（安徽专用）2013版高考化学二轮复习 专题八 电化学知能方法大提升

1 专题八专题八 电化学电化学 考点考题统计2013 年命题趋势 2012 年2011 年2010 年 原电池的工作原 理 北京 福建 全 国 四川 课标 北京 福 建 安徽 海南 广东 安徽 课标 广 东 福建 江苏 浙江 电解原理及其应 用 浙江 安徽 上 海 海南 重庆 山东 福建 全国 山东 广 东 上海 海南 北京 重庆 江苏 海南 山 东 金属的电化学腐 蚀与防护 山东 江苏 海 南 浙江 北京 安徽 山 东 通常以选择题形 式考查电极反应 式的正误判断 电子 离子等的 移动方向 电化 学原理在电源的 制作 金属腐蚀 方面的应用等 以客观题形式考 查电极反应式 电池反应式的书 写 根据电化学 原理设计原电池 或电解池等 电 子转移数量与反 应物 生成物关 系的简单换算也 是常考题型 2 1 原电池和电解池的工作原理及形成条件 2 原电池和电解池的电极反应式的书写 3 金属电化学腐蚀与防护 1 原电池正负极 电解池阴阳极判断的依据是什么 答案 1 原电池正负极判断的依据是 2 电解池阴阳极判断的依据是 2 怎样书写电极反应式及总反应式 答案 无论是原电池还是电解池 其电极反应不是氧化反应就是还原反应 因此电极方程 式的书写要遵循质量守恒 电子守恒及电荷守恒 书写时应先对电极材料和溶液介质情况 分析后 再书写 1 原电池 确定电极的正 负 并分析是发生还原还是氧化反应 确定得失电子数目 分析电解质溶液 介质 中哪些微粒参与反应 进而写出电极反应 合并两电极反应式 3 后 消去得失电子数目及两边的介质离子 得到总的氧化还原反应的方程式 也可首先分 析氧化还原反应 写出较易的电极反应式和总反应式 然后用总反应式减去较易的电极反 应式 即得另一极的电极反应式 2 电解池 第一步 先确定阳极电极材料和溶液中的离子种类 第二步 由离子放电顺序 确定放电产物和电极反应 第三步 将电极反应式相加得总反应式 3 电化学的计算常见方法有哪些 答案 电化学的计算常见方法有三种 1 根据电子守恒计算 用于串联电路 阴阳电极产 物和正负两极产物的计算 其依据是电路中转移电子数相等 2 根据总反应式计算 根据 总反应式列比例式计算 3 根据关系式计算 根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量 之间的关系式 4 电化学腐蚀的种类 区别和联系是什么 答案 电化学腐蚀主要包含吸氧腐蚀和析氢腐蚀 吸氧腐蚀是电化学腐蚀的主要类型 它 主要是在弱酸性 中性 碱性的条件下 O2在正极上得到电子被还原 析氢腐蚀主要是在 较强的酸性条件下 H 在正极上得到电子被还原生成 H2而逸出 无论是吸氧腐蚀还是析氢 腐蚀负极都是较活泼金属的氧化反应 考点一 原电池的工作原理 根据原电池的工作原理 考查电极判断 电子的流向 离子的移向 电极反 应式的书写以及某些反应现象的解释和有关的计算 典例 1 2012 四川 11 一种基于酸性燃料电池原理设计的 酒精检测仪 负极上的反应为 CH3CH2OH 4e H2O CH3COOH 4H 下列有关说法正确的 是 A 检测时 电解质溶液中的 H 向负极移动 B 若有 0 4 mol 电子转移 则在标准状况下消耗 4 48 L 氧气 C 电池反应的化学方程式为 CH3CH2OH O2 CH3COOH H2O D 正极上发生的反应是 O2 4e 2H2O 4OH 解析 原电池反应中阳离子 H 移向电池的正极 A 项错误 该原电池的总反应为乙醇的燃 烧化学方程式 C 项正确 用 C 项的化学方程式进行判断 若有 0 4 mol 电子转移则消耗 0 1 mol O2在标准状况下为 2 24 L B 项错误 由于是酸性燃料电池 正极反应为 O2 4H 4e 2H2O D 项错误 答案 C 预测 1 2012 合肥第一次质量检测 一种新型燃料电池 一 4 极通入空气 另一极通入丁烷气体 电解质是掺杂氧化钇 Y2O3 的氧化锆 ZrO2 晶体 在熔 融状态下能传导 O2 下列对该燃料电池说法正确的是 A 在熔融电解质中 O2 由负极移向正极 B 通入空气的一极是正极 电极反应为 O2 2H2O 4e 4OH C 通入丁烷的一极是负极 电极反应为 C4H10 26e 13O2 4CO2 5H2O D 在电池反应中 每消耗 1 mol 氧气 理论上能生成标准状况下气体 L 179 2 13 解析 燃料电池的 O2 在正极产生 阴离子移向负极 A 项错误 因是非水溶液 故 B 项错 误 负极失电子 C 项错误 由 C4H10生成 1 mol CO2需要 6 5 mol 的电子 每消耗 1 mol 氧气转移 4 mol 的电子 生成 CO2的量为 mol 标准状况下体积为 L D 项正确 8 13 179 2 13 答案 D 1 原电池工作时 电解质溶液中阳离子移向正极 阴离子移向负极 不要混淆 2 不要认为负极材料不与电解质溶液反应就不能构成原电池 如燃料电池的负极为惰性电 极 就不和电解质溶液反应 3 活泼金属不一定做负极如 Mg NaOH 溶液 Al 构成的原电池 Al 自发的与NaOH 溶液发 生氧化反应 作负极 4 不要错误地认为电子通过电解质溶液 在闭合电路中电子走陆路 导线 离子走水路 电解质溶液 电子不能通过电解质溶液 5 在书写电极反应式时 不要只关注得失电子 而忽略电解质溶液中的某些微粒也有可能 参加反应 如酸性氢氧燃料电池中的正极反应式为 O2 4e 4H 2H2O 而不是 O2 4e 2O2 或 O2 4e 2H2O 4OH 6 在碱性燃料电池中有时易把正极反应错写为 4OH 4e O2 2H2O 应为 O2 4e 2H2O 4OH 5 考点二 电解原理及其应用 通常考查根据题设条件 图示 电极表面变化等 正确判断电极名称 书写电 极反应式 电池反应方程式 电极附近反应现象以及离子在电解质溶液中的移动方向等知 识点 考查形式为选择题和填空题 典例 2 2012 安徽 11 某兴趣小组设计如下图所示微型实 验装置 实验时 先断开 K2 闭合 K1 两极均有气泡产生 一段时间后 断开 K1 闭合 K2 发现电流表 A 指针偏转 下列有关描述正确的是 A 断开 K2 闭合 K1时 总反应的离子方程式为 2H 2Cl Cl2 H2 通电 B 断开 K2 闭合 K1时 石墨电极附近溶液变红 C 断开 K1 闭合 K2时 铜电极上的电极反应式为 Cl2 2e 2Cl D 断开 K1 闭合 K2时 石墨电极作正极 解析 断开 K2 闭合 K1时为电解池 两极均有气泡产生 则反应为 2Cl 2H2O H2 2OH Cl2 石墨为阳极 该电极处产生 Cl2 铜为阴极产生 H2 通电 和 OH 溶液变红 故 A B 两项均错误 断开 K1 闭合 K2时为原电池 铜极反应为 H2 2e 2OH 2H2O 为负极 而石墨电极反应为 Cl2 2e 2Cl 为正极 故 C 项 错误 D 项正确 答案 D 预测 2 如图所示装置中 a b 都是惰性电极 通电一段时 间后 b 极附近溶液呈红色 则下列说法中正确的是 A X 是正极 Y 是负极 CuSO4溶液的 pH 逐渐减小 B X 是正极 Y 是负极 CuSO4溶液的 pH 保持不变 C X 是负极 Y 是正极 CuSO4溶液的 pH 逐渐减小 6 D X 是负极 Y 是正极 CuSO4溶液的 pH 不变 解析 由题中信息 a b 都是惰性电极 通电一段时间后 b 极附近溶液呈红色 可知 b 极是阴极 则 Y 为负极 X 为正极 Pt 为阳极 电解 CuSO4溶液时在 Cu 极上发生还原反应 生成 Cu 在 Pt 上 OH 放电 则溶液转化为 H2SO4 溶液 pH 减小 答案 A 电解产物的判断 1 阳极产物的判断 首先看电极 如果是活性电极 金属活动性顺序表 Ag 以前的金属 包括 Ag 作阳极 则电 极材料本身失电子 电极溶解 如果是惰性电极 则看溶液中的阴离子的放电能力 阴离 子的放电顺序为 S2 I Br Cl OH 其氧化产物依次对应为 S I2 Br2 Cl2和 O2 2 阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序 如下 进行判断 Ag Fe3 Cu2 H Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 其 还原产物依次对应为 Ag Fe2 Cu H2 Pb Sn Fe Zn 1 电解质溶液复原的原则 减少什么补什么 即加入的物质与析出的物质相同或等价 不要只注意恢复电解前的电解质的量 而忽视了溶液的浓度 如恢复电解 CuSO4溶液原状 应加入 CuO 或 CuCO3 不能加 Cu OH 2或 Cu2 OH 2CO3 这样会使 H2O 增加 电解盐酸从 溶液中出去的是 H2和 Cl2 1 1 故补入时应通入 HCl 气体而不是加入盐酸 2 如果电解质和水同时被电解则产物一般为三种 如 AgNO3 溶液 CuSO4溶液 NaCl 溶液等 可以此作为推断题的突破口 3 易把电解 MgCl2溶液的离子方程式错写成 2Cl 2H2O2OH Cl2 H2 忽视了生成难溶的 Mg OH 2 电解 4 电解 AlCl3溶液误认为会先沉淀 后溶解 事实上生成的 Al OH 3不会转化为 AlO 2 5 在电解食盐水的过程中 阴极区显碱性 不要错误认为阴极上产生的 OH 因带负电荷 移向阳极 使阳极显碱性 6 只有水被电解时 不要误认为溶液的 pH 不变化或一定变化 若电解 NaOH 溶液 pH 增大 电解 H2SO4溶液 pH 减小 电解 Na2SO4溶液 pH 不变 7 考点三 金属的电化学腐蚀与防护 通常考查影响金属电化学腐蚀快慢的因素和防护方法并常常结合原电池和电 解池知识以选择题或填空题考查 典例 3 2012 山东 13 下列与金属腐蚀有关的说法正确的 是 A 图 a 中 插入海水中的铁棒 越靠近底端腐蚀越严重 B 图 b 中 开关由 M 改置于 N 时 Cu Zn 合金的腐蚀速率减小 C 图 c 中 接通开关时 Zn 腐蚀速率增大 Zn 上放出气体的速率也增大 D 图 d 中 Zn MnO2干电池自放电腐蚀主要是由 MnO2的氧化作用引起的 解析 图 a 中 铁棒发生化学腐蚀 靠近底端的部分与氧气接触少 腐蚀程度较轻 A 项 错误 图 b 中开关由 M 置于 N Cu Zn 作正极 腐蚀速率减小 B 项正确 图 c 中接通开关 时 Zn 作负极 腐蚀速率增大 但氢气在 Pt 上放出 C 项错误 图 d 中干电池放电时 MnO2 发生还原反应 体现还原性 D 项错误 答案 B 预测 3 下列关于铁作电极的说法不正确的是 A 钢铁发生吸氧腐蚀时 铁作负极 B 利用牺牲阳极的阴极保护法防止钢铁腐蚀时 铁作正极 C 利用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时 铁作阳极 D 在铁制品上电镀铜时 铁作阴极 解析 在电解池中 阳极发生氧化反应 若阳极为活泼金属 则金属要失去电子 所以铁 作阴极 阴极上溶液中的阳离子放电 铁受保护 C 选项错误 答案 C 1 判断金属腐蚀快慢的规律 1 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防护腐蚀措施的腐蚀 2 对同一种金属来说 腐蚀的快慢 强电解质溶液 弱电解质溶液 非电解质溶液 3 活泼性不同的两金属 活泼性差别越大 腐蚀越快 8 4 对同一种电解质溶液来说 电解质溶液浓度越大 腐蚀越快 2 金属的电化学防护 1 牺牲阳极的阴极保护法 在被保护的钢铁设备 如海水中的闸门 地下的天然气管道 轮船的船体等 上连接或直接安装若干锌块 使锌 铁形成原电池 锌作负极 从而保护了 钢铁免受腐蚀 2 外加电流的阴极保护法 外加电源的阴极保护法是使被保护的钢铁作为阴极 连接电源 的负极 用惰性电极作为阳极 连接电源的正极 在两者之间连接直流电源 通电后 电 子被强制流向被保护的钢铁设备 从而使钢铁表面产生电子积累 抑制钢铁设备失去电子 起到保护作用 解题技法 关系式法 关系式是化学计算中用来表示已知量和未知量成比例关系的式子 根据关系式确定的数量 关系进行化学计算的方法称为关系式法 此法关键在于找准物质变化过程中已知物与待求 物之间的数量关系 即找准关系式 常用于多步反应及电化学的计算 1 如图 a b c d 均为石墨电极 通电进行电解 b 极有 64 g Cu 析出 下列说法不正确的是 A 甲中 a 电极反应式为 4OH 4e O2 2H2O B 电解时向乙中滴入酚酞试剂 d 电极附近变红 C 向乙中通入 2 mol HCl 气体 溶液组成可以恢复 D c 电极产生 2 g 气体 解析 a 极与电源的正极相连 a 为电解池的阳极 b 为阴极 电解硫酸铜溶液 则 OH 在 阳极上放电 电极反应式为 4OH 4e O2 2H2O A 项正确 在乙中 c 为阳极 d 为 阴极 电解饱和氯化钠溶液 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2H 2e H2 加入 酚酞试剂 在阴极 d 极 附近变红 B 项正确 b 极有 64 g Cu 析出 则电子转移的物质的 量为 2 mol 根据关系式 Cu 2e H2 Cl2 2HCl 可得 通入 HCl 的物质的量为 2 mol 时 乙中溶液可复原 C 项正确 c 电极产生的是 1 mol Cl2 质量为 71 g D 不正确 答案 D 9 该题首先根据图示中的电源推出 a b c d 电极名称 然后判断 A B 两项的 正误 再根据串联电路的电子守恒找出关系式 Cu 2e H2 Cl2 2HCl 可判断 C D 两项 的正误 2 铅蓄电池是典型的可充电电池 电池总反应式为 Pb PbO2 4H 2SO2PbSO4 2H2O 请回答下列问题 不考虑氢 氧的氧化还原 2 4 放电 充电 1 放电时 正极的电极反应式是 电解液中 pH 将变 当 外电路通过 1 mol 电子时 理论上负极板的质量增加 g 电池内消耗 H2SO4的物质 的量至少是 mol 2 用铅蓄电池电解 1 L 饱和食盐水 食盐水足量 密度为 1 15 g cm 3 时 若收集到 11 2 L 标准状况下 氯气 则至少转移电子 mol 若蓄电池消耗 H2SO4 2 mol 则可收集到 H2的体积 标准状况下 为 L 若蓄电池消耗 H2SO4 a mol 则所得溶液中 NaOH 的质量分数为 解析 1 放电时正极上发生还原反应 并消耗 H2SO4 生成 PbSO4沉淀 由总反应式 Pb PbO2 4H 2SO2PbSO4 2H2O 可知 pH 将变大 通过 1 mol 电子 消耗 1 2 4 放电 充电 mol H2SO4 负极板上增重为 SO的质量 2 4 2 每生成 1 mol Cl2 转移 2 mol e 11 2 L Cl2的物质的量是 0 5 mol 故至少转移 1 mol e 铅蓄电池放电的总反应为 Pb PbO2 4H 2SO 2PbSO4 2H2O 消耗 2 mol 2 4 H2SO4 转移 2 mol e 可生成 1 mol H2 标准状况时 H2的体积为 22 4 L 消耗a mol H2SO4 转移a mol 电子 生成 H2 Cl2 NaOH 的物质的量分别为 mol mol a mol a 2 a 2 故w NaOH 100 100 40a 1 000 1 15 71a 2a 2 80a 2 300 73a 答案 1 PbO2 4H SO 2e PbSO4 2H2O 大 48 1 2 1 22 4 2 4 100 80a 2 300 73a 回答本题的关键在于抓住电池总反应式中各反应物和生成物之间质和量的关系 时间 45 分钟 分值 100 分 一 选择题 共 7 个小题 每小题 6 分 共 42 分 每小题给出的四个选项中只有 一个是正确的 1 按如图所示装置进行下列不同的操作 说法不正确的是 10 A 铁腐蚀的速率由大到小的顺序是只闭合 K1 只闭合 K3 都断开 只闭合 K2 B 只接通 K1 一段时间后 U 形管中出现白色沉淀 C 只接通 K2 U 形管左 右两端液面均下降 D 若只接通 K1 一段时间后 漏斗中液面上升 若只接通 K2 漏斗液面下降 解析 只闭合 K1 铁作阳极电解 NaCl 溶液 Fe 失电子生成 Fe2 H 在阴极得电子生成 H2 从而使溶液中产生较多 OH 二者扩散到 U 形管底部相遇生成白色 Fe OH 2沉淀 B 项 正确 只接通 K2 铁作阴极 不能失电子 此时相当于惰性电极 该极上生成 H2 石墨电 极上生成 Cl2 C 项正确 综上分析只接通 K1铁腐蚀最快 只闭合 K3 形成原电池 铁腐 蚀的速率次之 都断开时铁自然腐蚀 而只接通 K2时为铁作阴极被保护 腐蚀速率最慢 A 项正确 答案 D 2 2012 北京 12 人工光合作用能够借助太阳能 用 CO2和 H2O 制备化学 原料 如图是通过人工光合作用制备 HCOOH 的原理示意图 下列说法不正确的是 A 该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B 催化剂 a 表面发生氧化反应 有 O2产生 C 催化剂 a 附近酸性减弱 催化剂 b 附近酸性增强 D 催化剂 b 表面的反应是 CO2 2H 2e HCOOH 解析 电池总的反应式为 2CO2 2H2O2HCOOH O2 负极 a 极 光能 催化剂 2H2O 4e O2 4H 正极 b 极 2CO2 4H 4e 2HCOOH 因此 B D 正确 A 项 11 能量转换是太阳能转化为电能 再转化为化学能 C 项 催化剂 a 附近生成 H 酸性增强 催化剂 B 附近消耗 H 酸性减弱 故 C 项错误 答案 C 3 2012 海南 3 下列各组中 每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的 是 A HCl CuCl2 Ba OH 2 B NaOH CuSO4 H2SO4 C NaOH H2SO4 Ba OH 2 D NaBr H2SO4 Ba OH 2 解析 电解时只生成氢气和氧气 则电解质所含的阳离子在金属活动性顺序表中铜之前 阴离子不能是简单离子 电解 HCl 的化学方程式为 2HClCl2 H2 电解 电解 CuCl2溶液的化学方程式为 CuCl2Cu Cl2 A 项错 电解 CuSO4溶 电解 液的化学方程式为 2CuSO4 2H2O2Cu 2H2SO4 O2 B 项错 电解 NaBr 电解 溶液的化学方程式为 2NaBr 2H2O2NaOH H2 Br2 D 项错 电解 答案 C 4 2012 宿州期末 铁镍蓄电池放电时的总反应为 Fe Ni2O3 3H2O 放电 充电 Fe OH 2 2Ni OH 2 下列有关该电池的说法不正确的是 A 电池的电解液为碱性溶液 B 电池的正极为 Ni2O3 负极为 Fe C 电池放电时 负极反应为 Fe 2OH 2e Fe OH 2 D 电池充电时 阳极附近溶液的 pH 升高 解析 由放电时的总反应知生成物均为氢氧化物 所以电池的电解液应为碱性溶液 A 项 正确 由化合价的变化知 Fe 失去电子应作负极 Ni2O3作正极 B 项正确 由上述分析知 C 项正确 充电时阳极为 Ni OH 2失电子 其电极反应式为 2Ni OH 2 2OH 2e Ni2O3 3H2O 所以阳极附近溶液的 pH 降低 D 项错误 答案 D 5 2012 全国 11 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电 池 相连时 外电路电流从 流向 相连时 为正极 相连时 上有 气泡逸出 相连时 的质量减少 据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是 A B 12 C D 解析 由题意知 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 相连 时 外电路电流从 流向 则活泼性 大于 相连时 为正极 则活泼性 大 于 相连时 有气泡逸出 则活泼性 大于 相连时 的质量减少 则 活泼性 大于 故 B 项正确 答案 B 6 2012 福建 9 将下图所示实验装置的 K 闭合 下列判断正确的是 A Cu 电极上发生还原反应 B 电子沿 Zn a b Cu 路径流动 C 片刻后甲池中c SO 增大 2 4 D 片刻后可观察到滤纸 b 点变红色 解析 K 闭合时 Zn 当负极 铜片当正极构成原电池 使得 a 为阴极 b 为阳极 电解饱 和硫酸钠溶液 A 项正确 在电解池中电子不能流入电解质溶液中 B 项错误 甲池中硫酸 根离子没有放电 所以浓度不变 C 项错误 b 为阳极 OH 放电 使得 b 附近溶液显酸性 不能使试纸变红 D 项错误 答案 A 7 2012 江南十校联考 在 1 L K2SO4和 CuSO4的混合溶液中c SO 2 0 mol L 2 4 1 用石墨电极电解此溶液 当通电一段时间后 两极均收集到 22 4 L 标准状况 气体 则原溶液中c K 为 A 2 0 mol L 1 B 1 5 mol L 1 C 1 0 mol L 1 D 0 5 mol L 1 解析 根据题意 阳极反应为 4OH 4e O2 2H2O 阴极反应为 Cu2 2e Cu 2H 2e H2 则生成 22 4 L O2 H2转移电子分别为 4 mol 2 mol 则溶液中 Cu2 浓度为 1 mol L 1 根据电荷守恒 c K 2c Cu2 2c SO 2 4 c K 2 0 mol L 1 13 答案 A 二 非选择题 共 4 个题 共 58 分 8 14 分 甲 乙两池电极材料都是铁棒与碳棒 如图 请回答下列问题 1 若两池中均盛放 CuSO4溶液 反应一段时间后 有红色物质析出的是甲池中的 棒 乙池中的 棒 在乙池中阳极的电极反应式是 2 若两池中均盛放饱和 NaCl 溶液 写出甲池中正极的电极反应式 写出乙池中的总反应的离子方程式 据资料显示电解氯化钠稀溶液可制备 84 消毒液 主要成分为 NaClO 通电时氯气被 溶液完全吸收 若所得消毒液仅含一种溶质 写出该电解过程的化学方程式 解析 甲为原电池 乙为电解池 当溶液均为 CuSO4溶液时 甲中的碳棒为正极 电极反 应式为 Cu2 2e Cu 乙中根据电子的流向 铁棒为阴极 电极反应式为 Cu2 2e Cu 当溶液均为 NaCl 溶液时 甲池发生吸氧腐蚀 乙池为氯碱工业的反应 生成氢气 氯气和氢氧化钠 制备 84 消毒液 时 由于其溶质只有一种 故阳极只产生 NaClO 阴极只产生氢气 答案 1 碳 或 C 铁 或 Fe 4OH 4e 2H2O O2 2 O2 2H2O 4e 4OH 2Cl 2H2O2OH H2 Cl2 电解 NaCl H2ONaClO H2 电解 9 14 分 利用下图装置 可以模拟铁的电化学防护 14 1 若 X 为 Zn 开关 K 置于 M 处 X 电极为 极 电极反应式为 铁 电极反应式为 此种防护法称为 2 若 X 为碳棒 开关 K 置于 N 处 X 为 极 电极反应为 此 种防护法称为 3 若 X 为 Cu 开关 K 置于 N 处 X 电极反应式为 Fe 电极反应 式为 解析 1 X 为 Zn 开关 K 置于 M 处 构成 Zn Fe 原电池 Zn 作负极被氧化 2 X 为碳棒 开关 K 置于 N 处 构成电解池 X 作阳极 OH 放电 3 X 为铜 开关 K 置于 N 处 Cu 作 阳极 Cu 失电子变成 Cu2 被氧化 答案 1 负 2Zn 4e 2Zn2 O2 2H2O 4e 4OH 牺牲阳极的阴极保护法 2 阳 4OH 4e O2 2H2O 外接电流的阴极保护法 3 Cu 2e Cu2 2H 2e H2 10 14 分 2012 海南 16 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料 两 电极上分别通入 CH4和 O2 电解质溶液为 KOH 溶液 某研究小组将两个甲烷燃料电池串联 后作为电源 进行饱和氯化钠溶液电解实验 如图所示 回答下列问题 1 甲烷燃料电池正极 负极的电极反应分别为 2 闭合 K 开关后 a b 电极上均有气体产生 其中 b 电极上得到的是 电解氯 化钠溶液的总反应方程式为 3 若每个电池甲烷通入量为 1 L 标准状况 且反应完全 则理论上通过电解池的电量为 法拉第常数F 9 65 104 C mol 1 列式计算 最多能产生的氯气体积为 L 标准状况 解析 1 在碱性溶液中 甲烷燃料电池的总反应式为 CH4 2O2 2OH CO 3H2O 2 3 正极是 2O2 4H2O 8e 8OH 负极是 CH4 8e 10OH CO 7H2O 2 b 电 2 3 极与通入甲烷的电极相连 作阴极 是 H 放电 生成 H2 电解氯化钠溶液的总反应方程式 为 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 3 根据得失电子守恒 可得 1 电解 mol CH4 8 mol e 4 mol Cl2 故若每个电池甲烷通入量为 1 L 标准状况 生成 4 L 15 Cl2 电解池通过的电量为 8 9 65 104 C mol 1 3 45 104 C 题中 1 L 22 4 L mol 1 虽然有两个燃料电池 但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算 答案 1 2O2 4H2O 8e 8OH CH4 8e 10OH CO 7H2O 2 H2 2 3 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 3 8 9 65 104 电解 1 L 22 4 L mol 1 C mol 1 3 45 104 C 4 11 最新预测题 16 分 1 天宫一号 于 2011 年 9 月在酒泉卫星发射中心 发射 标志着我国的航空航天技术迈进了一大步 火箭的第一 二级发动机中 所用的燃 料为偏二甲肼和四氧化二氮 偏二甲肼可用肼来制备