第6章 大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题

1、大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题1. 铁和铁的化合物在工业生产和日常生活中都有广泛的用途。请回答下列问题：(1) 钢铁锈蚀是目前难以解决的现实问题，电化学腐蚀最为普遍。写出在潮湿空气中钢铁锈蚀时发O24e2H2O=4OH生还原反应的电极反应式：。铁锈的主要成分是 Fe2O3xH2_O (填写化学式)，将生锈的铁屑放入 H2SO4 溶液中充分溶解后，2Fe3Fe=3Fe2在溶液中并未检测出 Fe3，用离子方程式说明原因：。放电充电(2)爱迪生蓄电池的反应式为 FeNiO22H2OFe(OH)2Ni(OH)2；高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂。

2、用如图装置可以制取少量高铁酸钠。此装置中爱迪生蓄电池的负极是 a(填“a”或“b”)，该电池工作一段时间后必须充电，充电时生成 NiO2 的反应类型是_氧化反应 。写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式2Fe6e 8OH=FeO4H O42。你认为高铁酸钠作为一种新型净水剂的理由可能是 BC。A高铁酸钠溶于水形成一种胶体，具有较强的吸附性 B高铁酸钠具有强氧化性，能消毒杀菌C高铁酸钠在消毒杀菌时被还原生成 Fe3，水解产生氢氧化铁胶体能吸附悬浮杂质大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题解析 (1)正极发生还原反应，在潮湿的空气中钢铁锈蚀正极反应式为 O22H2O4e =4OH ，铁锈的

3、主要成分为 Fe O 的水合物，可表示为 Fe O xH O。由于在2323233生锈的钢铁中，Fe 过量，当 Fe O 6H =2Fe3H O 反应后又发生 2Fe23Fe=3Fe2反应，所以检测不到 Fe3。2(2)在该电解池中，Fe 一定做阳极，所以 a 为负极，b 为正极，当充电时，Ni(OH)2生成 NiO2，化合价升高，发生氧化反应。2在 FeO中 Fe 的化合价为6 价，所以 Fe 应失去 6e ，电极反应式为 Fe6e428OH =FeO4H O。42Na FeO之所以能消毒净水，是因为 Na FeO具有强氧化性，其还原产物 Fe32424能水解生成 Fe(OH)3 胶体。大题

4、冲关滚动练之六电化学原理综合应用题26 价铬易被人体吸收，可致癌；3 价铬不易被人体吸收，毒性小。工业含铬废水的处理方法之一是将含6 价铬的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的 NaCl后进行电解：阳极区生成的 Fe2和 Cr O发生反应，生成的 Fe3和 Cr3在阴极区227与 OH结合生成 Fe(OH)3 和 Cr(OH)3 沉淀除去。(1)若阳极铁质量减少 16.8 g，则理论上被还原的 Cr2O7 的物质的量为_0_._05mol。2(2)在下图装置中，观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡，而在图 2 装置中当开关 K 断开时，铬电极无现象，K 闭合时，铬电极上产生大量无色

5、气体，并变成红 棕 色 气 体o 根 据 上 述 现 象 试 推 测 金 属 铬 的 两 个 重 要 化 学 性 质_铬比铜_活泼_铬_在稀_硝酸中_可以发_ 生钝化_、。大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题22解析 其反应原理为阳极：Fe2e =Fe、阴极：2H 2e =H ，Cr O227233336Fe14H =2Cr6Fe7H O，Cr3OH =Cr(OH) ，Fe3OH23=Fe(OH)3。 16.8 g1(1) 0.05 mol。56 gmol 16(2)图 1 中，Cr 作负极，Cu 作正极，Cr 比铜活泼。图 2 中，Cr 在稀硝酸中无明显现象，说明 Cr 在稀硝酸中钝化，而

6、 Cu 不钝化，Cu 失电子通过导线到达 Cr 电极，然后 NO 在Cr 电极上得到电子，生成 NO。3大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题3吸氧若开始若开始时开关 K电解2Cl 2H O=2OH H Cl 222 图 1解析(1)开关 K 与 a 连接，形成原电池，由于电解质溶液为饱和食盐水，铁发生吸氧腐蚀。开关 K 与 b 连接，为石墨作阳极电解饱和食盐水，总反应的离子方程式为 2Cl 电解2H2O=2OH Cl2H2。 大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题 (2)芒硝化学式为 Na2SO41 0H 2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如果模拟工业上

7、离子交换膜法制烧碱的方法，用上图 2 所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符图2合绿色化学理念。4OH4e=2H2OO2该电解槽的阳极反应式为。此时通过阴离子交换膜的离子数 小于 (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。制得的氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”) D导出。通电开始后，阴极附近溶液 pH 会增大，请简述原因： H放电促进水的电离，使OH浓度增大。若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极H22e2OH=2H2O1。已知 H2 的燃烧热为 285.8

8、kJmol，反应式为则该燃料电池工作产生 36 g 液态 H2O 时，理论上有_571.6 kJ 的能量转化为电能。大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题(解析2阳极 OH 放电，因此 SO向阳极4相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交NaOH 在阴极产生，因此从出口D 导出。通电开始后，阴极上H放电，促进水的电离，OH浓度增大，因此 pH 增大。碱性氢氧燃料电池中负极为 H 放电，电极反应式为 H 2e 2OH =2H O。该电池2221 H285.8 kJmol 1，的总反应式为 2H O =2H O，由于H (g)2O2(g)=H2O(l)22221当电池工作产生 36 g

9、 液态 H O 时，理论上转化的电能为 285.8 kJmol2 mol571.6 kJ2大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题4如图装置，A、B 中的电极为多孔的惰性电极；C、D 为夹在湿的 Na2SO4 滤纸条上的铂夹；电源有 a、b 两极。若 A、B 中充满 KOH 溶液后倒立于 KOH 溶液的水槽中。切断 K1，闭合 K2、K3 通直流电，回答下列问题：(1) 判断电源的正、负极：a 为 负极，b 为 正极。(2) 在湿的 Na2SO4 溶液滤纸条中心的 KMnO4 液滴，有什么现象 紫色向D方向 移动，两极有气体产生。4OH4e=2H2OO2(3)写出电极反应式：A 极，4H4e=2

10、H2C 极_。(4)若电解一段时间后，A、B 中均有气体包围电极。此时切断 K2、K3，闭合 K1，则电流表的指针是否移动(填“是”或“否”) 是，说明理由组成氢氧燃料电池。大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题解析 根据 A、B 中产生气体的体积判断，B 中产生 H2，A 中产生 O2，所以a 为负极，b 为正极，MnO向阳极移动，即向 D 移动，电极反应式为阳极：44OH4e=2H OO ，阴极：4H4e=2H ，所以两极均有气体222产生，一段时间后，若断开 K2、K3，关闭 K1，则形成氢氧燃料电池，所以电流表指针会发生偏转。大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题5某化学兴趣小组对电化

11、学问题进行了实验探究。.利用右图装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。Zn2e=Zn2(1)写出负极的电极反应式。(2)某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设：假设 1：铁参与反应，被氧化生成 Fe2假设 2：铁参与反应，被氧化生成 Fe3假设 3： 铁参与反应，被氧化生成Fe2和Fe3。(3)为了探究假设 1、2，他采取如下操作：取 0.01 molL 1 FeCl 溶液 2 mL 于试管中，加入过量铁粉；3取操作试管的上层清液加入 2 滴 K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀；取少量正极附近溶液加入 2 滴 K3Fe(CN)6溶液，未见蓝色沉淀生

12、成；取少量正极附近溶液加入 2 滴 KSCN 溶液，未见溶液变血红；正极附近溶液不含Fe2和Fe3据、现象得出的结论是。(4)该实验原理可应用于防护钢铁腐蚀，请再举一例防护钢铁腐蚀的措施在钢铁表面刷一层油漆(其他合理答案均可)。大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题.利用下图装置作电解 50 mL 0.5 molL1 的 CuCl 溶液实验。2实验记录：A阳极上有黄绿色气体产生，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色(提示：Cl 氧化性大于 IO )；23B电解一段时间以后，阴极表面除有铜吸附外，还出现了少量气泡和浅蓝色固体。(1)分析实验记录 A 中试纸颜色变化，用离子方程式解释： ；2I

13、Cl2=I22Cl5Cl I 6H O=10Cl 2IO 12H。2223Cu(OH)2(2)分析实验记录B 中浅蓝色固体可能是(写化电解较长时间后，学式)，试分析生成该物质的原因Cu2浓度下降，H开始放电，溶液pH增大，Cu2转化为Cu(OH)2沉淀 。大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题解析 .该装置形成铁、锌原电池，其负极反应为 Zn2e=Zn2，若正极铁参与反应，则生成 Fe2或 Fe3或 Fe2、Fe3。(3)根据实验现象推断，正极附近无 Fe3、Fe2，说明正极 Fe 不参与反应。(4)保护钢铁的电化学保之一就是牺牲阳极的阴极保，也可以覆盖一层保护层，如刷油漆，防止铁被腐蚀。.反

14、应原理为(1)阳极：2Cl 2e =Cl ，然后 Cl 2I =I 2Cl ，5Cl I 6H O=10Cl 2IO222222312H。(2)阴极：Cu22e=Cu，当 Cu放电完毕后，22H 2e =H ，致使该电极附近呈2碱性，Cu22OH=Cu(OH) 。2大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题6. 某反应中反应物与生成物有：FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu。(1) 将上述反应设计成的原电池如图甲所示，请回答下列问题：图中 X 溶液是 FeCl3、FeCl2；Cu 电极上发生的电极反应式为Cu2e=Cu2；K(填“K”或“Cl”)不断进入 X 溶液中。原电池工作时，盐桥中的(2

15、)将上述反应设计成的电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙，请回答下列问题：M 是 负极；Fe2_的变化。图丙中的线是大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题当电子转移为 2 mol 时，向乙烧杯中加入 2.8 L 5 molL所有的金属阳离子沉淀完全。1NaOH 溶液才能使(3)铁的重要化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。电解高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为 Fe2NaOH2H2O=Na2FeO42Fe8OH 6e =FeO4H O3H ，则电解时阳极的电极反应式是。422高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用

16、 NaClO 氧化 Fe(OH)3 生成高铁酸钠、22Fe(OH) 3ClO 4OH =2FeO3Cl 5H O氯化钠和水，该反应的离子方程式为 42。3高价铁具有氧化性，能消毒杀菌，Na2FeO4 能消毒、净水的原因：生成的Fe3水解生成胶体，具有吸附悬浮物的净水作用。大题冲关滚动练之六电化学原理综合应用题解析 根据反应物和生成物，该反应方程式：2FeCl3Cu=CuCl22FeCl2，所以 X 应2为 FeCl 和 FeCl ，在该电池中，Cu 为负极，电极反应式为 Cu2e =Cu，在甲中32由于 2Fe32e=2Fe2，正电荷减少，所以 K不断地进入 X 溶液中。(2)根据反应式，Cu 应作阳极，所以N 为正极，M 为负极，代表 Fe3的变化，代表Fe2的变化，代表 Cu2的变化。根据 2Fe3Cu=2Fe2Cu2，当转移 2 mol 电子时有 2 mol Fe3被还原，有 1 mol Cu