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專題47 電解池中陰陽極的判斷 一、高考題再現(xiàn) 1．（2018課標Ⅰ）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+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需為酸性 【答案】C 2．（2018課標Ⅱ）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+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯誤的是 A. 放電時，ClO4－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? ＝2CO32－+C D. 充電時，正極反應(yīng)為：Na++e?＝Na 【答案】D 3．（2017課標Ⅰ）支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管柱，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】C 【解析】本題使用的是外加電流的陰極保護法，鋼管柱與電源的負極相連，被保護。A．外加強大的電流可以抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，從而保護鋼管柱，A正確；B．通電后，被保護的鋼管柱作陰極，高硅鑄鐵作陽極，因此電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁，B正確；C．高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，所以高硅鑄鐵不損耗，C錯誤；D．通過外加電流抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，因此通入的保護電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整，D正確。答案選C。 4．（2017課標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：A3++3e-=Al D．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動 【答案】C 二、考點突破 1、根據(jù)外接電源判斷 典例1（2018屆廣西玉林高級中學(xué)高三化學(xué)模擬試題二）下列裝置由甲、乙兩部分組成（如圖所示），甲是將廢水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學(xué)電源。當電池工作時，下列說法錯誤的是（ ） A． 甲中H+透過質(zhì)子交換膜由左向右移動 B． M極電極反應(yīng)式：H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-2CO2↑+N2↑+16H+ C． 一段時間后，乙中CuSO4溶液濃度基本保持不變 D． 當N極消耗0.25 mol O2時，則鐵極增重16 g 【答案】D 【解析】甲圖中裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原電池，M是負極，N是正極，電解質(zhì)溶液為酸性溶液，負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，A．M是負極，N是正極，質(zhì)子透過離子交換膜由左M極移向右N極，即由左向右移動，選項A正確；B．H2N（CH2）NH2在負極M上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成但其、二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為H2N（CH2）NH2+4H2O-16e-═2CO2↑+N2↑+16e-，選項B正確；C．乙部分是在鐵上鍍銅，電解液濃度基本不變，所以乙中CuSO4溶液濃度基本保持不變，選項C正確；D．當N電極消耗0.25 mol氧氣時，則轉(zhuǎn)移0.254=1mol電子，所以鐵電極增重12mol64g/mol=32g，選項D錯誤。 2、根據(jù)電解裝置中電子的流向判斷 典例2（2018屆安徽省皖江名校高三最后一卷）如圖所示的C/Na4Fe(CN)6--鈉離子電池是一種新型電池。下列有關(guān)說法正確的是 A． 電極a在放電時做正極，充電時做陰極 B． 放電時，電極b上的電極反應(yīng)為:NaxC-e-=Na++Nax-1C C． 電池工作時，Na+向電板b移動 D． 該電池通過Na+的定向移動產(chǎn)生電流，不發(fā)生氧化還原反應(yīng) 【答案】B 3、根據(jù)電解池中電極附近溶液的酸堿性判斷 案例3如圖，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，A、B為電源。將電源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色． （1）若用CO、氧氣燃料電池作電源，電解質(zhì)為KOH溶液，則A為____極，A電極上的反應(yīng)為_______，B電極上的反應(yīng)式為：___________________。 （2）若甲中裝有100ml 1 mol?L-1的硫酸銅溶液，工作一段時間后，停止通電此時C、D兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同．甲中D極產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積為_____________L，欲使溶液恢復(fù)到起始狀態(tài)，可向溶液中加入____。 A．CuO B．Cu2(OH)2CO3 C．Cu(OH)2 D．CuCO3 （3）通電后乙中反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________。 （4）欲用（丙）裝置給銅鍍銀，反應(yīng)一段時間后（用CO、氧氣燃料電池作電源）銅制品質(zhì)量增加43.2克，理論上消耗氧氣的質(zhì)量_______克。 （5）工作一段時間后,丁中X極附件的顏色逐漸變淺，Y極附件的顏色逐漸變深，這說明________在電場作用下向Y極移動。 (4)欲用（丙）裝置給銅鍍銀，反應(yīng)一段時間后（用CO、氧氣燃料電池作電源）銅制品質(zhì)量增加43.2克，則說明析出43.2克銀，即43.2/108=0.04mol銀，則理論上消耗氧氣0.01mol質(zhì)量為3.2g。 (5)一段時間后X極附件的顏色逐漸變淺，Y極附件的顏色逐漸變深，說明氫氧化鐵膠體粒子向陰極移動，則說明氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷。 4、根據(jù)電極質(zhì)量變化判斷 案例4如圖所示，若電解5 min時銅電極質(zhì)量增加2.16g，試回答： （1）電源電極X名稱為______。 （2）pH變化：A ______，B ______，C ______。 （3）通電5min時，B中共收集224mL氣體（標準狀況），溶液體積為200mL，（設(shè)電解前后溶液不變）則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為 ______。 （4）若A中KCl溶液的體積也是200mL，電解后，溶液的pH是 ___（設(shè)前后體積無變化）。 5、根據(jù)電解過程中產(chǎn)生氣體體積關(guān)系判斷 案例5下圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時間后，在c、d兩極上共收集到336ml（標準狀況）氣體?；卮鹣铝袉栴}： （1）根據(jù)圖中c、d兩極上產(chǎn)生氣體的體積判斷電源N極為_______極（填“正”或“負），電解池中a為______ 極。請寫出a極的電極反應(yīng)式：___________________。 （2） AgNO3溶液的濃度________(填“增大”“減小”或“不變”，下同），AgNO3溶液的pH______，H2SO4溶液的濃度_______，H2SO4溶液的pH________。 （3）上述過程中通過電路的電子______mol。 （4）若H2SO4溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)由5.00%變?yōu)?.02%，則原有的5.00%溶液為____g， 6、根據(jù)電解產(chǎn)物判斷 典例6（2018年天成教育命題研究院高考精準預(yù)測卷一）某些無公害農(nóng)藥果園利用電解原理，進行果品的安全生產(chǎn),解決了農(nóng)藥殘留所造成的生態(tài)及健康危害。下列正確的是（ ） A． a為直流電源的負極，與之相連的電極做陰極 B． 離子交換膜為陰離子交換膜 C． “酸性水”具有強氧化性,具有殺菌效果 D． 陰極反應(yīng)式為：H2O--2e-=H2↑+O2- 【答案】C 【解析】A.a為直流電源的正極，與之相連的電極做陽極，故A錯誤；B.在電解過程中，K+透過離子交換膜從左向右遷移，故為陽離子交換膜，故B錯誤；C. “酸性水”即為氯水，具有強氧化性,具有殺菌效果，故C正確；D.陰極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故錯誤。 7、根據(jù)電解池中離子移動方向判斷 典例7（2018屆四川省廣安、眉山、內(nèi)江、遂寧高三第三次診斷性考試）在實驗室中，以一定濃度的乙醛—Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液，模擬乙醛廢水的處理過程（如圖），乙醛在兩電極分別轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸。下列對電解過程的分析正確的是 A． 以鉛蓄電池為電源，則a極為Pb電極 B． 石墨Ⅱ電極附近的pH逐漸減小 C． 陽極反應(yīng)為CH3CHO+H2O-2e-=CH3COOH+2H+ D． 每處理含8.8g乙醛的廢水，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4NA 【答案】C