第23講 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)_第1頁(yè)
第23講 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)_第2頁(yè)
第23講 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)_第3頁(yè)
第23講 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)_第4頁(yè)
第23講 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)_第5頁(yè)
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1、電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)【考綱解讀】課標(biāo)要求考綱要求 1、了解電解池的工作原理,能寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)式。2、實(shí)驗(yàn)探究:電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。3、能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因,認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施。1、了解電解池的工作原理,能寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)式。2、理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因,金屬腐蝕的危害,防止金屬腐蝕的措施。【高考重點(diǎn)】1 電解原理 2.電解原理的應(yīng)用 3.金屬的腐蝕與防護(hù)。【基礎(chǔ)知識(shí)】一、電解原理1. 電解, 電解池(略)2電解池的工作原理 以電解CuCl2溶液為例3分析電解過(guò)程的思維程序(1)首先判斷陰、陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。

2、(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成,找全離子并分陰、陽(yáng)兩組(不要忘記水溶液中的H+和OH-)。(3)然后排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序。陰極:陽(yáng)離子放電順序陽(yáng)極:陰離子放電順序強(qiáng)調(diào):當(dāng)極板材料(陽(yáng)極)為 Pt 或C時(shí),還原性非常弱,此條件不被氧化稱(chēng)為_(kāi)電極。當(dāng)極板材料(陽(yáng)極)為Cu等金屬(除了Pt和C),還原性強(qiáng),易_電子,易被氧化稱(chēng)為_(kāi)電極。(4)分析電極反應(yīng),判斷電極產(chǎn)物,寫(xiě)出電極反應(yīng)式,要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后合并兩個(gè)電極反應(yīng)式得出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式。5.用分析電解過(guò)程的思維程序分析電解下列物質(zhì)的過(guò)程,并總結(jié)電解規(guī)律(用惰性電極電解)P128【深度思考】例1、在如圖中,甲燒杯中

3、盛有100ml 0.5molL-1AgNO3溶液,乙燒杯中盛有100ml 0.25 molL-1 CuCl2溶液,A、B、C、D均為質(zhì)量相同的石墨電極,如果電解一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)A極比C極重1.9g,則(1)電源E為 極,F(xiàn)為 極。(2)A極的電極反應(yīng)式為 ,析出物質(zhì) mol. (3)B極的電極反應(yīng)式為 ,析出氣體 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(4)C極的電極反應(yīng)式為 ,析出物質(zhì) mol. (5)D極的電極反應(yīng)式為 ,析出氣體 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(6)甲燒杯中滴入石蕊試液, 極附近變紅,如果繼續(xù)電離,在甲燒杯中最終得到 溶液。例2、(1)用惰性電極電解400ml一定濃度的硫酸銅溶液(不考慮電解過(guò)程中溶液體

4、積的變化),通電一段時(shí)間后,向所得的溶液中加入0.1molCuO后,使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為 mol。(2)如果向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后,使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為 mol。(3)如果向所得的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后,使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解),電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為 mol。例3、兩個(gè)惰性電極插入500molAgNO3溶液中,通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí),(設(shè)電解過(guò)程中陰極沒(méi)有H2放出,且電解液在電解前后體積變化可以忽略不計(jì))電極上析出銀

5、的質(zhì)量最大為 mg。二、電解池和原電池比較1、能量轉(zhuǎn)換2、電極名稱(chēng)及其判斷 電子從負(fù)極流出 流入正極 電子從負(fù)極流出 流入陰極外電路:(電子) 電流從正極流出 流入負(fù)極 電流從正極流出 流入陽(yáng)極 陽(yáng)離子向正極移動(dòng) 陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)內(nèi)電路(離子) 陰離子向負(fù)極移動(dòng) 陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)3、池型判斷有外加電源一定為電解池,無(wú)外加電源一定為原電池;多池組合時(shí),一般含活潑金屬的池為原電池,其余都是在原電池帶動(dòng)下的電解池。三、電解原理的應(yīng)用【P130考點(diǎn)二】氯堿工業(yè)(1)電解飽和食鹽水反應(yīng)原理 實(shí)驗(yàn)步驟按圖裝置,在U形管里倒入飽和食鹽水,插入一根石墨棒作陽(yáng)極,一根鐵棒作陰極。同時(shí)在兩邊管中各滴入幾滴酚酞試液

6、,并用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)陽(yáng)極放出的氣體。接通直流電源后,注意管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象陽(yáng)極上有氣泡逸出,氣體呈黃綠色,有刺激性氣味,使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙變?yōu)樗{(lán)色,陽(yáng)極區(qū)溶液由無(wú)色變?yōu)辄S綠色。陰極上有氣泡逸出,氣體無(wú)色、無(wú)味。陰極區(qū)溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色,紅色逐漸加深、區(qū)域逐漸擴(kuò)大。實(shí)驗(yàn)結(jié)論用惰性材料作陽(yáng)極,電解食鹽的飽和溶液,生成Cl2、H2和NaOH。陽(yáng)極:2Cl2eCl2(放電順序:Cl>OH)陰極:2H2eH2(放電順序:H>Na)在上述反應(yīng)中,由于H在陰極上得到電子而生成H2,破壞了附近的水的電離平衡,促進(jìn)了水繼續(xù)電離,結(jié)果陰極區(qū)溶液里OH的濃度增大而呈現(xiàn)堿性。(2)離

7、子交換膜法制燒堿離子交換膜電解槽的組成由陽(yáng)極(金屬鈦網(wǎng))、陰極(碳鋼網(wǎng))、離子交換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成,每臺(tái)電解槽由若干個(gè)單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成。右圖表示一個(gè)單元槽的示意圖。陽(yáng)離子交換膜的作用將電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室,它只允許陽(yáng)離子(Na)通過(guò),而阻止陰離子(Cl、OH)和氣體通過(guò)。這樣既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。(3)食鹽的精制粗鹽的成分:粗鹽中的主要成分是NaCl,還含有泥沙、Ca2、Mg2、Fe3、SO42雜質(zhì)。雜質(zhì)的危害:Ca2、Mg2、Fe3等金屬離子在堿性環(huán)境中會(huì)生成沉淀,損壞離子交換

8、膜;此外,雜質(zhì)的存在會(huì)使得到的產(chǎn)品不純。除雜質(zhì)的過(guò)程:(略)注意:除雜質(zhì)時(shí)所加試劑的順序要求是:a、Na2CO3必須在BaCl2之后; b、加入鹽酸在過(guò)濾之后。試劑加入順序有多種選擇,如:a、BaCl2、NaOH、Na2CO3、過(guò)濾、HCl;b、BaCl2、Na2CO3、NaOH、過(guò)濾、HCl;c、NaOH、BaCl2、Na2CO3、過(guò)濾、HCl。(5)、以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)及產(chǎn)品的主要用途四、電化學(xué)計(jì)算的基本方法原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對(duì)原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)測(cè)定的計(jì)算、根據(jù)電荷量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)物的量求電荷量等的計(jì)算。不論哪類(lèi)計(jì)算,均可概括為

9、下列三種方法:根據(jù)電子守恒法計(jì)算:用于串聯(lián)電路、陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電荷量等類(lèi)型的計(jì)算,其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算:先寫(xiě)出電極反應(yīng)式,再寫(xiě)出總反應(yīng)式,最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。根據(jù)關(guān)系式計(jì)算:借得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁,建立計(jì)算所需的關(guān)系式高例4、以惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液,一段時(shí)間后取出電極,加入9.8 g Cu(OH)2后溶液與電解前相同,則電解時(shí)電路中流過(guò)的電子為()A0.1mol B0.2molC0.3molD0.4mol例5、用惰性電極電解燒杯中盛裝的100mL含0.2molCuCl2、0.4molMgCl2的溶液

10、,一段時(shí)間后在陽(yáng)極上產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體11.2L,則在陰極上增重A.32g B.20g C.12.8g D.12g例6、下圖所示裝置中,甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液,電極均為石墨電極。(1)接通電源,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,測(cè)得丙中K2SO4濃度為10.47%,乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問(wèn)題:電源的N端為 極;電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為 。列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積: 電極c的質(zhì)量變化是 g;電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化,簡(jiǎn)述其原因:甲溶液 ;乙溶液 ;丙溶液 ;(2)如

11、果電解過(guò)程中銅全部析出,此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行,為什么? 五、金屬的腐蝕 【P132考點(diǎn)四】【近五年全國(guó)新課標(biāo)試題】1、(2014·全國(guó)理綜)次磷酸(H3PO2)是一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品,具有較強(qiáng)的還原性。回答下列問(wèn)題:(1)H3PO2是一元中強(qiáng)酸,寫(xiě)出其電離方程式_。(2)H3PO2和NaH2PO2均可將溶液中的Ag+還原為Ag,從而可用于化學(xué)鍍銀。H3PO2中,P元素的化合價(jià)為_(kāi)利用H3PO2進(jìn)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4:1,則氧化產(chǎn)物為_(kāi)(填化學(xué)式)。NaH2PO2為_(kāi)(填“正鹽”或“酸式鹽”),其溶液顯_(填“弱酸性”、“中性”或“弱堿性”)。(3)H3PO

12、2的工業(yè)制法是:將白磷(P4)與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成PH3氣體和Ba(H2PO2)2,后者再與H2SO4反應(yīng),寫(xiě)出白磷與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 (4)H3PO2也可用電滲析法制備。“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò)):寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)_。分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因 早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2:將“四室電滲析法”中陽(yáng)極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的陽(yáng)膜,從而合并了陽(yáng)極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有 雜質(zhì),該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是 2、(2014·全國(guó)理綜II)PbO2可由PbO與次氯酸鈉

13、溶液反應(yīng)制得反應(yīng)的離子方程式為 ;PbO2也可以通過(guò)石墨為電極Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi) _。陰極上觀察到的現(xiàn)象是_ _;若電解液中不加入Cu(NO3)2,陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 _,這樣做的主要缺點(diǎn)是_ 。3、(2011新課標(biāo)全國(guó))鐵鎳蓄電池又稱(chēng)愛(ài)迪生電池,放電時(shí)的總反應(yīng)為:Fe + Ni2O3 + 3H2O = Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2,下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是 ( )A. 電池的電解液為堿性溶液,正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB. 電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Fe + 2OH2e= Fe(OH)2C. 電池充電過(guò)程中,

14、陰極附近溶液的pH降低D. 電池充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH2e = Ni2O3+3H2O4、(2011全國(guó)II卷)用石墨做電極電解CuSO4溶液。通電一段時(shí)間后,欲使用電解液恢復(fù)到起始狀態(tài),應(yīng)向溶液中加入適量的 ( )ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO4·5H2O5、(2011上海)用電解法提取氯化銅廢液中的銅,方案正確的是 ( )A用銅片連接電源的正極,另一電極用鉑片 B用碳棒連接電源的正極,另一電極用銅片C用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物 D用帶火星的木條檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物【近幾年全國(guó)其他省市高考試題】1、(2014·海南單科)以石墨為電極,電解KI溶液(

15、含有少量的酚酞和淀粉),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ( )A、陰極附近溶液呈紅色 B、陰極逸出氣體C、陽(yáng)極附近溶液呈藍(lán)色 D、溶液的PH變小2、(2014·北京理綜)下列解釋事實(shí)的方程式不正確的是 ( )A測(cè)0.1mol/L氨水的pH為11:NH3·H2ONH4+OH-B將Na塊放入水中,放出氣體:2Na+2H2O=2NaOH+H2C用CuCl2溶液做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn),燈泡發(fā)光:CuCl2 Cu2+2Cl- DAl片溶于NaOH溶液中,產(chǎn)生氣體:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H23、(2014·北京理綜)用FeCl3酸性溶液脫除H2S后的廢液,通過(guò)控制電壓電解得以再生

16、。某同學(xué)使用石墨電極,在不同電壓(x)下電解pH=1的0.1mol/L的FeCl2溶液,研究廢液再生機(jī)理。記錄如下(a、b、c代表電壓數(shù)值):序號(hào)電壓/V陽(yáng)極現(xiàn)象檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物Ixa電極附近出現(xiàn)黃色,有氣泡產(chǎn)生有Fe3+、有Cl2IIa>xb電極附近出現(xiàn)黃色,無(wú)氣泡產(chǎn)生有Fe3+、無(wú)Cl2IIIb>x>0無(wú)明顯變化無(wú)Fe3+、無(wú)Cl2(1)用KSCN檢驗(yàn)出Fe3+的現(xiàn)象是_(2)I中,F(xiàn)e3+產(chǎn)生的原因可能是Cl在陽(yáng)極放電,生成的Cl2將Fe2+氧化。寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng):_。(3)由II推測(cè),F(xiàn)e3+產(chǎn)生的原因還可能是Fe2+在陽(yáng)極放電,原因是Fe2+具有_性。(4)II中雖未檢驗(yàn)出

17、Cl2,但Cl在陽(yáng)極是否放電仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。電解pH=1的NaCl溶液做對(duì)照實(shí)驗(yàn),記錄如下:序號(hào)電壓/V陽(yáng)極現(xiàn)象檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物IVa>xc無(wú)明顯變化有Cl2Vc>xb無(wú)明顯變化無(wú)Cl2NaCl的濃度是_mol/LIV中檢測(cè)Cl2的實(shí)驗(yàn)方法 與II對(duì)比,得出的結(jié)論(寫(xiě)出兩點(diǎn)): 4、(2014·北京理綜)IV中,電解NO制備 NH4NO3,其工作原理如右圖所示,為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補(bǔ)充物質(zhì)A,A是_,說(shuō)明理由: 5、(2013·海南化學(xué))下圖所示的電解池I和II中,a、b、c和d均為Pt電極。電解過(guò)程中,電極b和d上沒(méi)有氣體逸出,但質(zhì)量均增大,且增

18、重b>d。符合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的鹽溶液是 ( )選項(xiàng)XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2 (SO4)3DCuSO4AgNO36、(2013·廣西理綜)電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O72)時(shí),以鐵板作陰、陽(yáng)極,處理過(guò)程中存在反應(yīng)Cr2O726Fe214H2Cr36Fe37H2O,最后Cr3以Cr(OH)3形式除去,下列說(shuō)法不正確的是 ( ) A.陽(yáng)極反應(yīng)為Fe2e Fe2 B.電解過(guò)程中溶液pH不會(huì)變化C.過(guò)程中有Fe(OH)3沉淀生成 D.電路中每轉(zhuǎn)移12 mol電子,最多有1 mol Cr2O72被還原7、(2013·福建理

19、綜)某科學(xué)家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽(yáng)能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變成H2、CO。其過(guò)程如下:下列說(shuō)法不正確的是 ( )A該過(guò)程中CeO2沒(méi)有消耗 B該過(guò)程實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化C右圖中H1=H2+H3D以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為 CO+4OH2e=CO32+2H2O8、(2013·上海化學(xué))糕點(diǎn)包裝中常見(jiàn)的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等,其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是 ( )A.脫氧過(guò)程是吸熱反應(yīng),可降低溫度,延長(zhǎng)糕點(diǎn)保質(zhì)期B.脫氧過(guò)程中鐵作原電池正極,電極反應(yīng)為:Fe-3eFe3+C.脫氧過(guò)程中碳做原電池負(fù)極,電極反應(yīng)為:2H2O

20、+O2+4e4OH-D.含有1.12g鐵粉的脫氧劑,理論上最多能吸收氧氣336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)9、(2012·浙江理綜)已知電極上每通過(guò)96 500 C的電量就會(huì)有1 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。精確測(cè)量金屬離子在惰性電極上以鍍層形式沉積的金屬質(zhì)量,可以確定電解過(guò)程中通過(guò)電解池的電量。實(shí)際測(cè)量中,常用銀電量計(jì),如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是 ( )A電量計(jì)中的銀棒應(yīng)與電源的正極相連,鉑坩堝上 發(fā)生的電極反應(yīng)是:Ag+ + e- = Ag B稱(chēng)量電解前后鉑坩堝的質(zhì)量變化,得金屬銀的沉積量為108.0 mg,則電解過(guò)程中通過(guò)電解池的電量為96.5 C C實(shí)驗(yàn)中,為了避免銀溶解過(guò)程中可能產(chǎn)生的金屬顆

21、粒掉進(jìn)鉑坩堝而導(dǎo)致測(cè)量誤差,常在銀電極附近增加一個(gè)收集網(wǎng)袋。若沒(méi)有收集網(wǎng)袋,測(cè)量結(jié)果會(huì)偏高。D若要測(cè)定電解飽和食鹽水時(shí)通過(guò)的電量,可將該銀電量計(jì)中的銀棒與待測(cè)電解池的陽(yáng)極相連,鉑坩堝與電源的負(fù)極相連。10、(2012·重慶理綜)尿素CO(NH2)2是首個(gè)由無(wú)機(jī)物人工合成的有機(jī)物。(1)工業(yè)上尿素CO2和NH3,在一定條件下合成,其反應(yīng)方程式為 。(2)當(dāng)氨碳比的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆(CO2) 點(diǎn)的正反應(yīng)速率為V正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為 。(3)人工腎臟可用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素,原理如圖。電源的負(fù)極

22、為 (填“A”或“B”)。陽(yáng)極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為 、 電解結(jié)束后,陰極室溶液的pH與電解前相比將 ;若兩極共收集到氣體13.44L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則除去的尿素為 g(忽略氣體的溶解)。2012·北京理綜化學(xué)卷25直接排放含So2,的煙氣會(huì)形成膠雨,危害環(huán)境。利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的So2,.(1) 用化學(xué)方程式表示So2:形成硫酸型膠雨的反應(yīng):(2) 在鈉堿循環(huán)法中,Na SO ,溶液作為吸收液,可由NaOH溶液吸收SO :制得,該反應(yīng)的離子方程式是 (3) 吸收液吸收SO 的過(guò)程中,pH隨n(SO ²):,n(HSO )變化關(guān)系如下表:n(SO ²):,n(

23、HSO )91:91:11:91PH.7.26.2上表判斷Na SO 溶液顯性,用化學(xué)平衡原理解釋:當(dāng)吸收液呈中性時(shí),溶液中離子濃度關(guān)系正確的是(選填字母):(4) 當(dāng)吸收液的pH降至約為6時(shí),滿(mǎn)送至電解槽再生。再生示意圖如下:HSO3在陽(yáng)極放電的電極反應(yīng)式是。當(dāng)陰極室中溶液升至8以上時(shí),吸收液再生并掀環(huán)利用。簡(jiǎn)述再生原理:【答案】SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O22H2SO4(2分)SO2+2OH=SO32(2分)酸性(1分) HSO3中存在:HSO3H+SO32和HSO3+H2OH2SO3+OH,HSO3電離程度大于其水解程度(2分)a b(2分)HSO32e+H2O= SO42

24、+3H+(2分)H+在陰極得電子生成H2,溶液中的c(H+)降低,促使HSO3電離生成SO32,且Na+進(jìn)入陰極室,吸收液得以再生(2分)【解析】解析:()酸雨形成的原因是二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸,亞硫酸被空氣中的氧氣氧化為硫酸。()二氧化硫與過(guò)量的溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉溶液。()由表給數(shù)據(jù)(SO32):n(HSO3)=9:91時(shí),溶液PH=6.2,所以亞硫酸鈉溶液顯酸性。亞硫酸鈉溶液中存在兩種趨勢(shì),電離趨勢(shì)使溶液顯酸性,水解趨勢(shì)使溶液顯堿性,溶液顯酸性顯而易見(jiàn)是電離趨勢(shì)大于水解趨勢(shì)的結(jié)果;由表給數(shù)據(jù)(SO32):n(HSO3)=1:1時(shí),溶液PH=7.2,可知吸收液顯中性必然是亞硫酸鈉和亞硫

25、酸鈉的混合液,溶液中電荷守恒的關(guān)系為:c(Na+)+ c(H+)= 2c(SO32)+ c(HSO3)+ c(OH),由此可判斷a正確,c不正確。(4)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),所以HSO3在陽(yáng)極失去電子生成SO42和H+。陰極H+放電破壞水的電離平衡,云集OH,使溶液PH增大顯堿性,HSO3與OH反應(yīng)重新生成SO32,吸收液得以再生并循環(huán)使用。腐蝕區(qū)(a)鐵銹環(huán)(b)(2011浙江高考10)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說(shuō)法正確的是A液滴

26、中的Cl由a區(qū)向b區(qū)遷移B液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2 + 2H2O + 4e= 4OHC液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕,生成的Fe2由a區(qū)向b區(qū)遷移,與b區(qū)的OH形成Fe(OH)2,進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹D若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為:Cu2e= Cu2(2011北京高考)結(jié)合下圖判斷,下列敘述正確的是Fe Zn ×3NaCl溶液IA. 和中正極均被保護(hù)B. 和中負(fù)極反應(yīng)均是Fe2e= Fe2 C. 和中正極反應(yīng)均是O2 + 2H2O + 4e= 4OHFe Zn ×經(jīng)酸化的3NaCl溶液D. 和中分別

27、加入少量K3Fe(CN)6溶液,均有藍(lán)色沉淀(2011廣東高考)某小組為研究電化學(xué)原理,設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的是Fe Cu abCu2+SO42A. a和b不連接時(shí),鐵片上會(huì)有金屬銅析出B. a和b用導(dǎo)線(xiàn)連接時(shí),銅片上發(fā)生的反應(yīng)為:Cu2 + 2e = CuC. 無(wú)論a和b是否連接,鐵片均會(huì)溶解,溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色D. a和b分別連接直流電源正、負(fù)極,電壓足夠大時(shí),Cu2向銅電極移動(dòng)(2011山東高考)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅,下列說(shuō)法正確的是A. 未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池,電鍍過(guò)程是該原電池的充電過(guò)程B. 因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能,電鍍時(shí)通過(guò)的電量與

28、鋅的析出量無(wú)確定關(guān)系C. 電鍍時(shí)保持電流恒定,升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D. 鍍鋅層破損后對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用.(2011海南高考)一種充電電池放電時(shí)的電極反應(yīng)為:H2 + 2OH2e = 2H2O; NiO(OH) + H2O + e = Ni(OH)2 + OH,當(dāng)為電池充電時(shí),與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是A. H2O的還原 B. NiO(OH)的還原 C. H2的氧化 D. NiO(OH)2的氧化(2011四川高考)用吸收H2后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH)表示),NiO(OH)作為電池正極材料,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液,可制得高容量,長(zhǎng)壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總

29、反應(yīng)為:NiO(OH) + MHNi(OH)2 + M電池放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。充電完成時(shí),Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生O2,O2擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗,從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸,此時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)MH + OHe = M + H2O 2H2O + O2 + 4e= 4OH例6答案. (1)正極 4OH-4e=2H2O + O2。水減少的質(zhì)量:生成O2體積:16g 堿性增大,因?yàn)殡娊夂螅繙p少溶液中NaOH濃度增大酸性增大,因?yàn)殛?yáng)極上OH-生成O2,溶液中H+離子濃度增大酸堿性大小沒(méi)有變化,因?yàn)镵2SO4是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,濃

30、度增加不影響溶液的酸堿性(2)能繼續(xù)進(jìn)行,因?yàn)镃uSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液,反應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng)。【解析】(1)乙中C電極質(zhì)量增加,則c處發(fā)生的反應(yīng)為:Cu2+2e=Cu,即C處為陰極,由此可推出b為陽(yáng)極,a為陰極,M為負(fù)極,N為正極。丙中為K2SO4,相當(dāng)于電解水,設(shè)電解的水的質(zhì)量為xg。由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有,100×10%=(100-x)×10.47%,得x=4.5g,故為0.25mol。由方程式2H2+O2 2H2O可知,生成2molH2O,轉(zhuǎn)移4mol電子,所以整個(gè)反應(yīng)中轉(zhuǎn)化0.5mol電子,而整個(gè)電路是串聯(lián)的,故每個(gè)燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的

31、。甲中為NaOH,相當(dāng)于電解H2O,陽(yáng)極b處為陰離子OH放電,即4OH-4e=2H2O + O2。轉(zhuǎn)移0.5mol電子,則生成O2為0.5/4=0.125mol,標(biāo)況下的體積為0.125×22.4=2.8L。Cu2+2e=Cu,轉(zhuǎn)移0.5mol電子,則生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。甲中相當(dāng)于電解水,故NaOH的濃度增大,pH變大。乙中陰極為Cu2放電,陽(yáng)極為OH放電,所以H增多,故pH減小。丙中為電解水,對(duì)于K2SO4而言,其pH幾乎不變。(2)銅全部析出,可以繼續(xù)電解H2SO4,有電解液即可電解。全國(guó)卷答案1、【答案】(1)H3PO2H+H2PO2-(2

32、)+1。H3PO4。正鹽,堿性。(3)2P43Ba(OH)26H2O2PH33Ba(H2PO2)2(4)2H2O4e-4HO2或4OH-4e-2H2OO2.由于陽(yáng)極室OH-放電,造成H+濃度增大,通過(guò)陽(yáng)膜擴(kuò)散進(jìn)入產(chǎn)品室,而原料室中的H2PO2-可以通過(guò)陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,二者反應(yīng)生成H3PO2.H3PO4或PO43-。由于H3PO2具有還原性,電解時(shí)就會(huì)有H3PO2在陽(yáng)極放電而被氧化生成H3PO4。【解析】(1)一元酸,只發(fā)生一步電離,中強(qiáng)酸是弱電解質(zhì):H3PO2H+H2PO2-(2)利用元素化合價(jià)代數(shù)和為零,得出P元素為+1價(jià)。H3PO2做還原劑,Ag+是氧化劑,二者14反應(yīng),則H3PO2失去4

33、個(gè)電子,P元素變?yōu)?5價(jià),生成H3PO4。由于H3PO2是一元酸,所以NaH2PO2是正鹽,弱酸強(qiáng)堿鹽水解顯堿性。(3)反應(yīng)的反應(yīng)物與產(chǎn)物都給出,是P元素的歧化反應(yīng),注意配平就可以:2P43Ba(OH)26H2O2PH33Ba(H2PO2)2(4)陽(yáng)極室電極上發(fā)生氧化反應(yīng),失電子的是OH-。2H2O4e-4HO2或4OH-4e-2H2OO2.由于陽(yáng)極室OH-放電,造成H+濃度增大,H+通過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入產(chǎn)品室,而原料室中的H2PO2-可以通過(guò)陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,生成H3PO2.由于H3PO2具有還原性,電解時(shí)就會(huì)有H3PO2在陽(yáng)極放電而生成H3PO3。2、(3)PbO+ClO= PbO2+Cl Pb2+2H2O - 2e = PbO2+ 4H+ 石墨上包上銅鍍層 Pb2+2e =P

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