2019年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 核心考點總動員 專題13 電化學(xué)基本原理及應(yīng)用(含解析).doc
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電化學(xué)基本原理及應(yīng)用 題型介紹: 電化學(xué)是高考的必考考點,對原電池和電解池的考查往往以選擇題的形式考查兩電極反應(yīng)式的書寫、兩電極附近溶液性質(zhì)的變化、電子的轉(zhuǎn)移或電流方向的判斷等,在第Ⅱ卷中會以應(yīng)用性和綜合性進(jìn)行命題,如與生產(chǎn)生活(如金屬的腐蝕和防護(hù)等)相聯(lián)系,也與無機(jī)推斷、實驗及化學(xué)計算等 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(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? =2CO32-+C D.充電時,正極反應(yīng)為:Na++e?=Na 【答案】D 【解析】分析:原電池中負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),正極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng),陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動,充電可以看作是放電的逆反應(yīng),據(jù)此解答。 點睛:本題以我國科學(xué)家發(fā)表在化學(xué)頂級刊物上的“一種室溫下可呼吸的鈉、二氧化碳二次電池”為載體考查了原電池和電解池的工作原理,掌握原電池和電解池的工作原理是解答的關(guān)鍵,注意充電與發(fā)電關(guān)系的理解。本題很好的弘揚了社會主義核心價值觀個人層面的愛國精神,落實了立德樹人的教育根本任務(wù)。 名師揭秘】可充電電池在分析過程中搞清楚兩個過程——充電和放電,充電為電解池,放電為原電池;用雙線橋法首先分析該氧化還原反應(yīng),找出兩極反應(yīng)的物質(zhì),寫出兩極反應(yīng)的電極方程式,然后根據(jù)電解質(zhì)溶液進(jìn)行后面的分析。 高頻考點二:燃料電池 【典例】【江西重點中學(xué)盟校2019屆高三第一次聯(lián)考】如圖所示是一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料,氧氣為氧化劑,某固體氧化物為電解質(zhì)的新型燃料電池。該固體氧化物電解質(zhì)的工作溫度高達(dá)700~900℃時,O2-可在該固體氧化物電解質(zhì)中自由移動,反應(yīng)生成物均為無毒無害的物質(zhì)。下列說法正確的是 ( ) A.電池總反應(yīng)為:N2H4+2O2=2NO+2H2O B.電池內(nèi)的O2-由電極乙移向電極甲 C.當(dāng)甲電極上有l(wèi)mol N2H4消耗時,乙電極上有22.4LO2參與反應(yīng) D.電池正極方程式為:O2 + 4e-+2H2O=4OH- 【答案】B 【 名師揭秘】這類試題本身難度不大,但綜合性強,在解題過程中首先分清楚池型,是原電池還是電解池;然后找電極,寫出電極反應(yīng),再分析電子、離子流向。 高頻考點四:電解規(guī)律及應(yīng)用 【典例】【河南示范性高中2019屆上學(xué)期期終】利用如圖所示裝置可制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiCl溶液和LiOH溶液。下列說法錯誤的是 ( ) A.B極區(qū)的電極反應(yīng)式2H2O+2e-=H2↑+2OH- B.A極的電勢一定比B極的高 C.實際電解過程中A極區(qū)pH減小 D.若改為陰離子交換膜,則兩極氣體產(chǎn)物仍相同 【答案】B 【 接觸面積大,能增加電解效率,故B說法正確;C、陰極應(yīng)為陽離子得電子,根據(jù)離子放電順序應(yīng)是H+放電,即2H++2e?=H2↑,故C說法錯誤;D、根據(jù)電解原理,電解時,陰離子移向陽極,故D說法正確。 【名師點睛】本題考查電解原理的應(yīng)用,如本題得到致密的氧化鋁,說明鋁作陽極,因此電極方程式應(yīng)是2Al?6e?+3H2O=Al2O3+6H+,這就要求學(xué)生不能照搬課本知識,注意題干信息的挖掘,本題難度不大。 5.【2017新課標(biāo)3卷】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 ( ) 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(fù)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(dǎo)電性 D.電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多 【答案】D 【名師點睛】考查二次電池的使用,涉及原電池工作原理,原電池工作時負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),而電池充電時,原來的負(fù)極連接電源的負(fù)極為電解池的陰極,發(fā)生還原反應(yīng),而原來的正極連接電源的正極為電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng),解題是通過結(jié)合反應(yīng)原理,根據(jù)元素化合價的變化,判斷放電時正負(fù)極發(fā)生的反應(yīng),再結(jié)合電解質(zhì)書寫電極反應(yīng)方程式。 6.【2017江蘇卷】下列說法正確的是 ( ) A.反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH < 0,ΔS >0 B.地下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕 C.常溫下,Ksp[Mg(OH)2]=5.610?12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+)≤5.610?4 molL?1 D.常溫常壓下,鋅與稀H2SO4反應(yīng)生成11.2 L H2,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.021023 【答案】BC 【名師點睛】本題考查了對熵變、金屬的電化學(xué)防腐措施、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡、氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移、氣體摩爾體積以及阿伏加德羅常數(shù)的掌握情況。要求學(xué)生會判斷一些常見反應(yīng)的熵變,能合理運用熵判據(jù)和焓判據(jù)來判斷一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行;搞懂犧牲陽極的陰極保護(hù)法和外接電流的陰極保護(hù)法的原理及其區(qū)別;會進(jìn)行有關(guān)溶度積的簡單計算;會判斷氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目;弄清氣體摩爾體積的使用條件及阿伏加德羅常數(shù)的含義和近似值。 7.【2016年高考新課標(biāo)Ⅱ卷】Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是( ) 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+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 【答案】B 【解析】 試題分析:根據(jù)題意,電池總反應(yīng)式為:Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag,正極反應(yīng)為:2AgCl+2e-= 2Cl-+ 2Ag,負(fù)極反應(yīng)為:Mg-2e-=Mg2+,A項正確,B項錯誤;對原電池來說,陰離子由正極移向負(fù)極,所以電池放電時Cl-由正極向負(fù)極遷移,C項正確;由于鎂是活潑金屬,則負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑,D項正確;答案選B。 【考點定位】考查原電池的工作原理。 【名師點睛】本題以Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池為載體,考查原電池電極反應(yīng)式的書寫,離子的遷移方向等知識?;瘜W(xué)電源是高考中的熱點,也是難點,學(xué)生要結(jié)合原電池的知識來推斷試題給出的化學(xué)電源的工作原理,然后結(jié)合化合價的變化判斷正、負(fù)極。 8.【2016年高考北京卷】用石墨電極完成下列電解實驗。 實驗一 實驗二 裝置 現(xiàn)象 a、d處試紙變藍(lán);b處變紅,局部褪色;c處無明顯變化 兩個石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生;n處有氣泡產(chǎn)生;…… 下列對實驗現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是 ( ) A.a(chǎn)、d處:2H2O+2e-=H2↑+2OH- B.b處:2Cl--2e-=Cl2↑ C.c處發(fā)生了反應(yīng):Fe-2e-=Fe2+ D.根據(jù)實驗一的原理,實驗二中m處能析出銅 【答案】B 【考點定位】本題主要是考查電解原理的應(yīng)用 【名師點睛】化學(xué)反應(yīng)主要是物質(zhì)變化,同時也伴隨著能量變化。電化學(xué)是化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化關(guān)系的化學(xué)。電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,它可以使不能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)借助于電流而發(fā)生。與外接電源正極連接的電極為陽極,與外接電源的負(fù)極連接的電極為陰極。陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。若陽極是活性電極(除Au、Pt、C之外的電極),則電極本身失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng);若是惰性電極(Au、Pt、C等電極),則是溶液中的陰離子放電,放電的先后順序是S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子,陰極則是溶液中的陽離子放電,放電順序是Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+,與金屬活動性順序剛好相反。因此掌握電解池反應(yīng)原理是本題解答的關(guān)鍵。注意依據(jù)實驗現(xiàn)象分析可能發(fā)生的電極反應(yīng)。 9.【2016年高考上海卷】圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中,x軸表示實驗時流入正極的電子的物質(zhì)的量,y軸表示 ( ) A.銅棒的質(zhì)量 B.c(Zn2+) C.c(H+) D.c(SO42-) 【答案】C 【考點定位】考查原電池基本原理和溶液中離子濃度變化。 【名師點睛】原電池原理無論在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和科學(xué)研究領(lǐng)域都有著重要用途,尤其在金屬的腐蝕與防護(hù)、新能源的開發(fā)和利用方面有著不可替代的作用,因此也是歷年高考必考知識點之一。無論題型如何變化,如果把握原電池的工作原理、電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式問題都會迎刃而解。在原電池中,一般活潑金屬做負(fù)極、失去電子、發(fā)生氧化反應(yīng)(金屬被氧化)、逐漸溶解(或質(zhì)量減輕);不活潑金屬(或?qū)щ姷姆墙饘伲┳稣龢O、發(fā)生還原反應(yīng)、有金屬析出(質(zhì)量增加)或有氣體放出;電子從負(fù)極流出經(jīng)過外電路流回正極,電流方向正好相反;溶液中離子濃度變化及移動方向由電極反應(yīng)決定。 10.【2016年高考新課標(biāo)Ⅰ卷】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SO42-可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。 下列敘述正確的是 ( ) A.通電后中間隔室的SO42-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(fù)極反應(yīng)為2 H2O–4e–=O2+4H+,負(fù)極區(qū)溶液pH降低 D.當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時,會有0.5mol的O2生成 【答案】B 【考點定位】考查電解原理的應(yīng)用的知識。 【名師點睛】化學(xué)反應(yīng)主要是物質(zhì)變化,同時也伴隨著能量變化。電化學(xué)是化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化關(guān)系的化學(xué)。電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,它可以使不能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)借助于電流而發(fā)生。與外接電源正極連接的電極為陽極,與外接電源的負(fù)極連接的電極為陰極。陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。若陽極是活性電極(除Au、Pt、C之外的電極),則電極本身失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng);若是惰性電極(Au、Pt、C等電極),則是溶液中的陰離子放電,放電的先后順序是S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子,陰極則是溶液中的陽離子放電,放電順序是Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+,與金屬活動性順序剛好相反。溶液中的離子移方向符合:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引的原則,即陽離子向陰極區(qū)移動,陰離子向陽極區(qū)移動。掌握電解池反應(yīng)原理是本題解答的關(guān)鍵。本題難度適中。 11.【2016年高考新課標(biāo)Ⅲ卷】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–+2H2O===2Zn(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2mol電子,消耗氧氣22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 【答案】C 【考點定位】考查原電池和電解池的工作原理 【名師點睛】本題考查原電池的工作原理和電解池工作原理,這是兩個裝置的重點,也是新電池的考查點,需要熟記,同時考查對知識的靈活運用;電極反應(yīng)式的書寫是電化學(xué)中必考的一項內(nèi)容,一般先寫出還原劑(氧化劑)和氧化產(chǎn)物(還原產(chǎn)物),然后標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目,最后根據(jù)原子守恒和電荷守恒完成缺項部分和配平反應(yīng)方程式,作為原電池,正極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e-=4OH-,負(fù)極電極反應(yīng)式為:Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-;充電是電解池,陽離子在陰極上放電,陰離子在陽極上放電,即陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動,對可充電池來說,充電時原電池的正極接電源正極,原電池的負(fù)極接電源的負(fù)極,不能接反,否則發(fā)生危險或電極互換,電極反應(yīng)式是原電池電極反應(yīng)式的逆過程;涉及到氣體體積,首先看一下有沒有標(biāo)準(zhǔn)狀況,如果有,進(jìn)行計算,如果沒有必然是錯誤選項。掌握原電池和電解池反應(yīng)原理是本題解答的關(guān)鍵。本題難度適中。 2.【2019年3月湖北省七市州教科研協(xié)作體高三聯(lián)合考試】現(xiàn)有二氧化硫—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池,其原理如圖所示。下列說法不正確的是 ( ) A.該電池實現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合 B.該電池工作時質(zhì)子從Pt1電極經(jīng)過內(nèi)電路流到Pt2電極 C.Pt1電極附近發(fā)生的反應(yīng)為:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ D.Pt2電極附近發(fā)生的反應(yīng)為:O2+2e-+2H2O=4H+ 【答案】D 3.【遼寧凌源市二中2019屆高三上學(xué)期期末】關(guān)于下列各裝置圖的敘述不正確的是 ( ) A.用圖①裝置精煉銅,a極為粗銅,b為精銅,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液 B.圖②裝置鹽橋中KCl的Cl﹣移向甲燒杯 C.圖③裝置中鋼閘門應(yīng)與外接電源的正極相連獲得保護(hù) D.圖④兩個裝置中通過導(dǎo)線的電子數(shù)相同時,消耗負(fù)極材料的物質(zhì)的量不同 【答案】C 4.【山東濟(jì)南市2019屆高三上學(xué)期期末】金屬-硫電池價格低廉,使用壽命長,能量密度高,因而在電池研究領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。常溫下新型Mg-S電池放電時的總反應(yīng)為:Mg+nS=MgSn。下列關(guān)于該電池的說法中正確的是 ( ) A.負(fù)極材料為金屬鎂,正極材料為固體硫 B.電解質(zhì)溶液可選用硫酸銅溶液 C.放電時,溶液中的陽離子向負(fù)極移動 D.將金屬鎂換成金屬鈉或鋰也可以形成原電池 【答案】D 【解析】A.根據(jù)總反應(yīng)方程式可知,在反應(yīng)中Mg失去電子,所以金屬鎂作原電池的負(fù)極,而固態(tài)S不能導(dǎo)電,因此不能作電極,A錯誤;B.若電解質(zhì)溶液選用硫酸銅溶液,則在正極上就不能是S獲得電子變?yōu)殛庪x子,B錯誤;C.在原電池放電時,溶液中的陽離子向負(fù)電荷較多的正極移動,C錯誤;D.若將金屬鎂換成金屬鈉或鋰,由于這兩種金屬的活動性也很強,因此也可以形成原電池,D正確;故合理選項是D。 5.【云南省通海二中2019屆高三9月月考】為探究原電池和電解池的工作原理,某研究性小組分別用如圖所示裝置進(jìn)行實驗。 (1)甲裝置中,a電極的反應(yīng)式為________________________________________。 (2)乙裝置中,陰極區(qū)產(chǎn)物為_________________________。 (3)丙裝置是一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器。外接電源a為_____________(填“正”或“負(fù)”)極,該裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________。 (4)若甲裝置作為乙裝置的電源,一段時間后,甲中消耗氣體與乙中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為____________(不考慮氣體的溶解)。 【答案】H2-2e-+2OH-=2H2O 氫氧化鈉和氫氣 負(fù) 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑, Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 3:4 (4)若甲裝置作為乙裝置的電源,因此滿足電子轉(zhuǎn)移守恒。每消耗2mol氫氣同時消耗1mol氧氣,轉(zhuǎn)移4mol電子。而在乙裝置中可以產(chǎn)生2mol氫氣和2mol氯氣,所以一段時間后,甲中消耗氣體與乙中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為3:4。 能力拓展: 6.【西安市藍(lán)田縣2019屆高三第一次模擬】某新型水系鈉離子電池工作原理如圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電,充電時Na2S4還原為Na2S,下列說法不正確的是 ( ) A.充電時,太陽能轉(zhuǎn)化為電能,電能又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B.放電時,a極為負(fù)極 C.充電時,陽極的電極反應(yīng)式為3I――2e-=13- D.M是陰離子交換膜 【答案】D 7.【山東濟(jì)寧市2019屆高三一?!侩p極膜電滲析一步法鹽制酸堿的技術(shù)進(jìn)入到了工業(yè)化階段,某科研小組研究采用BMED膜堆(如圖所示),模擬以精制濃海水為原料直接制備酸和堿。BMED膜堆包括陽離子交換膜、陰離子交換膜和雙極膜(a、d)已知:在直流電源的作用下,雙極膜內(nèi)中間界面層發(fā)生水的解離,生成H+和OH-。下列說法正確的是 ( ) A.電極Y連接電源的正極,發(fā)生還原反應(yīng) B.I口排出的是混合堿,Ⅱ口排出的是淡水 C.電解質(zhì)溶液采用Na2SO4溶液可避免有害氣體的產(chǎn)生 D.a(chǎn)左側(cè)膜為陽離子交換膜,c為陰離子交換膜 【答案】C 8.【遼寧撫順市2019屆高三一?!坑幸环N新型二次電池其放電時的工作原理如圖所示:電池兩極區(qū)用陽離子交換膜隔開,下列說法錯誤的是 ( ) A.電池放電時的正極反應(yīng)為:I3-+ 2e-= 3I- B.電池充電時,電解質(zhì)為K2S2和K2S4極區(qū)的電極連接外加電源的負(fù)極 C.電池放電時當(dāng)有0.2mol K+通過離子交換膜,電路中轉(zhuǎn)移了0.2mole- D.利用該電池電解100mL 0.2mol/L的CuSO4溶液 ,當(dāng)電路中有0.1mol e-通過時,理論上可析出3.2g金屬銅 【答案】D 【解析】該電池放電時屬于原電池,負(fù)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),放電時,陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動,充電時,該裝置是電解池,陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng),陰極連接電源負(fù)極。A.放電時,由圖知K+從K2S2和K2S4極區(qū)移向KI3-KI極區(qū),則K2S2和K2S4極區(qū)為負(fù)極,KI3-KI極區(qū)為正極,正極反應(yīng)為:I3-+ 2e-= 3I-,故A項正確;B.電池充電時,K2S2和K2S4極區(qū)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)為陰極,電極連接外加電源的負(fù)極,KI3-KI極區(qū)失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)為陽極,電極連接外加電源的正極,故B項正確;C.電池放電時,負(fù)極的電極反應(yīng)式為2S22--2e-=S42-,故當(dāng)有0.2mol K+通過離子交換膜,電路中轉(zhuǎn)移0.2mole-,故C項正確;D.100mL 0.2mol/L的CuSO4溶液n(Cu2+)===0.02mol,根據(jù)反應(yīng)式:Cu2+ +2e-=Cu,Cu2+完全轉(zhuǎn)化為Cu單質(zhì),則m(Cu)== =1.28g,故D項錯誤;故選答案D。 9.【2019屆四省名校高三第三次大聯(lián)考】一種將燃料電池與電解池組合制備KMnO4的裝置如圖所示(電極甲、乙、丙、丁均為惰性電極)。該裝置工作時,下列說法不正確的是 ( ) A.甲為正極,丙為陰極 B.丁極的電極反應(yīng)式為MnO42――e-===MnO4- C.KOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù):c%>a%>b% D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,甲電極上每消耗22.4L氣體時,理論上有4molK+移入陰極區(qū) 【答案】C 10.【山東臨沂十九中2019屆高三第六次調(diào)研】鉻是常見的過渡金屬之一,研究鉻的性質(zhì)具有重要意義。 (1)在上圖裝置中,觀察到裝置甲銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣體;而裝置乙中銅電極上無氣體產(chǎn)生,鉻電極上產(chǎn)生大量紅棕色氣體。由此可得到的結(jié)論_______________。 (2)工業(yè)上使用下圖裝置,采用石墨作電極電解Na2CrO4溶液,使Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7,其轉(zhuǎn)化原理為_____。 (3)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水,它們是工業(yè)廢水造成鉻污染的主要原因。要將Cr(VI)轉(zhuǎn)化為Cr(III)常見的處理方法是電解法和鐵氧磁體法。 ①電解法:將含Cr2O72-的廢水通入電解槽內(nèi),用鐵作陽極,在酸性環(huán)境中,加入適量的NaC1進(jìn)行電解,使陽極生成的Fe2+和Cr2O72-發(fā)生反應(yīng),其離子方程式為___________。陰極上Cr2O72-、H+、Fe3+都可能放電。若Cr2O72-放電,則陰極的電極反應(yīng)式為_________;若H+放電,則陰極區(qū)形成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。 ②鐵氧磁體法:在含Cr(VI)的廢水中加入綠礬,在pH<4時發(fā)生反應(yīng)使Cr(VI)轉(zhuǎn)化為Cr(III),調(diào)節(jié)溶液pH為6~8,使溶液中的Fe(I)、Fe(Ⅱ)、Cr(III)析出組成相當(dāng)于Fe(Ⅱ)[Fe(III)xCr (III)2-x]O4(鐵氧磁體 的沉淀,則鐵氧磁體中x=_________。 【答案】由裝置甲知鉻的金屬活動性比銅強;由裝置乙知常溫下鉻在濃硝酸中鈍化 陽極 4OH--4e-=O2↑+2H2O,使c(H+)增大,從而導(dǎo)致2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O反應(yīng)發(fā)生 Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O 1.5 (2)石墨電極電解Na2CrO4溶液,實現(xiàn)了Na2CrO4到Na2Cr2O7的轉(zhuǎn)化,這是由于電解池中陽極是溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣:4OH--4e-=O2↑+2H2O,溶液酸性增強,使c(H+)增大,從而導(dǎo)致2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O反應(yīng)發(fā)生,所以實現(xiàn)了Na2CrO4到Na2Cr2O7的轉(zhuǎn)化; (3)①重鉻酸根離子具有強的氧化性,可以將亞鐵離子氧化,發(fā)生氧化還原反應(yīng),根據(jù)電子得失守恒、原子守恒和電荷守恒可知反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;在陰極上是溶液中的離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng),若Cr2O72-放電,則陰極的電極反應(yīng)式為Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O; ②根據(jù)反應(yīng)Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可知Cr3+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為1:3,則:(2?x)/x=1:3,解得x=1.5。 14.【四川省江油中學(xué)2019屆高三下學(xué)期第一次月考】我國科學(xué)家在天然氣脫硫研究方面取得了新進(jìn)展,利用如圖裝置進(jìn)行脫硫,將硫化氫氣體轉(zhuǎn)化成硫沉淀。已知甲、乙池中發(fā)生的反應(yīng)為(右圖):下列說法正確的是 ( ) A.該裝置中電能轉(zhuǎn)化為光能 B.電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,甲池溶液質(zhì)量變化 3.4g,乙池溶液質(zhì)量保持不變 C.光照時乙池電極上發(fā)生的反應(yīng)為:H2S+I3-=3I-+S+2H+ D.甲池中碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為:AQ+2H+-2e-=H2AQ 【答案】B 15.【聊城一中2019屆高三第一學(xué)期期中】某課外小組分別用下圖所示裝置對原電池和電解原理進(jìn)行實驗探究。 請回答: 用圖 1 所示裝置進(jìn)行第一組實驗(K 閉合) (1)Zn 極為_____極。實驗過程中,甲中 SO42-________________(填“從左向右”、“從右向左”或“不”)移動;反應(yīng)初期乙中 N 極發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________________________。 (2)反應(yīng)一段時間后,打開 K,向乙中加入 0.1mol Cu(OH)2 后恰好復(fù)原,則上述電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為______________NA。用圖 2 所示裝置進(jìn)行第二組實驗。實驗中兩極均有氣體產(chǎn)生,且 Y 極區(qū)產(chǎn)生 FeO42-,溶液呈淺紫紅色。 (3)Y 極上 Fe 變?yōu)镕eO42-的電極反應(yīng)式為________________ (4)電解過程中,X 極區(qū)溶液的 pH_____(填“增大” 、“減小”或“不變”)。若在 X 極收集到 672 mL 氣體,在 Y 極收集到 168 mL 氣體(均為標(biāo)準(zhǔn)狀況),則 Y 電極質(zhì)量減少_____g。 (5)在堿性鋅電池中,用高鐵酸鉀作為正極材料,電池反應(yīng)式為:2K2FeO4+3Zn = Fe2O3 +ZnO+2K2ZnO2 該電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為_____。 【答案】負(fù) 從右向左 Cu2++2e-==Cu 0.4 Fe-6e-+8OH-==FeO42-+4H2O 增大 0.28 2FeO42- +6e- +5H2O = Fe2O3 +10OH- (2) 加入0.1mol Cu(OH)2的溶液可復(fù)原,說明發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)有CuSO4、水,0.1mol Cu(OH)2的作用相當(dāng)于有0.1molCuO和0.1molH2O反應(yīng);n(CuSO4)=0.1mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.12=0.2mol,又有0.1mol的水電解,其轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.12=0.2mol,因此共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.4mol電子數(shù)目為0.4NA; (3)在圖2電解池中,F(xiàn)e作陽極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),由于溶液顯堿性,所以Y 極上 Fe 變?yōu)镕eO42-的電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O; (5)在正極上高鐵酸根離子獲得電子被還原,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式是:2FeO42- +6e- +5H2O = Fe2O3 +10OH-。 解決電化學(xué)一系列問題的基本步驟是:首先是判斷是原電池,還是電解池―→根據(jù)題目條件判斷出正負(fù)極(陰陽極)―→電極上的物質(zhì)(陰陽離子)―→發(fā)生的電極反應(yīng)―→帶來的變化(離子濃度變化、pH變化、電子流向、現(xiàn)象等等)―→得出合理答案。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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