特殊电极反应式 1. 肼(N2H4)又称联氨, 广泛用于火箭推进剂、 有机合成及燃料电池, NO2的二聚体 N2O4则是火箭中常用的氧化剂, 请回答下列问题: 肼 燃 料 电 池 原 理 如 图 所 示 , 左 边 电 极 上 发 生 反 应 的 电 极 反 应 式 为________________________________________________________________。 2. Cu2O 是一种半导体材料, 基于绿色化学理念设计的制取 Cu2O的电解池示意图如图所示, 电解总反应为 2Cu+ H2O===Cu2O+H2↑ , 下列说法正确的是( ) A. 石墨电极上产生氢气 B. 铜电极发生还原反应 C. 铜电极接直流电源的负极 D. 当有 0. 1 mol 电子转移时, 有 0. 1 mol Cu2O 生成 3.据报道, 以硼氢化合物 NaBH4(B 元素的化合价为+3)和 H2O2作原料的燃料电池, 负极材料采用 Pt/C, 正极材料采用 MnO2, 可用作空军通信卫星电源, 其工作原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A. 电池放电时 Na+从 a 极区移向 b 极区 B. 每消耗 3 mol H2O2, 转移的电子为 3 mol C. 电极 a 采用 MnO2, MnO2既作电极材料又有催化作用 D. 该电池的负极反应为 BH-4+2H2O-8e-===BO-2+8H+ 4. 电化学在日 常生活中用途广泛, 图①是镁—次氯酸钠燃料电池, 电池总反应为: Mg+ClO-+H2O===Cl-+Mg(OH)2, 图②是Cr2O2-7 工业废水的处理。 下列说法正确的是( ) A. 图②中 Cr2O2-7 向惰性电极移动, 与该极附近的 OH-结合转化成 Cr(OH)3被除去 B. 图②的电解池中, 有 0.084 g 阳极材料参与反应, 阴极会有336 mL 的气体产生 C. 图①中发生的还原反应是: Mg2++ClO-+H2O+2e-===Cl-+Mg(OH)2↓ D. 若图①中 3.6 g 镁溶解产生的电量用以图②废水处理, 则理论可产生 10.7 g 氢氧化铁沉淀 5. 锂空气电池是一种新型的二次电池, 其放电时的工作原理如图所示, 下列说法正确的是( ) A. 该电池放电时, 正极的反应式为 O2+4e-+4H+===2H2O B. 该电池充电时, 阴极发生了氧化反应: Li++e-===Li C. 电池中的有机电解液可以用稀盐酸代替 D. 正极区产生的 LiOH 可回收利用 6. 钛被称为“21 世纪金属” , 是研制卫星、 火箭、 宇宙飞船及深海潜艇的重要材料。 研究发现, 可以用石墨作阳极、 钛网作阴极、 熔融 CaF2-CaO 作电解质, 利用如图所示装置模拟获得金属钙(需定期更换石墨棒), 并以钙为还原剂, 还原二氧化钛制备金属钛。 下列叙述正确的是( ) A. 甲装置工作过程中 OH-向 Ag2O/Ag 极移动, 乙装置工作过程中 O2-向阴极移动 B. 若电解金属 Ti 效率为 η, 则制备 1 mol Ti 时消耗 Al 的物质的量为43(1-η) mol C. 乙装置阳极的电极反应式为 C+2O2--4e-===CO2↑ D. 在制备金属钛前后, 整套装置中 CaO 的总量减少 7. 镁及其化合物一般无毒(或低毒)、 无污染, 且镁原电池放电时电压高而平稳, 使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点. 其中一种镁原电池的反应为 xMg+Mo3S4 MgxMo3S4; 在镁原电池放电时, 下列说法错误的是---( ) A. Mg2+向正极迁移 B. 正极反应为: Mo3S4+2xe-===Mo3S C. Mo3S4发生氧化反应 D. 负极反应为: xMg-2xe-===xMg2+ 8. 某兴趣小组同学利用氧化还原反应: 2KMnO4+10FeSO4 +8H2SO4===2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O 设计如下原电池, 其中甲、 乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为 1 mol·L-1, 盐桥中装有饱和 K2SO4溶液. 回答下列问题: (1)发生氧化反应的烧杯是________(填“甲”或“乙”). (2)外电路的电流方向为: 从________到________. (填“a”或“b”) (3)电池工作时, 盐桥中的 SO 移向________(填“甲”或“乙”)烧杯. (4)甲烧杯中发生的电极反应为______________________________________________. 9. 电解尿素[ CO (NH2) 2]的碱性溶液制氢的装置示意图如图 (电解池中隔膜仅阻止气体通过,a、 b 极均为惰性电极) 。 下列说法正确的是 江西省南昌市 2013 届高三第三次模拟考试理综试题及答案 电解尿素[ CO(NH2) 2]的碱性溶液制氢的装置示意图如图(电解池中隔膜仅阻止气体通过, a、 b 极均为惰性电极) 。 下列说法正确的是 A. 电解时, b 极是阴极放出 H2, 发生氧化反应 B. 溶液中 OH—逐渐向 b 极移动 C. 龟解时, a 极的电极反应式为: D. 若在 b 极产生标况下 224mL 氢气, 则消耗尿素 2g 10. MnO2的生产方法之一是以石墨为电极, 电解酸化的 MnSO4溶液。 阴极的电极反应式是 。 若电解电路中通过 2mol 电子, MnO2的理论产量 。 阳极的电极反应式是 。 11. 以铝材为阳极, 在 H2SO4 溶液中电解, 铝材表面形成氧化膜, 阳极电极反应为 。 12. 2001 年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法, 即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气, 分别通入一个加热到 570℃的电解池中, 采用高质子导电性的SCY 陶瓷(能传递 H+) 为介质, 用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极, 实现了常压、 570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如下图)。 请回答:钯电极 A 是电解池的 极(填“阳”或“阴”), 该极上的电极反应式是 SCY 固体介质 H2N2N2 NH3H2 H+ 钯电极A 钯电极B 13. Na2FeO4是一种既能杀菌、 消毒, 又能絮凝净水的水处理剂, 其电解制法如图所示, 请根据图示分析: (1) Fe 电极的电极反应方程式为: 。 (2) Ni 电极接的是电源的 极, 电解后, 该电极附近溶液的 pH 。 (3) 当 Ni 电极上放出标准状况下 3.36L 气体时, 铁极质量减小 g。 14. . 铅蓄电池的工作原理为: Pb+ PbO2 +2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O 研读右图, 下列判断不正确的是 A. K 闭合时, d 电极反应式: PbSO4 + 2H2O -2e- = PbO2 + 4H+ + SO42- B. 当电路中转移 0.2mol 电子时, I中消耗的 H2SO4为 0.2 mol C. K 闭合时, II 中 SO42-向 c 电极迁移 D. K 闭合一段时间后, II 可单独作为原电池, d 电极为正极 E.当电路中转移 0.2mol 电子时, a 极质量 (填“增大”或减小) g 15. 甲乙两烧杯 Na2SO4溶液, 甲烧杯中用铜做电极电解, 乙烧杯中用石墨做电极电解。 当两烧杯中的阴极上产生等量的气体时, 停止通电, 欲使用电解液恢复到起始状态, 应向甲乙两溶液中加入的物质的质量比为: 。 16. 某可充电的锂离子电池以 LiMn2O4为正极, 嵌入锂的碳材料为负 极, 含 Li电固体为电解质。 放电时的电池反应为: Li+LiMn2O4==Li2Mn2O4。 下列说法正确的是: A. 放 电 时 ,LiMn2O4 发 生 氧 化 反 应 B. 放 电 时 ,LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4 C. 充电时, LiMn2O4发生氧化反应 D. 充电时, 阳极反应为: Li17. 天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。 锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2) , 充电时 LiCoO2中 Li 被氧化, Li+ 迁移并以原子形式嵌入+导正 极 反 应 为 :Li++ ++e-==Li 电池负 极材料碳(C6) 中, 以 LiC6表示。 电池反应为 LiCoO2+ C6 放电充电 CoO2+ LiC6,下( ) (A) 充电时, 电池的负 极反应为 LiC6- e(B) 放电时, 电池的正极反应为 CoO2+ Li(C) 羧酸、 醇等含活泼氢的有机物可用 作锂离子电池的电解质 (D) 锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量) 低 18. 三氧化二镍(Ni2O3) 可用 于制造高能电池, 其电解法制备过程如下: 用 NaOH调 NiCl2溶液 pH 至 7. 5, 加放适量硫酸钠后进行电解。 电解过程中产生的 Cl2在弱碱性条件下生成 ClO(A) 可用 铁作阳极材料 (B) 电解过程中阳极附近溶液的 pH 升高 (C) 阳极反应方程式为: 2Cl(D) 1 mol 二价镍全部转化为三价镍时, 外电路中通过了 1 mol 电子。 19. 某同学设计了 一种利用 电解法制取 Fe(OH)2 装置(如下图) 。 通电后, 溶液中产生大量白色沉淀, 且较长时间不变色。 下列说法中正确的是( ) A. 电源中的 a 一定为正极, b 一定为负 极 B. 不能使用 NaCl 溶液作电解液 C. A、 B 两端都必须使用 铁作电极 D. B 电极发生的反应可能为: 2H2O+ 2e-= H2↑ + 2OH- 列说法正确的是: - = Li++ e++ C6 - = LiCoO2 -, 把二价镍氧化为三价镍。 以下说法正确的是( ) -- 2e-= Cl2 20. 研究人员最近发现了一种“水” 电池, 这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电, 在海水中电池总反应可表示为: 5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl, 下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是: A.正极反应式: Ag+Cl--e-=AgCl B.每生成 1 mol Na2Mn5O10转移 2 mol 电子 C.Na+不断向“水” 电池的负极移动 D. AgCl 是还原产物 21. 研究人员研制出一种锂水电池, 可作为鱼雷和潜艇的储备电源。 该电池以金属锂和钢板为电极材料, 以 LiOH 为电解质, 使用时加入水即可放电。 关于该电池的下列说法不正. .确.的是 A. 水既是氧化剂又是溶剂 B. 放电时正极上有氢气生成 C. 放电时 OH-向正极移动 D. 总反应为: 2Li+2H2O=== 2LiOH+H2↑ 22. Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质, 可通过下列方法制备: 在 KOH 加入适量AgNO3 溶液, 生成 Ag2O 沉淀, 保持反应温度为 80℃, 边搅拌边将一定量 K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中, 反应完全后, 过滤、 洗涤、 真空干燥得到固体样品。 反应方程式为 2AgNO3+4KOH+K2S2O8 Ag2O2↓+2KNO3+K2SO4+2H2O 回答下列问题: (1) 上述制备过程中, 检验洗涤是否完全的方法是 。 (2) 银锌碱性电池的电解质溶液为 KOH 溶液, 电池放电时正极的 Ag2O2 转化为 Ag, 负极的 Zn 转化为 K2Zn(OH)4,写出该电池反应方程式: 。 (3) 准确称取上述制备的样品(设 Ag2O2仅含和 Ag2O) 2. 558g, 在一定的条件下完全分解为 Ag 和 O2 , 得到 224. 0mLO2(标准状况下)。 计算样品中 Ag2O2的质量分数(计算结果精确到小数点后两位)。 23. 用铅蓄电池电解 AgNO3、 Na2SO3的溶液, a、 b、 c、 d 电极材料均为石墨。 已知铅蓄电池的总反应为:Pb(s)+PbO2(s)+ 2H2SO4( aq) 2PbSO4(s) +2H2O(1), 通电时 a 电极质量增加, 下列说法正确的是 [ ]A. 电路中通过 1 mol 电子时, Y 电极质量增加 48 g B. 放电时铅蓄电池负极的电极反应式为: PbO2(s) +4H+ (aq)+SO42- (aq)+4e-==PbSO4 (s)+ 2H2O(1) C. c、 d 电极产生气体的物质的量之比为 1:2 D. X 极为负极 24. 用 FeCl3酸性溶液脱除 H2S 后的废液, 通过控制电压电解得以再生。 某同学使用石墨电极, 在不同电压(x) 下电解 pH=1 的 0. 1mol/L 的 FeCl2溶液, 研究废液再生机理。 记录如下(a、 b、 c 代表电压数值) : 序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物 I x≥a 电极附近出现黄色, 有气泡产生 有 Fe3+、 有 Cl2 II a>x≥b 电极附近出现黄色, 无气泡产生 有 Fe3+、 无 Cl2 III b>x>0 无明显变化 无 Fe3+、 无 Cl2 (1) 用 KSCN 检验出 Fe3+的现象是_______________________。 3+产生的原因可能是 Cl(2) I 中, Fe有关反应: —在阳极放电, 生成的 Cl2将 Fe2+氧化。 写出____________________________________________________。 3+产生的原因还可能是 Fe_________性。 (3) 由 II 推测, Fe2+在阳极放电, 原因是 Fe2+具有(4) II 中虽未检验出 Cl2, 但 Cl的 NaCl 溶液做对照实验, 记录如下: —在阳极是否放电仍需进一步验证。 电解 pH=1序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物 IV a>x≥c 无明显变化 有 Cl2 V c>x≥b 无明显变化 无 Cl2 ①NaCl 的浓度是_________mol/L ②IV 中检测 Cl2的实验方法______________________________________________。 ③与 II 对比, 得出的结论(写出两点) :_____________________________________________。 【答案】 (15 分) (1) 溶液变红 — -2e(2) 2Cl— =Cl2↑ Cl2+2Fe2+=2Cl—+2Fe3+ (3) 还原 (4) ①0. 2 ②取少量阳极附近的溶液, 滴在淀粉 KI 试纸上, 试纸变蓝 ③通过控制电压, 证实了 产生 FeFe3+的两种原因都成立; 通过控制电压, 验证了2+先于 Cl-放电 25. 人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素, 原理如下图。 ①电源的负极为 (填“A”或“B”) . ②阳极室中发生的反应依次为 、 。 电解亚硫酸钠溶液 一. 电解 Na2SO3溶液 【分析】 溶液中存在的离子有 H+、 OH-、 Na+、 SO32-.简单分析就是要比较H+和 Na+得到电子的能力以及 OH-和 SO32-失去电子的能力, 显然产物应该分别为氢气和硫酸根离子。 方程式为: Na2SO3 + H2O = Na2SO4 + H2 【讨论】 假如得到氧气, 则氧气也能和亚硫酸根离子作用得到硫酸根离子, 况且这里的氧是新生氧, 具有 “很强的生命力”。 附: 酸性条件下氧气的还原电位是+1.229V; 硫酸根和亚硫酸之间的还原电位是+0.17V。算了一下, 要得到氧气出现需要 pH=0 (氢离子浓度为 1mol/L)时亚硫酸浓度低于十的负 36 次方才有可能。 【延伸】 假如这里具有强还原性的离子不是阴离子, 又会怎样? 因为在电场的作用下, 阳离子是往阴极移动的, 使得阳极附近的阳离子浓度降低, 影响阳离子的还原性, 而在阴极的发生的还原反应, 譬如, 氯化亚铁溶液就存在这个问题。 二.电解 FeCl2溶液 【分析】 这里的问题就是刚才提出的问题, 亚铁离子在电解时, 会“慢慢”移动到阴极, 但毕竟比较少, 但不管怎样, 在阳极即便得...