化學(xué)能與電能

1.三室式電滲析法處理含Na2sO,廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，aB項(xiàng)，cd

均為離子交換膜，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na,和阻可通過(guò)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S(V一離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大

B.該法在處理含Na2sO,廢水時(shí)可以得到NaOH和H2s0,產(chǎn)品

+

C.負(fù)極反應(yīng)為2H2。-4e-=02+4H,負(fù)極區(qū)溶液pH降低

D.當(dāng)電路中通過(guò)Imol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5mol的。2生成

【答案】B

【解析】A.根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則，在電解池

中陰離子會(huì)向正電荷較多的陽(yáng)極區(qū)定向移動(dòng)，因此通電后中間隔室的S(V一向正

極遷移；在正極區(qū)帶負(fù)電荷的0IT失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)而放電，由于破壞了

附近的水的電離平衡，使溶液中c(H+)>c(OH),所以正極區(qū)溶液酸性增強(qiáng)，溶

液的pH減小，錯(cuò)誤；B.陽(yáng)極區(qū)氫氧根放電，溶液中產(chǎn)生硫酸，陰極區(qū)氫離子獲

得電子，發(fā)生還原反應(yīng)而放電，破壞了附近的水的電離平衡，使溶液中c(0H)

>c(H+),所以產(chǎn)生氫氧化鈉，因此該法在處理含Na2s(X廢水時(shí)可以得到NaOH和

H2sO,產(chǎn)品，正確；C.負(fù)極區(qū)氫離子得到電子，使溶液中c(0H-)>c(in,所以負(fù)

極區(qū)溶液pH升高，錯(cuò)誤；D.當(dāng)電路中通過(guò)lmol電子的電量時(shí)，根據(jù)整個(gè)閉合

回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等可知，反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量n(02)=lmol4-

4=0.25mol,錯(cuò)誤。

2.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(cuò)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三Ag

C.電池放電時(shí)C「由正極向負(fù)極遷移

D.負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H20=Mg(0H)2+H21

【答案】B

【解析】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=2C1+2Ag,負(fù)極反應(yīng)為：Mg-2e=Mg2+,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)原電

池來(lái)說(shuō)，陰離子由正極移向負(fù)極，C項(xiàng)正確；由于鎂是活潑金屬，則負(fù)極會(huì)發(fā)生

副反應(yīng)Mg+2H20=Mg(0H)2+H2t,D項(xiàng)正確；故選B。

3.鋅-空氣燃料電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,

2-

反應(yīng)為2Zn+02+40H-+2H20===2Zn(0H)40下列說(shuō)法正確的是()

A.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中I向陽(yáng)極移動(dòng)

B.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中csm逐漸減小

C.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Zn+40H--2e-===Zn(0H)42-

D.放電時(shí)，電路中通過(guò)2mol電子，消耗氧氣22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，充電時(shí)陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，故錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放電時(shí)總反應(yīng)為：

2Zn+02+4K0H+2H20===2K2Zn(0H)4,,則充電時(shí)生成氫氧化鉀，溶液中的c(OE)增大,

故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，放電時(shí)，鋅在負(fù)極失去電子，故正確；D項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L

氧氣的物質(zhì)的量為ImoL對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)移4moi電子，故錯(cuò)誤。

4.用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二

裝置n

兩個(gè)石墨電極附近有氣泡

A項(xiàng)，d處試紙變藍(lán)；b處變紅，

現(xiàn)象產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)

局部褪色；c處無(wú)明顯變化

生；...

下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測(cè)不合理的是()

A.A項(xiàng)，d處：2H20+2e-=H2f+20H-

B.b處：2Cr-2e*=Cl21

C.c處發(fā)生了反應(yīng)：Fe-2e-=Fe2+

D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理，實(shí)驗(yàn)二中m處能析出銅

【答案】B

【解析】A項(xiàng)，A項(xiàng)，d處試紙變藍(lán)，說(shuō)明溶液顯堿性，是溶液中的氫離子

得到電子生成氫氣，破壞了水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大造成的，A正確；

B項(xiàng)，b處變紅，局部褪色，說(shuō)明是溶液中的氫氧根和氯離子同時(shí)放電，分別產(chǎn)

生氧氣和氯氣，氫離子濃度增大，酸性增強(qiáng)，氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸具有漂

白性，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，c處為陽(yáng)極，鐵失去電子生成亞鐵離子，C正確；D項(xiàng)，實(shí)

驗(yàn)一中ac形成電解池，db形成電解池，所以實(shí)驗(yàn)二中也相當(dāng)于形成三個(gè)電解池

（一個(gè)球兩面為不同的兩極），m為電解池的陰極，另一球朝m的一面為陽(yáng)極（n的

背面），故相當(dāng)于電鍍，即m上有銅析出，D正確；故選B。

5.金屬（M）-空氣電池（如圖）具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，有望成為

新能源汽車和移動(dòng)設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為：

4M+n02+2nH20=4M（0H）nO已知：電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理

論上能釋放出的最大電能。下列說(shuō)法不氐碘的是（）

A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧

氣擴(kuò)散至電極表面

B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池，Al-空氣電池的理論比能量最高

n+

C.M-空氣電池放電過(guò)程的正極反應(yīng)式：4M+n02+2nH20+4ne-=4M(OH)n

D.在Mg-空氣電池中，為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質(zhì)及

陽(yáng)離子交換膜

【答案】C

【解析】A.反應(yīng)物接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，所以采用多孔電極的目

的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面，從而提

高反應(yīng)速率，故A正確；B.電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論

上能釋放出的最大電能，則單位質(zhì)量的電極材料失去電子的物質(zhì)的量越多則得到

的電能越多，假設(shè)質(zhì)量都是1g時(shí)，這三種金屬轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量分別為可I

24g/mol

X2=—mol>——X3=-mol>—應(yīng)—X2=—Lmol,所以Al-空氣電池的理

1227g/mol965g/mol32.5

論比能量最高，故B正確；C.正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成OH",因?yàn)槭顷庪x

子交換膜，所以陽(yáng)離子不能進(jìn)入正極區(qū)域，則正極反應(yīng)式為02+2H20+4e=40H-,

故C錯(cuò)誤；D.負(fù)極上Mg失電子生成Mg。為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2,則陰極

區(qū)溶液不能含有大量0E,所以宜采用中性電解質(zhì)及陽(yáng)離子交換膜，故D正確；

故選C。

6.某電池以"Feo,和Zn為電極材料，KOH溶液為電解溶質(zhì)溶液。下列說(shuō)法正

確的是()

A.Zn為電池的負(fù)極

+

B.正極反應(yīng)式為2Fe(V-+10H+6e=Fe203+5H20

C.該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度不變

D.電池工作時(shí)向負(fù)極遷移

【答案】AD

【解析】A.根據(jù)化合價(jià)升降判斷，Zn化合價(jià)只能上升，故為負(fù)極材料，K2FeO4

2

為正極材料，正確；B.KOH溶液為電解質(zhì)溶液，則正極反應(yīng)式為2FeO4-+6e+8H20

=2Fe(0H)3+100H-,錯(cuò)誤；C.該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度減小，錯(cuò)誤；D.電

池工作時(shí)陰離子0H"向負(fù)極遷移，正確；故選AD。

7.圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)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+)

+2

C.c(H)D.c(S04)

【答案】C

【解析】該裝置構(gòu)成原電池，Zn是負(fù)極，Cu是正極。A.在正極Cu上溶液

中的旨獲得電子變?yōu)闅錃猓珻u棒的質(zhì)量不變，錯(cuò)誤；B.由于Zn是負(fù)極，不斷

發(fā)生反應(yīng)Zn-2e-=Zd,所以溶液中c(Zn")增大，錯(cuò)誤；C.由于反應(yīng)不斷消耗Hl

所以溶液的con逐漸降低，正確；D.s(v-不參加反應(yīng)，其濃度不變，錯(cuò)誤。

8.某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時(shí)電池的總反應(yīng)為：

Li1-xCo02+LixC6=LiCo02+C6(x<l)o下列關(guān)于該電池的說(shuō)法不正確的是()

A.放電時(shí)，Li.在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移

+

B.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iC-xe三xLi+C6

C.充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移1mole-,石墨C6電極將增重7xg

D.充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoOz-xe三Lii4o02+Li+

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，放電時(shí)，陽(yáng)離子在電解質(zhì)中向正極移動(dòng)，故正確；B項(xiàng)，放

電時(shí)，負(fù)極失去電子，故正確；C項(xiàng)，充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移1mol電子，則石墨電極

上溶解1/xmolC6,電極質(zhì)量減少，故錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充電時(shí)陽(yáng)極失去電子，為原

電池的正極的逆反應(yīng)，故正確。

9.下列敘述正確的是()

A.使用催化劑能夠降低化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(△!!)

B.金屬發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，被腐蝕的速率和氧氣濃度無(wú)關(guān)

C.原電池中發(fā)生的反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，該電池仍有電流產(chǎn)生

D.在同濃度的鹽酸中，ZnS可溶而CuS不溶，說(shuō)明CuS的溶解度比ZnS的

小

【答案】D

【解析】A.使用催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(△!!),錯(cuò)誤；B.金屬

發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，被腐蝕的速率和氧氣濃度有關(guān)，氧氣的濃度越大，腐蝕速率越

快，錯(cuò)誤；C.原電池中發(fā)生的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，兩端就不存在電勢(shì)差了，無(wú)法

形成電壓驅(qū)動(dòng)電子移動(dòng)，無(wú)法形成電流，錯(cuò)誤；D.根據(jù)心的計(jì)算公式，二者化

學(xué)式形式相似，在同濃度的鹽酸中，ZnS可溶而CuS不溶，說(shuō)明CuS的溶解度比

ZnS的小，正確；故選D。

10.為驗(yàn)證不同化合價(jià)鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

回答下列問(wèn)題：

-1

(1)由FeS04?7H2O固體配制0.10mol?LFeSO,溶液，需要的儀器有藥匙、

玻璃棒、(從下列圖中選擇，寫出名稱)。

(2)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽(yáng)離子不與溶液

中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且電遷移率(iT)應(yīng)盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，鹽

橋中應(yīng)選擇作為電解質(zhì)。

u~X108/(m2-s-1?￥u°°X107(m2?s

陽(yáng)離子陰離子

T)t?『)

+

Li4.07HCO3-4.61

+_

Na5.19NO37.40

Ca2+6.59cr7.91

+2-

K7.62so48.27

(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極。可知，鹽橋中的陽(yáng)離子進(jìn)入

電極溶液中。

(4)電池反應(yīng)一段時(shí)間后，測(cè)得鐵電極溶液中c(Fe")增加了0.02mol-L，

石墨電極上未見Fe析出。可知，石墨電極溶液中c(Fe")=。

(5)根據(jù)(3)、(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知石墨電極的電極反應(yīng)式為,鐵電極

的電極反應(yīng)式為o因此，驗(yàn)證了Fe?+氧化性小于，還原性小于

(6)實(shí)驗(yàn)前需要對(duì)鐵電極表面活化。在FeS04溶液中加入幾滴Fe2(S0。3溶液,

將鐵電極浸泡一段時(shí)間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗(yàn)活化反應(yīng)完成的方法是

【答案】(1)燒杯、量筒、托盤天平(2)KC1(3)石墨

(4)0.09mol/L(5)Fe3++e=Fe2+Fe-2e=Fe2+Fe3+Fe

(6)取活化后溶液少許于試管中，加入KSCN溶液，若溶液不出現(xiàn)血紅色，說(shuō)

明活化反應(yīng)完成

【解析】(1)由FeS04?7H20固體配制0.lOmol?l/FeSO,溶液的步驟為計(jì)算、

稱量、溶解并冷卻至室溫、移液、洗滌、定容、搖勻、裝瓶、貼標(biāo)簽，由FeS04-7H20

固體配制0.lOmol-LTFeS04溶液需要的儀器有藥匙、托盤天平、合適的量筒、燒

杯、玻璃棒、合適的容量瓶、膠頭滴管,故答案為:燒杯、量筒、托盤天平；(2)Fe2\

F5+能與HCO「反應(yīng)，Ga?.能與S(V-反應(yīng)，F(xiàn)eS(X、Fe?(SO)3都屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，水

溶液呈酸性，酸性條件下HCO「能與Fe*反應(yīng)，根據(jù)題意“鹽橋中陰、陽(yáng)離子不與

溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”，鹽橋中陰離子不可以選擇HCO「、N0「，陽(yáng)離子不

可以選擇Ca*另鹽橋中陰、陽(yáng)離子的遷移率(丁)應(yīng)盡可能地相近，根據(jù)表中數(shù)

據(jù)，鹽橋中應(yīng)選擇KC1作為電解質(zhì)；⑶電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極，

則鐵電極為負(fù)極，石墨電極為正極，鹽橋中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則鹽橋中的陽(yáng)離

子進(jìn)入石墨電極溶液中。(4)根據(jù)(3)的分析,鐵電極的電極反應(yīng)式為Fe-2e=Fe2+,

石墨電極上未見Fe析出，石墨電極的電極反應(yīng)式為Fe>+e三Fe?.,電池反應(yīng)一段

時(shí)間后，測(cè)得鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol/L,根據(jù)得失電子守恒，石墨

電極溶液中c(Fe")增加0.04mol/L,石墨電極溶液中

c(Fe2+)=0.05mol/L+0.04mol/L=0.09mol/L；(5)根據(jù)(3)、(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知石

墨電極的電極反應(yīng)式為Fe"+e三Fe",鐵電極的電極反應(yīng)式為Fe-2e.=Fe2+；電池總

反應(yīng)為Fe+2Fb=3Fe。根據(jù)同一反應(yīng)中，氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物、還原

劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物，則驗(yàn)證了Fe2+氧化性小于Fe”，還原性小于Fe；（6）

在FeSfX溶液中加入幾滴Fe2（S0D3溶液，將鐵電極浸泡一段時(shí)間，鐵電極表面被

刻蝕活化，發(fā)生的反應(yīng)為Fe+Fe2（S0，=3FeS04,要檢驗(yàn)活化反應(yīng)完成，只要檢

驗(yàn)溶液中不含F(xiàn)e"即可，檢驗(yàn)活化反應(yīng)完成的方法是：取活化后溶液少許于試管

中，加入KSCN溶液，若溶液不出現(xiàn)血紅色，說(shuō)明活化反應(yīng)完成。

1L環(huán)戊二烯（Q）是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等

生產(chǎn)。回答下列問(wèn)題：

（4）環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵（Fe（C5H。2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為三），后者廣泛

應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如下圖所示，其中電

解液為溶解有溟化鈉（電解質(zhì)）和環(huán)戊二烯的DMF溶液（DMF為惰性有機(jī)溶劑）。

該電解池的陽(yáng)極為，總反應(yīng)為o電解

制備需要在無(wú)水條件下進(jìn)行，原因?yàn)閛

【答案】（4）Fe電極+H2t(Fe+2C5H6=Fe(C5H5)2+H21)

水會(huì)阻礙中間物Na的生成;水會(huì)電解生成OIT,進(jìn)一步與Fe?+反應(yīng)生成Fe（OH）2

【解析】（4）根據(jù)陽(yáng)極升失氧可知Fe為陽(yáng)極；根據(jù)題干信息Fe-2e-=Fe。電

解液中鈉離子起到催化劑的作用使得環(huán)戊二烯得電子生成氫氣，同時(shí)與亞鐵離子

結(jié)合生成二茂鐵，故電極反應(yīng)式為Fe+2W=^+H2t；電解必須在無(wú)水條件

下進(jìn)行，因?yàn)橹虚g產(chǎn)物Na會(huì)與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，亞鐵離子會(huì)和氫氧

根離子結(jié)合生成沉淀。

12.近年來(lái)，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也

隨之迅速增長(zhǎng)。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。回答下

列問(wèn)題：

（4）在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極

材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過(guò)程和化學(xué)過(guò)程，如下圖所示:

電源

負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有（寫

反應(yīng)方程式）。

電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

3+2+2+3+

【答案】（4）Fe+e=Fe,4Fe+02+4H=4Fe+2H205.6

【解析】（4）電解過(guò)程中，負(fù)極上發(fā)生的是得電子反應(yīng)，元素化合價(jià)降低,

屬于還原反應(yīng)，則圖中左側(cè)為負(fù)極反應(yīng)，根據(jù)圖示信息知電極反應(yīng)為：Fe3++e=Fe2+

2++3+2+3+

和4Fe+02+4H=4Fe+2H20；由4Fe+02+4H=4Fe+2H20n可知，電路中轉(zhuǎn)移4mol

電子，需消耗氧氣ImoL當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，消耗氧氣為0.25moL在根

據(jù)V=nX22.4L/mol=0.25X22.4L=5.6L。

13.電解法轉(zhuǎn)化CO?可實(shí)現(xiàn)CO?資源化利用。電解CO?制HCOOH的原理示意圖

如下。

①寫出陰極C02還原為HCOO-的電極反應(yīng)式：o

②電解一段時(shí)間后，陽(yáng)極區(qū)的KHC03溶液濃度降低，其原因是o

+2

【答案】（DC02+H+2e=HC00^C02+HC03+2e=HCOO+C03-

②陽(yáng)極產(chǎn)生pH減小，HCO）濃度降低；1部分遷移至陰極區(qū)

【解析】本題注重理論聯(lián)系實(shí)際，引導(dǎo)考生認(rèn)識(shí)并體會(huì)化學(xué)科學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展

的作用，試題以減少CO2排放，充分利用碳資源為背景，考查《化學(xué)反應(yīng)原理》

模塊中電化學(xué)基本知識(shí)；（2）①根據(jù)電解原理，陰極上得到電子，化合價(jià)降低，

-2-+-

CO2+HCO3+2e-=HC00-+C03,或C02+H+2e=HC00"；②陽(yáng)極反應(yīng)式為2H20

-+

-4e=021+4H,pH減小，f與HC（V反應(yīng)，同時(shí)部分K卡遷移至陰極區(qū)。

14.氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點(diǎn)。

（2）可利用太陽(yáng)能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如下。通過(guò)控制

開關(guān)連接及或“，可交替得到上和。2。

氣體Tpi氣體

mrnm

電<N.OOH\電

極電極3極

12

Ni(OH)2>

|堿性電解液|

①制1時(shí),連接。產(chǎn)生乩的電極反應(yīng)式是

②改變開關(guān)連接方式，可得。2。

③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式，說(shuō)明電極3的作用：

【答案】⑵①及2H20+2e=H2t+20E

③連接心或及時(shí)，電極3分別作為陽(yáng)極材料和陰極材料，并且NiOOH和

Ni(0H)2相互轉(zhuǎn)化提供電子轉(zhuǎn)移

【解析】(2)①電極生成乩時(shí)，根據(jù)電極放電規(guī)律可知H+得到電子變?yōu)闅錃猓?/p>

因而電極須連接負(fù)極，因而制上時(shí)，連接Ki,該電池在堿性溶液中，由提供

H+,電極反應(yīng)式為2H20+2e-=H2t+20HZ③電極3上NiOOH和Ni(OH)2相互轉(zhuǎn)化，

其反應(yīng)式為NiOOH+e+H2O-Ni(OH)2+OH\當(dāng)連接及時(shí),Ni(0H)2失去電子變?yōu)镹iOOH,

當(dāng)連接及時(shí)，NiOOH得到電子變?yōu)镹i(OH)2,因而作用是連接K或凡時(shí)，電極3

分別作為陽(yáng)極材料和陰極材料，并且NiOOH和Ni(0H)2相互轉(zhuǎn)化提供電子轉(zhuǎn)移。

15.水是“生命之基質(zhì)”，是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”。

(1)關(guān)于反應(yīng)H2(g)+l/202(g)=H20(l),下列說(shuō)法不正項(xiàng)的是o

A.婚變△火0,燧變ASV0

B.可以把反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化

C.一定條件下，若觀察不到水的生成，說(shuō)明該條件下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行

D.選用合適的催化劑，有可能使反應(yīng)在常溫常壓下以較快的速率進(jìn)行

（4）以鉗陽(yáng)極和石墨陰極設(shè)計(jì)電解池，通過(guò)電解NH4HSO4溶液產(chǎn)生（陽(yáng)）2$2（）8,

再與水反應(yīng)得到H202,其中生成的NH4Hs可以循環(huán)使用。

①陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是。

②制備H202的總反應(yīng)方程式是o

【答案】（DC

-2+22

（4）@2HS04-2e=S2O8-+2H^2S04-2e-=S208-

②2H2O磔H2O2+H2t

【解析】（DA.氫氣燃燒是放熱反應(yīng)，AHVO,該反應(yīng)中氣體變?yōu)橐后w，為

烯減過(guò)程，故ASVO,A項(xiàng)正確；B.該反應(yīng)可設(shè)計(jì)為氫氧燃料電池，其化學(xué)能

轉(zhuǎn)為電能，B項(xiàng)正確；C.某條件下自發(fā)反應(yīng)是一種傾向，不代表真實(shí)發(fā)生，自

發(fā)反應(yīng)往往也需要一定的反應(yīng)條件才能發(fā)生，如點(diǎn)燃?xì)錃猓珻項(xiàng)錯(cuò)誤；D.催化

劑降低活化能，加快反應(yīng)速率，D項(xiàng)正確。故故選Co（4）①電解池使用惰性電極，

陽(yáng)極本身不參與反應(yīng)，陽(yáng)極吸引HS0J（或so,r離子，并放電生成S2（V-,因而電

極反應(yīng)式為2HS0J—2e-=S2（V-+2ir或2s。②通過(guò)電解NH4Hs0,溶液

產(chǎn)生（陽(yáng)）2s2。8和H2O由題中信息可知,生成的NOS。,可以循環(huán)使用，說(shuō)明（NH4）2S208

與水反應(yīng)除了生成H2O2,還有NH4Hs生成，因而總反應(yīng)中只有水作反應(yīng)物，產(chǎn)物

為H2O2和H2,故總反應(yīng)方程式為2H2。邂型H2O2+H210

16.多晶硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡(jiǎn)易過(guò)

程（略）。

回答下列問(wèn)題:

（1）氫化過(guò)程中所需的高純度小可用惰性電極電解KOH溶液制備，寫出產(chǎn)生

乩的電極名稱（填“陽(yáng)極”或“陰極”）,該電極反應(yīng)方程式為

___________________________________________________________________O

+

【答案】（D陰極2H20+2e=H21+201T或2H+2e=H21

【解析】（1）電解KOH溶液，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)而產(chǎn)生。2、陰極發(fā)生還原反

應(yīng)才產(chǎn)生H2；陰極的電極反應(yīng)式可以直接寫成2H++2e=Hzt,或?qū)懗捎伤秒娮?/p>

也可以：2H20+2e=H2f+20ffo

17.我國(guó)是世界上最早制得和使用金屬鋅的國(guó)家。

（4）電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為

【答案】⑷Zn2++2e-=Zn

【解析】（4）電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí)，陰極發(fā)生得到電子的還原反

應(yīng)，因此陰極是鋅離子放電，則陰極的電極反應(yīng)式為Zn"+2e-=Zn。

18.KIO3是一種重要的無(wú)機(jī)化合物，可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑。回答下列問(wèn)

題：

（3）KI03也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。

①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式o

②電解過(guò)程中通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要為,其遷移方向是

-+

【答案】(3)2H20+2e-=20H+H2tKa到b

【解析】(3)①由圖示，陰極為氫氧化鉀溶液，所以反應(yīng)為水電離的氫離

子得電子，反應(yīng)為2H2。+2e-=20H+H210②電解時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子應(yīng)

該向陰極遷移，明顯是溶液中大量存在的鉀離子遷移，方向?yàn)橛勺笙蛴遥?/p>

由a到b。③KCIO3氧化法的最大不足之處在于，生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氯

氣。

19.CO?是一種廉價(jià)的碳資源，其綜合利用具有重要意義。回答下列問(wèn)題:

⑶輔助的A1?C02電池工作原理如圖4所示。該電池電容量大，能有效利

用C02,電池反應(yīng)產(chǎn)物AL(C204)3是重要的化工原料。

電池的負(fù)極反應(yīng)式：0

2-

電池的正極反應(yīng)式：602+6e=602-6C02+602=3C204

反應(yīng)過(guò)程中02的作用是o該電池的總反應(yīng)式：O

【答案】(3)C(V=10+120kJ?mol-1B900℃時(shí)，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較

高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低。Al-3e-=Al"(或

3+

2A1-6e=2Al)催化劑2A1+6c(WAbCO)3

【解析】(3)明顯電池的負(fù)極為AL所以反應(yīng)一定是A1失電子，該電解質(zhì)

為氯化鋁離子液體，所以A1失電子應(yīng)轉(zhuǎn)化為A1*方程式為：Al-3e-=Al”或

2A1-6e-=2Al")。根據(jù)電池的正極反應(yīng),氧氣再第一步被消耗,又在第二步生成，

所以氧氣為正極反應(yīng)的催化劑。將方程式加和得到，總反應(yīng)為：

2A1+6c()2=A12(C2O4)30

20.N0K主要指NO和NO?)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的N0,是

環(huán)境保護(hù)的重要課題。

(2)用稀硝酸吸收N0”得到HNO3和HNO2的混合溶液，電解該混合溶液可獲

得較濃的硝酸。寫出電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：

____________________________________________________________________________________________O

+

【答案】(2)HN02-2e+H20=3H+N03-

【解析】(2)根據(jù)電解原理，陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)為HN02

失去電子生成HN03O

21.某混合物漿液含有Al(OH)3、M11O2和少量gCrCh,。考慮到膠體的吸附作

用使NazCrO,不易完全被水浸出，某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置(見圖2),

使?jié){液分離成固體混合物和含鋁元素溶液，并回收利用。回答I和n中的問(wèn)題。

廠-毀混合物漿液二［

Na2s溶液陽(yáng)離子膜陰離子膜Na2s。4溶液

圖2

II.含銘元素溶液的分離和利用

(4)用惰性電極電解時(shí)，Cr(V-能從漿液中分離出來(lái)的原因是,分

離后含倍元素的粒子是；陰極室生成的物質(zhì)為(寫化學(xué)式)。

【答案】(4)在直流電場(chǎng)作用下，Cr(V-通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極室移動(dòng)，脫

離漿液

22-

CrO4^Cr2O7NaOH和4

【解析】惰性電極電解混合物漿液時(shí)，Na,移向陰極,Cr(V-移向陽(yáng)極。Al(0H)3>

MnOz剩余在固體混合物中。固體混合物中加入NaOH溶液時(shí),A1(OH)3轉(zhuǎn)化為A1OJ,

通入CO2轉(zhuǎn)化為A1(OH)3沉淀，再加熱分解為AI2O3,最后熔融電解得A1。(4)用

惰性電極電解時(shí)，在直流電場(chǎng)作用下，Cr(V-通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極室移動(dòng)，

2

脫離漿液，從而使Cr(V一從漿液中分離出來(lái)；因2Cr(V-+2H+=Cr207+H20,所

以分離后含鋁元素的粒子是Cr(V和陰極室IT放電生成”,剩余的0H~與

透過(guò)陽(yáng)離子交換膜移過(guò)來(lái)的Na*結(jié)合生成NaOH,所以陰極室生成的物質(zhì)為NaOH

和H2。

22.鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦（主要成分為AU）3,含Si。Z和FezOs等雜

質(zhì)）為原料制備鋁的一種工藝流程如下：

NaOHNaHCO3

溶液溶液0,

注：SiOz在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。

（3）“電解I”是電解熔融AI2O3,電解過(guò)程中作陽(yáng)極的石墨易消耗，原因是

（4）“電解n”是電解Na2c溶液，原理如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為。

01

陽(yáng)極陰極

NaHCO?溶液—NaOH溶液

7INatl5

Na2c。3溶液稀NaOH溶液

陽(yáng)離子交換膜

【答案】（3）石墨電極被陽(yáng)極上產(chǎn)生的氧化

2-

(4)4C03-+2H20-4e=4HC03+021H2

【解析】（3）電解I過(guò)程中，石墨陽(yáng)極上氧離子被氧化為氧氣，在高溫下，

氧氣與石墨發(fā)生反應(yīng)生成氣體，所以，石墨電極易消耗的原因是被陽(yáng)極上產(chǎn)生的

氧氣氧化。(4)由圖中信息可知，生成氧氣的為陽(yáng)極室，溶液中水電離的OIT放電

生成氧氣，破壞了水的電離平衡，碳酸根結(jié)合H+轉(zhuǎn)化為HCCV,所以電極反應(yīng)式

為4c(V-+2H20-4e-=4HC03-+02t,陰極室氫氧化鈉溶液濃度變大，說(shuō)明水電離的

IT放電生成氫氣而破壞水的電離平衡，所以陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A為出。

23.用零價(jià)鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NOJ)已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之

(l)Fe還原水體中NO3」的反應(yīng)原理如圖所示。

①作負(fù)極的物質(zhì)是o②正極的電極反應(yīng)式是o

【答案】⑴①鐵②1103一+8院+10不=陽(yáng)++3慶0

【解析】(1)①由圖中物質(zhì)變化分析，F(xiàn)e變化為Fe3(X是被氧化過(guò)程，則鐵作

原電池的負(fù)極；②由硝酸根到錢根可知，硝酸根被還原為氨氣，氨氣在酸性環(huán)境

中生成錢根，正極的電極反應(yīng)式為：NOs-+Se^lOH^NIbWOo

24.氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。

回答下列問(wèn)題：

(1)與汽油相比，氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是(至少答出兩點(diǎn))。但是氫

氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:

(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)