特殊电极反应式.docx

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特殊电极反应式

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0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O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3molH2O2，转移的电子为3mol

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

＋2H2O－8e－===BO

＋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Cr2O

工业废水的处理。

下列说法正确的是（　　）

A．图②中Cr2O

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0.084g阳极材料参与反应，阴极会有336mL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3.6g镁溶解产生的电量用以图②废水处理，则理论可产生10.7g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1molTi时消耗Al的物质的量为

（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1mol·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

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0.2mol

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+导电固体为电解质。

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，正极反应为：

Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4

C.充电时，LiMn2O4发生氧化反应D.充电时，阳极反应为：

Li++e-==Li

17.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电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。

电池反应为LiCoO2＋C6

CoO2＋LiC6，下列说法正确的是:

（）

（A）充电时，电池的负极反应为LiC6－e－=Li＋＋C6

（B）放电时，电池的正极反应为CoO2＋Li＋＋e－=LiCoO2

（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－，把二价镍氧化为三价镍。

以下说法正确的是（）

（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－－2e－＝Cl2

（D）1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol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-

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－=AgClB.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol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1mol电子时，Y电极质量增加48g 

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_______________________。

（2）I中，Fe3+产生的原因可能是Cl—在阳极放电，生成的Cl2将Fe2+氧化。

写出有关反应：

____________________________________________________。

（3）由II推测，Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电，原因是Fe2+具有_________性。

（4）II中虽未检验出Cl2，但Cl—在阳极是否放电仍需进一步验证。

电解pH=1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：

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

（2）2Cl— -2e— =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Fe3＋的两种原因都成立；通过控制电压，验证了Fe2＋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，在阳极即便得到氯气，生成的氯气也会和亚铁离子作用得到铁离子，理论分析，电解氯化铁一定会使得溶液先变黄色，阴极产生气体，甚至可以得到氢氧化铁沉淀，阳极产生的气体是否能被完成反应掉？

是否有氧气产生？

这些有待实验证明。

笔者以为，该实验和浓度以及酸碱度有关。

实验结果（电解10分钟）：

在阴极产生的气体明显比阳极要多，至少要2倍以上，用湿润的KI淀粉试纸没有检出Cl2，也没有感觉到的刺激性气味。

随着电解时间的增加，阳极的溶液颜色不断加深，从浅绿色变化为黄色，黄色溶液不断向阴极扩散。

阴极附近没有产生白色或者灰绿色的沉淀（可能电解时间较短）。

三.电解FeCl3溶液

   实验现象：

阳极与阴极都产生了气泡，但是阳极产生气体的体积约是阴极产生气体的3倍。

阳极产生的气体有强烈的刺激性气味。

电解质溶液颜色变化不明显。

       分析结论：

       阳极Cl-放电生成Cl2。

       阴极则是Fe3+与H+同时放电，H+反应程度更大一些。

很明显，以上两种情况出现了矛盾。

原因就是两者的浓度有显著的不同，这里也说明了粒子的氧化性或者还原性显然和浓度关系比较大。

四．电解K2MnO4溶液

工业上采用铁和石墨为电极，电解K2MnO4溶液制取KMnO4。

（1）电解时，应以__________作阴极，电解过程中，阴极附近溶液的pH将会____________（填增大、减小或不变）。

（2）阳极反应式为_____________________________________。

（3）电解的总化学方程式为_____________________________。

（1）铁增大

（2）MnO42---e-=MnO4-

（3）2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2↑

注：

氢氧根失电子，形成羟基自由基，亚铁离子或者铁离子能与羟基自由基发生feton反应（终产物为Fe2+），使之分解为水和氧气.

（6）工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2，再用右图装置电解（惰性电极）NaHSO3制取H2SO4，阳极电极反应式，阳极区逸出气体的成分为__________（填化学式）。

在这种情况下，由于亚硫酸氢钠并不是在阳极区，因此难以失去电子，则在阳极得到氧气，并同时得到二氧化硫！