高中化学二轮复习训练题: 高考重要填空逐空特训五 电化学填空特训

来源:互联网 由 谭9876543210 贡献 责任编辑:王小亮  
(五)电化学填空特训

1.电解CO制备CH4,电解质为碳酸钠溶液,工作原理如图所示,写出阴极区电极反应式________________。

答案CO+6e-+5H2O===6OH-+CH4

解析由此电解原理可知,阳极失去电子生成二氧化碳气体,加入碳酸钠,碳酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,阴极CO得到电子生成甲烷气体,据此离子反应方程式为4CO+3CO2-3+ 5H2O===6HCO-3+CH4,阴极区电极反应式为CO+6e-+5H2O===6OH-+CH4。

2.工业上用镍作为阳极,电解0.05~0.1 mol·L-1NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得到高纯度、球形的超细镍粉。当其他条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示。NH4Cl的浓度最好控制为________;当NH4Cl浓度大于15 g·L-1时,阴极有气体生成,导致阴极电流效率降低,写出相应的电极反应式:____________。

答案10 g·L-12H++2e-===H2↑(或2NH+4+2H2O+2e-===H2↑+2NH3·H2O)

解析对阴极电流效率和镍的成粉率达到最大,根据图示,NH4Cl的浓度为10 g·L-1,根据电解原理,阴极产生的气体是H2,因此电极反应式为2H++2e-===H2↑。

3.电化学在生产生活中有广泛的应用。

(1)高铁电池因其储电容量大而开始应用于电动汽车。已知该电池放电时的总反应为2K2FeO4+ 3Zn===Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,则电解质溶液可能为________(填字母)。

A.KOH 溶液

B.H2SO4

C.稀HNO3

(2)甲醇燃料电池能大幅度地提高甲醇的利用率,其工作原理如图1所示,电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它能传导O2-。工作时O2-向________(填“正极”或“负极”)移动,负极的电极反应式为________________。

(3)铝-空气电池装置如图2所示,该电池的负极是________(填“铝电极”或“空气电极”),毎消耗0.54 g Al,需消耗标准状况下的空气______L(设空气中O2的体积分数为20%)。

答案(1)A (2)负极CH3OH+3O2--6e-===CO2+2H2O (3)铝电极 1.68

解析(1)根据电池放电时的总反应为2K2FeO4+3Zn===Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,生成物Fe2O3、ZnO 能够被酸溶解,电解质溶液应该选KOH 溶液。

(2)甲醇燃料电池中充入甲醇的电极是负极,通入氧气的电极是正极,工作时O2-向负极移动,负极上甲醇发生氧化反应,电极反应式为CH3OH+3O2--6e-===CO2+2H2O。

(3)铝-空气电池的负极是铝电极,空气电极是正极;0.54 g Al的物质的量为

0.54 g

27 g·mol-1

=

0.02 mol,反应后转移电子0.06 mol,需要氧气的物质的量为0.06 mol

4

=0.015 mol,需消耗标

准状况下的空气的体积为0.015 mol×22.4 L·mol-1÷20%=1.68 L。

4.一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化,其工作原理如图所示:

(1)中间室的Cl-移向________(填“左室”或“右室”),处理后的含硝酸根废水的pH________(填“降低”或“升高”)。

(2)若图中有机废水中有机物用C6H12O6表示,请写出左室发生反应的电极反应式: ________________。

答案(1)左室升高(2)C6H12O6-24e-+6H2O===6CO2↑+24H+

解析由图可知,左室中有机物被氧化为二氧化碳气体,所以左室为燃料电池的负极区;右室中硝酸根被还原为氮气,右室为正极区,电池工作时,中间室海水中的阴离子(主要为氯离子)

向负极区移动,阳离子(主要为钠离子)向正极区移动,实现了海水的淡化。(1)中间室的Cl-移向左室,正极的电极反应为2NO-3+10e-+6H2O===N2+12OH-,所以处理后的含硝酸根废水的pH 升高。(2)有机废水中有机物用C6H12O6表示,左室发生反应的电极反应式为C6H12O6-24e-+ 6H2O===6CO2↑+24H+。

5.某高校的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如图所示:

上述电解反应在温度小于900 ℃时进行,碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸盐及碳酸钙,阴极的电极反应式为3CO2+4e-===C+2CO2-3,则阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。

答案2CO2-3-4e-===2CO2↑+O2↑

解析阳极发生氧化反应生成氧气,电极反应为2CO2-3-4e-===2CO2↑+O2↑。

6.CH4燃料电池利用率很高,装置中添加1 L 2 mol·L-1的KOH溶液为电解质,持续缓慢通入标准状况下甲烷22.4 L~33.6 L时负极反应式为________________。

答案CH4-8e-+9CO2-3+3H2O===10HCO-3

解析n(KOH)=2 mol·L-1×1 L=2 mol,该装置是燃料电池,负极上甲烷失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应,22.4 L≤V(CH4)≤33.6 L时,根据原子守恒得 1 mol≤n(CO2)≤1.5 mol,反应生成碳酸氢钾,负极反应式为CH4-8e-+9CO2-3+3H2O===10HCO-3。

7.如图在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案BO-2+6H2O+8e-===BH-4+8OH-

解析在阴极上电解NaBO2可制得硼氢化钠,则阴极室BO-2得电子发生还原反应生成BH-4,则电极反应式为BO-2+6H2O+8e-===BH-4+8OH-。

8.亚磷酸(H3PO3)与足量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3。电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸,装置示意图如图:


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