1、 电化学及其应用电化学及其应用高考押题专练高考押题专练 1下列电池工作时能量转化形式与其他三个不同的是( ) 【答案】B 【解析】A.锌锰碱性电池，将化学能转化成电能的装置；B.硅太阳能电池，是将太阳能转化为电能的装 置；C.氢燃料电池，将化学能转化成电能的装置；D.铅蓄电池，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 B。 2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金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程 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 【答案】D 【
2、解析】A.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.金属腐蚀时失电子生成阳离子，则金属腐蚀的本质是金属原子失去 电子被氧化的过程，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。故选 D。 3下列有关 2 个电化学装置的叙述正确的是( ) A 图， 电流形成的完整过程是： 负极 Zn2e =Zn2， 电子经导线流向正极， 正极 Cu22e=Cu
3、B图，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，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 2H2e=H 2 D图，通电后，由于 OH 向阳极迁移，导致阳极附近 pH 升高 【答案】B 【解析】A.活泼金属锌失去电子，电极反应式为：Zn2e =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.Na 2SO4 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
4、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；故选 B。 4某可充电电池的原理如图所示，已知 a、b 为惰性电极，溶液呈酸性，充电时右槽溶液颜色由绿色变 为紫色。下列叙述正确的是( ) A充电时，b 极接直流电源正极，a 极接直流电源负极 B充电过程中，a 极的电极反应式为：VO 22H e=VO2H 2O C放电时，H 从左槽迁移进右槽 D放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色 【答案】D 【解析】A.充电时
5、，b 电极为阴极，a 极为阳极，则 b 极接直流电源负极，a 极接直流电源正极，故 A 错误；B.充电过程中，a 极是电解池阳极，a 极的反应式为 VO2 eH 2O=VO 22H ，故 B 错误；C. 放电时，阳离子向正极移动，所以氢离子向左槽移动，故 C 错误；D.放电时，a 电极为原电池正极，左槽中 得电子发生还原反应，所以溶液颜色由黄色变为蓝色，故 D 正确；故选 D。 5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 2 mol 电子负极增重 130 g C充电时阴极的电极反应式为 B
6、r22e =2Br D若将电解液改为氯化锌溶液放电效果更好更安全 【答案】A 【解析】A.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。 6碘盐中添加的碘酸钾在工业上可用电解 KI 溶液制取，电极材料是石墨和不锈钢，化学方程式是： KI3H2O= 电解 KIO33H2，有关说法不正确的是( ) A石墨作阳极，不锈钢作阴极 BI 在阳极放电，H在阴极放电 C电解过程
7、中电解质溶液的 pH 变小 D电解转移 3 mol e 时，理论上可制得 KIO 3107 g 【答案】C 【解析】A.根据电池反应式知，阳极上碘离子放电生成碘酸根离子，则阳极应该为惰性电极石墨，阴极 为不锈钢，故 A 正确；B.电解时，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上碘离子放电生成 KIO3，故 B 正确； C.碘化钾和碘酸钾都是强酸强碱盐，其溶液都呈中性，电解过程中水参加反应，导致溶液浓度增大，但 pH 几乎不变，故 C 错误；D.KI3H2O 电解,KIO33H2，当电解过程中转移 6 mol e 时，理论上可制得 1 mol KIO3，所以当电解过程中转移 3 mol e 时，理论上可
8、制得 KIO 3107 g，故 D 正确；故选 C。 7关于下列装置的说法正确的是( ) A装置中盐桥内的 K 移向 CuSO 4溶液 B装置将电能转变为化学能 C若装置用于铁棒镀铜，则 N 极为铁棒 D若装置用于电解精炼铜，溶液中的 Cu2 浓度保持不变 【答案】A 【解析】A.Zn 比铜活泼为负极，Cu 为正极，K 移向 CuSO 4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；故选 A。 8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
9、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( ) Aa 为负极，电极反应式为：C6H12O66H2O24e =6CO 224H B反应过程中产生的质子透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 【答案】D 【解析】该燃料电池中 C6H12O6在负极反应生成二氧化碳，电极反应式为 C6H12O66H2O24e =6CO224H ，故 A 正确；根据装置图可知，质子透过离子交换膜扩散到好氧区，故 B 正确；C 项， 质子可透过离子交换膜扩
10、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。 9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 12，以下说法正确的是( ) Aa 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 Da 电极反应式：2H2O2e =H 22OH 【答案】B 【解析】阳极反应式为 2H2O4e =O 24H ，阴极反应式为 4H 2O4e =2H 24OH ，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
11、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。 10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( ) Aa 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=H 2 D若两极共收集到气体 13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为 7.2 g(忽略气体的溶解) 【答案】D 【解析】 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， A 错误； 阴极反应为 6H2O 6e =6OH3H 2(或6H 6e=3H 2)， 阳极反应为6Cl 6e=3Cl
12、2、 CO(NH2)23Cl2H2O=N2 CO26HCl，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恰好反应 生成水，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，13.44 L 气体的物质的量为 13.44 L 22.4 L mol 10.6 mol，由两极反应可知 n(N2)n(CO2)0.6 mol 1 50.12 mol，生成 0.12 mol N2 所消耗的 CO(NH2)2的物质的量也为 0.12 mol，则 mCO(NH2)20.12 mol 60 g mol 17.2 g，故 D 正确。 11.如图是实验室研究海水对铁
13、闸不同部位腐蚀情况的剖面图。下列说法正确的是( ) A该电化学腐蚀为析氢腐蚀 B图中生成铁锈最多的是 C 区域 CA 区域比 B 区域更易腐蚀 D铁闸中的负极的电极反应：Fe2e =Fe2 【解析】铁闸在海水中发生吸氧腐蚀，在酸性较强的条件下才发生析氢腐蚀，A 错误；在 B 处，海水 与氧气接触，与 Fe 最易形成原电池，发生的吸氧腐蚀的程度最大，生成铁锈最多，B 错误；在 B 处，海水 与氧气接触，与 Fe 最易形成原电池，所以 B 区域比 A 区域更易腐蚀，C 错误；Fe 作负极失电子生成亚铁 离子，则负极的电极反应为 Fe2e =Fe2，D 正确。 【答案】D 12硼化钒(VB2)空气电
14、池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图所示，该电池工作时反应为 4VB211O2=4B2O32V2O5，下列说法正确的是( ) A电极 a 为电池负极 B图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过 C电子由 VB2极经 KOH 溶液流向 a 电极 DVB2极发生的电极反应为 2VB222OH 22e=V 2O52B2O311H2O 【解析】硼化钒空气燃料电池中，VB2在负极失电子，氧气在正极上得电子，所以 a 为正极，故 A 错误；氧气在正极上得电子生成 OH ，OH通过选择性透过膜向负极移动，故 B 错误；“电子不下水”，电 子只在导线中移动，不能在溶液中移动，故 C 错误；负极上是 VB2
15、失电子发生氧化反应，则 VB2极发生的 电极反应为 2VB222OH 22e=V 2O52B2O311H2O，故 D 正确。 【答案】D 13.一种处理污水的燃料电池模型如图所示。该电池工作时，只需把污水注入反应池，细菌就可将污水 中的有机物分解，在此过程中释放出电子、质子和乙。下列叙述不正确的是( ) AB 电极为正极 B气体乙可能为 CO2 CO2在 A 电极得电子 D电池工作时，B 电极附近的 pH 逐渐减小 【解析】根据题意，该电池工作时，只需把污水注入反应池，细菌就可将污水中的有机物分解，在此过 程中释放出电子、质子和乙，则 B 电极为负极，A 项错误；有机物是含碳元素的化合物，有机
16、物失电子生 成乙，则气体乙可能为 CO2，B 项正确；根据上述分析，电极 A 为正极，在燃料电池中，氧气在正极得到 电子， 即 O2在 A 电解得电子， C 项正确； 根据题意， 细菌将污水中的有机物分解， 在此过程中释放出电子、 质子和乙，质子(H )浓度增大，则 B 电极附近的 pH 逐渐减小，D 项正确。 【答案】A 14 全钒液流储能电池利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能的相互转化， 充电时， 惰性电极 M、N 分别连接电源的正极和负极。电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是( ) A充电过程中，N 电极附近酸性减弱 B充电过程中，N 电极上 V3 被还原为 V2 C
17、放电过程中，H 由 N 电极向 M 电极移动 D放电过程中，M 电极反应为 VO 22H e=VO 2H2O 【解析】充电过程中，N 电极是阴极，氢离子移向阴极，故附近酸性增强，A 项错误；充电过程中，N 电极是阴极，发生反应：V3 e=V2，B 项正确；放电过程中，N 极是负极，H由 N 电极向 M 电极移 动，C 项正确；放电过程中，M 电极为正极，反应为 VO 22H e=VO2H 2O，D 项正确。 【答案】A 15如图装置电解一段时间，当某极析出 0.32 g Cu 时，、中溶液 pH 分别为(溶液足量，体积 均为 100 mL 且电解前后溶液体积变化忽略不计)( ) A13、7、1
18、 B12、7、2 C1、7、13 D7、13、1 【解析】n(Cu)0.32 g 64 g/mol0.005 mol，由电极反应 Cu2 2e=Cu 可知转移电子为 0.01 mol， 电解时， 、 、 中溶液电极方程式分别为 2KCl2H2O= 通电 2KOHH2Cl2、 2H2O= 通电 2H2O2； 2CuSO42H2O= 通电 2CuO22H2SO4。中生成 0.01 mol OH ，c(OH)0.01 mol 0.1 L0.1 mol/L，pH 13； 电解水， 溶液仍然呈中性， 溶液的 pH7； 中生成 0.01 mol H ， c(H)0.01 mol 0.1 L0.1 mol/
19、L， pH1，故 A 正确。 【答案】A 16钠离子电池具有成本低、能量转换效率高、寿命长等优点。一种钠离子电池用碳基材料(NamCn) 作负极，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电，该钠离子电池的工作原理为 Na1mCoO2 NamCn 放电 充电 NaCoO2Cn。下列说法不正确的是( ) A放电时，Na 向正极移动 B放电时，负极的电极反应式为 NamCnme =mNaC n C充电时，阴极质量减小 D充电时，阳极的电极反应式为 NaCoO2me =Na 1mCoO2mNa 【答案】C 【解析】A 项，放电时阳离子向正极移动，即 Na 向正极移动，正确；B 项，放电时，负极电极反 应
20、式为 NamCnme =mNaC n，正确；C 项，充电时，Na 在阴极上得电子，发生还原反应，电极 质量会增大，错误；D 项，充电时，阳极上发生失电子的氧化反应：NaCoO2me =Na 1mCoO2mNa ，正确。 17电池式氧传感器原理构造如图，可测定 O2的含量。工作时铅极表面会逐渐附着 Pb(OH)2。下 列说法不正确的是( ) APt 电极上发生还原反应 B随着使用，电解液的 pH 逐渐减小 Ca mol O2反应，理论上可使 Pb 电极增重 68 a g DPb 电极上的反应式为 Pb2OH 2e=Pb(OH) 2 【答案】B 【解析】A 项，Pb 作负极失电子产生的 Pb2 与
21、 OH反应生成 Pb(OH) 2，则 Pt 电极作正极，发生还 原反应，正确；负极反应式：2Pb4OH 4e=2Pb(OH) 2，正极反应式：O24e 2H 2O=4OH ， 总反应式：2PbO22H2O=2Pb(OH)2，反应过程溶液 pH 不变，B 错误、D 正确；C 项，根据反应 2PbO22H2O=2Pb(OH)2， a mol O2反应理论上可使 Pb 电极增重 4a mol 17 g mol 168a g， 正确。 18“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图。下列说法正确的是( ) A该装置是将电能转变为化学能 B利用该技术可捕捉大气中的 CO2 C每得到 1 mol 草
22、酸铝，电路中转移 3 mol 电子 D正极的电极反应为 C2O2 42e =2CO 2 【答案】B 【解析】A 项，“碳呼吸电池”为原电池原理，将化学能转变为电能，错误；B 项，“碳呼吸电池”能消耗 CO2，所以利用该技术可捕捉大气中的 CO2，正确；C 项，根据工作原理图，金属铝是负极，失电子生成草 酸铝，所以每得到 1 mol 草酸铝，电路中转移 3 2 mol6 mol 电子，错误；D 项，根据工作原理图，CO2 作为正极反应物得电子生成 C2O2 4，电极反应式为 2CO22e =C 2O 2 4，错误。 19.SO2是大气污染物，造成酸雨的主要原因，用如图所示装置可以既吸收工厂排放的
23、废气中的 SO2，又 可以生成一定量的硫酸，下列说法正确的是( ) Aa 为正极，b 为负极 B生产过程中氢离子由右移向左 C从左下口流出的硫酸的质量分数一定大于 50% D负极反应式为 SO22H2O2e =SO2 44H 【答案】D 【解析】A 项，a 电极上 SO2发生氧化反应生成硫酸，则 a 为负极，b 为正极，错误；B 项，质子膜只 允许 H 通过，向正极移动，即 H由左向右移动，错误；C 项，负极区有硫酸生成，但同时在增加水的量， 则硫酸的质量分数不一定大于 50%，甚至还可能小于 50%，错误；D 项，负极上发生的是氧化反应，其电 极反应式为 SO22H2O2e =SO2 44H
24、 ，正确。 20如图是一种锂钒氧化物热电池装置，电池总反应为 xLiLiV3O8=Li1xV3O8。工作时，需先 引发铁和氯酸钾反应使共晶体熔化，下列说法不正确的是( ) A组装该电池应当在无水、无氧的条件下进行 B整个过程的能量转化涉及化学能转化为热能和电能 C放电时 LiV3O8电极反应为 xLi LiV 3O8xe =Li 1xV3O8 D充电时 Cl 移向 LiV 3O8电极 【答案】C 【解析】A 项，Li 是活泼的金属，因此组装该电池应当在无水、无氧的条件下进行，正确；B 项， 整个过程的能量转化涉及化学能转化为电能以及化学能和热能之间的转化，正确；C 项，放电时正极发 生得电子的
25、还原反应，即正极反应式为 xLi LiV 3O8xe =Li 1xV3O8，错误；D 项，放电时 Cl 移 向负极，移向锂电极，因此充电时 Cl 移向 LiV 3O8电极，正确。 21氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细 小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。 (1)氢氧燃料电池的能量转化形式主要是_，在导线中电子流动方向为_(用 a、b 和箭头 表示)。 (2)负极反应式为_。 (3)电极表面镀铂粉的原因为_。 (4)氢气的制备和存储是氢氧燃料电池能否有效推广的关键技术。有人提出利用光伏发电装置电解尿素 的碱性溶液来制备氢气。光伏发电是当今
26、世界利用太阳能最主要方式之一。图 1 为光伏并网发电装置，图 2 为电解尿素CO(NH2)2(C 为4 价)的碱性溶液制氢的装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极 均为惰性电极)。 图1 光伏并网 发电装置 图2 电解尿素的碱性溶液制 氢装置 图 1 中 N 型半导体为_(填“正极”或“负极”) 该系统工作时，A 极的电极反应式为_。 若 A 极产生 7.00g N2，则此时 B 极产生_L H2(标准状况下)。 【解析】(1)氢氧燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，所以该燃料电池中能量转化形 式主要是化学能转化为电能；燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是
27、正极，电子从负 极沿导线流向正极，所以通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，电子流动方向为 a 到 b；(2)碱性 氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为 H22e 2OH=2H 2O；(3) 反应物接触面积越大，反应速率越大，电极表面镀铂粉能增大吸附气体的能力，所以能增大反应速率；(4) 该电池反应时，氮元素化合价由3 价变为 0 价，H 元素化合价由1 价变为 0 价，则氮元素被氧化，氢 元素被还原，所以生成氮气的电极 A 是阳极，生成氢气的电极 B 是阴极，则图 1 中 N 型半导体为负极，P 型半导体为正极；A 极为阳极，电极反应式为 CO(NH2)
28、28OH 6e=CO2 3N26H2O；A 极为阳 极，电极反应式为 CO(NH2)28OH 6e=CO2 3N26H2O，若 A 极产生 7.00 g 即 0.25 mol N2，则转 移电子是 1.5 mol，此时 B 极产生氢气，B 电极反应为 H2O2e =H 22OH ，转移 1.5 mol 电子，产生 氢气的体积：1.5 mol 2 22.4 L/mol16.8 L。 【答案】(1)化学能转化为电能 ab (2)H22e 2OH=2H 2O(或 2H24e 4OH=4H 2O) (3)增大电极单位面积吸附 H2和 O2的分子数，加快电极反应速率来源:学|科|网 (4)负极 CO(N
29、H2)28OH 6e=CO2 3N26H2O 16.8 22我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器易受到环境腐蚀，所以 对其进行修复和防护具有重要意义。 (1)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状 Ag2O 涂在被腐蚀部位，Ag2O 与有害组 分 CuCl 发生复分解反应，该化学方程式为_。 (2)下图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。来源:Z_xx_k.Com来源:163文库 腐蚀过程中，负极是_(填“a”“b”或“c”)； 环境中的 Cl 扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈 Cu 2(OH)3Cl，其离子 方
30、程式为_； 若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。 【解析】(1)复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为 Ag2O2CuCl=2AgCl Cu2O。 (2)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为 c。负极反应：Cu2e =Cu2，正极反 应：O22H2O4e =4OH；正极产物为 OH，负极产物为 Cu2，两者与 Cl反应生成 Cu 2(OH)3Cl， 其离子方程式为 2Cu2 3OHCl=Cu 2(OH)3Cl； 4.29 g Cu2(OH)3Cl 的物质的量为 0.02 mol， 由 Cu 元素守恒知， 发生电化学腐蚀失
31、电子的 Cu 单质的物 质的量为 0.04 mol，失去电子 0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗 O2的物质的量为 0.02 mol，所以理论上 消耗氧气的体积为 0.448 L(标准状况)。 【答案】(1)Ag2O2CuCl=2AgClCu2O (2)c 2Cu2 3OHCl=Cu 2(OH)3Cl 0.448 23如图，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业的原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中的 X 为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题： (1)甲烷燃料电池的负极反应为_。 (2)石墨(C)极的电极反应为_。 (3)若在标准状况下，有 2.24 L 氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生
32、成的气体的体积为_L；丙 装置中阴极析出铜的质量为_g。 (4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或 Fe(OH)2的实验装置(如图)。若用于制漂白液，a 为电池的_极，电解质溶液最好用_。 若用于制 Fe(OH)2，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用_作电极。 【解析】(1)甲烷燃料电池负极上发生氧化反应，即甲烷在负极上被氧化。在 KOH 溶液中甲烷被氧化后 生成碳酸钾，负极反应为 CH48e 10OH=CO2 37H2O。 (2)原电池的负极与电解池的阴极相接，铁极为阴极，则 C 极为阳极，在 C 极上发生氧化反应，电极反 应为 2Cl 2e=Cl 2。 (3)n(O2) 2.2
33、4 L 22.4 L mol 10.1 mol， 甲池中正极反应为 O24e 2H 2O=4OH ， 由电子守恒知， 经过甲、 乙、丙装置的电子的物质的量为 0.4 mol。乙池中的铁电极与甲池的负极相连，铁电极为阴极，发生还原反 应， 电极反应为 2H2O2e =2OHH 2， n(H2)0.4 mol 2 0.2 mol， V(H2)0.2 mol 22.4 L mol 14.48 L。 丙池中精铜为阴极，发生还原反应，电极反应为 Cu2 2e=Cu，n(Cu)0.4 mol 2 0.2 mol，m(Cu)0.2 mol 64 g mol 112.8 g。 (4)漂白液的有效成分是次氯酸盐
34、，制备原理是 2Cl 2H 2O= 通电 2OH Cl 2H2，Cl22OH =Cl ClOH 2O，气体与液体反应，最好采用逆向接触，即气体在下端产生，碱溶液在上端生成，使其充分 反应，所以该装置的下端为阳极，上端为阴极，阴极与电源负极相连，故 a 极为负极。生活中常见且廉价 的氯化物是氯化钠，故电解质溶液最好用饱和氯化钠溶液。若制备氢氧化亚铁，用硫酸钠溶液作电解质溶 液，选用铁作阳极。 【答案】(1)CH48e 10OH=CO2 37H2O (2)2Cl 2e=Cl 2 (3)4.48 12.8 (4)负 饱和氯化钠溶液(或饱和食盐水) 铁 24如图 X 是直流电源。Y 槽中 c、d 为石
35、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(用“正”、“负”、“阴”或“阳”填空)。 Z 槽中 e 为_极(同上)。 连接 Y、Z 槽线路中，电子流动的方向是 d_e(用“”或“”填空)。 (2)写出 c 极上反应的电极反应式：_。 写出 Y 槽中总反应的化学方程式：_。 写出 Z 槽中 e 极上反应的电极反应式：_。 【解析】d 极附近显红色，说明 d 为阴极，电极反应式为 2H 2e=H 2，c 为阳极，电极反应式为 2Cl 2e=Cl 2，Y 槽电解饱和 NaCl 溶液的总反应方程式为 2NaCl2H2O 电解,2NaOHCl2
36、H2；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 Cu2e =Cu2，电子流动方向由 ed。 【答案】(1)负 阳 (2)2Cl 2e=Cl 2 2NaCl2H2O 电解,2NaOHH2Cl2 Cu2e =Cu2 25高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型多功能水处理剂。已知 Na2FeO4在强碱性溶液中会析出 沉淀。其生产工艺流程如图所示： (1)写出向 NaOH 溶液中通入足量 Cl2发生反应的离子方程式：_。 (2)向溶液中加入 Fe(NO3)3溶液发生反应，该反应的氧化剂是_，每制得 49.
37、8 g Na2FeO4， 理论上消耗氧化剂的物质的量为_mol。 (3)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。 电解过程中阳极的电极反应式为_。 图甲装置中的电源采用 NaBH4(B 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。 【解析】(1)Cl2与 NaOH 溶液发生歧化反应生成 NaCl、NaClO 和 H2O，由此可写出离子方程式。(2)结 合(1)分析和流程知溶液中溶质主要是 NaClO，因此加入 Fe(NO3)3溶液后生
38、成 Na2FeO4，此反应中，氧化 剂为 NaClO，还原剂为 Fe(NO3)3；利用得失电子守恒得：3NaClO2Na2FeO4，由此可知生成 49.8 g Na2FeO4 消耗氧化剂的物质的量为 49.8 g 166 g mol 1 3 20.45 mol。(3)电解时阳极 Fe 失电子被氧化为 FeO 2 4，结合电解 质溶液为碱性可得， 阳极电极反应式为 Fe8OH 6e=FeO2 44H2O； 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)。 【答案】(1)2OH Cl 2=ClO ClH 2O (2)NaClO(或次氯酸钠) 0.45 (3)Fe8OH 6e=FeO2 44H2O H2O22e =2OH a b
