2025版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)課件 選擇題突破9 化學(xué)反應(yīng)與電能

選擇題突破九化學(xué)反應(yīng)與電能突破點(diǎn)1原電池新型化學(xué)電源突破點(diǎn)2電解原理及金屬的防護(hù)目錄索引

突破點(diǎn)1原電池新型化學(xué)電源聚焦核心要點(diǎn)1.原電池工作原理及應(yīng)用[1](1)原電池工作原理示意圖(2)原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

(3)設(shè)計(jì)制作原電池的方法

【應(yīng)用示例1】硫化氫(H2S)是一種神經(jīng)毒素,對(duì)黏膜有強(qiáng)烈的刺激作用。科研人員設(shè)計(jì)了如圖裝置,借助太陽(yáng)能,將H2S再利用,變廢為寶。(1)b電極發(fā)生

反應(yīng)。

(2)a電極區(qū)

(填“能”或“不能”)用NaOH溶液作電解質(zhì)溶液。

(3)H+的遷移方向?yàn)?/p>

電極→

電極。

(4)每生成2gH2,負(fù)極區(qū)需消耗

LH2S(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

還原

不能

ab22.4解析:根據(jù)工作原理圖分析可知,b電極上H+獲得電子生成氫氣,則b作正極,電極反應(yīng)式為2H++2e-═H2↑,因此a作負(fù)極,Fe2+失去電子,電極反應(yīng)式為Fe2+-e-═Fe3+。(1)由分析可知,b作正極,電極反應(yīng)式為2H++2e-═H2↑,則b電極發(fā)生還原反應(yīng);(2)由分析可知,a電極區(qū)反應(yīng)為Fe2+-e-═Fe3+,若用NaOH溶液作電解質(zhì)溶液則生成Fe(OH)2、Fe(OH)3覆蓋在電極a上,阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行;(3)由分析可知,a電極為負(fù)極,b電極為正極,故H+的遷移方向?yàn)樨?fù)極a電極→正極b電極;(4)由電極反應(yīng)式為2H++2e-═H2↑可知,每生成2

g

H2(1

mol),電路中轉(zhuǎn)移2

mol電子,負(fù)極區(qū)生成2

mol

Fe3+,由離子方程式2Fe3++H2S═2Fe2++S+2H+可知,標(biāo)準(zhǔn)狀況下需消耗22.4

L

H2S。2.新型化學(xué)電源[2](1)單液電池(2)雙液電池

(3)間接電池媒質(zhì)也稱為“電對(duì)”或“介對(duì)”,其首先在電極表面失去(或得到)電子,形成氧化態(tài)(或還原態(tài))在電解質(zhì)溶液中進(jìn)一步氧化(或還原)反應(yīng)基質(zhì),最終生成目的產(chǎn)物。其原理如下圖所示:(4)二次電池

(5)解答燃料電池題目的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)①注意介質(zhì)成分,是電解質(zhì)溶液還是熔融鹽、氧化物或是有機(jī)溶劑。②通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料,通入正極的物質(zhì)為氧氣(或其他氧化劑)。③通過(guò)介質(zhì)中離子的移動(dòng)方向,可判斷電池的正負(fù)極,同時(shí)考慮該離子是否參與靠近一極的電極反應(yīng)?！緫?yīng)用示例2】直接H2O2-H2O2燃料電池是一種新型化學(xué)電源,其工作原理如圖所示。(1)電池工作時(shí),電極

電勢(shì)低;

(2)電池放電時(shí),電極Ⅰ的反應(yīng)式為

,電極Ⅱ的反應(yīng)式為

;

(3)電池放電時(shí),電池總反應(yīng)為

;

(4)電池放電時(shí),當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí),通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的K+為

g。

Ⅰ

H2O2-2e-+2OH-═O2↑+2H2OH2O2+2e-+2H+═2H2O2H2O2+2KOH+H2SO4═O2↑+K2SO4+4H2O3.9解析:(1)電池工作時(shí),電勢(shì)低的是負(fù)極,電子從負(fù)極流向正極,故電極Ⅰ電勢(shì)低;(2)電池工作時(shí),電勢(shì)低的是負(fù)極,電子從負(fù)極流向正極,故電極Ⅰ為負(fù)極,電極Ⅱ?yàn)檎龢O,負(fù)極:H2O2-2e-+2OH-═O2↑+2H2O,正極:H2O2+2e-+2H+═2H2O;(3)該電池放電過(guò)程中,負(fù)極區(qū)的OH-來(lái)自KOH,正極區(qū)的H+來(lái)自H2SO4,K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)與硫酸根結(jié)合生成K2SO4,因此電池總反應(yīng)為2H2O2+2KOH+H2SO4═O2↑+K2SO4+4H2O;(4)當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1

mol電子時(shí),通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的K+為0.1

mol,即3.9

g。

D2.(2021·廣東卷)火星大氣中含有大量CO2,一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測(cè)器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極,碳納米管為正極,下列有關(guān)放電時(shí)的說(shuō)法正確的是(

)A.負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)

B.CO2在正極上得電子C.陽(yáng)離子由正極移向負(fù)極

D.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B解析:根據(jù)題干信息可知,放電時(shí)總反應(yīng)為4Na+3CO2═2Na2CO3+C。放電時(shí)負(fù)極上Na發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子生成Na+,故A錯(cuò)誤;放電時(shí)正極為CO2得到電子生成C,故B正確;放電時(shí)陽(yáng)離子移向還原電極,即陽(yáng)離子由負(fù)極移向正極,故C錯(cuò)誤;放電時(shí)裝置為原電池,能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能等,故D錯(cuò)誤。鏈接高考[2]1.(2023·全國(guó)乙卷)室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極,表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí),在硫電極發(fā)生反應(yīng):下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.充電時(shí)Na+從鈉電極向硫電極遷移B.放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a→bD.炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能

A解析:由題意可知放電時(shí)硫電極得電子,硫電極為原電池正極,鈉電極為原電池負(fù)極。充電時(shí)為電解池裝置,陽(yáng)離子移向陰極,即鈉電極,故充電時(shí),Na+由硫電極遷移至鈉電極,A錯(cuò)誤;放電時(shí)Na在a電極失去電子,失去的電子經(jīng)外電路流向b電極,硫黃粉在b電極上得電子與a電極釋放出的Na+結(jié)合得到Na2Sx,電子在外電路的流向?yàn)閍→b,B正確;由題給的一系列方程式相加可以得到放電時(shí)正極的反應(yīng)式為

,C正確;炭化纖維素紙中含有大量的炭,炭具有良好的導(dǎo)電性,可以增強(qiáng)硫電極的導(dǎo)電性能,D正確。2.(2023·遼寧卷)某低成本儲(chǔ)能電池原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A.放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小B.儲(chǔ)能過(guò)程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C.放電時(shí)右側(cè)H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D.充電總反應(yīng):B解析:該儲(chǔ)能電池放電時(shí),Pb為負(fù)極,失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4,則多孔碳電極為正極,正極上Fe3+得電子轉(zhuǎn)化為Fe2+,充電時(shí),多孔碳電極為陽(yáng)極,Fe2+失電子生成Fe3+,PbSO4電極為陰極,PbSO4得電子生成Pb和硫酸。放電時(shí)負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負(fù)極上,負(fù)極質(zhì)量增大,A錯(cuò)誤;儲(chǔ)能過(guò)程中,該裝置為電解池,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B正確;放電時(shí),右側(cè)為正極,電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng),左側(cè)的H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向右側(cè),C錯(cuò)誤;充電時(shí),總反應(yīng)為PbSO4+2Fe2+═Pb+

+2Fe3+,D錯(cuò)誤。精研核心命題命題角度1二次電池及其分析例1(2024·全國(guó)甲卷)科學(xué)家使用δ-MnO2研制了一種MnO2-Zn可充電電池(如圖所示)。電池工作一段時(shí)間后,MnO2電極上檢測(cè)到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列敘述正確的是(

)

A.充電時(shí),Zn2+向陽(yáng)極方向遷移B.充電時(shí),會(huì)發(fā)生反應(yīng)Zn+2MnO2═ZnMn2O4C.放電時(shí),正極反應(yīng)有MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-D.放電時(shí),Zn電極質(zhì)量減少0.65g,MnO2電極生成了0.020molMnOOHC解析:根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0,MnOOH和ZnMn2O4中Mn的化合價(jià)為+3價(jià),則MnO2發(fā)生了還原反應(yīng),該電極為正極,Zn電極為負(fù)極。充電時(shí),陽(yáng)離子Zn2+應(yīng)移向陰極(Zn),A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)價(jià)態(tài)變化,Zn+2MnO2═ZnMn2O4為放電時(shí)的反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;MnOOH為正極放電產(chǎn)物,根據(jù)電子守恒和電荷守恒配平方程式:MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-,C項(xiàng)正確;放電時(shí),Zn電極質(zhì)量減少0.65

g,轉(zhuǎn)移電子0.02

mol,MnO2得電子轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物有MnOOH和ZnMn2O4兩種形式,D項(xiàng)錯(cuò)誤。[變式演練1](2024·山東德州一模)水系鋅錳二次電池放電時(shí)存在電極MnO2剝落現(xiàn)象,造成電池容量衰減。研究發(fā)現(xiàn),加入少量KI固體能很大程度恢復(fù)“損失”的容量,原理如圖。已知PBS膜只允許Zn2+通過(guò)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)

A.放電時(shí),0.6molI-參加反應(yīng),理論上負(fù)極減少13gB.充電時(shí),電路中每通過(guò)2mole-,陽(yáng)極區(qū)溶液減少87gC.放電時(shí)的總反應(yīng):Zn+MnO2+4H+═Zn2++Mn2++2H2OD.PBS膜的優(yōu)點(diǎn)是能有效抑制電池的自放電B

命題角度2新型化學(xué)電源及分析例2(2024·全國(guó)新課標(biāo)卷)一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示,通過(guò)CuO催化消耗血糖發(fā)電,從而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測(cè)到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn),電池啟動(dòng)。血糖濃度下降至標(biāo)準(zhǔn),電池停止工作。(血糖濃度以葡萄糖濃度計(jì))電池工作時(shí),下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.電池總反應(yīng)為2C6H12O6+O2═2C6H12O7B.b電極上CuO通過(guò)Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互轉(zhuǎn)變起催化作用C.消耗18mg葡萄糖,理論上a電極有0.4mmol電子流入D.兩電極間血液中的Na+在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的遷移方向?yàn)閎→aC解析:由題中信息可知,當(dāng)電池開(kāi)始工作時(shí),a電極為電池正極,血液中的O2在a電極上得電子生成OH-,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O═4OH-;b電極為電池負(fù)極,Cu2O在b電極上失電子轉(zhuǎn)化成CuO,電極反應(yīng)式為Cu2O-2e-+2OH-═2CuO+H2O,然后葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸,CuO被還原為Cu2O,則電池總反應(yīng)為2C6H12O6+O2═2C6H12O7,A正確;b電極上CuO將葡萄糖氧化為葡萄糖酸后被還原為Cu2O,Cu2O在b電極上失電子轉(zhuǎn)化成CuO,在這個(gè)過(guò)程中CuO的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)保持不變,因此,CuO通過(guò)Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互轉(zhuǎn)變起催化作用,B正確;根據(jù)反應(yīng)2C6H12O6+O2═2C6H12O7可知,1

mol

C6H12O6參加反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移2

mol電子,18

mg

C6H12O6的物質(zhì)的量為0.1

mmol,則消耗18

mg葡萄糖時(shí),理論上a電極有0.2

mmol電子流入,C錯(cuò)誤;原電池中陽(yáng)離子從負(fù)極移向正極,故Na+遷移方向?yàn)閎→a,D正確。[變式演練2](2024·山東德州二模)我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)提出一種新型陰離子電極材料——Cu3(PO4)2的水系雙離子電池,該電池以Na0.44MnO2和Cu3(PO4)2為電極,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)CA.放電時(shí),電流從Na0.44MnO2電極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向Cu3(PO4)2電極B.放電時(shí),若電極a得到6.4gCu和1.44gCu2O,則電路中轉(zhuǎn)移0.22mole-C.充電時(shí),電極b的電極反應(yīng)式為Na0.44-xMnO2+xNa++xe-═Na0.44MnO2D.為消除第一次放電的不可逆,可將Cu3(PO4)2徹底放電轉(zhuǎn)化為Cu2O后再充電解析:由圖可知,放電時(shí)為原電池,a極上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),b極上Na0.44MnO2→Na0.44-xMnO2,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),則a極為正極,b極為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)式為Na0.44MnO2-xe-═Na0.44-xMnO2+xNa+,充電時(shí)為電解池,原電池的正、負(fù)極分別與電源的正、負(fù)極相接,即a極為陽(yáng)極,b極為陰極,陰、陽(yáng)極反應(yīng)與負(fù)、正極反應(yīng)相反。放電時(shí),電流從正極沿導(dǎo)線流向負(fù)極,再經(jīng)電解質(zhì)溶液到正極,A正確;放電時(shí),電子轉(zhuǎn)移情況為:Cu~2e-、Cu2O~2e-,若電極a得到6.4

g

Cu(為0.1

mol)和1.44

g

Cu2O(為0.01

mol),則電路中轉(zhuǎn)移0.1

mol×2+0.01

mol×2=0.22

mol電子,觀察原電池的a極,發(fā)現(xiàn)a極還發(fā)生反應(yīng)2H2O+2e-═H2↑+2OH-,因此無(wú)法判斷轉(zhuǎn)移多少電子,B錯(cuò)誤;根據(jù)分析知,充電時(shí),電極b的電極反應(yīng)式為Na0.44-xMnO2+xNa++xe-═Na0.44MnO2,C正確;若將Cu3(PO4)2徹底放電轉(zhuǎn)化為Cu2O,再充電時(shí)Cu2O可單向轉(zhuǎn)化生成Cu3(PO4)2,D正確。命題角度3燃料電池及其分析例3(2024·廣東湛江一模)如圖是一種酸性燃料電池酒精檢測(cè)儀,具有自動(dòng)吹起、流量偵測(cè)與控制的功能,非常適合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)酒精檢測(cè)。下列說(shuō)法正確的是(

)BA.電子由氧氣通入的Pt電極流出B.質(zhì)子(H+)通過(guò)質(zhì)子交換膜從負(fù)極流向正極C.每消耗22.4LO2,會(huì)產(chǎn)生1mol醋酸D.左側(cè)Pt電極表面發(fā)生的反應(yīng):CH3CH2OH+2e-═CH3COOH+2H+解析:乙醇酸性燃料電池中,乙醇發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成醋酸,則乙醇所在鉑電極為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)式為CH3CH2OH-4e-+H2O═4H++CH3COOH,O2所在的鉑電極為正極、發(fā)生得電子的還原反應(yīng),電極正極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+═2H2O,放電時(shí),電子由負(fù)極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向正極。由圖可知,氧氣通入的Pt電極為電池正極,電子流入正極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電池工作時(shí),質(zhì)子(H+)通過(guò)質(zhì)子交換膜從負(fù)極流向正極,B項(xiàng)正確;未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況,O2的物質(zhì)的量無(wú)法判斷,C項(xiàng)錯(cuò)誤;左側(cè)Pt電極表面發(fā)生的反應(yīng)為CH3CH2OH-4e-+H2O═

4H++CH3COOH,D項(xiàng)錯(cuò)誤。[變式演練3](雙選)微生物燃料電池是一種利用微生物將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。某微生物燃料電池工作原理如圖1,濃度與Cr元素去除率(%)的關(guān)系如圖2,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)DA.N為正極,

被氧化B.M極的電極反應(yīng)式:CH3COO--8e-+2H2O═2CO2↑+7H+C.濃度較大時(shí),可能會(huì)造成鉻還原菌失去活性D.裝置中有6mole-發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí),有1mol

被消耗圖1圖2分層訓(xùn)練層級(jí)1練真題·明考向1.(2024·湖南卷)在KOH水溶液中,電化學(xué)方法合成高能物質(zhì)K4C6N16時(shí),伴隨少量O2生成,電解原理如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(

)

B

2.(2023·新課標(biāo)卷)一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)溶液的電池,其示意圖如下所示。放電時(shí),Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.放電時(shí)V2O5為正極B.放電時(shí)Zn2+由負(fù)極向正極遷移C.充電總反應(yīng):xZn+V2O5+nH2O═ZnxV2O5·nH2OD.充電陽(yáng)極反應(yīng):ZnxV2O5·nH2O-2xe-═xZn2++V2O5+nH2OCC解析:由題中信息可知,該電池中Zn為負(fù)極、V2O5為正極,電池的總反應(yīng)為xZn+V2O5+nH2O═ZnxV2O5·nH2O。由題給信息可知,放電時(shí),Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O,V2O5發(fā)生了還原反應(yīng),則放電時(shí)V2O5為正極,A正確;Zn為負(fù)極,放電時(shí)Zn失去電子變?yōu)閆n2+,陽(yáng)離子向正極遷移,則放電時(shí)Zn2+由負(fù)極向正極遷移,B正確;電池在放電時(shí)的總反應(yīng)為xZn+V2O5+nH2O═ZnxV2O5·nH2O,則其在充電時(shí)的總反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2O═xZn+V2O5+nH2O,C不正確;充電陽(yáng)極上ZnxV2O5·nH2O被氧化為V2O5,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2O-2xe-═xZn2++V2O5+nH2O,D正確。層級(jí)2練易錯(cuò)·避陷阱3.(2024·福建南平一模)鋅-空氣二次電池具有性能高、壽命長(zhǎng)、可充電等優(yōu)點(diǎn),其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.充電時(shí)a極與直流電源的負(fù)極相連B.放電過(guò)程中22.4LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)參與反應(yīng)時(shí),有4molOH-由b極區(qū)向a極區(qū)遷移C.充電過(guò)程中a極的電極反應(yīng)為[Zn(OH)4]2-+2e-═Zn+4OH-D.放電一段時(shí)間后,a極區(qū)c(KOH)大于b極區(qū)c(KOH)D解析:根據(jù)反應(yīng)的自發(fā)性,活潑金屬電池中金屬往往作負(fù)極,故鋅在負(fù)極放電,電極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-═[Zn(OH)4]2-,氧氣在正極放電,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O═4OH-。放電時(shí)a極為負(fù)極,則充電時(shí)a極為陰極,陰極與直流電源的負(fù)極相連,A正確;放電時(shí)b極為正極,正極的電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O═4OH-,22.4

L

O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)參與反應(yīng)時(shí),外電路中有4

mol電子通過(guò),內(nèi)電路中有4

mol

OH-由b極區(qū)向a極區(qū)遷移,B正確;放電過(guò)程中a極的電極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-═[Zn(OH)4]2-,則充電過(guò)程中a極的電極反應(yīng)為[Zn(OH)4]2-+2e-═Zn+4OH-,C正確;放電過(guò)程中,外電路中有4

mol電子通過(guò)時(shí),a極區(qū)消耗8

mol

OH-,同時(shí)有4

mol

OH-由b極區(qū)向a極區(qū)遷移,a極區(qū)c(KOH)減小,b極區(qū)n(KOH)保持不變,但溶劑的量減小,即溶液的體積減小,b極區(qū)c(KOH)增大,故放電一段時(shí)間后,a極區(qū)c(KOH)小于b極區(qū)c(KOH),D錯(cuò)誤。4.(雙選)(2024·山東泰安二模)我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),利用如下裝置可以將鄰苯二醌類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為鄰苯二酚類物質(zhì),已知雙極膜(膜a、膜b)中間層中的H2O可解離為H+和OH-。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)AC

層級(jí)3練預(yù)測(cè)·押考向5.鈉離子電池因原料和性能的優(yōu)勢(shì)而逐漸取代鋰離子電池,電池結(jié)構(gòu)如圖所示。該電池的負(fù)極材料為NaxCy(嵌鈉硬碳),正極材料為Na2Mn[Fe(CN)6](普魯士白)。在充、放電過(guò)程中,Na+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌。下列說(shuō)法不正確的是(

)A.由于未使用稀缺的鋰元素,量產(chǎn)后的鈉離子電池的生產(chǎn)成本比鋰離子電池的低B.放電時(shí),負(fù)極電極反應(yīng)式為NaxCy-xe-═Cy+xNa+C.放電時(shí),Na+移向電勢(shì)較高的電極后得到電子發(fā)生還原反應(yīng)D.充電時(shí),每轉(zhuǎn)移1mol電子,陽(yáng)極的質(zhì)量減少23gC解析:由題意知此電池為二次電池,嵌鈉硬碳在放電時(shí)作負(fù)極,充電時(shí)作陰極。鋰比鈉稀缺,鈉離子電池生產(chǎn)成本低,A正確;負(fù)極材料為嵌鈉硬碳,相當(dāng)于Na原子嵌在碳中,則NaxCy中的Na為0價(jià),放電時(shí)為負(fù)極,Na失去電子,電極反應(yīng)式為NaxCy-xe-═Cy+xNa+,B正確;正極電勢(shì)比負(fù)極高,Na+移向正極但不是Na+得電子,C錯(cuò)誤;充電時(shí)陽(yáng)極失去電子釋放出Na+,每轉(zhuǎn)移1

mol電子,釋放1

mol

Na+,Na+在陰極得電子變成NaxCy,所以陽(yáng)極減少的質(zhì)量就是1

mol

Na+的質(zhì)量即23

g,D正確。6.(雙選)一種新型鋅-乙炔電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,工作時(shí),該電池左右室中KOH的質(zhì)量均保持不變。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.M極的電勢(shì)比N極的低B.左室溶液pH增大,右室溶液pH減小C.N極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-═ZnO+H2OD.每轉(zhuǎn)移4mole-,左室中溶液質(zhì)量減少68gAD解析:M極乙炔加氫還原為乙烯,為正極,N極為負(fù)極,正極的電勢(shì)高于負(fù)極,A錯(cuò)誤;左室發(fā)生反應(yīng)C2H2+2e-+2H2O═C2H4+2OH-,溶液pH增大,右室發(fā)生反應(yīng):Zn-2e-+2OH-═ZnO+H2O,溶液pH減小,B正確;N極為負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-═ZnO+H2O,C正確;根據(jù)左室反應(yīng)C2H2+2e-+2H2O═

C2H4+2OH-,每轉(zhuǎn)移4

mol

e-,消耗4

mol水,產(chǎn)生4

mol

OH-轉(zhuǎn)移至右室中,產(chǎn)生2

mol乙烯氣體,左室中的溶液質(zhì)量減少72

g,D錯(cuò)誤。突破點(diǎn)2電解原理及金屬的防護(hù)聚焦核心要點(diǎn)1.電解原理及應(yīng)用[1](1)電解過(guò)程的三個(gè)流向①電子流向:電源負(fù)極→電解池陰極;電解池陽(yáng)極→電源正極;②離子流向:陽(yáng)離子→電解池的陰極,陰離子→電解池的陽(yáng)極。③電流方向:電源正極→電解池陽(yáng)極→電解質(zhì)溶液→電解池陰極→電源負(fù)極。(2)判斷電極產(chǎn)物及電極反應(yīng)式的方法

【應(yīng)用示例1】一種氯離子介導(dǎo)的電化學(xué)合成方法,能將乙烯高效清潔、選擇性地轉(zhuǎn)化為環(huán)氧乙烷,電化學(xué)反應(yīng)的具體過(guò)程如圖所示。在電解結(jié)束后,將陰、陽(yáng)極電解液輸出混合,便可反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷。(1)Ni電極與電源

極相連,電極反應(yīng)式為

。

(2)陰極生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氣體,最終可制得

(填“>”“<”或“=”)1mol

。

(3)工作過(guò)程中陰極附近pH

。

(4)在電解液混合過(guò)程中會(huì)發(fā)生反應(yīng)

。

負(fù)

2H2O+2e-═H2↑+2OH-<增大

HCl+KOH═KCl+H2O解析:根據(jù)題給信息得乙烯在左室與HClO發(fā)生氧化還原反應(yīng),HClO由Cl2與H2O反應(yīng)生成,而Cl-轉(zhuǎn)化生成Cl2應(yīng)發(fā)生在Pt電極上,即Pt電極為陽(yáng)極,連接電源正極,Ni為陰極,連接電源負(fù)極。(1)根據(jù)分析知,Ni為陰極,與電源負(fù)極相連,陰極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O+2e-═H2↑+2OH-。(2)陰極生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4

L氫氣時(shí),電路上轉(zhuǎn)移的電子為2

mol;陽(yáng)極對(duì)應(yīng)生成1

mol

Cl2,Cl2與水反應(yīng)為可逆反應(yīng),生成的HClO小于1

mol,被氧化的CH2=CH2小于1

mol,因此可制得的環(huán)氧乙烷小于1

mol。(3)工作過(guò)程中,陰極上水被電解生成氫氣和氫氧根離子,因此陰極附近pH增大。(4)電解過(guò)程中,陽(yáng)極生成的Cl2與水反應(yīng)時(shí)生成HCl,陰極反應(yīng)生成KOH,電解液混合時(shí)會(huì)發(fā)生以下反應(yīng):HCl+KOH═KCl+H2O。2.金屬的腐蝕與防護(hù)[2](1)電化學(xué)腐蝕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)(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe-2e-═Fe2+正極2H++2e-═H2↑O2+2H2O+4e-═4OH-總反應(yīng)式Fe+2H+═Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍(2)金屬的防護(hù)①電化學(xué)防護(hù)。方法原理正負(fù)極犧牲陽(yáng)極保護(hù)法原電池原理負(fù)極:比被保護(hù)金屬活潑的金屬正極:被保護(hù)的金屬設(shè)備外加電流的陰極保護(hù)法電解原理陰極:被保護(hù)的金屬設(shè)備陽(yáng)極:惰性金屬或石墨②改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),如制成合金、不銹鋼等。③加防護(hù)層,如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法?！緫?yīng)用示例2】利用原電池原理可以避免金屬腐蝕,某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)探究鐵片的腐蝕情況。(1)

(填“甲”或“乙”)中的鐵片附近會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色。

(2)甲中形成了

裝置,鋅片作

極。

(3)乙中

片附近會(huì)出現(xiàn)紅色。

(4)上述裝置可用于鐵的保護(hù)的是培養(yǎng)皿

,屬于

法。乙

原電池

負(fù)銅甲犧牲陽(yáng)極保護(hù)

解析:甲中構(gòu)成原電池裝置,鋅為負(fù)極,其失去電子變?yōu)殇\離子,而鐵片是正極,其被保護(hù)而不會(huì)被腐蝕,沒(méi)有亞鐵離子生成,因此鐵片附近不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色;乙中鐵作負(fù)極,失去電子變?yōu)閬嗚F離子,鐵氰化鉀與亞鐵離子反應(yīng)會(huì)生成藍(lán)色物質(zhì),銅作正極,銅附近氧氣得到電子變?yōu)闅溲醺谷芤撼蕢A性,酚酞變?yōu)榧t色,故銅片附近出現(xiàn)紅色。鏈接高考[1]1.判斷正誤:對(duì)的打“√”,錯(cuò)的打“×”。(2023·廣東卷,13)利用活性石墨電極電解飽和食鹽水,U形管兩側(cè)均有氣泡冒出,分別是Cl2和O2。(

)×解析:利用活性石墨電極電解飽和食鹽水,陽(yáng)極氯離子失去電子生成氯氣,電極反應(yīng)為2Cl--2e-═Cl2↑,陰極電極反應(yīng)為2H++2e-═H2↑。2.(2023·湖北卷)我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池,實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)Cl2生成且KOH溶液的濃度不變,電解生成氫氣的速率為xmol·h-1。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.b電極反應(yīng)式為2H2O+2e-═H2↑+2OH-B.離子交換膜為陰離子交換膜C.電解時(shí)海水中動(dòng)能高的水分子可穿過(guò)PTFE膜D.海水為電解池補(bǔ)水的速率為2xmol·h-1D解析:由圖可知,該裝置為電解水制取氫氣的裝置,a電極與電源正極相連,為電解池的陽(yáng)極,b電極與電源負(fù)極相連,為電解池的陰極,陰極反應(yīng)為2H2O+2e-═H2↑+2OH-,陽(yáng)極反應(yīng)為4OH--4e-═O2↑+2H2O,電池總反應(yīng)為2H2O

2H2↑+O2↑。b電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為2H2O+2e-═H2↑+2OH-,A正確;該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)Cl2生成且KOH濃度不變,陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH--4e-═O2↑+2H2O,為保持OH-濃度不變,則陰極產(chǎn)生的OH-要通過(guò)離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極室,即離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜,B正確;電解時(shí)電解槽中不斷有水被消耗,海水中的動(dòng)能高的水可穿過(guò)PTFE膜,為電解池補(bǔ)水,C正確;由電解總反應(yīng)可知,每生成1

mol

H2要消耗1

mol

H2O,生成H2的速率為x

mol·h-1,則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是x

mol·h-1,D錯(cuò)誤。3.(2023·浙江1月卷)在熔融鹽體系中,通過(guò)電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi),電解裝置如圖。下列說(shuō)法正確的是(

)A.石墨電極為陰極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極A的電極反應(yīng):8H++TiO2+SiO2+8e-═TiSi+4H2OC.該體系中,石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)D.電解時(shí),陽(yáng)離子向石墨電極移動(dòng)C解析:由圖可知,在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),為陽(yáng)極,與電源正極相連,則電極A作陰極,TiO2和SiO2獲得電子產(chǎn)生電池材料(TiSi),電極反應(yīng)為T(mén)iO2+SiO2+8e-═TiSi+4O2-。在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),為陽(yáng)極,A錯(cuò)誤;電極A的電極反應(yīng)為T(mén)iO2+SiO2+8e-═TiSi+4O2-,B錯(cuò)誤;根據(jù)圖中信息可知,該體系中,石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng),C正確;電解池中石墨電極為陽(yáng)極,陽(yáng)離子向陰極電極A移動(dòng),D錯(cuò)誤。鏈接高考[2]1.2024年5月8日,我國(guó)第三艘航空母艦福建艦順利完成首次海試。艦體表面需要采取有效的防銹措施,下列防銹措施中不形成表面鈍化膜的是(

)A.發(fā)藍(lán)處理 B.陽(yáng)極氧化C.表面滲鍍

D.噴涂油漆D2.(2020·江蘇卷)將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面,可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。

下列說(shuō)法正確的是(

)A.金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱B.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)C.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快D.陰極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-═Fe2+B解析:陽(yáng)極金屬M(fèi)實(shí)際為原電池裝置的負(fù)極,電子流出,原電池中負(fù)極金屬比正極活潑,因此M活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性強(qiáng),A錯(cuò)誤;金屬M(fèi)失電子,電子經(jīng)導(dǎo)線流入鋼鐵設(shè)備,從而使鋼鐵設(shè)施表面積累大量電子,自身金屬不再失電子從而被保護(hù),B正確;海水中的離子濃度大于河水中的離子濃度,離子濃度越大,溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng),因此鋼鐵設(shè)施在海水中的腐蝕速率比在河水中快,C錯(cuò)誤;陰極的鋼鐵設(shè)施實(shí)際作原電池的正極,正極金屬被保護(hù)不失電子,D錯(cuò)誤。3.(2019·江蘇卷)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液潤(rùn)濕后,置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是(

)A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-3e-═Fe3+B.鐵腐蝕過(guò)程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕C解析:該裝置中發(fā)生吸氧腐蝕,Fe作負(fù)極,Fe失電子生成亞鐵離子,電極反應(yīng)式為Fe-2e-═Fe2+,A錯(cuò)誤;鐵腐蝕過(guò)程發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,放熱,所以還存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的變化,B錯(cuò)誤;Fe、C和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池,Fe易失電子被腐蝕,加速Fe的腐蝕,C正確;弱酸性或中性條件下鐵發(fā)生吸氧腐蝕,水代替NaCl溶液,溶液仍然呈中性,Fe發(fā)生吸氧腐蝕,D錯(cuò)誤。精研核心命題命題角度1V電解原理及應(yīng)用例1(2023·遼寧卷)某無(wú)隔膜流動(dòng)海水電解法制H2的裝置如圖所示,其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是(

)A.b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)B.理論上轉(zhuǎn)移2mole-生成4gH2C.電解后海水pH下降D.陽(yáng)極發(fā)生:Cl-+H2O-2e-═HClO+H+D解析:由圖可知,左側(cè)電極產(chǎn)生氧氣,則左側(cè)電極為陽(yáng)極,電極a為正極,右側(cè)電極為陰極,b電極為負(fù)極,該裝置的總反應(yīng)產(chǎn)生氧氣和氫氣,相當(dāng)于電解水。由分析可知,a為正極,b電極為負(fù)極,則a端電勢(shì)高于b端電勢(shì),A錯(cuò)誤;右側(cè)電極上產(chǎn)生氫氣的電極反應(yīng)式為2H++2e-═H2↑,則理論上轉(zhuǎn)移2

mol

e-生成2

g

H2,B錯(cuò)誤;由圖可知,該裝置的總反應(yīng)為電解海水的裝置,隨著電解的進(jìn)行,海水的濃度增大,但是其pH基本不變,C錯(cuò)誤;由圖可知,陽(yáng)極上的電極反應(yīng)為Cl-+H2O-2e-═HClO+H+,D正確。[變式演練1](2024·山東卷)以不同材料修飾的Pt為電極,一定濃度的NaBr溶液為電解液,采用電解和催化相結(jié)合的循環(huán)方式,可實(shí)現(xiàn)高效制H2和O2,裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)

B命題角度2原電池、電解池的綜合裝置例2(2024·山東菏澤一模)以濃差電池(電解質(zhì)溶液濃度不同造成電勢(shì)差)為電源,用石墨作電極將NH3轉(zhuǎn)化為高純H2的裝置如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.Cu(1)的電極反應(yīng)式為Cu-2e-═Cu2+B.離子交換膜Ⅱ可以為陰離子交換膜C.工作時(shí),M電極附近溶液的pH降低D.電解停止時(shí),理論上Cu(1)和Cu(2)電極的質(zhì)量差為256gA解析:以濃差電池為電源,以石墨為電極將NH3轉(zhuǎn)化為高純H2,M電極上,NH3轉(zhuǎn)化為N2,N元素化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),M電極為陽(yáng)極,則N電極為陰極,Cu(1)為正極,Cu(2)為負(fù)極。Cu(1)為正極,正極發(fā)生反應(yīng):Cu2++2e-═Cu,故A錯(cuò)誤;M電極為陽(yáng)極,發(fā)生電極反應(yīng):2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O,消耗了OH-,則丙室內(nèi)陰離子濃度降低,N電極為陰極,發(fā)生電極反應(yīng):2H2O+2e-═H2↑+2OH-,丁室內(nèi)陰離子濃度增大,為保持兩側(cè)電荷守恒,可以是丙室中鉀離子進(jìn)入丁室,則離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜,也可以是丁中氫氧根離子進(jìn)入丙室,則離子交換膜可以為陰離子交換膜,故B正確;電極M為陽(yáng)極,發(fā)生電極反應(yīng):2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O,消耗了OH-,堿性減弱,pH減小,故C正確;電池從開(kāi)始工作到停止放電,正極區(qū)硫酸銅溶液的濃度由2.5

mol·L-1降低到1.5

mol·L-1,負(fù)極區(qū)硫酸銅溶液的濃度由0.5

mol·L-1升到1.5

mol·L-1,正極反應(yīng)可還原Cu2+的物質(zhì)的量為2

L×(2.5-1.5)

mol·L-1=2

mol,正極質(zhì)量增加128

g,電路中轉(zhuǎn)移4

mol電子,負(fù)極反應(yīng):Cu-2e-═Cu2+,轉(zhuǎn)移4

mol電子時(shí),負(fù)極消耗2

mol

Cu單質(zhì),質(zhì)量減少128

g,理論上Cu(1)和Cu(2)電極的質(zhì)量差為256

g,故D正確。[變式演練2](雙選)(2024·山東濰坊調(diào)研)Adv·Mater報(bào)道我國(guó)科學(xué)家耦合光催化/電催化分解水的裝置如圖,光照時(shí),光催化電極產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+),下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)BD

命題角度3金屬的腐蝕與防護(hù)例3對(duì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置的判斷錯(cuò)誤的是(

)A.開(kāi)關(guān)K置于A處時(shí),可減緩鐵的腐蝕B.開(kāi)關(guān)K置于A處時(shí),鐵棒表面有氫氣產(chǎn)生C.開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí),鐵棒一定為負(fù)極D.開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí),可通過(guò)犧牲陽(yáng)極保護(hù)法減緩鐵的腐蝕C解析:開(kāi)關(guān)K置于A處,則鐵為陰極,可減緩鐵的腐蝕,A正確;開(kāi)關(guān)K置于A處,鐵為陰極,陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子,鐵棒表面有氫氣生成,B正確;開(kāi)關(guān)K置于B處,X電極的材料未知,無(wú)法確定鐵棒一定為負(fù)極,C錯(cuò)誤;開(kāi)關(guān)K置于B處,X金屬的活潑性若強(qiáng)于鐵,則X為負(fù)極,鐵為正極被保護(hù),可通過(guò)犧牲陽(yáng)極保護(hù)法減緩鐵的腐蝕,D正確。[變式演練3](雙選)(2024·山東聊城二模)恒溫條件下,用圖1所示裝置研究鐵的電化學(xué)腐蝕,測(cè)定結(jié)果如圖2。圖1圖2下列說(shuō)法正確的是(

)A.AB段pH越大,析氫速率越小B.其他條件不變,增大空氣中氧氣濃度,析出H2質(zhì)量減少C.BC段正極反應(yīng)式主要為O2+4e-+2H2O═4OH-D.DE段溶液pH基本不變,可能的原因:相同時(shí)間內(nèi),2Fe+O2+4H+═2Fe2++2H2O消耗H+的量與4Fe2++O2+10H2O═4Fe(OH)3+8H+產(chǎn)生H+的量基本相同AD解析:圖1中構(gòu)成原電池,鐵作負(fù)極,開(kāi)始時(shí)pH較小,AB段溶液pH增大,體系壓強(qiáng)增大,鐵主要發(fā)生析氫腐蝕;BD段溶液的pH增加,體系壓強(qiáng)減小,正極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+═2H2O;DE段溶液pH基本不變,但壓強(qiáng)減小,產(chǎn)生的Fe2+被O2氧化。AB段鐵主要發(fā)生析氫腐蝕:負(fù)極Fe-2e-═Fe2+,正極2H++2e-═

H2↑,pH越大,析氫速率越小,A正確;析出H2質(zhì)量與氧氣濃度無(wú)關(guān),B錯(cuò)誤;由圖可知BC段的pH為3~5,正極不能產(chǎn)生氫氧根離子,電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+═2H2O,C錯(cuò)誤;pH基本不變可能的原因:相同時(shí)間內(nèi),2Fe+O2+4H+═

2Fe2++2H2O消耗H+的量與4Fe2++O2+10H2O═4Fe(OH)3+8H+產(chǎn)生H+的量基本相同,D正確。分層訓(xùn)練層級(jí)1練真題·明考向1.(2024·湖北卷)我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種雙位點(diǎn)PbCu電催化劑,用H2C2O4和NH2OH電化學(xué)催化合成甘氨酸,原理如圖,雙極膜中H2O解離的H+和OH-在電場(chǎng)作用下向兩極遷移。已知在KOH溶液中,甲醛轉(zhuǎn)化為HOCH2O-,存在平衡HOCH2O-+OH-

[OCH2O]2-+H2O。Cu電極上發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)為[OCH2O]2--e-═HCOO-+H·。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.電解一段時(shí)間后陽(yáng)極區(qū)c(OH-)減小B.理論上生成1molH3N+CH2COOH,雙極膜中有4molH2O解離C.陽(yáng)極總反應(yīng)式為2HCHO+4OH--2e-═2HCOO-+H2↑+2H2OD.陰極區(qū)存在反應(yīng)H2C2O4+2H++2e-═OHC—COOH+H2OB解析:根據(jù)題述信息,在KOH溶液中HCHO轉(zhuǎn)化為HOCH2O-,離子方程式為HCHO+OH-→HOCH2O-,存在平衡HOCH2O-+OH-

[OCH2O]2-+H2O,Cu電極上發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)為[OCH2O]2--e-═HCOO-+H·,2個(gè)H·結(jié)合生成H2,Cu電極為陽(yáng)極;PbCu電極為陰極,首先HOOC—COOH在Pb上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為OHC—COOH,電極反應(yīng)式為H2C2O4+2e-+2H+═

OHC—COOH+H2O,再是OHC—COOH與HO—N+H3反應(yīng)生成HOOC—CH=N—OH,離子方程式為OHC—COOH+HO—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+,最后HOOC—CH=N—OH在Cu上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成H3N+CH2COOH,電極反應(yīng)式為HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+═

H3N+CH2COOH+H2O。根據(jù)分析,電解過(guò)程中,陽(yáng)極區(qū)消耗OH-、同時(shí)生成H2O,故電解一段時(shí)間后陽(yáng)極區(qū)c(OH-)減小,A項(xiàng)正確;根據(jù)分析,陰極區(qū)的總反應(yīng)為H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+═H3N+CH2COOH+3H2O,1

mol

H2O解離成1

mol

H+和1

mol

OH-,故理論上生成1

mol

H3N+CH2COOH,雙極膜中有6

mol

H2O解離,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)分析,結(jié)合裝置圖,陽(yáng)極總反應(yīng)為2HCHO-2e-+4OH-═2HCOO-+H2↑+2H2O,C項(xiàng)正確;根據(jù)分析,陰極區(qū)的Pb上發(fā)生反應(yīng)H2C2O4+2e-+2H+═OHC—COOH+H2O,D項(xiàng)正確。2.(2023·廣東卷)用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖),可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解KNO3溶液制氨。工作時(shí),H2O在雙極膜界面處被催化解離成H+和OH-,有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列說(shuō)法不正確的是(

)

A.電解總反應(yīng):KNO3+3H2O═NH3·H2O+2O2↑+KOHB.每生成1molNH3·H2O,雙極膜處有9molH2O解離C.電解過(guò)程中,陽(yáng)極室中KOH的物