1.【2017新课标1卷】支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是
A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
【答案】C
进行调整,D正确。
2.【2017新课标2卷】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为混合溶液。下列叙述错误的是
A.待加工铝质工件为阳极
B.可选用不锈钢网作为阴极
C.阴极的电极反应式为:
D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
【答案】C
【解析】根据原理可知,Al要形成氧化膜,化合价升高失电子,因此铝为阳极,A正确;不锈钢网接触面积大,能增加电解效率,B正确;阴极应为阳离子得电子,根据离子放电顺序应
是H+放电,即2H++2e−=H2↑,C错误;根据电解原理,电解时,阴离子移向阳极,D正确。
3.【2017新课标3卷】全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是
A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4
B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14g
C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多
【答案】D
进行调整,D正确。
4.【2017江苏卷】下列说法正确的是
A.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH0
B.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀
C.常温下,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10−12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+)≤5.6×10−4mol·L−1
D.常温常压下,锌与稀H2SO4反应生成11.2LH2,反应中转移的电子数为6.02×1023
【答案】BC
【解析】该反应气体的分子数减少了,所以是熵减的反应,△SBr->Cl->OH->含氧酸根)
阴极→溶液中的阳离子得电子,生成相应的单质或低价化合物。
(阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+)
2.电极反应式的书写
(1)首先判断阴、阳极,分析电极材料,判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。阳极为金属活性电极时,电极材料放电。
(2)再分析溶液中的离子种类,根据离子放电顺序,分析电极反应,并判断电极产物,写出电极反应式。
(3)电解水溶液时,应注意放电顺序中H+、OH-之后的离子一般不参与放电反应。
3.电解化学方程式的书写
(1)必须在等号上标明通电或电解。
(2)只是电解质被电解,电解化学方程式中只写电解质及电解产物。如电解CuCl2溶液:CuCl2 Cu+Cl2↑。
(3)只有水被电解,只写水及电解产物即可。如:
电解稀硫酸、电解NaOH溶液、电解Na2SO4溶液时,化学方程式可以写为:2H2O2H2↑+O2↑。
(4)电解质、水同时被电解,则都要写进方程式。如电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH。
【锦囊妙计,战胜自我】
当电解过程中电解的是水和电解质时,电极反应式中出现的是H+或OH-放电,但在书写总反应式时要将反应物中的H+或OH-均换成水,在生成物中出现的是碱或酸,同时使阴极、阳极反应式得失电子数目相同,将两个电极反应式相加,即得到总反应的化学方程式。
易错起源2、电解类型及有关计算
例2.用右图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确 的是( )
A.用石墨作阳极,铁作阴极
B.阳极的电极反应式:Cl-+2OH--2e-===ClO-+H2O
C.阴极的电极反应式:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
D.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+===N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
答案 D
【变式探究】下图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围:6.8~8.0,酸色——红色,碱色——黄色)
回答下列问题:
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号);
①A管溶液由红变黄 ②B管溶液由红变黄
③A管溶液不变色 ④B管溶液不变色
(2)写出A管中发生反应的反应式:___________________;
(3)写出B管中发生反应的反应式:___________________;
(4)检验a管中气体的方法是__________________________;
(5)检验b管中气体的方法是____________________________________;
(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是
_____________________________________________________________。
MgSO4,即沉淀溶解,溶液呈红色。根据上述分析,a中收集的是氢气,b中收集的是O2。
【答案】
(1)① ④
(2)2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===2OH-+H2↑),
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
(3)4OH--4e-===2H2O+O2↑
(或2H2O-4e-===4H++O2↑)
(4)用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰
(5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内会复燃
(6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)
【名师点睛】
1.以惰性电极电解电解质溶液的类型
类型
电极反应特点
实例
电解对象
电解质浓度
pH
电解质溶液复原
电解
水型
阴:4H++4e-===2H2↑
阳:4OH--4e-===2H2O+O2↑
NaOH
水
增大
增大
加水
H2SO4
水
增大
减小
加水
Na2SO4
水
增大
不变
加水
电解
电解
质型
电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电
HCl
电解质
减小
增大
通氯化氢
CuCl2
电解质
减小
加氯化铜
放H2
生碱型
阴极:H2O放H2生碱
阳极:电解质阴离子放电
NaCl
电解质和水
生成新电解质
增大
通氯化氢
放O2
生酸型
阴极:电解质阳离子放电
阳极:H2O放O2生酸
CuSO4
电解质和水
生成新电解质
减小
加氧化铜
2.电解池中有关量的计算或判断
电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面:根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。解题依据是得失电子守恒,解题方法有如下:
(1)根据电子守恒法计算:
用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。
(2)根据总反应式计算:
先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式计算。
(3)根据关系式计算:
根据得失电子守恒关系,在已知量与未知量之间,建立计算所需的关系式。
【锦囊妙计,战胜自我】
(1)若阴极为H+放电,则阳极区c(OH-)增大;若阳极为OH-放电,则阴极区c(H+)增大;若阴极、阳极同时有H+、OH-放电,相当于电解水,电解质溶液浓度增大。
(2)用惰性电极电解电解质溶液时,若要使电解后的溶液恢复到原状态,应遵循“缺什么加什么,缺多少加多少”的原则,一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。
易错起源3、 化学腐蚀与电化学腐蚀
例3.下列说法正确的是( )
A.若H2O2分解产生1 mol O2,理论上转移的电子数约为4×6.02×1023
B.室温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液pH>7
C.钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀
D.一定条件下反应N2+3H22NH3达到平衡时,3v正(H2)=2v逆(NH3)
解析 A项,2H2O2===2H2O得到e-×2+O失去e-×22↑,生成1 mol O2,理论转移2 mol电子,错误;B项,醋酸是弱酸,两者等体积混合后,醋酸过量较多,溶液呈酸性,pH