三年高考(2017-2019)高考化学真题分项汇编 专题08 电化学及其应用(含解析) 联系客服

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水会阻碍中间物Na的生成;水会电解生成OH?,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2

【解析】(4)根据阳极升失氧可知Fe为阳极;根据题干信息Fe?2e=Fe,电解液中钠离子起到催化剂的作用使得环戊二烯得电子生成氢气,同时与亚铁离子结合生成二茂铁,故电极反应式为Fe+2

=

+H2↑;电解必须在无水条件下进行,因为中间产物Na会与水反应生成氢氧化钠和氢气,

?

2+

亚铁离子会和氢氧根离子结合生成沉淀; 答案:Fe电极;Fe+2

?

2+

=+H2↑(Fe+2C5H6=Fe(C2H5)2+ H2↑);水会阻碍中间物Na的生成;水会

电解生成OH,进一步与Fe反应生成Fe(OH)2。

17.[2019新课标Ⅲ节选]近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:

(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺

方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:

负极区发生的反应有____________________(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子,需消耗氧气__________L(标准状况)。

【答案】(4)Fe+e=Fe,4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O 5.6

【解析】(4)电解过程中,负极区即阴极上发生的是得电子反应,元素化合价降低,属于还原反应,则图中左侧为负极反应,根据图示信息知电极反应为:Fe3++e? =Fe2+和4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;电路中转移1 mol电子,根据电子得失守恒可知需消耗氧气的物质的量是1mol÷4=0.25mol,在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L。

18.[2019北京节选]氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。

(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2,可交替得

到H2和O2。

3+

?

2+

2+

+

3+

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①制H2时,连接_______________。产生H2的电极反应式是_______________。 ②改变开关连接方式,可得O2。

③结合①和②中电极3的电极反应式,说明电极3的作用:________________________。

【答案】(2)K1 2H2O+2e?=H2↑+2OH? 连接K1或K2时,电极3分别作为阳极材料和阴极材料,并且NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移

【解析】(2)①电极生成H2时,根据电极放电规律可知H得到电子变为氢气,因而电极须连接负极,因而制H2时,连接K1,该电池在碱性溶液中,由H2O提供H,电极反应式为2H2O+2e=H2↑+2OH;

③电极3上NiOOH和Ni(OH)2相互转化,其反应式为NiOOH+e?+H2O?Ni(OH)2+OH?,当连接K1时,Ni(OH)2失去电子变为NiOOH,当连接K2时,NiOOH得到电子变为Ni(OH)2,因而作用是连接K1或K2时,电极3分别作为阳极材料和阴极材料,并且NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移。 19.[2019江苏节选]CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。 (2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。

+

?

?

+

①写出阴极CO2还原为HCOO?的电极反应式: ▲ 。

②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是 ▲ 。

【答案】(2)①CO2+H++2e?

HCOO?或CO2+HCO3+2e?

?HCOO?+CO3 ②阳极产生O2,pH减小,HCO32??浓度降低;K+部分迁移至阴极区

【解析】(2)①根据电解原理,阴极上得到电子,化合价降低,CO2+HCO3?+2e? =HCOO?+CO32?,或CO2+H+

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+2e? =HCOO?;②阳极反应式为2H2O?4e? =O2↑+4H+,阳极附近pH减小,H+与HCO3? 反应,同时部分K+迁移至阴极区,所以电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低。

20.[2019浙江选考节选]水是“生命之基质”,是“永远值得探究的物质”。

(4)以铂阳极和石墨阴极设计电解池,通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8,再与水反应得到H2O2,其

中生成的NH4HSO4可以循环使用。 ①阳极的电极反应式是________。 ②制备H2O2的总反应方程式是________。

【答案】(4)①2HSO4? 2e②2H2O

H2O2+H2↑

?

2?

?

?

S2O8+2H或2SO4? 2e

2?

+

2?

?

S2O8

2?

【解析】(4)①电解池使用惰性电极,阳极本身不参与反应,阳极吸引HSO4(或SO4)离子,并放电生成S2O82?,因而电极反应式为2HSO4?? 2e? =S2O82?+2H+或2SO42?? 2e? =S2O82? 。

②通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8和H2。由题中信息可知,生成的NH4HSO4可以循环使用,说明(NH4)2S2O8与水反应除了生成H2O2,还有NH4HSO4生成,因而总反应中只有水作反应物,产物为H2O2和H2,故总反应方程式为2H2O

H2O2+H2↑。

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