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1、(五)电化学填空特训1电解CO制备CH4，电解质为碳酸钠溶液，工作原理如图所示，写出阴极区电极反应式_。答案CO6e5H2O=6OHCH4解析由此电解原理可知，阳极失去电子生成二氧化碳气体，加入碳酸钠，碳酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，阴极CO得到电子生成甲烷气体，据此离子反应方程式为4CO3CO5H2O=6HCOCH4，阴极区电极反应式为CO6e5H2O=6OHCH4。2工业上用镍作为阳极，电解0.050.1 molL1NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液，可得到高纯度、球形的超细镍粉。当其他条件一定时，NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示。NH4Cl的浓度最好
2、控制为_；当NH4Cl浓度大于15 gL1时，阴极有气体生成，导致阴极电流效率降低，写出相应的电极反应式：_。答案10 gL12H2e=H2(或2NH42H2O2e=H22NH3H2O)解析 对阴极电流效率和镍的成粉率达到最大，根据图示，NH4Cl的浓度为10 gL1，根据电解原理，阴极产生的气体是H2，因此电极反应式为2H2e=H2。3电化学在生产生活中有广泛的应用。(1)高铁电池因其储电容量大而开始应用于电动汽车。已知该电池放电时的总反应为2K2FeO43Zn=Fe2O3ZnO2K2ZnO2，则电解质溶液可能为_(填字母)。AKOH 溶液BH2SO4C稀HNO3(2)甲醇燃料电池能大幅度地
3、提高甲醇的利用率，其工作原理如图1所示，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它能传导O2。工作时O2向_(填“正极”或“负极”)移动，负极的电极反应式为_。(3)铝空气电池装置如图2所示，该电池的负极是_(填“铝电极”或“空气电极”)，毎消耗0.54 g Al，需消耗标准状况下的空气_L(设空气中O2的体积分数为20%)。答案(1)A(2)负极CH3OH3O26e=CO22H2O(3)铝电极1.68解析(1)根据电池放电时的总反应为2K2FeO43Zn=Fe2O3ZnO2K2ZnO2，生成物Fe2O3、ZnO能够被酸溶解，电解质溶液应该选KOH 溶液。(2)甲醇燃料电池中充入甲醇的电极是负极
4、，通入氧气的电极是正极，工作时O2向负极移动，负极上甲醇发生氧化反应，电极反应式为CH3OH3O26e=CO22H2O。(3)铝空气电池的负极是铝电极，空气电极是正极；0.54 g Al的物质的量为0.02 mol，反应后转移电子0.06 mol，需要氧气的物质的量为0.015 mol，需消耗标准状况下的空气的体积为0.015 mol22.4 Lmol120%1.68 L。4一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示：(1)中间室的Cl移向_(填“左室”或“右室”)，处理后的含硝酸根废水的pH_(填“降低”或“升高”)。(2)若图中有机废水中有机物用C6H12O6表示，
5、 请写出左室发生反应的电极反应式：_。答案(1)左室升高(2)C6H12O624e6H2O=6CO224H解析由图可知，左室中有机物被氧化为二氧化碳气体，所以左室为燃料电池的负极区；右室中硝酸根被还原为氮气，右室为正极区，电池工作时，中间室海水中的阴离子(主要为氯离子)向负极区移动，阳离子(主要为钠离子)向正极区移动，实现了海水的淡化。(1)中间室的Cl移向左室，正极的电极反应为2NO10e6H2O=N212OH，所以处理后的含硝酸根废水的pH升高。(2)有机废水中有机物用C6H12O6表示，左室发生反应的电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H 。5某高校的研究人员研究出一种
6、方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示：上述电解反应在温度小于900 时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸盐及碳酸钙，阴极的电极反应式为3CO24e=C2CO，则阳极的电极反应式为_。答案2CO4e=2CO2O2解析阳极发生氧化反应生成氧气，电极反应为2CO4e=2CO2O2。6CH4燃料电池利用率很高，装置中添加1 L 2 molL1的KOH溶液为电解质，持续缓慢通入标准状况下甲烷22.4 L33.6 L时负极反应式为_。答案CH48e9CO3H2O=10HCO解析n(KOH)2 molL11 L2 mol，该装置是燃料电池，负极上甲烷失电子发生氧化反应，正
7、极上氧气得电子发生还原反应，22.4 LV(CH4)33.6 L时，根据原子守恒得1 moln(CO2)1.5 mol，反应生成碳酸氢钾，负极反应式为CH48e9CO3H2O=10HCO。7如图在碱性条件下，在阴极上电解NaBO2可制得硼氢化钠，写出阴极室的电极反应式_。答案BO6H2O8e=BH8OH解析在阴极上电解NaBO2可制得硼氢化钠，则阴极室BO得电子发生还原反应生成BH，则电极反应式为BO6H2O8e=BH8OH。8亚磷酸(H3PO3)与足量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3。电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸，装置示意图如图：阴极的电极反应式为_；产品室中反应的离子方程式为_。答案2H2e=H2HPO2H=H3PO3解析阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H2e=H2；产品室中HPO和氢离子结合生成亚磷酸，反应的离子方程式为HPO2H=H3PO3。
