2020版高考化学一轮复习第6章化学反应与能量转化第19讲电能转化为化学能——电解学案新人教版 下载本文

关内容进行梳理,形成如下问题(显示的电极均为石墨)。

(1)图1中,电解一段时间后,气球b中的气体是__________________(填化学式),U形管________(填“左”或“右”)边的溶液变红。

(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,电解可制备“84”消毒液的有效成分,则c为电源的________极;该发生器中反应的总离子方程式为___________________________。 (3)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。下图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。

①阳极产生ClO2的电极反应式:____________________________________________。 ②当阴极产生标准状况下112 mL气体时,通过阳离子交换膜离子的物质的量为________。 答案 (1)H2 右

通电--

(2)负 Cl+H2O=====ClO+H2↑ (3)①Cl-5e+2H2O===ClO2↑+4H ②0.01 mol

解析 (1)图1中,根据电子流向知,左边电极是电解池阳极,右边电极是电解池阴极,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时阴极附近产生NaOH。

(2)要制取“84”消毒液,应创造氯气和氢氧化钠反应生成NaClO的环境,为了使反应更充分,则下面电极生成氯气,上面电极附近有NaOH生成,上面电极生成氢气,为阴极,则c为负极,d为正极。

(3)①依据题干信息,阳极Cl被氧化为ClO2,根据电子守恒和电荷守恒,写出电极反应式。②电极上得到或失去一个电子,电解质溶液中必然有一个阳离子通过阳离子交换膜。 13.铬是常见的过渡金属之一,研究铬的性质具有重要意义。

(1)在如图装置中,观察到装置甲铜电极上产生大量的无色气体;而装置乙中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量红棕色气体。由此可得到的结论是____________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)工业上使用下图装置,采用石墨作电极电解Na2CrO4溶液,使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,其转化原理为_____________________________________________________________。

(3)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水,它们是工业废水造成铬污染的主要原因。要将Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)常见的处理方法是电解法。

将含Cr2O7的废水通入电解槽内,用铁做阳极,在酸性环境中,加入适量的NaCl进行电解,使阳极生成的Fe和Cr2O7发生反应,其离子方程式为_____________________________。 阴极上Cr2O7、H、Fe都可能放电。若Cr2O7放电,则阴极的电极反应式为____________ _______________________________________________________________________________; 若H放电,则阴极区形成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀,已知:常温下,CrCr(OH)3

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CrO2,则阴极区溶液pH的范围为____________。

答案 (1)由装置甲知铬的金属活动性比铜强;由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化 (2)阳极反应为4OH-4e===O2↑+2H2O,使c(H)增大,从而导致反应2CrO4+2H===Cr2O7+H2O发生 (3)Cr2O7+6Fe+14H===2Cr+6Fe+7H2O Cr2O7+6e+14H===2Cr+7H2O 8<pH<10(或10>pH>8)

解析 (1)由装置甲知铬的金属活动性比铜强;由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化。 (3)阳极生成的Fe和Cr2O7发生反应,其离子方程式为Cr2O7+6Fe+14H===2Cr+6Fe

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+7H2O。若Cr2O7放电,则阴极的电极反应式为Cr2O7+6e+14H===2Cr+7H2O;若H放电,则阴极区形成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀,根据题意,若生成Cr(OH)3则10 mol·L<c(OH)<10

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mol·L,则阴极区溶液pH的范围为8<pH<10。

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