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文檔簡(jiǎn)介

電化學(xué)

(一)原電池工作原理

1.概念:利用氧化還原反應(yīng)原理將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

2.構(gòu)成條件:

(1)具有兩個(gè)電極。

(2)合適的離子導(dǎo)體(如電解質(zhì)溶液或非水溶液的離子導(dǎo)體,如有機(jī)電解質(zhì)或固體電解質(zhì))。

(3)形成閉合回路。?

(4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。亳藐表J

3.工作原理(以銅鋅原電池為例):n(7=?n

<------7I<一

(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。__鹽橋

①電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。②鋅片逐漸溶解。EgZngz-z:^Cu

④將鹽橋取出,電流表指針回到0點(diǎn)o

(2)工作原理。

電極名稱負(fù)極正極

電極材料ZnCu

電極反應(yīng)Zn—2e==:=Zn2+Cu2++2e-===Cu

反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)

電子流向由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極,不能在溶液中流動(dòng)。

電流方向由正極沿導(dǎo)線流向負(fù)極。

離子移向陰離子向負(fù)極移動(dòng),陽(yáng)離子向正極移動(dòng);鹽橋含飽和KC1溶液,K+

(內(nèi)電路)移向正極,移向負(fù)極,不能在導(dǎo)線中流動(dòng)。

鹽橋的作用①連接內(nèi)電路形成閉合回路。②平衡電荷,使電池能持續(xù)提供電流。

(二)化學(xué)電源

一、一次電池

2.組成:正極:碳棒;負(fù)極:Zn;電解質(zhì):KOHo

3.工作原理

一金屬外殼

負(fù)極反應(yīng):Zn+201r—2e==Zn(OH)2;

正極反應(yīng):2MnC>2+2屋+2H2O===2MnO(OH)+20H

總反應(yīng):Zn+2MnCh+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)?

4.特點(diǎn):堿性鋅錦電池比普通鋅鎰電池性能好,它的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均有提高,適用于大電流和連

續(xù)放電。

二、二次電池

1.鉛蓄電池

(1)基本構(gòu)造

(2)組成

負(fù)極:Pb;正極:PbQs;電解質(zhì)溶液:H2so4。

(3)工作原理

①放電過(guò)程:

負(fù)極:Pb+S0/一2屋===PbS04正極:PbO2+4H++SO「+2e—===PbSO4+2H2O;

總反應(yīng):PbO2+4H++SO/+2e-===PbSO4+2H2。。

②充電過(guò)程:鉛蓄電池的充電過(guò)程與其放電過(guò)程相反。

放電

Pb+PbO:+2HzsCM42PbSO4+2H2

③鉛蓄電池的充、放電過(guò)程:充電

(4)優(yōu)缺點(diǎn)

①優(yōu)點(diǎn):可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉,在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。

②缺點(diǎn):比能量低、笨重,廢棄的電池污染環(huán)境。

2.鋰離子電池

(1)組成

負(fù)極:嵌鋰石墨;正極:LiCoO2(鉆酸鋰);電解質(zhì)溶液:LiPF6(六氟磷酸鋰)

(2)工作原理

①放電過(guò)程:負(fù)極:Li£、一xe―^=遼丁+C、,;正極:Lij—gCoCh+xLi"+屁―===LiCoC)2;

總反應(yīng):Li£y+Lii-.vCoO2===LiCoO2+Co

放電時(shí),鋰離子由石墨中脫嵌移向正極,嵌入鉆酸鋰晶體中。

②充電過(guò)程:充電時(shí),鋰離子從鉆酸鋰晶體中脫嵌,由正極回到負(fù)極極,嵌入石墨中。

放電

Li?C7+Lii-iCo02^^LiCoOi+Cz

③鋰離子電池的充、放電過(guò)程:充電

(3)優(yōu)點(diǎn):質(zhì)量小、體積小、儲(chǔ)存和輸出能量大等。

3.燃料電池(以酸性氫氧燃料電池為例)

H2|Pt|o2

(1)基本構(gòu)造

(2)工作原理

負(fù)極室-

+-

負(fù)極反應(yīng):H2—2屋===2H+;正極反應(yīng):1o2+2H+2e===H2O;…①

2-------------------------------電解質(zhì)

南液'

總反應(yīng):H2+jo2===H2Oo

【提分秘籍歸納】

1.電池正負(fù)極判斷方法:

(1)根據(jù)電子流向:電子由負(fù)極流出,流入正極。

(2)根據(jù)離子流向:陽(yáng)離子流向正極,陰離子流向負(fù)極。

(3)根據(jù)兩極反應(yīng)的物質(zhì)判斷:發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)所在電極是負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)所在電極是正

極,如氫氧燃料電池,由于氫氣發(fā)生氧化反應(yīng),則所在電極是負(fù)極。

2.電極反應(yīng)方程式的書寫技巧

(1)明確兩極的反應(yīng)物。

(2)明確直接產(chǎn)物:根據(jù)負(fù)極氧化、正極還原,明確兩極的直接產(chǎn)物,然后根據(jù)化合價(jià)變化值求轉(zhuǎn)移電子

數(shù)、再根據(jù)介質(zhì)環(huán)境和共存原則,找出參與反應(yīng)的介質(zhì)粒子,利用電荷守恒、原子守恒配平電極反應(yīng)式(注

意電解質(zhì)有沒有參加反應(yīng))。

3.二次電池充電時(shí)電極的連接:原電池的正極接外電源的正極,原電池的負(fù)極接外電源的正極。

4.pH變化規(guī)律的判斷:若電極反應(yīng)消耗OJT(H+),則電極周圍溶液的pH減小(增大);若電極反應(yīng)生成H+

(OH),則電極周圍溶液的pH減小(增大)。若總反應(yīng)的結(jié)果是消耗OH」(H+),則溶液的pH減小(增大);若

總反應(yīng)的結(jié)果是生成H+(OH-),則溶液的pH減小(增大)。若兩極消耗或生成的OIT(H+)的物質(zhì)的量相等,

則溶液的pH變化規(guī)律視溶液的酸堿性及是否有水生成而定,應(yīng)具體問(wèn)題具體分析(如酸性燃料電池,由于

生成水,pH增大)。

5.以甲烷燃料電池為例書寫四種電解質(zhì)環(huán)境下的電極反應(yīng)方程式。

(1)酸性條件

總反應(yīng):CH4+202=C02+2H20O

正極反應(yīng)式:2C)2+8H++8e-=4比0。

負(fù)極反應(yīng)式:CHL8屋+2H2OCO2+8H+(根據(jù)C的化合價(jià)由4至U+4知轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8,根據(jù)電荷守恒及

電解質(zhì)環(huán)境知方程式右邊補(bǔ)8個(gè)H+)

(2)堿性條件

總反應(yīng):CH&+2O2+2OH-===CO氏+3%0。

正極反應(yīng)式:202+4%0+8/===8OH,

負(fù)極反應(yīng)式:CE+IOOH—8e===CO>+7H(注意電解質(zhì)有沒有參加反應(yīng))。

(3)熔融碳酸鹽(如熔融K2co3)環(huán)境下

總反應(yīng):CH4+2O2=CO2+2H2OO

正極反應(yīng)式:2O2+4CO2+8e-===48棄。負(fù)極反應(yīng)式:CH4+4CO?8e-===5CO2+2H2O

(4)熔融氧化物環(huán)境下

總反應(yīng):CH4+2O2=CO2+2H2OO

正極反應(yīng)式:202+81===4。2。負(fù)極反應(yīng)式:CH4+4C)2—8e===CO2+2H2。

6.交換膜

(1)質(zhì)子交換膜:只允許H+通過(guò)。

(2)陽(yáng)離子氧化膜:只允許陽(yáng)離子通過(guò)。

(3)陰離子交換膜:只允許陰離子通過(guò)。

(4)交換膜兩側(cè)溶液質(zhì)量變化:分析離子流向,根據(jù)物質(zhì)的消耗或生成來(lái)判斷質(zhì)量變化。

例如:鑲鎘蓄電池組充放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為:Cd+2NiOOH+2H0舞-2Ni(OH)2+Cd(OH)2,其電池裝

置如圖所示,陰離子交換膜兩側(cè)均注入K0H溶液。

分析放電一段時(shí)間后,兩電極區(qū)溶液中KOH的物質(zhì)的量是否改變?pH是否改變?

[放電時(shí),Cd是負(fù)極,反應(yīng)為Cd2e+2OH=Cd(OH)2,同時(shí)OH由右向左通過(guò)交換膜遷移進(jìn)來(lái),則KOH

的物質(zhì)的量不變,溶液pH不變;正極反應(yīng)為:2NiOOH+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2OH,生成的OH通過(guò)交

換膜由右向左遷移到交換膜的左側(cè),即KOH的物質(zhì)的量不變,但消耗了水,KOH濃度增大,pH增大。]

二、電解池

(一)電解池工作原理

1.電解:利使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陰、陽(yáng)

兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。在此過(guò)程中,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

2.電解池:電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,其構(gòu)成條件:a.外接電源;

b.電極插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì);c.閉合回路。

3.電解池工作原理示意圖

(1)電子流向:電源負(fù)極一陰極(發(fā)生還原反應(yīng)),陽(yáng)極一電源

正極(發(fā)生氧化反應(yīng))

(2)離子移動(dòng)方向:陽(yáng)離子移向陰極,陰離子移向陽(yáng)極

(3)電流閉合:電源正極-陽(yáng)極-溶液-陰極-電源負(fù)極

【提分秘籍警示】

1.電極的判斷

(1)根據(jù)電源正負(fù)極、離子移動(dòng)方向、發(fā)生反應(yīng)類型判斷,

具體如下:判斷方法:

(2)依據(jù)電極產(chǎn)物——如果電極上析出C12或。2,它一定是

陽(yáng)極;如果電極上產(chǎn)生H2或析出金屬,它一定是陰極。

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷陰、陽(yáng)極:實(shí)際題目中往往不給出電

解池的電源,而是給出一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,據(jù)此先判斷出是何種離子放電,從而確定出電源的正、負(fù)極和電解

池的陰、陽(yáng)極,并進(jìn)行有關(guān)問(wèn)題的分析。

①滴入酚酰試劑顯紅色的一極(說(shuō)明H+放電顯堿性)是陰極,接電源的負(fù)極,電極反應(yīng)是2H++21===氏丁。

②滴入石蕊試劑顯紅色的一極(說(shuō)明OIF放電顯酸性)是陽(yáng)極,接電源的正極,電極反應(yīng)是401r—4e、2H2O

+O2T。

③電極增重的一極(說(shuō)明不活潑金屬離子放電析出金屬)是陰極,接電源的負(fù)極,如Cu2+放電時(shí)CU2++2L

===Cu。

2.電極反應(yīng)方程式的書寫技巧:六字真言:分析判斷書寫

分:分析電極材料是惰性電極如碳棒、Pt,還是活性電極(電極參與反應(yīng))

析:分析溶液組成即溶液中有哪些離子

判:判斷離子流向(陽(yáng)離子移向陰極,陰離子移向陽(yáng)極)

斷:根據(jù)離子放電順序判斷反應(yīng)的離子

書:書寫電極反應(yīng)方程式

寫:書寫總反應(yīng)方程式

[例如惰性電極電解氯化鈉溶液:分(電極的惰性電極)、析(溶液含Na\Cl、H\OH)、判(Cl、OH

移向陽(yáng)極,Na\H+移向陰極)、斷(反應(yīng)的微粒是Cl、H+)、書(陽(yáng)極反應(yīng)式:2C「一ZehCbT、陰極反

通電

應(yīng)式:2H2O+2e-=H2f+2OJT)、寫(總反應(yīng)為2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2f+C12T)]

3.電解方程式的書寫:放電離子來(lái)源物質(zhì)=電極產(chǎn)物+剩余部分組合

[以惰性電極電解氯化鈉溶液為例:溶液含Na+、Cl、H+、OH,放電順序:Na+<H+、C1>OH,總反應(yīng):H

+來(lái)自水,Cl來(lái)自NaCl,剩余Na+、OH',組成NaOH,即反應(yīng)物是NaCl、H2O,電極產(chǎn)物是CI2、H2,剩

余組

通電

合為NaOH,則總反應(yīng)為2NaCl+2H26:2NaOH+H2T+Cl2to]

4.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的四種類型

陽(yáng)極反應(yīng)式:2c「一2屋===CbT

放H2生堿型(以NaCl

陰極反應(yīng)式:2H2。+2/===HzT+20H

為例)

電解電解質(zhì)型(以陽(yáng)極反應(yīng)式:2C「一2屋===(212T陰]以子

-s2-

V

放生堿型

HC1為例)陰極反應(yīng)式:2H++2e.===H#H2R-電解電解質(zhì)型

(如NaCl、MgBq等)器(如CuCk、HCl等)

2+

電解水型(以H2s。4陽(yáng)極反應(yīng)式:2H20-4/===C)2T+4H+FeH+1,,陽(yáng)離子

Na+Mg2+Zn2+OHTCu2+Fe3+Ag+

電解水型.NO;放Oz生酸型

為例)陰極反應(yīng)式:4H++4e.===2H2T

(inH2SO4,NaOH>?SO:(如CuS0'、AgNC)3等)

Na2s0,等)

陽(yáng)極反應(yīng)式:2H2。-4e-===O2t+4H+

陰極反應(yīng)式:

放。2生酸型(以2Ci?++4e—===2Cu

CuS04為例)總曷子方程式:23++2%0-^^

2Cu+4H++O2T

5.離子放電順序:

6.電解后電解質(zhì)溶液復(fù)原遵循“少什么補(bǔ)什么”原則,如電解NaCl溶液少的H和C1,通入HC1復(fù)原,電解

CuSCU溶液少的是Cu和0,補(bǔ)CuO復(fù)原等。

(二)電解原理應(yīng)用

1、電解飽和食鹽水

(1)電極反應(yīng)

陽(yáng)極:2C「一2屋=C12T(反應(yīng)類型:氧化反應(yīng)),陰極:2H++21=H2T(反應(yīng)類型:還原反應(yīng))。

(2)總反應(yīng)方程式

由ft?

化學(xué)方程式:2NaCl+2H2O=望22NaOH+H2T+Cbf。

_由解

-

離子方程式:2cl+2H2O=^=2OH+H2?+Ch??

(3)應(yīng)用:氯堿工業(yè)——制CL、仇和NaOH

①陽(yáng)離子交換膜的作用

阻止01T進(jìn)入陽(yáng)極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng):Cb+2OJT===Cr+C1CT+H2O,

阻止陽(yáng)極產(chǎn)生的CL和陰極產(chǎn)生的壓混合發(fā)生爆炸。

②a、b、c、d加入或取出的物質(zhì)分別是精制飽和NaCl溶液、含少量NaOH

的水、淡鹽水、NaOH溶液;X、Y分別是CL、H2o

2、電鍍和電解精煉銅

電鍍(鐵制品上鍍Cu)電解精煉銅

電極材料鍍層金屬銅粗銅(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì))

陽(yáng)極Cu—2e===Cu2+>Zn—2e-===Zn2+>

電極反應(yīng)Cu-2e===Cu2+

Fe-2e-===Fe2+、Ni-2e-===Ni2+

電極材料待鍍鐵制品精銅

陰極

電極反應(yīng)Cu2++2e===Cu

電解質(zhì)溶液含Cl?+的鹽溶液

電解精煉銅時(shí),粗銅中的Ag、Au等不反應(yīng),沉積在電解池底部形成陽(yáng)極泥

3、電冶金

本質(zhì)為M/+we-===M,利用電解熔融鹽(或氧化物)的方法來(lái)冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。

總方程式陽(yáng)極、陰極反應(yīng)式

陽(yáng)極:2C「一2e一二二二Cbf

冶煉鈉2NaCl(熔融)-上2Na+Cl2T

陰極:2Na++2e-===2Na

陽(yáng)極:2c「一2e-===CLT

申解

冶煉鎂MgCL(熔融)一⑦M(jìn)g+ChT

陰極:Mg2++2e-===Mg

2-

電解陽(yáng)極:6O^-12e===3O2T

冶煉鋁

2Al2。3(熔融)冰晶石4A1+3O2T

陰極:4Al3++12屋===4A1

(三)金屬的腐蝕與防護(hù)

1、金屬腐蝕的本質(zhì):金屬原子失去電子變成金屬陽(yáng)離子,金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

2、金屬腐蝕的類型

(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生不純金屬(或合金)接觸到電解質(zhì)溶液所發(fā)生的原電池

定義

化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕反應(yīng),較活潑金屬原子失去電子被氧化而引起的腐蝕

條件金屬與接觸到的物質(zhì)直接反應(yīng)不純金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)

本質(zhì)Mfe—===M"+M—〃e—二二二M〃十

現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕

區(qū)別無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

聯(lián)系電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多,腐蝕速率更快,危害也更嚴(yán)重

(2)電化學(xué)腐蝕類型:析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強(qiáng)(PHW4.3)水膜酸性很弱或呈中性

負(fù)極Fe—2e二=二Fe2十

電極反應(yīng)

===時(shí)

正極2H++2e-O2+2H2。+4e-===4OH-

總反應(yīng)式Fe+2H+===Fe2++Ht

22Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍

鐵銹的形成:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2C)3,H2O(鐵銹)+(3-x)H2O?

3.金屬的防護(hù)

(1)金屬防護(hù)原理:金屬防護(hù)就是防止金屬的腐蝕,要解決的主要問(wèn)題是使金屬不被氧化,應(yīng)從金屬腐蝕

的化學(xué)反應(yīng)原理、腐蝕的類型等方面來(lái)確定金屬防護(hù)的具體方法。

(2)金屬防護(hù)的方法

①改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu):如把銘、銀等加入普通鋼里制成不銹鋼,就大大增強(qiáng)了鋼鐵對(duì)各種侵蝕的抵

抗力。

②在金屬表面覆蓋保護(hù)層:(i)噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷、塑料等;(ii)電鍍一層金屬;(出)

發(fā)藍(lán)處理;(iv)陽(yáng)極氧化處理鋁制品,形成鈍化膜等。

③電化學(xué)保護(hù)法

(1)犧牲陽(yáng)極法:原電池原理,外接活潑金屬作負(fù)極(陽(yáng)極)使被保護(hù)金屬作正極(陰極)。形成原電池時(shí),被

保護(hù)的金屬作正極,不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)受到保護(hù);活潑金屬作負(fù)極,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)受到腐蝕。負(fù)極要定期予

以更換。

(2)外加電流法:電解原理,被保護(hù)金屬作陰極,用惰性電極作輔助陽(yáng)極。通電后強(qiáng)制電子流向被保護(hù)的

金屬設(shè)備,使金屬表面腐蝕電流降至零或接近零。從而使金屬受到保護(hù)。

方法犧牲陽(yáng)極法外加電流法

依據(jù)原電池原理電解池原理

形成原電池時(shí),被保護(hù)的金屬作正極,不發(fā)生將被保護(hù)的金屬與另一附加電極作為電解池

原理化學(xué)反應(yīng)受到保護(hù);活潑金屬作負(fù)極,發(fā)生化的兩個(gè)電極,使被保護(hù)的金屬作陰極,在外

學(xué)反應(yīng)受到腐蝕。負(fù)極要定期予以更換加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)

保護(hù)一些鋼鐵設(shè)備,如鍋爐內(nèi)壁、船體外殼等

應(yīng)用保護(hù)土壤、海水及水中的金屬設(shè)備

裝上鎂合金或鋅塊

鋼鋼

閘閘

門門

?e

(

oe

陰(

海水

oG陰

海水

極極?e

意圖?e

,,ee

被ee

oe

□被

保ee

保?e

鋅板

陽(yáng)極

輔助

護(hù)ee

護(hù)ee

陽(yáng)極

(犧牲

性)

(不溶

)

)

R02

□PA

T

能力

題?提

練真

反應(yīng)

生還原

極上發(fā)

,b電

電時(shí)

A.充

電極

接b

極連

的正

電源

,外

電時(shí)

B.充

遷移

②區(qū)

:向

的SO

液中

區(qū)溶

,①

電時(shí)

C.放

2H2。

n2++

e-=M

H++2

O2+4

為Mn

反應(yīng)式

的電極

電極

,a

電時(shí)

D.放

】B

【答案

極材

,電

電時(shí)

】放

【分析

反應(yīng)

電極

KOOK2ne=Oo+2nK+,是原電池的負(fù)極,陽(yáng)離子增多需要通過(guò)陽(yáng)離子交換

+2+

膜進(jìn)入②區(qū);二氧化鎰得到電子變成鎰離子,是原電池的正極,電極反應(yīng):MnO2+4H+2e=Mn+2H2O,

陽(yáng)離子減少,多余的陰離子需要通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入②區(qū),故③為堿性溶液是

極,①為酸性溶液是二氧化銃電極。

【詳解】A.充電時(shí),b電極上得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),A正確;

B.充電時(shí),外電源的正極連接a電極相連,電極失去電子,電極反應(yīng)為乂1?++2比。-2e-=MnOz+4H+,

B錯(cuò)誤;

C.放電時(shí),①區(qū)溶液中多余的so:向②區(qū)遷移,C正確;

D.放電時(shí),a電極的電極反應(yīng)式為MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2。,D正確;

故選:B。

2.(2023?福建?統(tǒng)考高考真題)一種可在較高溫下安全快充的鋁硫電池的工作原理如圖,電解質(zhì)為熔融氯

鋁酸鹽(由NaCl、KC1和AlCh形成熔點(diǎn)為93℃的共熔物),其中氯鋁酸根[可#13nM(nN1)]起到結(jié)合或釋放

AP+的作用。電池總反應(yīng):2Al+3xS=^Al,SK下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

允用'x?

A.人1?。3"|含如個(gè)加一。鍵

B.AlnCl;n+1中同時(shí)連接2個(gè)A1原子的C1原子有(n-1)個(gè)

C.充電時(shí),再生ImolAl單質(zhì)至少轉(zhuǎn)移3moi電子

D.放電時(shí)間越長(zhǎng),負(fù)極附近熔融鹽中n值小的ALC*濃度越高

【答案】D

【分析】放電時(shí)鋁失去電子生成鋁離子做負(fù)極,硫單質(zhì)得到電子做正極,充電時(shí)鋁離子得到電子生成鋁發(fā)

生在陰極,硫離子失去電子生成硫單質(zhì)發(fā)生在陽(yáng)極,依此解題。

ClClC1

【詳解】A.A1n的結(jié)構(gòu)為—A】一CI----AI-C1-J-所以含4n個(gè)A1—C1鍵,A

ClClci

正確;

B.由AlnCl?i的結(jié)構(gòu)可知同時(shí)連接2個(gè)Al原子的Cl原子有(n-l)個(gè),B正確;

C.由總反應(yīng)可知充電時(shí),再生ImolAl單質(zhì)需由鋁離子得到電子生成,所以至少轉(zhuǎn)移3moi電子,C正確;

D.由總反應(yīng)可知放電時(shí)間越長(zhǎng),負(fù)極鋁失去電子生成的鋁離子越多所以n值大的A1nCl9[濃度越高,D錯(cuò)

誤;

故選D。

3.(2023?重慶?統(tǒng)考高考真題)電化學(xué)合成是一種綠色高效的合成方法。如圖是在酸性介質(zhì)中電解合成半

胱氨酸和煙酸的示意圖。下列敘述簿用的是

A.電極a為陰極

B.H+從電極b移向電極a

/^/COOH

C.電極b發(fā)生的反應(yīng)為:j|+2H2O-6e-=1||+6H+

D.生成3moi半胱氨酸的同時(shí)生成Imol煙酸

【答案】D

【分析】該裝置是電解池,電極b上3甲基毗咤轉(zhuǎn)化為煙酸過(guò)程中,加氧少氫,,發(fā)生氧化反應(yīng),則b為陽(yáng)極,

NH2

HC—CH—COOH

2NH2

a為陰極,陰極電極反應(yīng)式為+2e+2H+=2I

HS—HC—CH—COOH

H2C—CH—COOH2

NH2

【詳解】A.a極上硫元素化合價(jià)升高,a為陰極,A正確;

B.電解池中陽(yáng)離子移向陰極,則H+移向a電極,B正確;

C.電極b上3甲基毗咤轉(zhuǎn)化為煙酸過(guò)程中發(fā)生氧化反應(yīng),在酸性介質(zhì)中電極反應(yīng)式為:

八一CH3-COOH

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