，題型以傳統(tǒng)題型為主，其中原電池的工作原理、電解產物的判斷與計算、電極及電池反應方程式的書寫都是命題的熱點內容，分值約46分；預計2016年高考中電化學考點還有“變熱”的趨勢，題目也會更加新穎。要特別注意提高根據題中所給信息書寫電極反應式及電池反應方程式的能力。電解原理及其應用2014t27電化學知識及其規(guī)律的綜合應用2013t27,考點一原電池原理及其應用學生用書p361原電池正、負極的判斷(1)根據電極材料。一般是較活潑的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極。(2)根據電子流動方向或電流方向。電子流動方向：由負極正極；電流方向：由正極負極。(3)根據原電池電解質溶液中離子的移動方向。在原電池的電解質溶液內，陽離子向正極移動，而陰離子向負極移動。(4)根據原電池兩極發(fā)生的變化。原電池的負極總是失電子，發(fā)生氧化反應；而正極總是得電子，發(fā)生還原反應。2不同介質下電極反應式的書寫(1)書寫步驟(2)介質對電極反應式書寫的影響中性溶液中，反應物若是h得電子或oh失電子，則h或oh均來自于水的電離。酸性溶液中，反應物或生成物中均沒有oh。堿性溶液中，反應物或生成物中均沒有h。水溶液中不能出現(xiàn)o2。原電池原理的應用1(原電池原理應用類)(2015高考全國卷，t11,6分)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是()a正極反應中有co2生成b微生物促進了反應中電子的轉移c質子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)d電池總反應為c6h12o66o2=6co26h2o破題關鍵電池內部電流方向從負極到正極，故h從負極產生，流向正極參加正極反應。解析：選a。圖示所給出的是原電池裝置。a.有氧氣反應的一極為正極，發(fā)生還原反應，因為有質子通過，故正極電極反應式為o24e4h=2h2o；在負極，c6h12o6在微生物的作用下發(fā)生氧化反應，電極反應式為c6h12o624e6h2o=6co224h，則負極上有co2產生，故a不正確。b.微生物電池是指在微生物作用下將化學能轉化為電能的裝置，所以微生物促進了反應中電子的轉移，故b正確。c.質子是陽離子，陽離子由負極區(qū)移向正極區(qū)，故c正確。d.正極的電極反應式為6o224e24h=12h2o，負極的電極反應式為c6h12o624e6h2o=6co224h，兩式相加得電池總反應為c6h12o66o2=6co26h2o，故d正確。互動拓展(1)任何化學反應都能設計成原電池嗎？(2)兩種金屬作電極時，較活潑的金屬一定作負極嗎？答案：(1)必須是能自發(fā)進行的氧化還原反應才能設計成原電池，非氧化還原反應沒有電子的轉移，必然無法設計成原電池。(2)不一定，如鎂、鋁為電極，naoh作電解質溶液時，由于mg與naoh溶液不反應而al能，故鋁作負極。(2015河南鄭州高三月考)某原電池裝置如圖所示，鹽橋中裝有用飽和氯化鉀溶液浸泡過的瓊脂。下列敘述正確的是()a原電池工作一段時間后，fecl2溶液中c(cl)會增大b此電池工作原理與硅太陽能電池工作原理相同cfe為正極，石墨上發(fā)生的反應為2h2e=h2d若裝置中的鹽橋用鐵絲代替，電流表指針有偏轉解析：選a。a項，在原電池中，陰離子移向負極(fe)，故a正確；b項，硅太陽能電池的原理是半導體的光電效應，故b錯誤；c項，在該原電池中，fe為負極，電極反應式為fe2e=fe2；石墨為正極，電極反應式為2h2e=h2，故c錯誤；d項，若將鹽橋換成鐵絲，電流表指針不會發(fā)生偏轉，故d錯誤。2(2015河北廊坊診斷)某合作學習小組的同學利用下列氧化還原反應設計原電池：2kmno410feso48h2so4=2mnso45fe2(so4)3k2so48h2o。鹽橋中裝有飽和k2so4溶液，下列敘述中正確的是()a乙燒杯中發(fā)生還原反應b甲燒杯中溶液的ph逐漸減小c電池工作時，鹽橋中的so移向甲燒杯d外電路的電流方向是從a到b解析：選d。乙燒杯中發(fā)生氧化反應：fe2e=fe3，a項錯誤；甲燒杯中發(fā)生還原反應：mno8h5e=mn24h2o，c(h)減小，ph增大，b項錯誤；電池工作時，乙燒杯中正電荷增多，鹽橋中的so移向乙燒杯，c項錯誤；外電路的電流方向是從正極(a)到負極(b)，d項正確。電極反應式的考查1(2015高考江蘇卷)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如下。下列有關該電池的說法正確的是()a反應ch4h2o3h2co，每消耗1 mol ch4轉移12 mol電子b電極a上h2參與的電極反應為h22oh2e=2h2oc電池工作時，co向電極b移動d電極b上發(fā)生的電極反應為o22co24e=2co解析：選d。a選項，甲烷中的c為4價，一氧化碳中的c為2價，每個碳原子失去6個電子，因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol電子，所以錯誤；b選項，熔融鹽中沒有氫氧根離子，因此氫氧根離子不能參與電極反應，電極反應式應為h2co2co4e=3co2h2o，所以錯誤；c選項，碳酸根離子應向負極移動，即向電極a移動，所以錯誤；d選項，電極b上氧氣和二氧化碳得電子生成碳酸根離子，所以正確。2(2014高考大綱卷)如圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(mhni電池)。下列有關說法不正確的是()a放電時正極反應為nioohh2oe=ni(oh)2ohb電池的電解液可為koh溶液c充電時負極反應為mhohe=h2omdmh是一類儲氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高解析：選c。a.在原電池的負極發(fā)生的是氧化反應，在原電池的正極發(fā)生的是還原反應，分析化合價的升降，可知a選項正確；b.因為本電池為金屬氫化物鎳電池，又有ni(oh)2等產生，因此可用堿性溶液作電解質溶液，b選項正確；c.該反應為放電時的負極反應，c選項錯誤；d.氫密度越大，單位體積內放出的電量越多，電池的能量密度越高，d選項正確。燃料電池電極反應式書寫技巧和步驟(1)電極反應式屬于以離子反應表達的氧化還原半反應，要遵循離子方程式的拆分物質的規(guī)則。(2)電極反應式的主要框架(待配平)酸性電解液負極：還原劑xe氧化產物h正極：氧化劑xeh還原產物非酸性電解質(包括堿溶液、熔融碳酸鹽及氧化物)負極：還原劑xe陰離子氧化產物正極：氧化劑xe陰離子(3)最后將上述框架填充配平，主要依據為電荷守恒及元素守恒?？键c二電解原理及其應用學生用書p371分清陰、陽極。與電源正極相連的為陽極，與電源負極相連的為陰極，兩極發(fā)生的反應為“陽氧陰還”。2剖析離子移向。陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。3注意放電順序。4書寫電極反應，注意得失電子守恒。5正確判斷產物(1)陽極產物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽極，則電極材料失電子，電極溶解(注意：鐵作陽極溶解生成fe2，而不是fe3)；如果是惰性電極作陽極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電順序為s2ibrcloh(水)含氧酸根f。(2)陰極產物的判斷直接根據陽離子的放電順序進行判斷：aghg2fe3cu2h(酸)pb2fe2zn2h(水)al3mg2na。6恢復原態(tài)措施電解后有關電解質溶液恢復原態(tài)的問題應該用質量守恒法分析。一般是加入陽極產物和陰極產物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解cuso4溶液，cu2完全放電之前，可加入cuo或cuco3復原，而cu2完全放電之后，應加入cu(oh)2或cu2(oh)2co3復原。電解原理的應用1(電解原理應用類)(2014高考上海卷)如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和nacl溶液的u型管中。下列分析正確的是()ak1閉合，鐵棒上發(fā)生的反應為2h2e=h2bk1閉合，石墨棒周圍溶液ph逐漸升高ck2閉合，鐵棒不會被腐蝕，屬于犧牲陽極的陰極保護法dk2閉合，電路中通過0.002na個電子時，兩極共產生0.001 mol氣體破題關鍵正確判斷裝置類型，閉合k1時，裝置為原電池，反應類型相當于鐵的吸氧腐蝕；閉合k2時，裝置為電解池，陽極為惰性電極，相當于電解食鹽水。解析：選b。a項，k1閉合構成原電池，鐵棒是負極，鐵棒上發(fā)生的反應為fe2e=fe2，錯誤；b項，k1閉合構成原電池，石墨棒是正極，溶液中的氧氣得到電子轉化為oh，使石墨棒周圍溶液ph逐漸升高，正確；c項，k2閉合構成電解池，鐵棒作陰極不會被腐蝕，屬于外加電流的陰極電保護法，錯誤；d項，k2閉合構成電解池，鐵棒作陰極，電極反應式為2h2e=h2，石墨棒作陽極，電極反應式為2cl2e=cl2，則有2eh2cl2，所以當電路中通過0.002na個電子時，兩極均產生0.001 mol氣體，共產生0.002 mol氣體，錯誤?；油卣?1)電解質溶液導電一定發(fā)生化學反應嗎？金屬導電發(fā)生什么變化？(2)在原電池或電解池中，陰、陽離子及電子的運動情況是怎樣的？答案：(1)電解質溶液導電時一定發(fā)生化學反應，因為電解質溶液導電的過程即電解的過程，電解池的兩極分別發(fā)生氧化反應、還原反應，有新物質生成。金屬導電是物理變化。(2)原電池和電解池中，陰、陽離子一定在電解質溶液或熔融態(tài)電解質中移動，電子一定在導線中移動?？珊営洖椤半x子不上岸，電子不下水”。(2014高考廣東卷)某同學組裝了如圖所示的電化學裝置，電極為al，其他均為cu，則()a電流方向：電極a電極b電極發(fā)生還原反應c電極逐漸溶解d電極的電極反應：cu22e=cu解析：選a。當多個池串聯(lián)時，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他池作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。a.電子移動方向：電極a電極，電流方向與電子移動方向相反，a正確。b.原電池負極在工作中失去電子，被氧化，發(fā)生氧化反應，b錯誤。c.原電池正極得電子，銅離子在電極上得電子，生成銅單質，該電極質量逐漸增大，c錯誤。d.電解池中陽極為非惰性電極時，電極本身失電子，形成離子進入溶液中，因為電極為正極，因此電極為電解池的陽極，其電極反應式為cu2e=cu2，d錯誤。2(2015高考浙江卷)在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解h2oco2混合氣體制備h2和co是一種新的能源利用方式，基本原理如下圖所示。下列說法不正確的是()ax是電源的負極b陰極的電極反應式是h2o2e=h2o2co22e=coo2c總反應可表示為h2oco2h2coo2d陰、陽兩極生成的氣體的物質的量之比是11解析：選d。a項，根據圖示，x極產物為h2和co，是h2o與co2的還原產物，可判斷在x極上發(fā)生還原反應，由此判斷x極為電源的負極，a項正確；b項，根據題意，電解質為固體金屬氧化物，可以傳導o2，故在陰極上發(fā)生的反應為h2o2e=h2o2、co22e=coo2，b項正確；c項，根據電極產物及b項發(fā)生的電極反應可知，該反應的總反應方程式為h2oco2h2coo2，c項正確；d項，根據c項的電解總反應方程式可知，陰、陽兩極生成的氣體的物質的量之比為21，d項錯誤?？沙潆婋姵?li/so2電池具有輸出功率高和低溫性能好等特點，其電解質是libr，溶劑是碳酸丙烯酯和乙腈，電池反應式為2li2so2li2s2o4。下列說法正確的是()a該電池反應為可逆反應b放電時，li向負極移動c充電時，陰極反應式為lie=lid該電池的電解質溶液可以換成libr的水溶液解析：選c。本題考查電化學知識。電池的放電和充電是在不同的反應條件下發(fā)生的，故該電池反應不能叫可逆反應，a項錯誤。放電時，li向正極移動，b項錯誤。充電時，陰極發(fā)生還原反應：lie=li，c項正確。若電解質溶液換成libr的水溶液，則堿金屬鋰會和水發(fā)生反應，d項錯誤。2(2015河北保定模擬)鎂及其化合物一般無毒(或低毒)、無污染，且鎂原電池放電時電壓高而平穩(wěn)，使鎂原電池越來越成為人們研制綠色原電池的焦點。其中一種鎂原電池的反應為xmgmo3s4mgxmo3s4。下列說法錯誤的是()a放電時mg2向正極遷移b充電時陽極反應為mo3s2xe=mo3s4c充電時mo3s4發(fā)生氧化反應d放電時負極反應為xmg2xe=xmg2 解析：選c。a項，放電時陽離子向正極移動，正確；b項，充電時陽極發(fā)生氧化反應，所以mo3s失去電子生成mo3s4，正確；c項，充電時mo3s4是生成物，錯誤；d項，放電時負極發(fā)生氧化反應，mg失去電子生成mg2，正確。(1)對于可充電電池，放電時為原電池，符合原電池工作原理，負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應；外電路中電子由負極流向正極，內電路中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。(2)可充電電池充電時為電解池，陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應；充電時電池的“”極與外接直流電源的正極相連，電池的“”極與外接直流電源的負極相連。考點三電化學知識及其規(guī)律的綜合應用學生用書p391電化學計算的基本方法和技巧原電池和電解池的計算包括兩極產物的定量計算、溶液ph的計算、相對原子質量和阿伏加德羅常數(shù)的計算、產物的量與電量關系的計算等。通常有下列三種方法：(1)根據電子守恒計算用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算，其依據是電路中轉移的電子數(shù)相等。(2)根據總反應式計算先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據總反應式列出比例式計算。(3)根據關系式計算根據得失電子守恒關系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構建計算所需的關系式。 如以通過4 mol e為橋梁可構建如下關系式： (式中m為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值)該關系式具有總攬電化學計算的作用和價值，熟記電極反應式，靈活運用關系式便能快速解答常見的電化學計算問題。 2金屬的腐蝕與防護(1)兩種防護方法加防護層 (2)金屬腐蝕的快慢規(guī)律電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕一般化學腐蝕有防腐措施的腐蝕。(3)防腐措施效果比較外接電源的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法有一般防腐條件的防護未采取任何防護措施。有關電化學的計算1(電化學計算類)如圖所示，通電5 min后，第極增重2.16 g，同時在a池中收集到標準狀況下的氣體224 ml，設a池中原混合液的體積為200 ml。(1)電源f為_極；第極為_極；b池為_池。(2)a池中第極上的電極反應式為_；a池中第極上產生氣體體積為_ ml(標準狀況下)。(3)通電前a池中原混合溶液中cu2的濃度為_。破題關鍵根據電極現(xiàn)象判斷電極屬性，在電解池中，增重的必是陰極；串聯(lián)的電解裝置中，每個電極轉移的電子數(shù)相等。解析：(1)由第極增重2.16 g可知是電解池的陰極，是電解池的陽極，e是電源的負極，f是電源的正極。又因為b池的陽極是銀，電解質溶液是硝酸銀溶液，故該池是電解(鍍)池。(2)a池中，第極只發(fā)生反應4oh4e=2h2oo2。因為第極增重2.16 g是銀的質量，即轉移電子2.16 g108 gmol10.02 mol，所以a池中產生氧氣0.02 mol422.4 lmol10.112 l，即112 ml，在陰極，發(fā)生電極反應cu22e=cu,2h2e=h2，且氫氣的體積是224 ml112 ml112 ml。(3)a池中產生氫氣的物質的量為0.005 mol，據電子守恒得cu2的物質的量是(0.02 mol0.005 mol2)20.005 mol，故通電前a池中原混合溶液中cu2的濃度為0.005 mol0.2 l0.025 moll1。答案：(1)正陽電解(鍍)(2)4oh4e=2h2oo2112(3)0.025 moll1互動拓展電解池問題中，如何判斷電極區(qū)域的酸堿性變化？有何數(shù)量關系？答案：若陰極為h放電，則陰極區(qū)c(oh)增大；若陽極為oh放電，則陽極區(qū)c(h)增大；若陰極上h放電，同時陽極上oh放電，相當于電解水。電解過程中產生的h或oh，其物質的量等于轉移電子的物質的量。如圖所示，其中甲池的總反應式為2ch3oh3o24koh=2k2co36h2o，下列說法正確的是()a甲池是電能轉化為化學能的裝置，乙、丙池是化學能轉化為電能的裝置b甲池通入ch3oh的電極反應式為ch3oh6e2h2o=co8hc反應一段時間后，向乙池中加入一定量cu(oh)2固體能使cuso4溶液恢復到原濃度d甲池中消耗280 ml(標準狀況下)o2，此時丙池中理論上最多產生1.45 g固體解析：選d。a項，甲池為原電池，作為電源，則乙池、丙池為兩個電解池。根據原電池的形成條件，通入ch3oh的一極為負極，通入o2的一極為正極，所以石墨、pt(左)作陽極，ag、pt(右)作陰極。b項，負極反應：ch3oh6e8oh=co6h2o。c項，應加入cuo。d項，丙池中：mgcl22h2omg(oh)2cl2h2，消耗0.012 5 mol o2，轉移 0.05 mol 電子，生成0.025 mol mg(oh)2，其質量為1.45 g。2乙醛酸是有機合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產乙醛酸，原理如圖所示，該裝置中陰、陽兩極為惰性電極，兩極室均可產生乙醛酸，其中乙二醛與m電極的產物反應生成乙醛酸。(1)n電極上的電極反應式為_。(2)若有2 mol h通過質子交換膜，并完全參與了反應，則該裝置中生成的乙醛酸為_mol。解析：(1)由h的遷移方向可知n為陰極，發(fā)生得電子的還原反應，結合題意“兩極室均可產生乙醛酸”，可知n電極為乙二酸發(fā)生得電子的還原反應生成乙醛酸。(2)1 mol乙二酸在陰極得到2 mol電子，與2 mol h反應生成1 mol乙醛酸和1 mol h2o，同時在陽極產生的1 mol cl2能將1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸，兩極共產生2 mol乙醛酸。答案：(1)hooccooh2e2h=hoocchoh2o(2)2(1)無明顯“外接電源”的電解池的“串聯(lián)”問題，主要是根據“原電池”的形成條件判斷“電源”的正、負極，從而判斷陰、陽極。(2)有明顯“外接電源”的電解池的“串聯(lián)”問題，主要是根據“電極現(xiàn)象”判斷陰、陽極，從而判斷電源的正、負極，進一步判斷其他“電解池”的陰、陽極。金屬的腐蝕與防護1下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是()a水中的鋼閘門連接電源的負極b金屬護欄表面涂漆c汽車底盤噴涂高分子膜d地下鋼管連接鎂塊解析：選a。a.水中的鋼閘門連接電源的負極，即使用了外加電流。b.金屬護欄表面涂漆，是一種使用外加涂層而使金屬隔絕空氣和水分的保護方法。c.汽車底盤噴涂高分子膜，也是一種使用外加涂層而使金屬隔絕空氣和水分的保護方法。d.地下鋼管連接鎂塊，是犧牲陽極的陰極保護法。2下列與金屬腐蝕有關的說法，正確的是()a圖1中，鐵釘易被腐蝕b圖2中，滴加少量k3fe(cn)6溶液，沒有藍色沉淀出現(xiàn)c圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕d圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當于原電池的正極解析：選c。a項，圖1中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕；b項，負極反應為fe2e=fe2，fe2與fe(cn)63反應生成fe3fe(cn)62藍色沉淀；d項，為犧牲陽極的陰極保護法，mg塊相當于原電池的負極。電化學問題的常見認識誤區(qū)1誤認為原電池中負極材料一定比正極材料活潑。其實不一定，如mg和al用導線相連放在naoh溶液中形成原電池時，鋁作負極。2誤認為原電池質量增加的一極一定為原電池的正極。其實不一定，如鉛蓄電池的負極，在工作時，電極由pb轉變?yōu)閜bso4，質量增加。3誤認為原電池的負極一定參加反應。其實不一定，如氫氧燃料電池的負極本身不參加反應，通入的燃料發(fā)生反應。4用惰性電極電解飽和食鹽水后，誤認為要想恢復至原狀需加入適量鹽酸。其實不然，應該通入hcl氣體。5誤認為電解熔融的alcl3可以制備al。其實不然，因為alcl3是共價化合物，熔融狀態(tài)不導電，不能被電解，應該電解熔融的al2o3制備al。6誤認為電解過程中如果只電解水，溶液的ph一定不變。其實不一定，如電解naoh溶液，c(oh)變大，ph增大；電解h2so4溶液，c(h)變大，ph減小。1下列有關電化學的示意圖中正確的是()解析：選d。選項a，zn應為原電池負極，cu為原電池正極。選項b，鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質溶液應互換。選項c，粗銅應連接電源正極。選項d，電解飽和nacl溶液，cl在陽極放電產生cl2，h在陰極獲得電子而產生h2，正確。2下列有關鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是()a鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護b鐵遇冷濃硝酸表現(xiàn)鈍化，可保護內部不被腐蝕c鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕d鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應為fe3e=fe3解析：選b。鋼管與電源正極相連，則鋼管作陽極，發(fā)生氧化反應而被腐蝕，a項錯誤；鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，在表面生成一層致密的氧化膜保護內部不被腐蝕，b項正確；鋼管與銅管露天堆放在一起，形成原電池時鋼管作負極，發(fā)生氧化反應而被腐蝕，c項錯誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應為fe2e=fe2，d項錯誤。3(2015浙江麗水二模)下圖是co2電催化還原為ch4的工作原理示意圖。下列說法不正確的是()a該過程是電能轉化為化學能的過程b銅電極的電極反應式為co28h8e=ch42h2oc一段時間后，池中n(khco3)不變d一段時間后，池中溶液的ph一定減小解析：選c。分析工作原理示意圖可知此裝置為電解池，銅電極通入co2，還原為ch4，所以銅電極為陰極，發(fā)生還原反應：co28h8e=ch42h2o，鉑電極為陽極，oh放電，生成h，導致ph減小，同時鹽橋中的k向池中移動，池中溶有co2，故n(khco3)增大，c項錯誤。4(2015高考四川卷)用如圖所示裝置除去含cn、cl廢水中的cn時，控制溶液ph為910，陽極產生的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陽極的電極反應式：cl2oh 2e=cloh2oc陰極的電極反應式：2h2o2e=h22ohd除去cn的反應：2cn5clo2h=n22co25clh2o解析：選d。a.由題干信息可知cl在陽極放電生成clo，則陽極應為惰性電極，a項正確；b.cl在陽極放電生成clo，cl的化合價升高，故在陽極發(fā)生氧化反應，又已知該溶液呈堿性，b項正確；c.陽離子在電解池的陰極得電子發(fā)生還原反應，在堿性條件下，h2o提供陽離子(h)，c項正確；d.由于溶液是堿性條件，故除去cn發(fā)生的反應為2cn5clo h2o=n22co25cl2oh，d項錯誤。5(2015高考福建卷)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如下圖所示，該裝置能將h2o和co2轉化為o2和燃料(c3h8o)。下列說法正確的是()a該裝置將化學能轉化為光能和電能b該裝置工作時，h從b極區(qū)向a極區(qū)遷移c每生成1 mol o2，有44 g co2被還原da電極的反應為3co218h18e=c3h8o5h2o解析：選b。該裝置為電解裝置，模擬“人工樹葉”，故為電能轉化為化學能，a項錯誤；b極連接電源的正極，為陽極，h為陽離子，在電解池中向a極(陰極)區(qū)移動，b項正確；右側h2oo2 發(fā)生的是氧化反應，每生成1 mol o2，轉移4 mol電子，c3h8o中碳元素的化合價是2,3co2c3h8o，轉移18 mol電子，故生成1 mol o2消耗 2/3 mol co2，c項錯誤；a電極發(fā)生的是還原反應：3co218h18e=c3h8o5h2o，d項錯誤。6(2015高考天津卷)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，下列有關敘述正確的是()a銅電極上發(fā)生氧化反應b電池工作一段時間后，甲池的c(so)減小c電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加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解析：選c。a.cu作正極，電極上發(fā)生還原反應，錯誤；b.電池工作過程中，so不參加電極反應，故甲池的c(so)基本不變，錯誤；c.電池工作時，甲池反應為zn2e=zn2，乙池反應為cu22e=cu，甲池中zn2會通過陽離子交換膜進入乙池，以維持溶液中電荷平衡，由電極反應式可知，乙池中每有64 g cu析出，則進入乙池的zn2為65 g，溶液總質量略有增加，正確；d.由題干信息可知，陰離子不能通過陽離子交換膜，錯誤。7(2014高考福建卷)某原電池裝置如圖所示，電池總反應為2agcl2=2agcl。下列說法正確的是()a.正極反應為agcle=agclb.放電時，交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成c.若用nacl溶液代替鹽酸，則電池總反應隨之改變d.當電路中轉移0.01 mol e時，交換膜左側溶液中約減少0.02 mol離子解析：選d。根據電池總反應可以看出cl2得電子，ag失電子，所以在原電池中cl2在正極上發(fā)生還原反應，ag在負極上發(fā)生氧化反應。正極反應為cl22e=2cl，a項錯誤。因為電解質溶液為鹽酸，所以負極上ag失電子生成的ag隨即與附近的cl反應，b項錯誤。用氯化鈉代替鹽酸后，電極反應不發(fā)生改變，c項錯誤。當電路中轉移0.01 mol e時，負極生成0.01 mol ag，由于agcl=agcl，所以消耗0.01 mol cl，由于電荷守恒，同時有0.01 mol h通過陽離子交換膜轉移至右側，d項正確。8利用下圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。(1)若x為zn，開關k置于m處，x電極為_極，電極反應式為_，鐵電極反應式為_，此種防護法稱為_。(2)若x為碳棒，開關k置于n處，x為_極，電極反應為_，此種防護法稱為_。(3)若x為cu，開關k置于n處，x電極反應式為_，鐵電極反應式為_。解析：(1)x為zn，開關k置于m處，構成znfe原電池，zn作負極被氧化。(2)x為碳棒，開關k置于n處，構成電解池，x作陽極，oh放電。(3)x為銅，開關k置于n處，cu作陽極，cu失電子變成cu2，被氧化。答案：(1)負2zn4e=2zn2o22h2o4e=4oh犧牲陽極的陰極保護法(2)陽4oh4e=o22h2o外接電流的陰極保護法(3)cu2e=cu22h2e=h29(2015高考重慶卷)我國古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術價值和歷史價值。但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕，故對其進行修復和防護具有重要意義。(1)原子序數(shù)為29的銅元素位于元素周期表中第_周期。(2)某青銅器中sn、pb的質量分別為119 g、20.7 g，則該青銅器中sn和pb原子的數(shù)目之比為_。(3)研究發(fā)現(xiàn)，腐蝕嚴重的青銅器表面大都存在cucl。關于cucl在青銅器腐蝕過程中的催化作用，下列敘述正確的是_。a降低了反應的活化能b增大了反應的速率c降低了反應的焓變d增大了反應的平衡常數(shù)(4)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進一步被腐蝕。如將糊狀ag2o涂在被腐蝕部位，ag2o與有害組分cucl發(fā)生復分解反應，該化學方程式為_。(5)如圖所示為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕的原理示意圖。腐蝕過程中，負極是_(填圖中字母“a”或“b”或“c”)；環(huán)境中的cl擴散到孔口，并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹cu2(oh)3cl，其離子方程式為_；若生成4.29 g cu2(oh)3cl，則理論上耗氧體積為_l(標準狀況)。解析：(1)銅位于元素周期表的第四周期。(2)119 g sn的物質的量為1 mol,20.7 g pb的物質的量為0.1 mol，因此sn和pb原子的數(shù)目之比為101。(3)催化劑能降低反應的活化能和加快反應速率，但不改變反應的平衡常數(shù)和焓變，所以a、b正確。(4)復分解反應為相互交換成分的反應，因此該反應的化學方程式為ag2o2cucl=2agclcu2o。(5)負極發(fā)生失電子的反應，銅作負極失電子，因此負極為c。負極反應：cu2e=cu2，正極反應：o22h2o4e=4oh。正極產物為oh，負極產物為cu2，兩者與cl反應生成cu2(oh)3cl，其離子方程式為2cu23ohcl=cu2(oh)3cl。4.29 g cu2(oh)3cl的物質的量為0.02 mol，由cu元素守恒知，發(fā)生電化學腐蝕失電子的cu單質的物質的量為0.04 mol，失去電子0.08 mol，根據電子守恒可得，消耗o2的物質的量為0.02 mol，所以理論上消耗氧氣的體積為 0.448 l(標準狀況)。答案：(1)四(2)101(3)ab(4)ag2o2cucl=2agclcu2o(5)c2cu23ohcl=cu2(oh)3cl0.44810(1)火箭的第一、二級發(fā)動機中，所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼來制備。用肼(n2h4)作燃料，四氧化二氮作氧化劑，兩者反應生成氮氣和氣態(tài)水。已知：n2(g)2o2(g)=n2o4(g)h10.7 kjmol1n2h4(g)o2(g)=n2(g)2h2o(g)h543 kjmol1寫出氣態(tài)肼和n2o4反應的熱化學方程式：_。已知四氧化二氮在大氣中或在較高溫度下很難穩(wěn)定存在，它很容易轉化為二氧化氮。試推斷出二氧化氮制取四氧化二氮的反應條件(或措施)：_。(2)科學家制造出一種使用固體電解質的燃料電池，其效率更高，可用于航空航天。如圖1所示裝置中，以稀土金屬材料作惰性電極，在兩極上分別通入ch4和空氣，其中固體電解質是摻雜了y2o3的zro2固體，它在高溫下能傳導陽極生成的o2離子(o24e=2o2)。 c電極的名稱為_，d電極上的電極反應式為_。如圖2所示為電解100 ml 0.5 moll1cuso4溶液，a電極上的電極反應式為_。若a電極產生56 ml(標準狀況)氣體，則所得溶液的ph_(不考慮溶液體積變化)，若要使電解質溶液恢復到電解前的狀態(tài)，可加入_(填序號)。acuobcu(oh)2ccuco3 dcu2(oh)2co3解析：(1)n2(g)2o2(g)=n2o4(g)h10.7 kjmol1n2h4(g)