高考化学24个专项练习附答案及解析 专题08 电极反应方程式专练Word文件下载.docx

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（1）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成下图防腐示意图，并作相应标注。

5．锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。

该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4，溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。

回答下列问题：

（1）外电路的电流方向是由________极流向________极（填字母）。

（2）电池正极反应式为___________________________________。

（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？

________（填“是”或“否”），原因是________________________________________________________________。

6．NH3经一系列反应可以得到HNO3，如下图所示。

（1）IV中，电解NO制备NH4NO3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_____________，说明理由：

________________。

7．锌锰电池（俗称干电池）在生活中的用量很大。

两种锌锰电池的构造图如图（a）所示。

（1）①普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：

Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn（NH3）2Cl2+2MnOOH。

该电池中，负极材料主要是____________________，电解质的主要成分是__________，正极发生的主要反应是________________________________________________________。

②与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是_______。

8．化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

（1）电化学降解NO3－的原理如图所示。

①电源正极为（填A或B），阴极反应式为。

②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（Δm左－Δm右）为g。

9．金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。

（1）下图为电解精炼银的示意图，（填“a”或“b”）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应式为，

（2）为处理银器表面的黑斑（Ag2S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，食盐水的作用为。

10．利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气，既廉价又环保。

（1）利用H2S废气制取氢气来的方法有多种

电化学法

该法制氢过程的示意图如右。

反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是___________；

反应池中发生反应的化学方程式为_____________________。

反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为_______________________。

11．KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。

（1）利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：

（2）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）。

12．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。

从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。

（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：

编号

实验目的

碳粉/g

铁粉/g

醋酸/%

①

为以下实验作参照

0.5

2.0

90.0

②

醋酸浓度的影响

36.0

③

0.2

（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。

t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；

此时，碳粉表面发生了（“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式是。

13．NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。

有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。

（1）用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。

写出电解时阳极的电极反应式：

____________________________________。

14．焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。

（1）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。

阳极的电极反应式为_____________。

电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。

将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。

15．某混合物浆液含Al（OH）3、MnO2和少量Na2CrO4。

考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。

回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）

Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用

（1）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；

阴极室生成的物质为___________（写化学式）。

16．铝是应用广泛的金属。

以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下：

注：

SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（1）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。

17．用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。

（1）Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。

①作负极的物质是________。

②正极的电极反应式是_________。

18．氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。

（1）化工生产的副产氢也是氢气的来源。

电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：

Fe+2H2O+2OH−

FeO42−+3H2↑，工作原理如图1所示。

装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42−，镍电极有气泡产生。

若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。

已知：

Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

①电解一段时间后，c（OH−）降低的区域在_______（填“阴极室”或“阳极室”）。

②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_______。

③c（Na2FeO4）随初始c（NaOH）的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c（Na2FeO4）低于最高值的原因：

_____________。

19．（14分）研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。

（1）溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO3-占95%，写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式：

。

（2）利用下图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。

①结合方程式简述提取CO2的原理：

②用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。

处理至合格的方法是。

20.氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。

下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。

完成下列填空：

（1）．写出电解饱和食盐水的离子方程式。

（2）．离子交换膜的作用为：

、。

（3）．精制饱和食盐水从图中位置补充，氢氧化钠溶液从图中位置流出（选填“a”、“b”、“c”或“d”）。

21．C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。

（1）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

0-t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_____,溶液中的H+向___极移动，t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是______。

22．我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。

（1）下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。

①腐蚀过程中，负极是（填图中字母“a”或“b”或“c”）；

②环境中的Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈u2（OH）3Cl，其离子方程式为；

③若生成4.29gCu2（OH）3Cl，则理论上耗氧体积为L（标准状况）。

23．次磷酸（H3PO2）是一种精细化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：

（1）（H3PO2）也可以通过电解的方法制备．工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）:

①写出阳极的电极反应式___________；

②分析产品室可得到H3PO2的原因___________；

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是___________杂质。

该杂质产生的原因是___________。

24．氢能是重要的新能源。

储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。

（1）一定条件下，题11图示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。

①导线中电子移动方向为____________。

②生成目标产物的电极反应式为_________。

③该储氢装置的电流效率

＝_____（

＝

×

100%，计算结果保留小数点后1位）

25．硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。

由硫化氢获得硫单质有多种方法。

（1）将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题20图—1所示的电解池的阳极区进行电解。

电解过程中阳极区发生如下反应：

S2－—2e－

S（n—1）S+S2－

Sn2－

①写出电解时阴极的电极反应式：

②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成。

专题8【参考答案】

1．

【答案】

（1）Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C

（2）Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中

Al（OH）3、CoCO3、Li2SO4

【解析】

（1）充放电过程中，LiCoO2和Li1-xCoO2发生氧化还原反应生成LiCoO2和C，反应方程式为Li1-xCoO2+LixC6＝LiCoO2+6C。

（2）放电时，负极上生成锂离子，锂离子向正极移动并进入正极材料中，所以“放电处理”有利于锂在正极的回收，根据流程图知，可回收到的金属化合物有Al（OH）3、CoCO3、Li2SO4。

2．

【答案】Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）催化剂2Al+6CO2=Al2（C2O4）3

（1）明显电池的负极为Al，所以反应一定是Al失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以Al失电子应转化为Al3+，方程式为：

Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）。

根据电池的正极反应，氧气再第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。

将方程式加和得到，总反应为：

2Al+6CO2=Al2（C2O4）3。

3．

（1）LiOH；

2Cl‾—2e‾=Cl2↑；

B

（1）根据示意图，B极区生产H2，同时生成LiOH，则B极区电解液不能是LiCl溶液，如果是LiCl溶液则无法得到纯净的LiOH，则B极区电解液为LiOH溶液；

电极A为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，根据放电顺序，阳极上Cl‾失去电子，则阳极电极反应式为：

根据电流方向，电解过程中Li+向B电极迁移。

4．

（1）

（1）铜的化学性质比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作阳极，铜作阴极。

在图中注明电源的正负极，石墨与正极相连，铜与负极相连。

5．

【答案】baMnO2+e－+Li+=LiMnO2否电极Li是活泼金属，能与水反应

试题分析：

（1）外电路的电流方向是由正极b流向负极a。

（2）在电池正极b上发生的电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2;

（3）由于负极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。

6．

（1）氨气；

根据反应8NO+7H2O

3NH4NO3+2HNO3，电解产生的HNO3多

（1）电解NO制备硝酸铵，阳极反应为：

NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，阴极反应为：

NO+5e-+6H+=NH4++H2O，从两极反应可看出若要使电子得失守恒，阳极产生的NO3-的量大于阴极产生的NH4+的量，总反应为8NO+7H2O

3NH4NO3+2HNO3，故应补充适量的氨气。

7．

（1）①ZnNH4ClMnO2+NH4++e-=MnOOH+NH3

②碱性电池不易发生电解质的泄露，因为消耗的负极改装在电池的内部，碱性电池的使用寿命较长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。

（1）根据化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn（NH3）2Cl2+2MnOOH，锌是负极材料，氯化铵是电解质的主要成分，二氧化锰和铵根离子在正极发生反应,MnO2+NH4++e-=MnOOH+NH3。

与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是碱性电池不易发生电解质的泄露，因为消耗的负极改装在电池的内部，碱性电池的使用寿命较长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。

8．

（1）①A，2NO3‾+6H2O+10e‾=N2↑+12OH‾②14.4

（1）①NO2-在阴极得电子生成N2，所以B极为电源的负极，则A极为电源的正极，根据原子守恒和电荷守恒，反应物还有H2O，生成物还有OH‾。

配平地离子方程式。

②除了电极反应会造成电解液的质量变化，质子通过质子交换膜导电也会产生电解液的质量变化，转移2mol电子，会有2molH+从左侧移动到右侧，使左侧电解液质量减少2g，右侧电解液质量增加2g

左侧电极反应为H2O电离的OH‾放电：

4OH‾-4e‾=2H2O+O2↑

4mol32g

2mol16g

所以转移2mol电子，左侧电解液共减少：

16g+2g=18g

右侧电极反应为：

2NO3‾+6H2O+10e‾=N2↑+12OH‾

10mol28g

2mol5.6g

H+移向右侧，所以转移2mol电子，右侧电解液共减少：

5.6g-2g=3.6g

因此两侧电解液的质量变化为：

18g-3.6g=14.4g。

9．

（1）a；

2H＋+NO3－+e－→NO2+H2O；

（2）做电解质溶液（或导电）。

（1）电解精炼时，粗银做阳极，所以粗银是a极；

b电极是阴极，发生还原反应，生成了红棕色气体是NO2，电极反应：

NO3﹣+e﹣+2H+=NO2↑+H2O，

故答案为：

a；

NO3﹣+e﹣+2H+=NO2↑+H2O；

（2）该装置构成原电池，氯化钠溶液作电解质溶液，促进溶液的导电能力，故答案为：

作电解质溶液，形成原电池。

10．

增大反应物接触面积，使反应更反分

H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl2Fe2＋+2H＋

通电

=

2Fe3＋+H2↑

采用气液逆流是保证有充足的接触时间和接触面积，反应更加充分。

11．

【答案】2H2O+2e﹣═2OH﹣+H2↑K+a到b产生Cl2易污染环境

（1）①由图示，阴极为氢氧化钾溶液，所以反应为水电离的氢离子得电子，反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。

②电解时，溶液中的阳离子应该向阴极迁移，明显是溶液中大量存在的钾离子迁移，方向为由左向右，即由a到b。

12．

（1）②2.0③碳粉含量的影响

（2）吸氧腐蚀

还原反应2H2O+O2+4e-=4OH-（或4H++O2+4e-=2H2O）

（1）探究影响化学反应速率，每次只能改变一个变量，故有②中铁的量不变，为2.0g；

③中改变了碳粉的质量，故为探究碳粉的量对速率的影响。

（2）压强与气体的物质的量成正比，从图中可以看出，气体的量开始增加，后减少，故为吸氧腐蚀；

活泼金属做负极，故碳为正极，发生还原反应。

13．

【答案】HNO2−2e−+H2O

3H++NO3−

（1）根据电解原理，阳极发生失电子的氧化反应，阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3，1molHNO2反应失去2mol电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反应式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。

14．

【答案】2H2O－4e－＝4H＋+O2↑a

（1）阳极发生失去电子的氧化反应，阳极区是稀硫酸，氢氧根放电，则电极反应式为2H2O－4e－＝4H＋+O2↑。

阳极区氢离子增大，通过阳离子交换膜进入a室与亚硫酸钠结合生成亚硫酸氢钠。

阴极是氢离子放电，氢氧根浓度增大，与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠，所以电解后a室中亚硫酸氢钠的浓度增大。

15．

【答案】在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液CrO42-和Cr2O72-NaOH和H2

（1）用惰性电极电解时，在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液，从而使CrO42-从浆液中分离出来；

因2CrO42-+2H+

Cr2O72-+H2O，所以分离后含铬元素的粒子是CrO42-和Cr2O72-；

阴极室H+放电生成H2，剩余的OH-与透过阳离子交换膜移过来的Na+结合生成NaOH，所以阴极室生成的物质为NaOH和H2。

16．

【答案】4

+2H2O−4e−=4

+O2↑H2

（4）由图可知，阳极反应为4CO32－+2H2O-4e－═4HCO3－+O2↑，阴极上氢离子得到电子生成氢气，则阴极产生的物质A的化学式为H2。

17．

（1）①铁②NO3－+8e－+10H+=NH4++3H2O

（1）①Fe是活泼的金属，根据还原水体中的NO3-的反应原理图可知，Fe被氧化作负极；

②正极发生得到电子的还原反应，因此正极是硝酸根离子被还原为NH4+，该溶液为酸性电解质溶液，结合元素和电荷守恒可知电极反应式为：

NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O。

18．

（5）①阳极室②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低

③M点：

c（OH-）低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢（或N点：

c（OH-）过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低）。

（1）①根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气，铁电极发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子减少，因此电解一段时间后，c（OH−）降低的区域在阳极室，故答案为：

阳极室；

②氢气具有还原性，根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低，故答案为：

防止Na2FeO4与H2反应使产率降低；

③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点，c（OH-）低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢，在N点：

c（OH-）过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低，故答案为：

M点：

19．

（1）CO2+H2O

H2CO3，H2CO3

HCO3－+H+

（2）①a室：

2H2O-4e－=O2↑+4H+，H+通过阳离子膜进入b室，发生反应：

HCO3－+H+=CO2↑+H2O。

②c室的反应：

2H2O+2e-=2OH-+H2↑，用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水的pH

（1）考查碳酸的第1步电离：

CO2+H2O

（2）①海水pH＞8，显碱性，需要H+中和降低海水的碱性，a室发生阳极反应：

2H2O-4e－=O2↑+4H+,c（OH－）下降，H2O

OH－+H+平衡右移，c（H+）增大，H+从a室进入b室，发生反应：

HCO3－+H+="

="

CO2+H2O。

2H2O+2e-=2OH-+H2↑，用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水的pH。

20.

（1）．2Cl－＋2H2O

Cl2↑＋H2↑＋2OH－。

（2）．阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生副反应：

2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；

阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。

（3）．a；

d；

（1）.电解饱和食盐水时，溶液中的阳离子