专题09 原电池与电解池(命题猜想)-2019年高考化学命题猜想与仿真押题
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【考向解读】
电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸,是历年高考的热点内容。
考查的主要知识点:原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。
对本部分知识的考查仍以选择题为主,在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。
复习时,应注意:
1.对基础知识扎实掌握,如电极反应式的书写、燃料电池的分析等。
2.电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析是近年来高考中的热点,通过在练习中总结和反思,提高在新情境下运用电化学原理分析解决实际问题的能力。
【命题热点突破一】原电池的工作原理及其应用
1.原电池正负极的判断
2.原电池电极反应式的书写
如果题目给定的是图示装置,先要分析正、负极,再根据反应规律去写电极反应式;如果题目给定的是总反应式,可先分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况),再选择一个简单变化情况去写电极反应式,另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作是数学中的代数式,用总反应式减去已写出的电极反应式,即得结果。
【特别提醒】(1)对于可充电电池的反应,需要看清楚“充电、放电”的方向,放电过程应用原电池原理,充电过程应用电解池原理。
(2)对于电解质溶液中有离子参与的反应,要特别注意将参与反应的离子写入电极反应式中。
例1、(2018年全国卷Ⅲ)一种可充电锂-空气电池如图所示。
当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。
下列说法正确的是
A. 放电时,多孔碳材料电极为负极
B. 放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C. 充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
D. 充电时,电池总反应为Li2O2-x=2Li+(1-)O2
【答案】D
【变式探究】【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+x S8=8Li2S x(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
【解析】本题使用的是外加电流的阴极保护法,钢管柱与电源的负极相连,被保护。
外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流,从而保护钢管柱,A正确;通电后,被保护的钢管柱作阴极,高硅铸铁作阳极,因此电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩,B正确;高硅铸铁为惰性辅助阳极,所以高硅铸铁不损耗,C错误;通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流,因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整,D正确。
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。
【变式探究】科研人员设计一种电化学反应器,以Na2SO4溶液为电解质,负载纳米MnO2的导电微孔钛膜和不锈钢为电极材料。
这种电催化膜反应器可用于正丙醇合成丙酸,装置示意图如图。
以下叙述错误的是()
A.微孔钛膜作阴极
B.使用Na2SO4溶液是为了在电解开始时增强溶液导电性
C.丙醇转化为丙酸的电极反应式为:CH3CH2CH2OH+H2O-4e-===CH3CH2COOH+4H+
D.反应器工作时料槽中正丙醇分子向电催化膜移动
答案:A
【点评】解答此类题目一般先要通过外接电源的正负极、电子的流动方向、电极反应类型或反应现象
确定电解池的阴阳极,再进而分析电极反应式的书写、电解过程中的电子得失相等关系等。
【变式探究】锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为
2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)2
4
-。
下列说法正确的是()
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中(OH)
c-逐渐减小
C.放电时,负极反应为:Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)2
4
-
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
【答案】C
【解析】充电时阳离子向阴极移动,A错误;放电时总反应为:2Zn+O2+4KOH+2H2O===2K2Zn(OH)4,,
则充电时生成氢氧化钾,溶液中的
(OH)
c-增大,B错误;放电时,锌在负极失去电子,C正确;标准状况
下22.4L氧气的物质的量为1mol,对应转移4mol电子,D错误。
【命题热点突破三】电解规律及其应用
1.溶液中的电解规律
(1)无氧酸溶液电解就是它本身的电解。
例如:
(2)含氧酸的溶液电解时,实际上是水的电解。
例如:
(3)可溶性碱的溶液电解,实际上是水的电解。
例如:
(4)活泼金属的含氧酸盐溶液的电解,也是水的电解。
例如:
(5)活泼金属的无氧酸盐溶液电解时,阴极有单质析出,一般是H2,同时伴随着阴极区呈碱性;阳极则往往析出非金属单质。
例如电解饱和食盐水:
(6)不活泼的金属无氧酸盐水溶液电解时,其结果是该盐的电解。
例如电解氯化铜溶液:
(7)比氢不活泼的金属或中等活泼性的金属含氧酸盐溶液电解时,则阴极析出金属,阳极得到氧气,阳极区酸性增强。
例如:
以上的规律都是以惰性电极为例的,如改用金属(除Au 、Pt 等外)作电极时,则是阳极金属溶解。
2.电解质溶液电解时(均为惰性电极),pH 变化情况,电解液复原所需加入物质及电解类型 (1)分解水型:
含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH 、H 2SO 4、K 2SO 4等)的电解。
阴极:4H +
+4e -
=2H 2↑ 阳极:4OH -
-4e -
=O 2↑+2H 2O 总反应:2H 2O=====电解
2H 2↑+O 2↑ 阴极产物:H 2;阳极产物:O 2。
电解质溶液复原加入物质:H 2O 。
pH 变化情况:原来酸性的溶液pH 变小,原来碱性的溶液pH 变大,强酸(含氧酸)强碱的正盐溶液pH 不变。
(3)放氢生碱型:
活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)溶液的电解,如NaCl 、MgBr 2等。
阴极:2H +
+2e -
=H 2↑ 阳极:2Cl -
-2e -
=Cl 2↑
总反应:2NaCl +2H 2O=====电解
2NaOH +H 2↑+Cl 2↑ 阴极产物:碱和H 2;
阳极产物:卤素等非金属单质。
电解饱和食盐水的产物分别为NaOH 和H 2以及Cl 2。
电解液复原通入物质为卤化氢。
电解饱和食盐水,要使电解质溶液复原需通入HCl 。
pH 变化情况:电解液pH 显著变大。
(4)放氧生酸型:
不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解,如CuSO 4、AgNO 3等。
阴极:2Cu 2+
+4e -
=Cu
阳极:4OH --4e -
=O 2↑+2H 2O
总反应:2CuSO 4+2H 2O=====电解
2Cu +O 2↑+2H 2SO 4
阴极产物:析出不活泼金属单质;
阳极产物是该盐对应的含氧酸和氧气,本例中分别是Cu 以及H 2SO 4、O 2。
电解液复原加入物质为不活泼金属的氧化物(金属价态与原盐中相同)。
如电解CuSO 4溶液,复原需加入CuO 。
pH 变化情况:溶液pH 显著变小。
例3、【2017海南】一种电化学制备NH 3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H +。
下列叙述错误的是
A. Pb 电极b 为阴极
B. 阴极的反应式为:N 2+6H ++6e −=2NH 3
C. H +由阳极向阴极迁移
D. 陶瓷可以隔离N 2和H 2 【答案】A
【解析】此装置为电解池,总反应是N 2+3H 2=2NH 3,Pd 电极b 上是氢气发生反应,即氢气失去电子化合价升高,Pd 电极b 为阳极,A 错误;根据A 选项分析,Pd 电极a 为阴极,反应式为N 2+6H +
+6e -
=2NH 3,B 正确;根据电解的原理,阴极上发生还原反应,即有阳极移向阴极,C 正确;根据装置图,陶瓷隔离N 2和H 2,D 正确。
(2)Q =n (e -
)·F =0.418 mol×2×96 500 C/mol , Q =I ×t ,t =Q I =0.418 mol×2×96 500 C/mol 1.00 A×3 600 s/h =22.41 h
答案:(1)正 (2)22.41 h
类型二:能量转化效率的相关计算
例4、若用放电电流强度I =2.0 A 的电池工作10 min ,电解精炼铜得到铜0.32 g ,则电流利用效率为________(保留小数点后一位)。
(已知:F =96 500 C/mol ,电流利用效率=负载利用电量
电池输出电量
×100%)
答案:80.4%
【变式探究】储氢可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:
FeSO 4/Al 2O 3
高温
+3H 2(g),一定条件下,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机
物)。
该储氢装置的电流效率η=________(η=生成目标产物消耗的电子数
转移的电子总数×100%,计算结果保留小数点后一
位)。
解析:根据策略二逆向求解,首先求算阴极生成目标产物环己烷转移的电子数,阴极除生成环己烷外,还生成H 2:2H +
+2e -
===H 2↑,设阴极生成的环己烷为n (C 6H 12),生成氢气为n (H 2),生成的环己烷与消耗苯的物质的量相等,剩余苯的物质的量为2.4 mol -n (C 6H 12),根据剩余的苯所占的物质的量分数列出等式:[n (H 2)+n (C 6H 12)+2.4 mol -n (C 6H 12)]×25%=2.4 mol -n (C 6H 12)。
阳极反应式为4OH -
-4e -
===2H 2O +O 2↑,生成2.8 mol 氧气,失去11.2 mol 电子。
电解过程中通过阴、阳极转移的电子数目相等,列出等式2n (H 2)+ 6n (C 6H 12)=11.2 mol ,解得n (H 2)=0.8 mol 、n (C 6H 12)=1.6 mol 。
生成1 mol 环己烷需要3 mol H 2,消耗6 mol 电子,1.6 mol 环己烷转移9.6 mol 电子。
η=生成目标产物消耗的电子数转移的电子总数
×100%=1.6 mol×611.2 mol ×100%≈85.7%。
答案:85.7% 【高考真题解读】
1. (2018年全国卷Ⅰ)硫酸亚铁锂(LiFePO 4)电池是新能源汽车的动力电池之一。
采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:
下列叙述错误的是
A. 合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B. 从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C. “沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D. 上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
【答案】D
2. (2018年全国卷Ⅰ)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。
示意图如图所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:
①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+
②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+
该装置工作时,下列叙述错误的是
A. 阴极的电极反应:CO2+2H++2e-=CO+H2O
B. 协同转化总反应:CO2+H2S=CO+H2O+S
C. 石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D. 若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性
【答案】C
3. (2018年全国卷II)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。
将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:
3CO 2+4Na2Na2CO3+C。
下列说法错误的是
A. 放电时,ClO4-向负极移动
B. 充电时释放CO2,放电时吸收CO2
C. 放电时,正极反应为:3CO2+4e−=2CO32-+C
D. 充电时,正极反应为:Na++e−=Na
【答案】D
4. (2018年全国卷Ⅲ)一种可充电锂-空气电池如图所示。
当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。
下列说法正确的是
A. 放电时,多孔碳材料电极为负极
B. 放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C. 充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
D. 充电时,电池总反应为Li2O2-x=2Li+(1-)O2
【答案】D
【解析】放电时,O2与Li+在多孔碳电极处反应,说明电池内,Li+向多孔碳电极移动,因为阳离子移向正极,所以多孔碳电极为正极,A错误。
因为多孔碳电极为正极,外电路电子应该由锂电极流向多孔碳电极(由负极流向正极),B错误。
充电和放电时电池中离子的移动方向应该相反,放电时,Li+向多孔碳电极移动,充电时向锂电极移动,C错误。
根据图示和上述分析,电池的正极反应应该是O2与Li+得电子转化为Li2O2-X,电池的负极反应应该是单质Li失电子转化为Li+,所以总反应为:2Li + (1-)O2=Li2O2-X,充电的反应与放电的反应相反,所以为Li2O2-X =2Li + (1-)O2,D正确。
5. (2018年北京卷)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
下列说法不正确
...的是
A. 对比②③,可以判定Zn保护了Fe
B. 对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C. 验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D. 将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼
【答案】D
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
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+x S8=8Li2S x(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
4.【2017江苏卷】下列说法正确的是
A.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0,ΔS>0
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,K sp[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,△S<0,A 错误;锌比铁活泼,形成原电池时锌做负极,所以可以减缓钢铁管道的腐蚀,B 正确;常温下,在pH=10的溶液中,c(OH -)=1410-⨯mol/L ,
溶液中含Mg 2+浓度最大值为
=5.6410-⨯mol/L ,C 正确;在锌和稀硫酸的反应中每
生成1mol H 2,电子转移的数目为2mol e -,在常温常压下,11.2LH 2的物质的量不是0.5mol ,所以反应中转移的电子数不是6.022310⨯,D 错误。
5.【2017海南】一种电化学制备NH 3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H +。
下列叙述错误的是
A. Pb 电极b 为阴极
B. 阴极的反应式为:N 2+6H ++6e −=2NH 3
C. H +由阳极向阴极迁移
D. 陶瓷可以隔离N 2和H 2 【答案】A
6.(2017江苏)铝是应用广泛的金属。
以铝土矿(主要成分为Al 2O 3,含SiO 2和Fe 2O 3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:
注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_______________。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH_____(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是_______________。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。
阳极的电极反应式为_______________,阴极产生的物质A的化学式为_______________。
(5)铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。
在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN 的制备,其主要原因是_______________。
【答案】Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 减小石墨电极被阳极上产生的氧气氧化
4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑ H2氯化铵分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜
(1)氧化铝为两性氧化物,可溶于强碱溶液生成偏铝酸钠和水,离子方程式为
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 。
(2为了提高铝土矿的浸取率,氢氧化钠溶液必须过量,所以过滤I所得滤液中含有氢氧化钠,加入碳酸氢钠溶液后,氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成碳酸钠和水,所以溶液的pH减小。
(3)电解I过程中,石墨阳极上氧离子被氧化为氧气,在高温下,氧气与石墨发生反应生成气体,所以,石墨电极易消耗的原因是被阳极上产生的氧气氧化。
(4)由图中信息可知,生成氧气的为阳极室,溶液中水电离的OH-放电生成氧气,破坏了水的电离平
衡,碳酸根结合H+转化为HCO3-,所以电极反应式为4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑,阴极室氢氧化钠溶液浓度变大,说明水电离的H+放电生成氢气而破坏水的电离平衡生成大,所以阴极产生的物质A为H2。
(5)铝在常温下就容易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜。
氯化铵受热分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜,所以加入少量的氯化铵有利于AlN的制备。
1.(2015·天津理综,4,6分)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允
许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是()
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO2-4)减小
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
答案 C
2.(2015·北京理综,12,6分)在通风厨中进行下列实验:
下列说法不正确的是()
A.Ⅰ中气体由无色变为红棕色的化学方程式:2NO+O2===2NO2
B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜,阻止Fe进一步反应
C.对比Ⅰ、Ⅱ中的现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D.针对Ⅲ中的现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
答案 C
3.(2015·课标全国卷Ⅰ,11,6分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法错误的是()
A.正极反应中有CO2生成
B.微生物促进了反应中电子的转移
C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O
解析由题意可知,微生物电池的原理是在微生物作用下O2与C6H12O6发生氧化还原反应,将化学能转化为电能,B正确;氧气在正极反应,由于质子交换膜只允许H+通过,则正极反应为:O2+4e-+4H+===2H2O,没有CO2生成,A项错误;负极发生反应:C6H12O6-24e-+6H2O===6CO2+24H+,H+在负极区生成,移向正极区,在正极被消耗,C项正确;总反应为:C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O,D项正确。
答案 A
4.(2015·江苏化学,10,2分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是()
A .反应CH 4+H 2O=====催化剂
△3H 2+CO ,每消耗1 mol CH 4转移12 mol 电子 B .电极A 上H 2参与的电极反应为:H 2+2OH -
-2e -
===2H 2O C .电池工作时,CO 2-
3向电极B 移动
D .电极B 上发生的电极反应为:O 2+2CO 2+4e -
===2CO 2-
3
答案 D
5.(2015·福建理综,11,6分)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示,该装置能将H 2O 和CO 2转化为O 2和燃料(C 3H 8O)。
下列说法正确的是( )
A .该装置将化学能转化为光能和电能
B .该装置工作时,H +
从b 极区向a 极区迁移 C .每生成1 mol O 2,有44 g CO 2被还原
D .a 电极的反应为:3CO 2+18H +
-18e -
===C 3H 8O +5H 2O
解析 A 项,该装置是电解池,在电解和光的作用下H 2O 在光催化剂的表面转化为O 2和H +
,故该装置是将电能和光能转化为化学能,错误;B 项,根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则,该装置工作时,H +
从阳极b 极区向阴极a 极区迁移,正确;C 项,该电解池的总反应式为:6CO 2+8H 2O=====电解2C 3H 8O +9O 2。
根据总反应方程式可知,每生成1 mol O 2,有23 mol CO 2被还原,其质量为88
3
g ,错误;D 项,a 电
极为阴极,发生还原反应,电极反应式为:3CO 2+18H +
+18e -
===C 3H 8O +5H 2O ,错误。
答案 B
6.(2015·四川理综,4,6分)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 -
+H 2O C .阴极的电极反应式:2H 2O +2e -
===H 2↑+2OH -
D .除去CN -
的反应:2CN -
+5ClO -
+2H +
===N 2↑+2CO 2↑+5Cl -
+H 2O
答案 D
7.(2015·浙江理综,11,6分)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H 2O 、CO 2混合气体制备H 2和CO 是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。
下列说法不正确的是( )
A .X 是电源的负极
B .阴极的电极反应式是:H 2O +2e -
===H 2+O 2-
、CO 2+2e -
===CO +O 2-
C .总反应可表示为:H 2O +CO 2=====通电
H 2+CO +O 2 D .阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
解析 由水和二氧化碳生成氢气和一氧化碳发生还原反应,此极上得到电子,应为阴极,故X 极为电源的负极,A 、B 项正确;C 项,根据电极上的反应物和生成物,可知总反应方程式正确;D 项,因阳极电
极反应式为2O2--4e-===O2↑,结合电子得失相等,可知阴、阳两极生成气体的物质的量之比为2∶1,错误。
答案 D。