内容发布更新时间 : 2024/8/28 3:56:20星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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专题17 电化学原理综合应用
1.【2018天津卷】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式:________。 电池的正极反应式:6O2+6e6CO2+6O2
?
?
6O2
?
3C2O4
2?
反应过程中O2的作用是________。 该电池的总反应式:________。
【答案】Al–3e=Al(或2Al–6e=2Al) 催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3 【解析】
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3+
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3+
2.【2018江苏卷】NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:____________________________________。 【答案】(2)HNO2?2e+H2O【解析】
精准分析:(2)根据电解原理,阳极发生失电子的氧化反应,阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3,1molHNO2
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3H+NO3
+?
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反应失去2mol电子,结合原子守恒和溶液呈酸性,电解时阳极电极反应式为HNO2-2e+H2O=NO3+3H。 3.【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题: (3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_____________。电解后,__________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。
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【答案】(3)2H2O-4e=4H+O2↑ a 【解析】
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4.【2018新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为______________;沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
【答案】(4)Zn+2e=Zn 溶浸 【解析】
精准分析:焙烧时硫元素转化为SO2,然后用稀硫酸溶浸,生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉,二氧化硅与稀硫酸不反应转化为滤渣,由于硫酸铅不溶于水,因此滤渣1中还含有硫酸铅。由于沉淀亚铁离子的pH较大,需要将其氧化为铁离子,通过控制pH得到氢氧化铁沉淀;滤液中加入锌粉置换出Cd,最后将滤液电解得到金属锌。则
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(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极发生得到电子的还原反应,因此阴极是锌离子放电,则阴极的电极反应式为Zn2++2e-=Zn;阳极是氢氧根放电,破坏水的电离平衡,产生氢离子,所以电解后还有硫酸产生,因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。
5.【2018新课标3卷】KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题: (3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。 ①写出电解时阴极的电极反应式______。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________,其迁移方向是_____________。 ③与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有______________(写出一点)。
【答案】(3)①2H2O+2e=2OH+H2↑②K;a到b③产生Cl2易污染环境等 【解析】
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6.【2017江苏卷】铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:
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