2020-2021学年高三化学一轮复习易错题10 电极反应式书写
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2020-2021学年高三化学一轮复习易错题10 电极反应式书写

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资料简介
易错 10 电极反应式书写 【易错分析】 1. 从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。而两个电极相加即得总的反应方程式。 所以对于一个陌生的原电池,只要知道总的反应方程式和其中的一个电极反应式,就可写出另一个电极反 应式。在同一个原电池中,负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数,所以在书写电极反应式时, 要注意电荷守恒。这样可避免在有关计算时产生错误或误差,也可避免由电极反应式写总反应方程式或由 总方程式改写电极反应式时所带来的失误。如果是在碱性溶液中,则不可能有 H+出现,同样在酸性溶液中, 也不能出现 OH-。由于 CH4、CH3OH 等燃料电池在碱性溶液中,碳元素是以 CO32-离子形式存在的,故不 是放出 CO2。 2.分析电解池问题的一般程序为:找电源(或现象)→判两极→写电极反应式→得总反应式。①连电源正极的 为阳极,阳极上发生氧化反应;连电源负极的为阴极,阴极上发生还原反应,两电极反应式之和即为电池 总反应式。②电极材料:惰性电极指 Pt、Au、石墨;活性电极指除 Pt、Au、石墨外的金属材料。 【错题纠正】 例题 1、(1)与 MnO2-Zn 电池类似,K2FeO4-Zn 也可以组成碱性电池,K2FeO4 在电池中作为正极材料,其电 极反应式为 ,该电池总反应的离子方程式为______________。 (2)尿素[CO(NH2)2]在高温条件下与 NO 反应转化成三种无毒气体,该反应的化学方程式为 。可将该反 应设计成碱性燃料电池除去烟气中的氮氧化物,该燃料电池负极的电极反应式是 ,正极的 电极反应式是 。 【解析】(1)K2FeO4-Zn 组成碱性电池,K2FeO4 在电池中作为正极材料,FeO2―4 中+6 价铁元素被还原为 Fe(OH)3 中+3 价铁元素,其电极反应式为 FeO2―4 +3e-+4H2O Fe(OH)3↓+5OH-。 (2)由反应物的组成元素,可判断生成的三种无毒气体是 N2、CO2、H2O,化学方程式为 2CO(NH2)2+6NO 5N2+2CO2+4H2O。该反应设计成碱性燃料电池时,负极CO(NH2)2失电子,负极反应为 CO(NH2)2-6e-+8OH-=C O2―3 +N2↑+6H2O,正极 NO 得电子,正极反应为 2NO+4e-+2H2O=N2+4OH-。 【答案】(1)FeO2―4 +3e-+4H2O Fe(OH)3↓+5OH-(2)2CO(NH2)2+6NO 5N2+2CO2+4H2O; CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO2―3 +N2↑+6H2O,2NO+4e-+2H2O=N2+4OH- 例题 2、(1)氨气是合成众多含氮物质的原料,利用 H2-N2-生物燃料电池,科学家以固氮酶为正极催化剂、 氢化酶为负极催化剂,X 交换膜为隔膜,在室温条件下合成 NH3 的同时还获得电能。其工作原理图如下, 则 X 膜为 交换膜,正极的电极反应式为 。 (2)O2 辅助的 Al—CO2 电池工作原理如图所示。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: ,反应过程中 O2 的作用 是 ,该电池的总反应式: 。 【解析】(1)由图知,正极上 N2 转化为 NH3 时需要结合氢离子,故负极上生成的 H+应移向正极,X 膜为质 子交换膜或阳离子交换膜,N2 在正极上得到电子后转化为 NH3。(2)该电池中 Al 作负极,电解质为含 AlCl3 的离子液体,故负极反应式为 Al-3e-=Al3+,正极为多孔碳电极,根据正极反应式,得正极总反应为 6CO2+6e-=3C2O2―4 ,O2 不参与正极的总反应,故 O2 为催化剂,将负极反应式 2Al-6e-=Al3+和正极反应式 6CO2+6e-=3C2O2―4 相加,可得该电池的总反应式为 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。 【 答 案 】( 1 ) 质 子 ( 或 阳 离 子 ) ; N2+6e-+6H+=2NH3 ( 2 ) Al-3e-=Al3+ ; 6CO2+6e-=3C2O2―4 ; 催 化 剂 ; 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3 【知识清单】 1.电极反应式和总反应式的书写规则 (1)电极反应式的书写规则:原电池放电时的正、负极(或电解池电解时的阴、阳极)的电极反应式中各微 粒的化学式均严格按照离子方程式的书写规则进行书写(即除了易溶且易电离的物质才可拆成离子形式,其 它物质一律只写成化学式)。电极反应式不仅写出被氧化和被还原的物质及其产物外,还须包括该极区周围 电解质溶液中参加了离子反应的微粒在内 (注意:由于盐类的水解程度一般很小,因此可不考虑某些离子的 水解反应) 。原电池放电时的正、负极(或电解池电解时的阴、阳极)的电极反应式都应满足氧化还原反应的 电子得失守衡。 (2)总反应式的书写规则:将原电池放电时的正、负两极(或电解时的阴、阳两极)的电极反应式相加所得 的和即为总反应式(这里系指狭义的总反应式)。电解质溶液中来自两极的电极反应所分别产生的离子,在溶 液中相向迁移,相遇并相互发生的离子反应,可单独书写离子方程式,当然也可写入总反应式而得到广义 的总反应式(由于这些离子反应的化学计量数关系和电极反应式是一致的)。以上所得的总反应式一般为离子 方程式,也可改写成对应的化学方程式。 2.原电池中电极反应式的书写 (1)先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。 (2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存,则该电解质溶液中的阴离 子应写入负极反应式,如 Al-Cu-NaHCO3 溶液构成的原电池中,因 Al 失去电子生成的 Al3+能与 HCO3-反应:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,故铝件(负极)上发生的反应为:Al-3e-+3HCO3- =Al(OH)3↓+3CO2↑,而不是仅仅写为:Al-3e-=Al3+。 (3)在正负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系。若正极上的反应物质是 O2, 且电解质溶液为中性或碱性,电极反应式中不能出现 H+,且水必须写入正极反应式中,与 O2 结合生成 OH-,若电解质溶液为酸性,电极反应式中不能出现 OH-,且 H+必须写入正极反应式中,与 O2 结合生成水, 若为熔融化合物,则不可能出现 OH-或 H+。 (4)正负极反应式相加(电子守恒)得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式,可先写出较 易书写的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的电极反应式,即得到较难写出 的电极反应式。 3.电解池中电极反应式的书写 (1)首先看阳极材料,如果阳极是活泼电极(金属活动顺序表 Ag 以前),则应是阳极失电子,阳极不断溶 解,溶液中的阴离子不能失电子。 (2)如果阳极是惰性电极(Pt、Au、石墨),则应是电解质溶液中的离子放电,应根据离子的放电顺序进 行书写电极反应式。阳极(惰性电极)发生氧化反应,阴离子失去电子被氧化的顺序为:S2->SO32->I->Br - >Cl->OH->水电离的 OH->含氧酸根离子>F-。阴极发生还原反应,阳离子得到电子被还原的顺序为:Ag+ >Hg2+>Fe3+>Cu2+>(酸电离出的 H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水电离出的 H+)>Al3+>Mg2+>Na+> Ca2+>K+。(注:在水溶液中 Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原,这些活泼金属的冶 炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得)。 4.可充电电池电极反应式的书写 (1)可充电电池是联系原电池与电解池的桥梁,它也是电化学知识的重要知识点。放电为原电池反应,充 电为电解池反应。原电池的负极反应与电解池的阴极反应,原电池的正极反应与电解池的阳极反应互为逆反 应。 (2)对于可充电电池,放电时为原电池,符合原电池工作原理,负极发生氧化反应,正极发生还原反应; 外电路中电子由负极流向正极,内电路中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 (3)可充电电池充电时为电解池,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;充电时电池的“+”极与外接直 流电源的正极相连,电池的“-”极与外接直流电源的负极相连。 【变式练习】 1.(1)利用 LiOH 和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH 可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴 渣获得。利用如图装置电解制备 LiOH,两电极区电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液。B 极区电解液为________ 溶液(填化学式),阳极电极反应式为_________________, 电解过程中 Li+向________电极迁移(填“A”或“B”)。(2)用 NaOH 溶液吸收烟气中的 SO2,将所得的 Na2SO3 溶液进行电解,可循环再生 NaOH,同时得到 H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨)。图中 a 极要连接电源的________(填“正”或“负”)极,C 口流出 的物质是________,SO 2-3 放电的电极反应式为______________,电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡 移动原理解释原因:_______________。 2. (1)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的 Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O +2OH- ===== 通电 FeO2-4 +3H2↑,工作原理如图 1 所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色 FeO2-4 ,镍电极 有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4 只在强碱性条件下稳 定,易被 H2 还原。 ①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。 ②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为______________________。 ③c( Na2FeO4)随初始 c(NaOH)的变化如图 2,任选 M、N 两点中的一点,分析 c( Na2FeO4)低于最高值的原因: _______。 (2)研究证实,CO2 也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在________极,该电极 反应式是______________________。 【易错通关】 1.叶蜡石是一种重要的化工原料,化学式为 X2[Y4Z10](ZW)2,短周期元素 W、Z、X、Y 的原子序数依次增 大,Y 的最外层电子数为次外层的一半,X 为地壳中含量最多的金属元素,X 的离子与 ZW-含有相同的电子数。下列说法不正确的是 A.原子半径:X>Y>Z>W B.最简单氢化物的沸点:Y>Z C.Y 的氧化物可作光导纤维的材料 D.常温常压下,Z 和 W 形成的常见化合物均为液体(1)铁炭混合物 在水溶液中可形成许多微电池。将含有 Cr2O72-的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上 Cr2 O72-转化 为 Cr3+,其电极反应式为 。 (2) 下图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图 (a、b 均为多孔性 Pt 电极)。b 电极是 (填“正” 或“负”)极, a 电极上的电极反应式为 。 (3) 开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。直接甲醇燃料电池(简称 DMFC)由于结构简单、能量转化 率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC 工作原理如下图所示,通入 a 气体的电极是原电池的 极(填“正”或“负”),其电极反应式为 。 (4) 以 Al 和 NiO(OH)为电极,NaOH 溶液为电解液组成一种新型电池,放电时 NiO(OH)转化为 Ni(OH)2,该 电池反应的化学方程式是 。 (5) 与 MnO2-Zn 电池类似,K2FeO4-Zn 也可以组成碱性电池,K2FeO4 在电池中作为正极材料,其电极反应 式为 ,该电池总反应的离子方程式为 。 (6) Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下,H2O2在石墨电 极上发生的电极反应式为 。 (7) 铝电池性能优越,Al-AgO 电池可用作水下动力电源,其原理如下图所示。该电池反应的化学方程式 为 。 (8)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如下图所示,在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化 物Y,则该电极的电极反应式为 。 (9)近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原 理的示意图如下, Pt(a)电极是电池的 极,电极反应式为 ,Pt(b)电极发生 (填“氧化”或“还原”)反 应,电极反应式为 ,电池的总反应式为 。 (10) 下图是利用微生物燃料电池处理工业含酚废水的原理示意图, 电极 a 附近发生的反应 是 。 2.(1)电解饱和草酸溶液可以制得高档香料乙醛酸(H2C2O3),装置如下图所示,写出复合膜电极的电极反 应式: 。 (2)解 NO 制备 NH4NO3,其工作原理如下图所示。为使电解产物全部转化为 NH4NO3,需补充物质有 A,A 是 ,说明理由: 。 (3)电解制备 Al(OH)3 时,电极分别为 Al 片和石墨,电解总反应式为 。 一种可超快充电的 新型铝电池,充放电时 AlCl4—和 Al2Cl72—两种离子在 Al 电极上相互转化,其他离子不参与电极反应,放电 时负极 Al 的电极反应式为 。 (4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装置示意图如图,电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴阳两极均为惰性电极,A 极为________ ,电极反应式为________ ,B 极为________ ,电极反应式为_______________。 (5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的 Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+ 2OH- FeO42—+3H2↑,工作原理如图 1 所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色 FeO42—,镍电极有 气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4 只在强碱性条件下稳定, 易被 H2 还原。电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”),电解过程中,须 将阴极产生的气体及时排出,其原因是__________________________。 (6)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性, H3PO2 也可用电渗析法制备。“四室电渗析 法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):写出阳极的电极反应式: _________________________________________ , 分 析 产 品 室 可 得 到 H3PO2 的 原 因 : ______________________________________。 (7)利用下图所示装置电解制备 NCl3(氯的化合价为+1 价),其原理是 NH4Cl+2HCl NCl3+3H2↑,b 接电源的 (填“正”或“负”)极,阳极反应式是 。 (8)用 NaOH 溶液吸收烟气中的 SO2,将所得的 Na2SO3 溶液进行电解,可循环再生 NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨)。图中 a 极要连接电源的 (填“正”或“负”)极,C 口流出 的物质是 ,SO32—放电的电极反应式为 ,电解过程中阴极区碱性明显增强,用平 衡移动原理解释原因 。 (9)电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解 NO3—的原理如图,电源正极为 (填 “A”或“B”),阴极反应式为 。 (10)电解法也可以利用 KHCO3 使 K2CO3 溶液再生。其原理如下图所示,KHCO3 应进入 (填“阴极” 或“阳极”)室。结合方程式简述再生 K2CO3 的原理是 。 参考答案 【变式练习】 1. (1)LiOH 2Cl--2e-===Cl2↑ B(2)负 硫酸 SO2-3 -2e-+H2O===SO2-4 +2H+ H2O H++OH -,在阴极 H+放电生成 H2,c(H+)减小,水的电离平衡正向移动,碱性增强 【解析】(1)B 极区生成 H2 ,同时会生成 LiOH ,则 B 极区电解液为 LiOH 溶液;电极 A 为阳极,在阳 极区 LiCl 溶液中 Cl- 放电,电极反应式为 2Cl--2e-===Cl2↑;在电解过程中 Li+(阳离子)向 B 电极(阴极 区)迁移。(2)根据 Na+、SO 2-3 的移向判断阴、阳极。Na+移向阴极区,a 极应接电源负极,b 极应接电源 正极,其电极反应式分别为,阳极:SO2-3 -2e-+H2O===SO2-4 +2H+,阴极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-所 以从 C 口流出的是 H2SO4,在阴极区,由于 H+放电,破坏水的电离平衡,c(H+)减小,c(OH-)增大,生成NaOH,碱性增强,从 B 口流出的是浓度较大的 NaOH 溶液。 2. (1)①阳极室 ②防止 Na2FeO4 与 H2 反应使产率降低③M 点:c(OH-)低,Na2FeO4 稳定性差,且反应慢[或 N 点:c(OH-)过高,铁电极上有 Fe(OH)3(或 Fe2O3)生成,使 Na2FeO4 产率降低](2)阴 CO 2+6H++6e- ===CH3OH+H2O 【解析】(1)①根据题意,镍电极有气泡产生是 H+失电子生成 H2,发生还原反应,则铁电极上 OH-发生氧 化反应,溶液中的 OH-减少,因此电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在阳极室。②H2 具有还原性,根据 题意:Na2FeO4 只在强碱性条件下稳定,易被 H2 还原。因此,电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出, 防止 Na2FeO4 与 H2 反应使产率降低。③根据题意 Na2FeO4 只在强碱性条件下稳定,在 M 点:c(OH-)低, Na2FeO4 稳定性差,且反应慢;在 N 点:c(OH-)过高,铁电极上有 Fe(OH)3 生成,使 Na2FeO4 产率降低。(2) 根据题意,二氧化碳在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,CO2 中 C 呈+4 价,CH3OH 中 C 呈-2 价,结合 反应前后碳元素化合价变化,可知碳元素的化合价降低,得到电子,故该电极为阴极,电极反应式为 CO2+ 6H++6e-===CH3OH+H2O。 【易错通关】 1.B【解析】叶蜡石化学式为 X2[Y4Z10](ZW)2,短周期元素 W、Z、X、Y 的原子序数依次增大,X 为地壳 中含 1.(1) Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O (2) 正 CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+ (3) 负 CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ (4) Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2 (5) FeO42—+3e-+4H2O=Fe(OH)3↓+5OH- 2FeO42—+3Zn+8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH- (6) H2O2+2e-=2OH- (7) 2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O (8) NO2+ NO32--e-=N2O5 (9) 负 CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+还原 O2+4H++4e-=2H2O 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O (10)C6H6O-28e-+11H2O 6CO2↑+28H+ 【解析】(1)在正极上 Cr 2 O72- 得电子生成 Cr3+的同时与 H+反应生成 H2O,电极反应式为 Cr2 O72- +6e-+14H+=2Cr3++7H2O。 (2)二甲醚是燃料,所以 a 极是负极,b 极是正极。a 电极上发生氧化反应,由图可知是酸性电池,由二甲醚 燃烧化学方程式可知反应转移 12 个电子,产物为二氧化碳,由电荷守恒得出电极反应式。(3)根据甲醇燃料电池的工作原理图可知,电子由通入 a 气体的电极流出,所以通入 a 气体的电极是负极, 甲醇在负极失电子生成 CO2,则电极反应式为 CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+。 (4)利用题中信息可知放电时 NiO(OH)作正极,发生还原反应,则 Al 作负极,因电解质溶液为 NaOH,则放 电时 Al 极发生氧化反应生成 NaAlO2,由此容易写出电池总反应式。 (5)正极发生还原反应,K 2FeO4 被还原为 Fe3+ ,由于是碱性环境,故生成 Fe(OH)3 ,电极反应式为 FeO42—+3e-+4H2O=Fe(OH)3↓+5OH-;负极发生氧化反应,由于是碱性环境,Zn 被氧化生成 Zn(OH)2,电极反 应式为 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。两电极反应式相加得 2FeO42—+3Zn+8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-。 (6)石墨电极为正极,H2O2发生还原反应生成OH-,电极反应式为H2O2+2e-=2OH-。 (7)铝作负极,失电子被氧化,在碱性溶液中生成NaAlO2,AgO作正极,得电子被还原为Ag,电解质溶液为 NaOH溶液,所以其电池反应式为 2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O。 (8)因为石墨电极Ⅱ上通入的O2得电子,故在石墨电极Ⅰ上NO2失电子,与迁移过来的N结合生成+5价N O32- 的氧化物N2O5,电极反应式为NO2+ NO32--e-=N2O5。 (9)从示意图中可以看出电极Pt(a)上CH3OH转化为CO2,发生氧化反应,为负极,酸性介质中电极反应式为 CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+;Pt(b)电极上O2得电子发生还原反应,为正极,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。 (10)燃料电池是原电池,可将化学能转化为电能,A正确;燃料电池中通入氧气的一极发生还原反应,是 正极,加燃料的一极发生氧化反应,是负极,电极b发生的反应为4H++O2+4e-=2H2O,氢离子被消耗,pH增 大,C错误;电极a是苯酚被氧化生成CO2和H+,电极反应式为C6H6O-28e-+11H2O 6CO2↑+28H+。 2.(1)H2C2O4+2e-+2H+=H2C2O3+H2O (2)NH3 根据反应 8NO+7H2O 3NH4NO3+2HNO3,电解产生的 HNO3 多 (3)2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2↑ Al-3e-+7AlCl4—=4Al2 Cl7— (4)阳极 CO(NH2)2+8OH--6e-=N2↑+CO32—+6H2O 阴极 6H2O+6e-=3H2↑+6OH- (5)阳极室 防止 Na2FeO4 与 H2 反应使产率降低 (6)2H2O-4e-===O2↑+4H+,阳极室的 H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的 H2PO2—穿过阴膜扩散至产 品室,二者反应生成 H3PO2 (7)负 3Cl--6e-+NH4+=NCl3+4H+ (8)负 硫酸 SO32—-2e-+H2O=SO42—+2H+ H2O H++OH-,在阴极 H+放电生成 H2,c(H+)减小,水的电离平衡正向移动,碱性增强 (9)A 2NO3—+12H++10e-===N2↑+6H2O (10)阴极 水电离出 H+在阴极得电子生成 H2,使水的平衡正移,产生的 OH-和 HCO3—反应生成 CO32—, 使得 K2CO3 再生 【解析】(1)因为电解饱和草酸溶液可以制得高档香料乙醛酸(H2C2O3),所以复合膜电极的电极反应是还 原反应。(2)根据工作原理装置图,可以确定阳极为 NO 失去电子转变为 NO3—,阴极为 NO 得到电子转变 为 NH4+,书写电极反应式为;阳极 NO-3e-+2H2O= NO3—+4H+,阴极 NO+5e-+6H+=NH4++H2O,然后根据得 失电子守恒,硝酸根离子物质的量比铵根离子物质的量多,所以需要向溶液中加入的物质为 NH3。(3)Al 在阳极放电,溶液中的 H+在阴极放电,破坏了水的电离平衡,溶液中的 OH-浓度增大,与产生的 Al3+结合 生成 Al(OH)3,总反应式为 2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2↑。根据题意,充电和放电时 AlCl4—和 Al2Cl7—两 种离子在 Al 电极上相互转化,放电时负极 Al 失去电子变为 Al3+,与溶液中的 AlCl4—结合产生 Al2Cl7—,电 极反应式为 Al-3e-+7Al AlCl4—=4Al2Cl7—。(4)H2 产生是因为 H2O 电离的 H+在阴极上得电子,即 6H2O+6e -===3H2↑+6OH-,所以 B 极为阴极,A 极为阳极,电极反应式为 CO(NH2)2-6e-+8OH-===N2↑+CO32— +6H2O,阳极反应式容易错写成 4OH--4e-===2H2O+O2↑。(5)根据电解总反应:Fe+2H2O+2OH- FeO42—+3H2↑,结合阳极发生氧化反应知,阳极反应式为 Fe-6e-+8OH-=== FeO42—+4H2O,结合阴极发 生还原反应知,阴极反应式为 2H2O+2e-===2OH-+H2↑,则阳极室消耗 OH-且无补充,故 c(OH-)降低。 结合题给信息“Na2FeO4 易被氢气还原”知,阴极产生的氢气不能接触到 Na2FeO4,故需及时排出。(6)阳极 为水电离出的 OH-放电,电极反应式为 2H2O-4e-===O2↑+4H+,阳极室中的 H+穿过阳膜进入产品室, 原料室中的 H2PO2—穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成 H3PO2。(7)b 电极,H+得电子生成 H2,发生 还原反应 ,所以 b 电极为阴极,连接电源的负极。阳极反应物为 NH4Cl,生成物为 NCl3,题目中给出氯的 化合价为+1 价,所以氯失电子,化合价升高,氮、氢不变价,然后根据电荷守恒配平方程式,则阳极反应 式是 3Cl--6e-+NH4+===NCl3+4H+。(8)根据 Na+、SO32—的移向判断阴、阳极。Na+移向阴极区,a 应 接电源负极,b 应接电源正极,其电极反应式分别为:阳极 SO32—-2e-+H2O===SO42—+2H+,阴极 2H++ 2e-===H2↑,所以从 C 口流出的是 H2SO4,在阴极区,由于 H+放电,破坏水的电离平衡,c(H+)减小,c(OH -)增大,生成 NaOH,碱性增强,从 B 口流出的是浓度较大的 NaOH 溶液。(9)由题给原理图可知,Ag-Pt 电极上 NO3—发生还原反应生成氮气,因此 Ag-Pt 电极为阴极,电极反应式为 2NO3—+12H++10e-===N2↑ +6H2O,则 B 为负极,A 为电源正极。(10)电解法也可以使 K2CO3 溶液再生。根据图所示,可知水电离 产生的 H+在阴极获得电子变为氢气逸出,水产生的 OH-在阳极失去电子变为 O2,产生的 OH-和 HCO3—反应生成 CO32—,使得 K2CO3 再生。

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