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復(fù)習(xí)課
第四章 化學(xué)反應(yīng)與電能
第14 15課時(shí) 章末復(fù)習(xí)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.掌握原電池的工作原理及應(yīng)用。 2.掌握電解池的工作原理及應(yīng)用。 3.掌握金屬腐蝕原理和防護(hù)措施及應(yīng)用。
【學(xué)習(xí)活動(dòng)】
學(xué)習(xí)任務(wù)
目標(biāo)一：掌握原電池的工作原理及應(yīng)用。 任務(wù)1：回顧原電池相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，完成下列針對(duì)訓(xùn)練. 【針對(duì)訓(xùn)練1】已知負(fù)極的電極反應(yīng)式為Ag+Cl--e-AgCl。下列說(shuō)法不正確的是(　 　) A.正極的電極反應(yīng)式是Ag++e-Ag B.電池總反應(yīng)可表示為Ag++Cl-AgCl C.反應(yīng)時(shí),鹽橋中的N移向KCl溶液 D.該電池證明:Ag+濃度越大,氧化性越弱 【針對(duì)訓(xùn)練2】一種新型的微生物脫鹽電池的裝置如圖所示,下列關(guān)于該電池裝置說(shuō)法正確的是(　　) A.該裝置可以在高溫下工作 B.X、Y依次為陽(yáng)離子、陰離子選擇性交換膜 C.該裝置工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D.負(fù)極反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+ 【針對(duì)訓(xùn)練3】鋰離子電池又稱為“搖擺電池”,廣泛應(yīng)用于電動(dòng)自行車等,其充放電過(guò)程就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程(習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示,負(fù)極用插入或脫插表示),即充放電過(guò)程就是鋰離子在正、負(fù)極間往返運(yùn)動(dòng)而形成電流。其裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示(電解液為溶有LiPF6的碳酸酯類溶劑,隔膜為僅鋰離子能通過(guò)的高分子膜),工作原理為C6Li+Li(1-x)MO2LiMO2+C6Li(1-x)(M代表過(guò)渡元素),則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.電池放電時(shí),負(fù)極為石墨 B.鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量小,電容量大,可重復(fù)多次使用 C.電池充電時(shí)陽(yáng)極的反應(yīng)為L(zhǎng)iMO2-xe-Li(1-x)MO2+xLi+ D.鋰離子電池的電解液可用LiNO3溶液作為離子導(dǎo)體 【針對(duì)訓(xùn)練4】利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如下所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該交換膜方法條件溫和,同時(shí)還可提供電能 B.陰極區(qū),在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+2H++2MV+ C.正極區(qū),固氮酶為催化劑,N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3 D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng) 【針對(duì)訓(xùn)練5】利用如圖所示裝置可以將溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為燃料氣體CO。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．該過(guò)程是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程 B．電極a表面發(fā)生還原反應(yīng) C．該裝置工作時(shí)，H＋從b極區(qū)向a極區(qū)移動(dòng) D．該裝置中每生成1 mol CO，同時(shí)生成1 mol O2 【針對(duì)訓(xùn)練6】(雙選)據(jù)報(bào)道，以硼氫化合物NaBH4(硼元素的化合價(jià)為＋3)和H2O2作原料的燃料電池可用作通信衛(wèi)星電源，負(fù)極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電池放電時(shí)Na＋從a極區(qū)移向b極區(qū) B．電極b采用MnO2，MnO2既作電極材料又有催化作用 C．每消耗1 mol H2O2，轉(zhuǎn)移的電子為1 mol D．該電池的正極反應(yīng)為BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O
目標(biāo)二：掌握電解池的工作原理及應(yīng)用。 任務(wù)：回顧電解池相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，完成下列針對(duì)訓(xùn)練。 【針對(duì)訓(xùn)練1】采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過(guò)電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.陽(yáng)極反應(yīng)為2H2O-4e－=4H++O2↑ B.電解一段時(shí)間后，陽(yáng)極室的pH 未變 C.電解過(guò)程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移 D.電解一段時(shí)間后，a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2等量 【針對(duì)訓(xùn)練2】將兩個(gè)惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解，當(dāng)電解質(zhì)溶液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有H2逸出，且電解質(zhì)溶液在電解前后體積變化可以忽略)，則電極上析出銀的質(zhì)量是(　　) A．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg 【針對(duì)訓(xùn)練3】利用電解法制備Ca(H2PO4)2并得到副產(chǎn)物NaOH和Cl2。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.C膜可以為質(zhì)子交換膜 B.陰極室的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+ C.可用鐵電極替換陰極的石墨電極 D.每轉(zhuǎn)移2 mol e-,陽(yáng)極室溶液質(zhì)量減少71 g 【針對(duì)訓(xùn)練4】電鍍、冶煉等行業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量的硝酸廢液,增加水體中的氮污染。某工廠開(kāi)發(fā)了一種電化學(xué)降解N、降低酸性的設(shè)備,原理如圖所示,圖中M為質(zhì)子(H+)交換膜。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.鉛蓄電池的A極為正極,電極材料為PbO2 B.該電解池陰極反應(yīng)為2N+6H2O+10e-N2↑+12OH- C.若電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移2 mol電子,則交換膜左側(cè)電解液的質(zhì)量變化為18 g D.若鉛蓄電池工作過(guò)程中負(fù)極質(zhì)量增加9.6 g,電解池陰極室產(chǎn)生N2 448 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下) 【針對(duì)訓(xùn)練5】知識(shí)的梳理和感悟是有效學(xué)習(xí)的方法之一。某學(xué)習(xí)小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理，形成如下問(wèn)題(顯示的電極均為石墨)。 (1)圖1中，電解一段時(shí)間后，氣球b中的氣體是　　　(填化學(xué)式)。 (2)利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解可制備“84”消毒液的有效成分NaClO，則c為電源的　　　極；該發(fā)生器中反應(yīng)的總離子方程式為　 　。 (3)二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體，是國(guó)際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。如圖是用電解法制取ClO2。 ①陽(yáng)極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式: 　　　　　　　　。 ②當(dāng)陰極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下112 mL氣體時(shí)，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜離子的物質(zhì)的量為　　　　　　。 (4)SO2和NOx是主要大氣污染物，利用如圖裝置可同時(shí)吸收SO2和NO。 ①已知電解池的陰極室中溶液的pH在4～7之間，陰極的電極反應(yīng)為　 。 ②用離子方程式表示吸收NO的原理: 　。 【針對(duì)訓(xùn)練6】如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池探究堿工業(yè)原理的相關(guān)問(wèn)題，其中乙裝置中X為陽(yáng)離子交換膜，請(qǐng)按要求回答相關(guān)問(wèn)題: (1)石墨電極(C)作　　 　極，甲中甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為　 。 (2)若消耗2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為　　　L。乙池中總反應(yīng)的離子方程式:　 。 (3)若丙中以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說(shuō)法正確的是　　　(填字母)。 A.a電極為純銅 B.粗銅接電源正極，發(fā)生還原反應(yīng) C.CuSO4溶液的濃度保持不變 D.利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬 (4)若丙中以稀H2SO4為電解質(zhì)溶液，電極材料b為鋁，則能使鋁表面生成一層致密的氧化膜，該電極反應(yīng)式為　 。 (5)若將乙裝置中兩電極用導(dǎo)線直接相連，則鐵和石墨(C)兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式分別為: 鐵電極:　 ， 石墨(C)電極:　 。
目標(biāo)三：掌握電解池的工作原理及應(yīng)用，掌握金屬的腐蝕原理和防護(hù)措施。 任務(wù)1：回顧金屬腐蝕與防護(hù)相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，完成下列針對(duì)訓(xùn)練。 【針對(duì)訓(xùn)練1】銅板上鐵鉚釘?shù)奈醺g原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．正極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑ B．此過(guò)程中還涉及反應(yīng)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此過(guò)程中Fe、Cu均被腐蝕 D．此過(guò)程中電流從Fe流向Cu 【針對(duì)訓(xùn)練2】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。在如圖所示的情境中，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) A.陰極的電極反應(yīng)式為Fe-2e－=Fe2+ B.金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱 C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù) D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快 【針對(duì)訓(xùn)練3】如圖是研究鐵釘腐蝕的裝置圖，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．鐵釘在兩處的腐蝕速率：a＜b B．a(chǎn)、b兩處鐵釘中碳均為正極 C．a(chǎn)、b兩處鐵釘中的鐵均失電子被氧化 D．a(chǎn)、b兩處的正極反應(yīng)式均為O2＋4e－＋4H＋===2H2O 【針對(duì)訓(xùn)練4】我國(guó)某大城市2019年夏季多次降下酸雨。據(jù)環(huán)保部門(mén)測(cè)定，該城市整個(gè)夏季酸雨的pH平均值為3.2。在這種環(huán)境中的鐵制品極易被腐蝕。對(duì)此條件下鐵的腐蝕的敘述中不正確的是(　　) A．此腐蝕過(guò)程有化學(xué)腐蝕也有電化學(xué)腐蝕 B．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，正極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．在電化學(xué)腐蝕過(guò)程中有氫氣產(chǎn)生 D．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋
【學(xué)習(xí)總結(jié)】
回顧本課所學(xué)，畫(huà)出思維導(dǎo)圖
2復(fù)習(xí)課
第四章 化學(xué)反應(yīng)與電能
第14 15課時(shí) 章末復(fù)習(xí)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.掌握原電池的工作原理及應(yīng)用。 2.掌握電解池的工作原理及應(yīng)用。 3.掌握金屬腐蝕原理和防護(hù)措施及應(yīng)用。
【學(xué)習(xí)活動(dòng)】
學(xué)習(xí)任務(wù)
目標(biāo)一：掌握原電池的工作原理及應(yīng)用。 任務(wù)1：回顧原電池相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，完成下列針對(duì)訓(xùn)練. 【針對(duì)訓(xùn)練1】已知負(fù)極的電極反應(yīng)式為Ag+Cl--e-AgCl。下列說(shuō)法不正確的是(　 　) A.正極的電極反應(yīng)式是Ag++e-Ag B.電池總反應(yīng)可表示為Ag++Cl-AgCl C.反應(yīng)時(shí),鹽橋中的N移向KCl溶液 D.該電池證明:Ag+濃度越大,氧化性越弱 答案:D 解析:該電池中,左邊電解質(zhì)為KCl,右邊電解質(zhì)為AgNO3,由右邊發(fā)生反應(yīng):Ag++e-Ag,則證明Ag+濃度越大,氧化性越強(qiáng),D不正確。 【針對(duì)訓(xùn)練2】一種新型的微生物脫鹽電池的裝置如圖所示,下列關(guān)于該電池裝置說(shuō)法正確的是(　　) A.該裝置可以在高溫下工作 B.X、Y依次為陽(yáng)離子、陰離子選擇性交換膜 C.該裝置工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D.負(fù)極反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+ 答案:D 解析:高溫能使微生物蛋白質(zhì)凝固變性,故A不符合題意;原電池內(nèi)電路中,陽(yáng)離子移向正極、陰離子移向負(fù)極,從而達(dá)到脫鹽目的,所以Y為陽(yáng)離子交換膜、X為陰離子交換膜,故B不符合題意;該裝置工作時(shí)為原電池,是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故C不符合題意;由圖可知,負(fù)極為有機(jī)廢水CH3COO-的一極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+,故D符合題意。 【針對(duì)訓(xùn)練3】鋰離子電池又稱為“搖擺電池”,廣泛應(yīng)用于電動(dòng)自行車等,其充放電過(guò)程就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程(習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示,負(fù)極用插入或脫插表示),即充放電過(guò)程就是鋰離子在正、負(fù)極間往返運(yùn)動(dòng)而形成電流。其裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示(電解液為溶有LiPF6的碳酸酯類溶劑,隔膜為僅鋰離子能通過(guò)的高分子膜),工作原理為C6Li+Li(1-x)MO2LiMO2+C6Li(1-x)(M代表過(guò)渡元素),則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.電池放電時(shí),負(fù)極為石墨 B.鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量小,電容量大,可重復(fù)多次使用 C.電池充電時(shí)陽(yáng)極的反應(yīng)為L(zhǎng)iMO2-xe-Li(1-x)MO2+xLi+ D.鋰離子電池的電解液可用LiNO3溶液作為離子導(dǎo)體 答案:D 解析:電池放電時(shí),從圖中可以看出,石墨是負(fù)極,故A正確;鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量小,電容量大,可重復(fù)多次使用,故B正確;電池充電時(shí)陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),工作原理為C6Li+Li(1-x)MO2LiMO2+C6Li(1-x)(M代表過(guò)渡元素),所以陽(yáng)極的反應(yīng)為L(zhǎng)iMO2-xe-Li(1-x)MO2+xLi+,故C正確;金屬鋰是活潑金屬,會(huì)與溶液中的水反應(yīng),鋰離子電池的電解液不能用LiNO3溶液作為離子導(dǎo)體,故D錯(cuò)誤。 【針對(duì)訓(xùn)練4】利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如下所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該交換膜方法條件溫和,同時(shí)還可提供電能 B.陰極區(qū),在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+2H++2MV+ C.正極區(qū),固氮酶為催化劑,N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3 D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng) 答案:B 解析:由生物燃料電池負(fù)極通入燃料可知,左室電極為負(fù)極,H2-2e-2H+,MV2+在氫化酶上結(jié)合電子生成MV+,MV+在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MV2+,電極反應(yīng)式為MV+-e-MV2+,右室電極為燃料電池的正極,MV2+在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成MV+,MV+在固氮酶的作用下轉(zhuǎn)移電子使N2反應(yīng)生成NH3和MV2+,反應(yīng)的方程式為N2+6H++6MV+6MV2++2NH3,電池工作時(shí),氫離子通過(guò)交換膜由負(fù)極向正極移動(dòng)。相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法選用酶作催化劑,條件溫和,同時(shí)可提供電能,故A正確;左室為負(fù)極區(qū),MV+在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MV2+,電極反應(yīng)式為MV+-e- MV2+,生成的MV2+在氫化酶的作用下結(jié)合電子使H2反應(yīng)生成H+,反應(yīng)的方程式為H2+2MV2+2H++2MV+,故B錯(cuò)誤。 【針對(duì)訓(xùn)練5】利用如圖所示裝置可以將溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為燃料氣體CO。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．該過(guò)程是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程 B．電極a表面發(fā)生還原反應(yīng) C．該裝置工作時(shí)，H＋從b極區(qū)向a極區(qū)移動(dòng) D．該裝置中每生成1 mol CO，同時(shí)生成1 mol O2 答案：A　 解析：由電子流向可知，該裝置的負(fù)極(a電極)反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，正極(b電極)反應(yīng)式為2CO2＋4e－＋4H＋===2CO＋2H2O，總反應(yīng)為2CO2===2CO＋O2，因CO的燃燒為放熱反應(yīng)，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。吸收的能量只能來(lái)自太陽(yáng)能，即反應(yīng)的過(guò)程將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A項(xiàng)正確；電極a(負(fù)極)應(yīng)該發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以H＋應(yīng)該向b極區(qū)移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)總反應(yīng)，每生成1 mol CO得到0.5 mol O2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【針對(duì)訓(xùn)練6】(雙選)據(jù)報(bào)道，以硼氫化合物NaBH4(硼元素的化合價(jià)為＋3)和H2O2作原料的燃料電池可用作通信衛(wèi)星電源，負(fù)極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電池放電時(shí)Na＋從a極區(qū)移向b極區(qū) B．電極b采用MnO2，MnO2既作電極材料又有催化作用 C．每消耗1 mol H2O2，轉(zhuǎn)移的電子為1 mol D．該電池的正極反應(yīng)為BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O 答案：AB　 解析：由裝置圖可知，H2O2得電子化合價(jià)降低，所以b為正極，a為負(fù)極，原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。負(fù)極反應(yīng)為BH4—＋8OH－－8e－===BO4—＋6H2O。每消耗1 mol H2O2，轉(zhuǎn)移的電子為2 mol。
目標(biāo)二：掌握電解池的工作原理及應(yīng)用。 任務(wù)：回顧電解池相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，完成下列針對(duì)訓(xùn)練。 【針對(duì)訓(xùn)練1】采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過(guò)電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.陽(yáng)極反應(yīng)為2H2O-4e－=4H++O2↑ B.電解一段時(shí)間后，陽(yáng)極室的pH 未變 C.電解過(guò)程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移 D.電解一段時(shí)間后，a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2等量 答案：D 解析：根據(jù)題給電解裝置圖可知，電解池右側(cè)O2參加反應(yīng)生H2O2，a極為陽(yáng)極，b 極為陰極。電解時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e－=4H++O2↑，陰極的電極反應(yīng)式為4H++2O2+4e－=2H2O2，A正確；根據(jù)電極反應(yīng)式及得失電子守恒可知，陽(yáng)極生成的H+通過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)最終轉(zhuǎn)化為H2O2，陽(yáng)極區(qū)H+ 的物質(zhì)的量濃度不發(fā)生變化，pH不變，B、C正確；設(shè)電解時(shí)轉(zhuǎn)移電子為4mol，則陽(yáng)極生成1molO2，陰極消2molO2，D錯(cuò)誤。 【針對(duì)訓(xùn)練2】將兩個(gè)惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解，當(dāng)電解質(zhì)溶液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有H2逸出，且電解質(zhì)溶液在電解前后體積變化可以忽略)，則電極上析出銀的質(zhì)量是(　　) A．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg 答案：B 解析：當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)，氫離子的濃度由10－6 mol·L－1變?yōu)?0－3 mol·L－1，硝酸的濃度等于氫離子的濃度，則n(HNO3)＝(10－3 mol·L－1－10－6 mol·L－1)×0.5 L≈5×10－4 mol 設(shè)生成銀x g，則 4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 4×108 g 4 mol x g 5×10－4 mol ＝， 解得x＝0.054，即為54 mg， 故選B。 【針對(duì)訓(xùn)練3】利用電解法制備Ca(H2PO4)2并得到副產(chǎn)物NaOH和Cl2。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.C膜可以為質(zhì)子交換膜 B.陰極室的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+ C.可用鐵電極替換陰極的石墨電極 D.每轉(zhuǎn)移2 mol e-,陽(yáng)極室溶液質(zhì)量減少71 g 答案：C 解析:為了保持原料室中溶液為電中性,原料室中Na+移向陰極室,故C膜只能是陽(yáng)離子交換膜,A項(xiàng)錯(cuò)誤;陰極發(fā)生還原反應(yīng),陰極室中為堿性溶液,不會(huì)產(chǎn)生H+,陰極室的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-,B項(xiàng)錯(cuò)誤;陰極發(fā)生還原反應(yīng),陰極電極不參與反應(yīng),故可用鐵電極替換陰極的石墨電極,C項(xiàng)正確;陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2Cl--2e-Cl2↑,每轉(zhuǎn)移2 mol e-,生成1 mol Cl2,同時(shí)有1 mol Ca2+移向產(chǎn)品室,因此陽(yáng)極室溶液質(zhì)量減少111 g,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【針對(duì)訓(xùn)練4】電鍍、冶煉等行業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量的硝酸廢液,增加水體中的氮污染。某工廠開(kāi)發(fā)了一種電化學(xué)降解N、降低酸性的設(shè)備,原理如圖所示,圖中M為質(zhì)子(H+)交換膜。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.鉛蓄電池的A極為正極,電極材料為PbO2 B.該電解池陰極反應(yīng)為2N+6H2O+10e-N2↑+12OH- C.若電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移2 mol電子,則交換膜左側(cè)電解液的質(zhì)量變化為18 g D.若鉛蓄電池工作過(guò)程中負(fù)極質(zhì)量增加9.6 g,電解池陰極室產(chǎn)生N2 448 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下) 答案：B 解析:由題意分析可知,A為電池的正極,電極上PbO2得到電子生成PbSO4,故A正確;陰極上N得到電子生成N2,電解質(zhì)溶液為酸性環(huán)境,則電極反應(yīng)式為2N+12H++10e-N2↑+6H2O,故B錯(cuò)誤;電解池左側(cè)為H2O失去電子生成H+、O2,若電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移2 mol電子,則有2 mol H+穿過(guò)質(zhì)子交換膜移向右側(cè),同時(shí)有0.5 mol O2逸出,因此交換膜左側(cè)電解液的質(zhì)量變化為2 mol×1 g·mol-1+0.5 mol×32 g·mol-1=18 g,故C正確;鉛蓄電池放電時(shí),電極反應(yīng)式為Pb-2e-+SPbSO4,每轉(zhuǎn)移2 mol電子,增重96 g,負(fù)極質(zhì)量增加9.6 g,則轉(zhuǎn)移電子為0.2 mol,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒以及陰極電極反應(yīng)式可知,陰極生成0.02 mol N2,其標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.02 mol×22.4 L·mol-1=0.448 L=448 mL,故D正確。 【針對(duì)訓(xùn)練5】知識(shí)的梳理和感悟是有效學(xué)習(xí)的方法之一。某學(xué)習(xí)小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理，形成如下問(wèn)題(顯示的電極均為石墨)。 (1)圖1中，電解一段時(shí)間后，氣球b中的氣體是　　　(填化學(xué)式)。 (2)利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解可制備“84”消毒液的有效成分NaClO，則c為電源的　　　極；該發(fā)生器中反應(yīng)的總離子方程式為　 　。 (3)二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體，是國(guó)際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。如圖是用電解法制取ClO2。 ①陽(yáng)極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式: 　　　　　　　　。 ②當(dāng)陰極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下112 mL氣體時(shí)，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜離子的物質(zhì)的量為　　　　　　。 (4)SO2和NOx是主要大氣污染物，利用如圖裝置可同時(shí)吸收SO2和NO。 ①已知電解池的陰極室中溶液的pH在4～7之間，陰極的電極反應(yīng)為　 。 ②用離子方程式表示吸收NO的原理: 　。 解析:(1)圖1中，根據(jù)電子流向知，左邊電極是電解池陽(yáng)極，右邊電極是電解池陰極，陽(yáng)極上氯離子放電生成Cl2，陰極上H+放電生成H2。 (2)利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，為了使反應(yīng)更充分，下邊陽(yáng)極電極生成Cl2，上邊陰極電極附近有NaOH生成，兩產(chǎn)物反應(yīng)生成NaClO，則c為負(fù)極、d為正極，發(fā)生器中反應(yīng)的總離子方程式為Cl-+ H2OClO-+H2↑。 (3)①由題意可知，Cl-放電生成ClO2，根據(jù)電子守恒和電荷守恒寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Cl--5e-+2H2OClO2↑+4H+。②陰極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下112 mL氣體是H2，物質(zhì)的量為0.005 mol，陰極電極反應(yīng)式為2H++ 2e-H2↑，所以電路中轉(zhuǎn)移電子0.01 mol，Na+所帶電荷與電子所帶電荷數(shù)相同，所以通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的物質(zhì)的量為0.01 mol。 (4)①陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，根據(jù)裝置圖可知陰極是HS得到電子，被還原為S2，由于電解池的陰極室中溶液的pH在4～7之間，因此陰極的電極反應(yīng)為2HS+2H++2e-S2+2H2O。②S2具有強(qiáng)還原性，能把NO還原為N2，則用離子方程式表示吸收NO的原理為2NO+2S2+2H2ON2+4HS。 答案:(1)H2　(2)負(fù)　Cl-+H2OClO-+H2↑ (3)①Cl--5e-+2H2O ClO2↑+4H+ ②0.01 mol　(4)①2HS+2H++2e-S2+2H2O　② 2NO+2S2+2H2ON2+4HS 【針對(duì)訓(xùn)練6】如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池探究堿工業(yè)原理的相關(guān)問(wèn)題，其中乙裝置中X為陽(yáng)離子交換膜，請(qǐng)按要求回答相關(guān)問(wèn)題: (1)石墨電極(C)作　　 　極，甲中甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為　 。 (2)若消耗2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為　　　L。乙池中總反應(yīng)的離子方程式:　 。 (3)若丙中以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說(shuō)法正確的是　　　(填字母)。 A.a電極為純銅 B.粗銅接電源正極，發(fā)生還原反應(yīng) C.CuSO4溶液的濃度保持不變 D.利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬 (4)若丙中以稀H2SO4為電解質(zhì)溶液，電極材料b為鋁，則能使鋁表面生成一層致密的氧化膜，該電極反應(yīng)式為　 。 (5)若將乙裝置中兩電極用導(dǎo)線直接相連，則鐵和石墨(C)兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式分別為: 鐵電極:　 ， 石墨(C)電極:　 。 解析:(1)燃料電池中，負(fù)極上投放燃料，所以投放甲烷的電極是負(fù)極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-C+ 7H2O，石墨電極(C)與正極相連，作陽(yáng)極。 (2)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有2.24 L O2參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為×4=0.4 mol，乙裝置中鐵電極上H+放電生成H2，設(shè)生成H2的體積為V L， 2H++2e-　　　　　 H2↑ 2 mol 22.4 L 0.4 mol V L 解得V=4.48，乙池中總反應(yīng)即電解飽和食鹽水的離子方程式為2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。 (3)a與負(fù)極相連為陰極，a電極為純銅，A正確；粗銅接電源正極，作陽(yáng)極，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；陽(yáng)極上Cu以及活潑性比Cu強(qiáng)的金屬失電子，陰極上銅離子得電子生成Cu，溶解的金屬與析出的金屬不相等，所以CuSO4溶液的濃度改變，C錯(cuò)誤；Ag、Pt、Au等活潑性比Cu弱的金屬在陽(yáng)極不反應(yīng)，形成陽(yáng)極泥，所以利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬，D正確。 (4)電極材料b為鋁，且b為陽(yáng)極，Al失電子生成Al2O3，酸性條件下，鋁電極的電極方程式為2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。 (5)若將乙裝置中兩電極用導(dǎo)線直接相連，則構(gòu)成原電池，鐵為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+，石墨(C)為正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-。 答案:(1)陽(yáng)　CH4-8e-+10OH-C+7H2O　(2)4.48　2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑　(3)AD　(4)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+　(5)Fe- 2e-Fe2+　O2+2H2O+4e-4OH-
目標(biāo)三：掌握電解池的工作原理及應(yīng)用，掌握金屬的腐蝕原理和防護(hù)措施。 任務(wù)1：回顧金屬腐蝕與防護(hù)相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，完成下列針對(duì)訓(xùn)練。 【針對(duì)訓(xùn)練1】銅板上鐵鉚釘?shù)奈醺g原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．正極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑ B．此過(guò)程中還涉及反應(yīng)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此過(guò)程中Fe、Cu均被腐蝕 D．此過(guò)程中電流從Fe流向Cu 答案：B 解析：鐵鉚釘吸氧腐蝕的正極電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，銅作正極不被腐蝕，電子從負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線流向正極。 【針對(duì)訓(xùn)練2】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。在如圖所示的情境中，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) A.陰極的電極反應(yīng)式為Fe-2e－=Fe2+ B.金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱 C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù) D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快 答案：C 解析：A項(xiàng)，題圖中金屬的防護(hù)方法是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，金屬M(fèi)失去電子被氧化，水在鋼鐵設(shè)施表面得到電子，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，金屬M(fèi)和鋼鐵設(shè)施構(gòu)成原電池，金屬M(fèi)作負(fù)極，故金屬M(fèi)的活動(dòng)性比鐵的活動(dòng)性強(qiáng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電子流向鋼鐵設(shè)施，鋼鐵設(shè)施表面積累大量電子而被保護(hù)，正確；D項(xiàng)，海水中含有大量電解質(zhì)，故鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的慢，錯(cuò)誤。 【針對(duì)訓(xùn)練3】如圖是研究鐵釘腐蝕的裝置圖，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．鐵釘在兩處的腐蝕速率：a＜b B．a(chǎn)、b兩處鐵釘中碳均為正極 C．a(chǎn)、b兩處鐵釘中的鐵均失電子被氧化 D．a(chǎn)、b兩處的正極反應(yīng)式均為O2＋4e－＋4H＋===2H2O 答案：D　 解析：a中電解質(zhì)溶液顯中性，為鐵釘?shù)奈醺g，b中電解質(zhì)溶液為稀硫酸，顯酸性為析氫腐蝕，a中正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，b中正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，D錯(cuò)誤。 【針對(duì)訓(xùn)練4】我國(guó)某大城市2019年夏季多次降下酸雨。據(jù)環(huán)保部門(mén)測(cè)定，該城市整個(gè)夏季酸雨的pH平均值為3.2。在這種環(huán)境中的鐵制品極易被腐蝕。對(duì)此條件下鐵的腐蝕的敘述中不正確的是(　　) A．此腐蝕過(guò)程有化學(xué)腐蝕也有電化學(xué)腐蝕 B．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，正極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．在電化學(xué)腐蝕過(guò)程中有氫氣產(chǎn)生 D．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋ 答案：B　 解析：金屬鐵的腐蝕中，金屬鐵可以和溶液中的氫離子直接發(fā)生化學(xué)腐蝕，鐵制品中含有鐵和碳，再加上酸性電解質(zhì)環(huán)境，具備了原電池的構(gòu)成條件，也會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故A正確；發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，碳作正極，溶液中的氫離子得電子生成氫氣，正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，故B錯(cuò)誤、C正確；發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，鐵作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，故D正確。
【學(xué)習(xí)總結(jié)】
回顧本課所學(xué)，畫(huà)出思維導(dǎo)圖
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