第四章 章末归纳总结（原卷版）

PAGE13第四章章末归纳总结思维导图思维导图常见考点常见考点考向一原电池与电解池【例1-1】下列情景中对应铁电极上的电极反应式书写错误的是（）选项ABCD情景钢铁发生析氢腐蚀常温下，铁片和铜片在浓硝酸中组成原电池铁片连电源正极，碳棒连电源负极，电解NaOH溶液在铁片上镀铜电极反应A．A B．B C．C D．D【例1-2】（高二上·联合期中）下列关于电化学的说法错误的是（）A．铝制品可利用阳极氧化法处理表面，使之形成致密的氧化膜而起到防护作用B．水库的钢闸门接直流电源的正极，可以减缓闸门的腐蚀C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D．氯碱工业选用阳离子交换膜隔离两个电极区【例1-3】（高二上·宁德期中）电解饱和食盐水是氯碱工业的基础。某研究小组利用如图所示装置进行电解饱和食盐水的实验，其中a、b均为惰性电极。回答下列问题。（1）I．若X、Y为电源，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。X为极，Fe电极为极。（2）通电一段时间后，硫酸铜溶液的浓度(填“变大”、“变小”或“不变”)（3）a电极的电极反应式。（4）II．若X、Y为两个铁夹，夹在被K2SO4溶液浸湿的滤纸条上。装置I为(填“原电池”或“电解池”)。（5）若在滤纸中部滴上酸性KMnO4溶液，则会观察到紫色移向电极(填“X”或“Y”)。（6）反应后，若装置II中两电极一共收集到气体44.8L(标准状况下)，则电路中转移的电子数目为。【一隅三反】1．（高二上·宁德期中）金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述正确的是(已知氧化性：)（）A．电解时，粗镍做阳极，纯镍做阴极B．电解时，在阳极上放电的金属有Fe、Zn、Cu、NiC．电解后，溶液中的浓度增大D．阴极的电极反应为：2．（高二上·宁德期中）一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法错误的是（）A．a为直流电源的负极B．阳极反应式为C．若有1mol离子通过A膜，理论上阳极生成5.6L气体D．甲池中硫酸根离子通过交换膜进入乙池3．（高二上·房山期中）人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。回答下列问题：（1）纸电池是未来电池发展的一个重要研究方向。某研究小组，根据纸电池结构示意图，利用实验室中的稀硫酸、蒸馏水和滤纸制作电解液，用铜片与镁片作为电极材料。①其中放置镁片的位置是(填a或b)，电池工作时H+向(填a或b)极作定向移动。②某学生用硫酸铜溶液替代稀硫酸，请写出正极发生的电极反应式（2）某种甲烷燃料电池的工作原理如下图所示：①该装置的负极是电极(填“A”或“B”)；c处通入的物质是(填“CH4”或“O2”)。②甲烷燃料电池供电时的总反应方程式为，正极电极方程式：。③当该装置转移电子的数目为0.4mol时，消耗CH4标准状况下L。考向二金属的防护与腐蚀【例2-1】（高二上·宁德期中）中学化学教材中，常借助于图像这一表现手段清晰地突出实验装置的要点、形象地阐述化学过程的原理。下列有关化学图像表现的内容正确的是（）A．图1表示牺牲阳极的阴极保护法B．图2所示装置中的铁钉发生析氢腐蚀C．图3表示在铁上镀铜D．图4装置表示精炼铜，则a极为精铜，b极为粗铜【例2-2】（高二上·南阳月考）利用如图所示装置，可以模拟铁的电化学腐蚀，下列说法错误的是()A．若X为碳棒，为减慢铁的腐蚀，开关K应置于N处B．若X为锌棒，K置于M或N处，均能减慢铁的腐蚀C．若X为碳棒，将开关K置于M处时铁棒上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋D．若X为锌棒，将开关K置于N处时铁棒上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋【一隅三反】1．（高二下·成都期中）下列说法正确的是（）A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁强B．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿C．电解精炼铜时，粗铜作阴极D．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用2．（高二上·金华期末）下列叙述不正确的是（）A．铁制品上镀铜：铁制品为阳极，铜盐为电镀液B．电解饱和食盐水，Cl-比OH-更易在阳极失去电子C．放电时，铅酸蓄电池中硫酸浓度不断变小D．外加电流法保护钢铁设备时，选用惰性辅助阳极3．（高二上·慈溪期末）在表面无锈的铁片上滴食盐水，一段时间后有铁锈出现。此过程反应为：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。下列说法不正确的是（）A．铁片发生氧化反应而被腐蚀B．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域C．铁片腐蚀中正极发生的电极反应：2H2O+O2+4e-=4OH-D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀4．（高二下·赤峰期末）铁及其化合物在生产和生活中具有广泛的用途。请回答下列问题。（1）铁制品暴露在潮湿空气中容易发生腐蚀，通过图甲所示装置可验证铁钉是否发生电化学腐蚀，正极反应式是。（2）利用图乙装置可模拟工业生产高铁酸盐，阳极反应为，阴极区的溶液(填“增大”“减小”或“不变”)。利用高铁酸盐可制作新型可充电电池，该电池的总反应为，充电时阳极反应为，放电时每转移电子，正极有被还原。考向三综合运用【例3】（高二上·联合期中）“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题，为减小和消除对环境的影响，大力提倡新能源电车出行，科学家们为解决电车能源问题，探索出如下三种方案。（1）Ⅰ.方案一：光解水，制造氢氧燃料电池下图是某科研机构利用太阳光，在催化剂表面实现高效分解水来制备氢气的历程，关于该历程，下列说法错误的是____。A．该法制氢能量变化是光能→化学能B．过程Ⅰ的能量变化等于2倍氢氧键键能C．过程Ⅲ的反应方程为：HD．该历程降低了水分解的反应热Ⅱ.方案二：将与反应合成甲醇，制备甲醇燃料电池。制备甲醇的过程可能涉及的反应如下：反应Ⅰ：反应Ⅱ：反应Ⅲ：（2）求，反应Ⅰ能自发进行的条件是。（3）一定条件下，在2L的密闭容器中发生反应Ⅰ，起始物和的浓度随时间变化如图1所示，平衡时的体积分数；若保持其它反应条件不变，起始时仅将容器体积变为3L，请在图1上画出的浓度随时间变化的趋势图。（4）若密闭容器中只发生反应Ⅱ，以下能说明该反应达到平衡状态的是____(选填字母)。A．CO与CO2浓度比为1∶1B．C．绝热条件下，该密闭体系压强不再变化D．容器中混合气体的平均摩尔质量不再发生变化（5）若CO2和按一定比例在装有催化剂的反应器中发生反应Ⅰ，一定时间内甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图2所示。当温度为470K时，图中P点(填“是”或“不是”)处于平衡状态，说出理由；490K之后，甲醇产率下降，请分析其变化产生的原因。（6）Ⅲ.方案三：以二氧化碳为原料，开发新型电池科学家可以利用如下图装置，“溶解”水中的二氧化碳，生成电能和氢气，请写出二氧化碳生成氢气的电极反应式。【一隅三反】1．（高二上·平顶山开学考）研究化学反应时，既要考虑物质变化与能量变化，又要关注反应的快慢与限度。回答下列问题：（1）I.能源是现代生产生活、科学研究和社会发展的重要支柱。化学反应中的能量变化，主要表现为化学能、热能、电能等的变化。下列反应中，既属于放热反应，在一定条件下又能设计成原电池反应的是(填字母)。

A.NH4Cl与Ba(OH)2混合

B.2C+O22CO

C.C+CO22CO

D.H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液中和（2）Fe－Cu原电池的装置如图所示。①铁作(填“正极”或“负极”)，溶液中H+向(填“铁”或“铜”)电极方向移动。②正极的现象是，负极的电极反应式为。③若反应过程中有0.2mol电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为L。（3）II.恒容密闭容器中发生反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，生成物氨气的浓度c(NH3)随反应时间的变化情况如表所示。时间/s08162432400c(NH3)/(mol•L-1)01.31.82.12.22.2在8～16s内，以CO2表示的平均反应速率v(CO2)=mol•L-1•min-1，对于该反应，下列说法一定正确的是(填字母)。A．加入合适的催化剂可加快该反应的速率，但并不改变其限度B.32s时c(NH3)不再改变，说明此时该反应恰好到达平衡状态C．将NH2COONH4研成粉末，可以缩短反应达到平衡的时间D．当氨气的体积分数φ(NH3)不再改变时，说明该反应已达到化学平衡2．（高二上·南京开学考）燃煤烟气中的NOx、SO2经处理后可被吸收，电化学在相关邻域也有重要应用。（1）若烟气主要成分为NO、SO2，可通过电解法除去，其原理如图所示。阴极的电极反应式为。电解过程得到产物为。（2）若烟气主要成分为NO2、SO2，可通入NaOH溶液将NO2完全转化为NO。则NO2、SO2与NaOH反应的离子方程式为。（3）电解法也可除去水中的氨氮，实验室用石墨电极电解一定浓度的(NH4)2SO4与NaCl的酸性混合溶液来进行模拟。①电解时，阳极的电极反应式为。电解过程中溶液初始Cl-浓度和pH对氨氮去除速率与能耗(处理一定量氨氮消耗的电能)的影响关系如图1和图2所示。②图1中当Cl-浓度较低时、图2中当初始pH达到12时，氨氮去除速率低而能耗高的原因可能是；而当Cl-浓度较高时，测得溶液中的NO浓度也较高，可能的原因是。（4）肼(N2H4)燃料电池示意图：肼燃料电池中A极发生的电极反应为：。3．（高二下·赤峰期末）回答下列问题：（1）X、Y、Z、W均为中学化学中常见物质，一定条件下它们之间有如下转化关系(其它产物已略去)。下列说法错误的是A．若W是单质铁，则Z溶液可能是溶液B．若W是氢氧化钠，则X水溶液呈酸性C．若W是氧气，则X、Z的相对分子质量可能相差48D．若W是强氧化性的单质，则X可能是金属铝（2）A是一种常见的铵盐，受热分解可得到碱性气体B，C、D是常见的两种氧化物，E溶液显酸性。A、B、C、D、E是含有一种相同元素的五种化合物，在一定条件下可发生如图所示的转化。①B的化学式；D的颜色。②实验室中常用A和另一种固体制备B，写出相应的化学方程式。（3）电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。①图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择(填字母标号)。a．碳棒b．锌板c．铜板②镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图2为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。E为该燃料电池的(填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应式为。课后测评一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)1.(山西运城高二月考)下列叙述正确的是()A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B.自然界中钢铁的腐蚀大部分都是吸氧腐蚀C.马口铁(镀锡铁)破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀D.铜锌原电池工作时,若有13g锌被溶解,电路中就有0.2mol电子通过答案B解析原电池的两极可为金属,也可为金属和非金属,常用石墨作正极,如果是燃料电池,两个电极都可为非金属,A错误;在弱酸性、中性或碱性环境中,钢铁发生吸氧腐蚀,在酸性较强时,钢铁发生析氢腐蚀,自然界中钢铁的腐蚀大部分都是吸氧腐蚀,B正确;锡、铁和电解质溶液构成的原电池中,铁易失电子作负极,锡作正极,所以铁易被腐蚀,C错误;铜锌原电池工作时,若有13g锌被溶解,电路中通过的电子为13g65g·mo2.下列叙述正确的是()A.电解饱和食盐水制烧碱时,Fe作阳极,石墨作阴极B.电解氯化铜溶液时,阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量相等C.钢铁在空气中发生电化学腐蚀时,铁作负极D.原电池工作时,阳离子移向电池的负极答案C解析电解饱和食盐水制烧碱时,阳极必须是惰性电极,A错误;电解氯化铜溶液时,实质是电解氯化铜本身,阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量不相等,B错误;钢铁在空气中发生电化学腐蚀,不论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,均是铁作负极,C正确;原电池工作时,阳离子移向电池的正极,D错误。3.利用如图装置电解四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]的水溶液制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]。下列说法正确的是()A.电极A上发生还原反应B.产物c是Cl2C.在a处收集(CH3)4NOHD.阳离子交换膜可提高(CH3)4NOH的纯度答案D解析在溶液中(CH3)4NCl完全电离生成(CH3)4N+和Cl-。该电解池中,阳极上发生反应2Cl--2e-Cl2↑,阴极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,中间为阳离子交换膜,则(CH3)4N+通过交换膜进入阴极区生成(CH3)4NOH,所以电极B为阴极,生成的c是氢气,电极A为阳极,发生氧化反应,生成的b为氯气,A、B错误。(CH3)4NOH在阴极区e处收集到,故C错误;阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子通过,可提高(CH3)4NOH的纯度,故D正确。4.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是()A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为2Cl--2e-Cl2↑B.氢氧燃料电池的负极反应:O2+2H2O+4e-4OH-C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应为Cu-2e-Cu2+D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应:Fe-2e-Fe2+答案A解析在氢氧燃料电池的负极上反应的是氢气;粗铜精炼时,纯铜与电源的负极相连,电极反应为Cu2++2e-Cu;钢铁腐蚀的负极反应是Fe-2e-Fe2+。5.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是()A.装置①中阳极上析出红色固体B.装置②的待镀铁制品应与电源正极相连C.装置③闭合电键后,外电路电子由a极流向b极D.装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过答案C解析装置①中阳极上氯离子放电生成氯气,故A错误;装置②是电镀装置,待镀铁制品作阴极,应与电源负极相连,故B错误;装置③闭合电键后,a极是负极,因此外电路电子由a极流向b极,故C正确;装置④的离子交换膜只允许阳离子、水分子自由通过,故D错误。6.某小组为研究电化学原理,设计右图装置,下列叙述不正确的是()A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2++2e-CuC.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动答案D7.金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是()A.阳极发生还原反应,其电极反应式为Ni2++2e-NiB.电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt答案D解析A项,阳极应发生氧化反应。C项,根据金属活动性顺序和金属阳离子的氧化强弱,阳极反应为Zn-2e-Zn2+、Fe-2e-Fe2+、Ni-2e-Ni2+,Cu、Pt在该条件下不失电子,阴极反应为Ni2++2e-Ni。比较两电极反应,因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等,当两极通过相同的电量时,阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。8.(天津卷)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌—碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是()A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e-2I-+Br-B.放电时,溶液中离子的数目增大C.充电时,b电极每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化D.充电时,a电极接外电源负极答案D解析根据离子和电子的移动方向可知,a电极是正极,b电极是负极。放电时,负极电极反应为Zn-2e-Zn2+,正极电极反应为I2Br-+2e-2I-+Br-,显然A、B正确;充电时,b电极电极反应为Zn2++2e-Zn,每增重0.65g转移0.02mole-,根据以上分析,可知溶液中有0.02molI-被氧化,C正确;充电时,阳极接电源正极,故D错误。9.(全国Ⅰ)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整答案C解析外加电流法可使被保护的钢管桩上无腐蚀电流,A项正确;通电后,高硅铸铁为惰性阳极,钢管桩为阴极,外电路电子从阳极流向阴极,B项正确;由于高硅铸铁为惰性阳极,因此应是海水中的OH-失电子,2H2O-4e-O2↑+4H+,因此阳极材料不被损耗,C项错误;用外加电流法进行防腐时,应依据环境条件变化调整电流大小。10.按下图装置实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示()①c(Ag+)②c(AgNO3)③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的pHA.①③B.③④C.①②④ D.①②⑤答案D解析该电解池中,随着电解的进行,c(Ag+)不变,c(AgNO3)不变,溶液的pH不变。因为阳极反应式为Ag-e-Ag+,阴极反应式为Ag++e-Ag,故b棒质量减小,a棒质量增大。二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意)11.(辽宁锦州模拟)肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸,但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池,具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点,其工作原理如图所示,下列叙述正确的是()A.电池工作时,正极附近的pH增大B.当消耗1molO2时,有2molNa+由甲槽向乙槽迁移C.负极反应式为4OH-+N2H4-4e-N2↑+4H2OD.若去掉阳离子交换膜,电池也能正常工作答案AC12.(江苏南京高二月考)下图是半导体光电化学电池光解水制氢的反应原理示意图。在光照下,电子由价带跃迁到导带后,然后流向对电极。下列说法不正确的是()A.对电极的电极反应:2H++2e-H2↑B.半导体电极发生还原反应C.电解质溶液中阳离子向对电极移动D.整个过程中实现了太阳能→化学能→电能的转化答案BD解析由图示分析可知在对电极上发生的反应是水电离出的氢离子得到电子生成氢气,电极反应为2H++2e-H2↑,A说法正确;在光照下,电子由价带跃迁到导带后,然后流向对电极,所以半导体电极为负极,发生氧化反应,B说法错误;阳离子向阴极移动,对电极为阴极,因此电解质溶液中阳离子向对电极移动,C说法正确;对图示过程分析可以知道,该装置是光能转化为电能,电能再转化为化学能的过程,D说法错误,故选BD。13.(全国Ⅲ)一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是()A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O2-x2Li+(1-x2)O2答案D解析放电时,该电池中锂作负极,多孔碳材料作正极,A项错误;放电时,外电路电子由负极流向正极,即由锂电极流向多孔碳材料电极,B项错误;充电时,锂电极作阴极,多孔碳材料电极作阳极,电解质溶液中Li+应向锂电极区移动,C项错误;充电反应与放电反应相反:Li2O2-x2Li+(1-x2)O2,D项正确。14.500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=6.0mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法正确的是(A.原混合溶液中c(K+)为2mol·L-1B.上述电解过程中共转移4mol电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.5molD.电解后溶液中c(H+)为2mol·L-1答案AB解析两极都收集到标准状况下的22.4L气体,说明阴极上发生的反应依次为:①Cu2++2e-Cu;②2H++2e-H2↑,阳极只生成O2:4OH--4e-O2↑+2H2O,n(H2)=n(O2)=1mol,则n(e-)=4mol,B正确。根据电子转移守恒得,原溶液中n(Cu2+)=1mol,根据电荷守恒有n(K+)+n(Cu2+)×2=n(NO3-),所以n(K+)=1mol,c(K+)=2mol·L-1,A正确。根据Cu析出后,溶液中只有KNO3和HNO3,由电荷守恒可推出c(H+)=4mol·L-1。15.(山东济南高二月考)雾霾中含有大量的污染物SO2、NO。工业上吸收工业尾气中的SO2和NO,获得Na2S2O3和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):下列说法错误的是()A.Na2S2O4中S元素的化合价为+3价B.装置Ⅱ消耗36g水生成4NA个H+(NA代表阿伏加德罗常数)C.装置Ⅲ用甲烷燃料电池进行电解,当消耗24g甲烷时,理论上可再生10molCe4+D.装置Ⅳ获得粗产品NH4NO3的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等答案C解析根据化合物中元素正负化合价代数和等于0可知,Na2S2O4中硫元素的化合价为+3价,A正确;36g水的物质的量是2mol,在装置Ⅱ中发生反应NO+2H2O+3Ce4+3Ce3++NO3-+4H+,NO+H2O+Ce4+Ce3++NO2-+2H+,可见两个反应都是消耗1molH2O,产生2molH+,则反应消耗2molH2O,就产生4molH+,生成H+的数目等于4NA,B正确;24g甲烷的物质的量为n(CH4)=24g16g·mol-1=1.5mol,在碱性甲烷燃料电池中,通入甲烷的电极为负极,失去电子发生氧化反应,电极反应为CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O,1molCH4反应失去8mol电子,则1.5molCH4完全反应转移电子的物质的量为n(e-)=8×1.5mol=12mol,由于在同一闭合回路中电子转移数目相等,所以当消耗24g甲烷时,理论上可再生12molCe4+,C错误;由于三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(12分)如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时,M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:(1)M电极的材料是,其电极名称是,

N的电极反应式为,

乙池的总反应是,

通入甲烷的铂电极的电极反应式为

。

(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32g时,甲池中理论上消耗氧气L(标准状况下),若此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池溶液的H+的浓度为。

答案(1)铁阴极4OH--4e-O2↑+2H2O4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑CH4+10OH--8e-CO32-+7H2(2)0.2240.1mol·L-117.(12分)如图装置所示,C、D、E、F都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。请回答:(1)B极是电源的,一段时间后,甲中溶液颜色。

(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为。

(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应是,电镀液是溶液。

(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生的总反应的离子方程式为。

答案(1)负极变浅(2)1∶2∶2∶2(3)铜件AgNO3(4)Fe+Cu2+Cu+Fe2+解析(1)F极附近溶液呈红色,说明F极是阴极,产生了NaOH,则B极是电源的负极。(2)甲中,C极为阳极,阳极发生氧化反应:4OH--4e-2H2O+O2↑;D极为阴极,阴极发生还原反应:2Cu2++4e-2Cu。乙中,E极为阳极,电极反应为4Cl--4e-2Cl2↑,F极为阴极,电极反应为4H++4e-2H2↑。甲、乙串联,转移电子的数目相同,故C、D、E、F电极产生单质的物质的量之比为n(O2)∶n(Cu)∶n(Cl2)∶n(H2)=1∶2∶2∶2。(3)H极与电源负极相连,H极为阴极,电镀时,镀件应作阴极,即H应该是镀件,电镀液可以是AgNO3溶液。(4)若C电极为铁,铁为活性电极,阳极反应为Fe-2e-Fe2+,阴极反应为Cu2++2e-Cu,总反应为Fe+Cu2+Cu+Fe2+。18.(10分)金属铬和氢气在工业上都有重要的用途。已知:铬能与稀硫酸反应生成氢气和硫酸亚铬(CrSO4)。(1)铜和铬构成的原电池装置如图1所示,其中盛有稀硫酸的烧杯中出现的现象为。盐桥中装的是含饱和KCl溶液的琼胶,下列关于该原电池的说法正确的是(填序号)。

A.盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持溶液呈电中性,凡是有盐桥的原电池,盐桥中均可以盛装含饱和KCl溶液的琼胶B.理论上溶解1molCr,盐桥中将有2molCl-进入左烧杯中,2molK+进入右烧杯中C.在原电池反应中H+得电子发生氧化反应D.电子从铬电极通过导线到铜电极,又通过盐桥转移到左烧杯中(2)铜和铬构成的另一原电池装置如图2所示,铜电极上不再有图1装置中铜电极上出现的现象,铬电极上产生大量气泡,且气体遇空气呈红棕色。写出该原电池正极的电极反应:。

(3)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水,它们是工业废水造成铬污染的主要原因。要将Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)常见的处理方法是电解法。将含Cr2O72-的废水通入电解槽内,用铁作阳极,在酸性环境中,加入适量的NaCl进行电解,使阳极生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,其离子方程式为。阴极上Cr2O72-、H+、Fe3+答案(1)铜电极上有气泡生成B(2)4H++NO3-+3e-NO↑+2H2O(3)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2OCr2O72-+14H++6e-解析(1)根据题中信息可知在图1装置中,铬失去电子生成Cr2+,氢离子在铜电极上得到电子生成氢气,故现象为铜电极上有气泡生成。若原电池的盐桥中盛装的是含饱和氯化钾溶液的琼胶,且电解质溶液中的溶质是硝酸银,则电解过程中会生成氯化银沉淀堵塞盐桥使离子移动不畅,盐桥中可换成含饱和KNO3溶液的琼胶,故A项错误;由电子守恒可知,溶解1molCr转移2mol电子,左烧杯中增加2mol正电荷,右烧杯中减少2mol正电荷,盐桥中将有2molCl-进入左烧杯中,2molK+进入右烧杯中,故B项正确;在原电池反应中氢离子得到电子发生还原反应,故C项错误;导线中发生移动的是电子,电解质溶液中发生移动的是离子,故电子无法通过盐桥转移到左烧杯中,故D项错误。(2)由实验现象可知,在图2装置中铬电极作正极,硝酸根离子在铬电极上得到电子发生还原反应转化为NO,所以正极电极反应为4H++NO3-+3e-NO↑+2H2O(3)根据题意可知,该溶液环境为酸性环境,则Fe2+和Cr2O72-发生的反应为Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,Cr2O72-放电的阴极电极反应为Cr2O72-19.(12分)(全国Ⅲ)KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:(1)KIO3的化学名称是。

(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示:“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是。“滤液”中的溶质主要是。“调pH”中发生反应的化学方程式为

。

(3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。①写出电解时阴极的电极反应式。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为,其迁移方向是。

③与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有(写出一点)。

答案(1)碘酸钾(2)加热KClKH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)(3)①2H2O+2e-2OH-+H2↑②K+由a到b③产生Cl2易污染环境等解析(2)温度升高气体溶解度减小,Cl2被逐出;KH(IO3)2结晶析出,“滤液”中溶质主要是KCl;“调pH”目的是生成KIO3,所以选用KOH溶液,发生反应的化学方程式为KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(