高考化學(xué)-化學(xué)反應(yīng)與能量變化-推斷題綜合題-資料下載頁(yè)
2025-04-05 04:39本頁(yè)面
【正文】 ,兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸,其中乙二醛(OHC—CHO)與M電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。①N電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______。②若2molH+通過(guò)質(zhì)子交換膜,并完全參與了反應(yīng),則該裝置中生成的乙醛酸為_(kāi)_______mol?！敬鸢浮緾H3OH+H2O6eCO2↑+6H+ 負(fù) ClO+2e－+H2OCl+2OH－ HOOC—COOH+2e－+2H+=HOOCCHO+H2O 2 【解析】【分析】(1)燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子規(guī)律進(jìn)行計(jì)算；(2)由示意圖可知，“鎂﹣次氯酸鹽”燃料電池中失電子的為負(fù)極，則鎂合金為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg2e＋2OH===Mg(OH)2，鉑合金為正極，正極上ClO﹣得電子生成氯離子，則正極的電極反應(yīng)式為ClO﹣+2e﹣+H2O===Cl﹣+2OH﹣；(3)根據(jù)H+的移動(dòng)方向可知，M電極是陽(yáng)極，Cl在陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成Cl2，電極反應(yīng)式為2Cl2e===Cl2↑，N電極為陰極，HOOCCOOH在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成HOOCCHO，電極反應(yīng)式為HOOCCOOH+2e+2H+===HOOCCHO+H2O?！驹斀狻?1)由裝置圖可知，電解質(zhì)溶液為酸性溶液，燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，則Pt(a)是負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH3OH+H2O6eCO2↑+6H+，根據(jù)電極方程式可知，電路中通過(guò)2mol電子時(shí)，消耗的CH3OH的物質(zhì)的量為mol，故答案為：CH3OH+H2O6eCO2↑+6H+；；(2)由示意圖可知，“鎂﹣次氯酸鹽”燃料電池中，E為鎂合金，為燃料電池的負(fù)極，F(xiàn)為鉑合金，為正極，正極上ClO﹣得電子生成氯離子，則正極的電極反應(yīng)式為ClO﹣+2e﹣+H2O===Cl﹣+2OH﹣，故答案為：負(fù)；ClO＋2e＋H2O===Cl＋2OH；(3)①N電極為電解池的陰極，HOOCCOOH在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成HOOCCHO，電極反應(yīng)式為HOOCCOOH+2e+2H+===HOOCCHO+H2O，故答案為：HOOCCOOH+2e+2H+===HOOCCHO+H2O；②2mol H+通過(guò)質(zhì)子交換膜，則電池中轉(zhuǎn)移2mol電子，根據(jù)電極方程式HOOCCOOH+2e+2H+===HOOCCHO+H2O，可知陰極生成1mol乙醛酸；陽(yáng)極（M極）電極反應(yīng)式為2Cl2e===Cl2↑，乙二醛與Cl2的反應(yīng)為Cl2+OHC—CHO+H2O===HOOC—CHO+2HCl，根據(jù)題意和陰、陽(yáng)極得失電子相等，陽(yáng)極也生成1mol乙醛酸；由于兩極均有乙醛酸生成，所以生成的乙醛酸為2mol，故答案為：2?！军c(diǎn)睛】本題考查了電化學(xué)原理的應(yīng)用，把握原電池原理和電解池原理以及電解過(guò)程中的計(jì)算是解答關(guān)鍵。15．如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理的相關(guān)問(wèn)題，其中乙裝置中X為離子交換膜。請(qǐng)按要求回答相關(guān)問(wèn)題：（1）甲烷燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式是：_____。（2）乙中X是交換膜，工作一段時(shí)間后若要恢復(fù)成原溶液，應(yīng)_____。（3）欲用丙裝置給銅鍍銀，b應(yīng)是_____（填化學(xué)式）。（4）若乙池中的飽和氯化鈉溶液換成一定量CuSO4溶液，通電一段時(shí)間后，(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_(kāi)____mol。（忽略溶液體積的變化）（5）通過(guò)膜電池可除去廢水中的乙酸鈉和對(duì)氯苯酚（），其原理如圖所示，A極的電極反應(yīng)為_(kāi)___。（6）化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起十分重要的作用，電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽污染，電化學(xué)降解NO3的原理如圖所示。①AgPt電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)____。②若電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左Δm右)為_(kāi)__g。【答案】CH48e+10OH=CO32+7H2O 陽(yáng)離子通入一定量HCl氣體 Ag +H++2e→Cl+ 2NO3+10e+12H+=N2↑+6H2O 【解析】【分析】(1)甲烷燃料電池負(fù)極上CH4失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性條件下產(chǎn)物為碳酸鉀；(2)燃料電池通氧氣的極為正極，則乙中電解池的陰極為Fe、陽(yáng)極為C，電解產(chǎn)物為HCl2和NaOH；(3)丙為電鍍池，其中b為陽(yáng)極，a為陰極，現(xiàn)銅鍍銀，則應(yīng)選擇Ag為陽(yáng)極，Cu為陰極；(4)用C為陽(yáng)極電解CuSO4溶液， Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，發(fā)生如下電解：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO2H2O2H2↑+O2↑，再根據(jù)“析出什么加入什么”的原則分析；(5)原電池中陽(yáng)離子移向正極，根據(jù)原電池中氫離子的移動(dòng)方向可知A為正極，正極有氫離子參與反應(yīng)；(6)由題給原理圖可知，AgPt電極上NO3發(fā)生還原反應(yīng)生成N2，則AgPt電極為陰極，則B為負(fù)極，A為電源正極，Pt電極為電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為：2H2O4e=4H++O2↑，據(jù)此計(jì)算膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差。【詳解】(1)甲烷燃料電池負(fù)極上CH4失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性條件下產(chǎn)物為碳酸鉀，則負(fù)極電極反應(yīng)式是CH48e+10OH=CO32+7H2O；(2)燃料電池通氧氣的極為正極，則乙中電解池的陰極為Fe、陽(yáng)極為C，電解產(chǎn)物為HCl2和NaOH，工作一段時(shí)間后若要恢復(fù)成原溶液，應(yīng)通入適量HCl氣體，恰好完全中和NaOH即可；(3)丙為電鍍池，其中b為陽(yáng)極，a為陰極，現(xiàn)銅鍍銀，則應(yīng)選擇Ag為陽(yáng)極， Cu為陰極，即b極材料是Ag；(4) Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，發(fā)生如下電解：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO2H2O2H2↑+O2↑，Cu(OH)2從組成上可看成CuO?H2O，根據(jù)“析出什么加入什么”的原則知，析出的物質(zhì)是氧化銅和水，則陰極上析出氫氣和銅，=2mol=，根據(jù)原子守恒知，=2mol=，；(5)A為正極，正極有氫離子參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為+H++2e→Cl+；(6)①由題給原理圖知，AgPt電極上NO3發(fā)生還原反應(yīng)，酸性介質(zhì)中，電極反應(yīng)式為：2NO3+10e+12H+=N2↑+6H2O；②A為電源正極，Pt電極為電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為：2H2O4e=4H++O2↑，轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽(yáng)極區(qū)消耗1mol水，產(chǎn)生2molH+進(jìn)入陰極室，陽(yáng)極室質(zhì)量減少18g；電極反應(yīng)式為2NO3+10e+12H+=N2↑+6H2O，()，同時(shí)有2molH+(即2g)進(jìn)入陰極室，=，故膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(△m左△m右)=。
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