电解池 综合训练-2025年高考化学三轮复习
2025-06-10
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内容正文:
高中化学《电解池》综合训练.docx
一、工业流程题
1.电解精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离回收金和银的流程,如下图所示。
回答下列问题:
(1)基态Cu原子价电子排布式为 。
(2)“浸取1”步骤中,将阳极泥中的铜浸出,并处理“浸出液1”回收CuSO4·5H2O。
①“浸取1”步骤中若单纯加入硫酸和O2,铜的浸出速率低,加入少量Fe2(SO4)3溶液,可提高铜的浸出速率,用离子方程式解释: 。
②“浸出液1”提纯、分离过程中,需加氧化剂,调pH约为3。若氧化剂选用H2O2,则其利用率明显比选用O2的利用率低,原因是 。
(3)“浸取2”步骤中,单质金转化为 进入“浸出液2”中,单质银转化为AgCl进入浸渣2中。
①如果将盐酸换成硫酸,金的浸取率大大降低,原因是: 。
②写出“还原”步骤中的离子反应方程式: 。
(4)“浸取3”步骤中,AgCl转化为 ,“电沉积”步骤中生成Ag的电极为 (填“阴极”或“阳极”);该极区溶液中可循环利用的物质为 (填化学式)。
(5)Na2S2O3可被I2氧化为Na2S4O6,从物质结构与性质关系的角度分析, 的结构为 (填“a”或“b”)。
二、单选题
2. 熔盐电解法可以直接电解 固体制备海绵钛。电解分为四个阶段,第一阶段: ,且每一步均生成 ;第二阶段: 与 生成 ;第三阶段: 生成 和 ;第四阶段: 生成海绵钛。装置工作原理如图所示:
下列说法错误的是
A.a为电源正极
B.装置工作一段时间,应及时补充石墨电极材料
C.第三阶段发生反应:
D.装置中转移 电子时,有 的阴离子移向阳极
3.我国科学家研发了一种室温下稳定高效的K-CO2二次电池。该电池以酯类溶剂作为电解液,KSn合金和引入羧基的碳纳米管分别作为电极材料。放电时,温室气体CO2被转化为碳酸钾与碳。下列说法错误的是
A.负极材料使用KSn合金比K更加安全,能够减少副反应,提高电池的循环寿命
B.放电时,吸收1molCO2,转移的电子数为
C.充电时,阴极的反应为
D.引入羧基的碳纳米管在过程中起到导电与催化作用
4.我国科学家使用更为稳定且不生长枝晶的KSn合金作负极,结合羧酸根官能化的碳纳米管(MWCNTsCOOH)作正极,实现了高循环稳定性、低过电位的钾-二氧化碳二次电池,装置如图所示,电池的总反应为4KSn+3CO2 2K2CO3+C+4Sn。下列说法错误的是
A.放电时吸收CO2,充电时释放CO2
B.充电时,K+向负极移动
C.放电时,正极反应为4K++3CO2+4e-=2K2CO3+C
D.充电时,阳极反应为K++Sn+e-=KSn
5.下列关于金属的腐蚀与防护的说法中正确的是
A.舱底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀
B.在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀。
C.铁表面镀银,铁作阳极
D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
6.下列反应的离子方程式书写正确的是
A.用硫化亚铁除去废水中汞离子:
B.用铁氰化钾溶液检验 :
C.用铁作电极电解饱和 溶液:
D.稀硝酸除去试管上的银镜:
7.设NA为阿伏加德罗常数值。下列说法不正确的是
A. 的 中,含有0.6 NA个中子
B.含NA个 的 溶解于 水中, 的物质的量浓度为
C.常温下, 的 溶液中水电离的
D.电解足量的 溶液,当标况下阳极产生 气体时,转移电子数目为2NA
8.在微生物作用下将2,4-二氯苯酚电解脱氯降解为苯酚的装置如图所示。下列说法错误的是
A.电极a的电势比电极b的高
B.N极的电极反应式:
C. 由左向右移动通过质子交换膜
D.当生成 苯酚时,理论上 电极区生成 的质量为8.8g
9.图象能正确反映对应变化关系的是
A
B
C
D
电解水
往AgNO3、Cu(NO3)2混合溶液加入Zn粉至过量
加热一定质量的KMnO4固体
向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量Mg和Zn
A.A B.B C.C D.D
10.为适应可再生能源的波动性和间歇性,我国科学家设计了一种电化学装置,其原理如下图所示。当闭合 和 、打开 时,装置处于蓄电状态;当打开 和 ,闭合 时,装置处于放电状态。放电状态时,双极膜中间层中的 解离为 和 并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法错误的是
A.蓄电时,碳锰电极为阳极
B.蓄电时,右池中右侧电极发生的反应为
C.放电时,每消耗1mol MnO2,理论上有4mol H+由双极膜向碳锰电极迁移
D.理论上,该电化学装置运行过程中不需要补充 和KOH溶液
11.科学家设计如图所示装置获取氢能源和电能。其中,a极为 电极,电解质溶液为1 溶液(已知:Q=nF,F为法拉第常数,F=96500C/mol),下列说法错误的是
A.M是直流电源、N是用电器
B.当K和 相接时,溶液中的 向b极迁移
C.当K和 相接时,b极的电极反应式为
D.理论上,每生成1 通过 的电荷量
12.已知四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵[(CH3)3NCl]为原料,采用电渗析法合成[(CH3)4NOH,M=91g/mol],工作原理如图。下列说法错误的是
A.光伏并网发电装置中N型半导体为负极,P型半导体为正极
B.a电极反应式为
C.若合成 的同时得到较大浓度的 溶液,则c为阳离子交换膜,d、e均为阴离子交换膜
D.制备182g四甲基氢氧化铵,两极共产生 气体(标准状况下)
13.四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料,采用电渗析法合成(CH3)4NOH,其工作原理如下图所示(a、b为石墨电极,c、d、e为离子交换膜)。下列说法不正确的是
A.M为负极
B.标准状况下,制备0.75 mol(CH3)4NOH,a、b两极共产生16.8 L气体
C.c、e均为阳离子交换膜
D.b极电极反应式:4OH--4e-=O2↑+2H2O
14.NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.0.1 mol氨基(-NH2)中含有NA个质子
B.14 g乙烯和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为2NA
C.1.0 mol/LAlCl3溶液中,Cl-数目为3NA
D.电解熔融NaCl,阳极产生气体质量为7.1 g时,外电路中通过电子的数目为0.1NA
15.为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 氨基( )中含有 个质子
B. 溶液中,Cl-的数目为
C. 乙烯和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为
D.电解熔融 ,阳极产生气体质量为 时,外电路中通过电子的数目为
16.NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.0.1mol氨基(-NH2)中含有NA个质子
B.14g乙烯和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为2NA
C.在标准状况下,22.4LNO与11.2LO2反应,生成物的分子数NA
D.电解熔融NaCl,阳极产生气体质量为7.1g,外电路中通过电子的数目为0.1NA
17.CO气敏电极是一种电化学气体传感器,在数字化实验中常用于检测混合气体或者溶解在溶液中的CO含量。如图是一氧化碳气体传感器的工作原理示意图。图中电流方向已示。电极A、B外覆盖一层聚四氟乙烯纳米纤维膜,可以让气体透过。下列有关CO气敏电极的说法中不正确的是
A.该传感器运用了原电池原理,负极反应为CO+H2O-2e-=CO2+2H+
B.该传感器工作时,接触到的CO浓度增大,输出的电流强度也相应增大
C.当外电路中流过0.06mol电子时,正极消耗标况下448mL氧气
D.给传感器充电时,传感器内部H+将由A极向B极迁移
18.一种碳纳米管能够吸附氢气,可作二次电池(如图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 mol·L-1的KOH溶液,下列说法中正确的是
A.放电时K+移向负极
B.放电时电池负极的电极反应为H2-2e-=2H+
C.放电时电池正极的电极反应为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
D.该电池充电时将碳电极与外接电源的正极相连,发生氧化反应
三、实验探究题
19.
乙醛酸(OHC-COOH)是一种重要的有机化学中间体,具有极其活跃的化学性质和广泛的用途,常温下易溶于水,微溶于酒精,其有多种制备方法,如硝酸氧化法、过氧化氢氧化法和电解法等。
I.硝酸氧化法
第一步:向三颈烧瓶中依次加入质量分数为40%的乙二醛78.5mL,质量分数为30%的盐酸17.2mL,蒸馏水30mL;
第二步:搅拌并通入氧气5分钟,升温至50℃,加入亚硝酸钠固体2.5g,搅拌下升温至60℃,缓慢分批滴加质量分数为40%的硝酸溶液47mL(23分钟加完),恒温下反应2小时,然后升温至75℃,搅拌30分钟反应结束;
第三步:降温结晶、过滤、洗涤,得到产品。
(1) 装置 a 、 b 的名称分别为 。
(2) 在催化剂亚硝酸钠的作用下,可用浓硝酸氧化乙二醛 (OHC-CHO) 制取乙醛酸,该反应的化学方程式为 。
(3) 第二步通入氧气的目的是 ( 用化学方程式并结合简单文字说明 ) ;硝酸需要缓慢分批加入的原因是 。
(4) 第三步中洗涤产品所用的最佳试剂为 。
II.过氧化氢氧化法
(5) 乙二醛硝酸氧化法具有原料易得及反应条件温和等优点,但也存在明显不足。因此用过氧化氢代替硝酸制取乙醛酸的理由是 。
II.电解法
(6) 乙醛酸溶液可以由草酸 (HOOC-COOH) 水溶液经电解获得,请写出电解过程中阴极的电极反应式 。
四、多选题(本大题共1小题,共4分)
20.如图所示为用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图,其原理是TiO2中的氧解离进入熔融盐中而得到纯钛。下列说法正确的是
A.反应后,石墨电极的质量不发生变化
B.a极是电源负极,石墨极是阳极
C.电解过程中,O2-、Cl-均向a极移动
D.阴极的电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-
一、工业流程题
1.【答案】
(1)
(2) 或 H2O2不稳定,Fe3+、Cu2+催化H2O2分解
(3)Cl-较 更易与Au3+形成配离子,增强了金的还原性
(4)阴极 Na2S2O3
(5)a
1.【解析】
(1)已知Cu的原子序数为29,基态Cu原子价电子排布式为:3d104s1;
(2)①Fe3+迅速将铜氧化为Cu2+,自身被还原为Fe2+:离子方程式为: ;在酸性环境中,Fe2+被氧气重新氧化为Fe3+,完成催化循环,离子方程式为: ,故答案为: , 或 ;
②过氧化氢不稳定,三价铁和铜离子可以催化其分解,故答案为:H2O2不稳定,Fe3+、Cu2+催化H2O2分解;
(3)①Cl⁻作为配体形成稳定的 ,促进金的溶解,而硫酸根无法形成类似的稳定配合物,同时 更容易被氧化,故答案为:Cl-较 更易与Au3+形成配离子,增强了金的还原性;
②结合分析可知,“还原”步骤中N2H4可以还原HAuCl4生成金和氮气,离子方程式为: ;
(4)结合分析可知,“电沉积”步骤中生成Ag的电极为阴极;同样由分析可知,阴极区的溶液中含有Na2S2O3,可以循环使用,故答案为:阴极;Na2S2O3;
(5)Na2S2O3可被I2氧化为Na2S4O6,从物质结构的角度分析 的结构为(a)而不是(b)的原因是:(a)结构中电子云分布较均衡,结构较为稳定,(b)结构中正负电荷中心不重合,极性较大,较不稳定,且a中含有过硫键,b中含有过氧键,两者均有氧化性,但过氧键的氧化性强于I2,则b不能被I2氧化,由此可知该离子的结构应该是a。
二、单选题
【答案】
2.D
【解析】
2.A.根据分析,a是电源正极,A正确;
B.根据分析,石墨被损耗生成CO2和CO,需及时补充石墨电极材料,B正确;
C.由题干可知,第三阶段, 生成 和 ,电极反应式为 ,C正确;
D.装置中转移 电子时,若移向阳极的阴离子为 ,则有2mol 移向阳极,若移向阳极的离子为Cl-,则有4mol Cl-移向阳极,故移向阳极的离子物质的量介于2mol和4mol之间,D错误;
故选D。
【答案】
3.B
【解析】
3.A.由金属钾的活泼性可推测单独使用金属钾存在安全隐患,影响电池循环寿命,A正确;
B.放电的总反应式为 ,吸收3 mol CO2,转移的电子数为 ,B错误;
C.阴极反应式: ,C正确;
D.碳纳米管具有导电性,再结合题目信息及图示可以分析推测羧基的引入有助于放电产物的均匀生长,利于该电池的可逆循环,起到催化的作用,D正确;
答案选B。
【答案】
4.D
【解析】
4.A.由电池总反应知,电池放电时吸收二氧化碳,充电时释放二氧化碳,故A正确;
B.充电时,为电解池,钾离子(阳离子)向阴极(负极)移动,故B正确;
C.放电时,电池总反应中二氧化碳是氧化剂,正极反应为“氧化剂得到电子生成还原产物”:4K++3CO2+4e-=2K2CO3+C,故C正确;
D.充电时,阳极反应是放电时正极反应的逆过程:2K2CO3+C-4e-=4K++3CO2↑,故D错误;
故选D。
【答案】
5.A
【解析】
5.A.锌比铁活泼,与电解质形成原电池时,作负极,保护船体不被腐蚀, A正确;
B.金属在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀,并且一般是吸氧腐蚀,B错误;
C.铁作阳极,铁要溶解,铁应该作阴极,银做阳极,C错误;
D.地下输油钢管与外加直流电源的正极相连,在该电解池中,阳极金属铁易被腐蚀,应该与外加电源的负极相连,D错误.
故答案选A。
【答案】
6.B
【解析】
6.A.用FeS处理含Hg2+废水,离子方程式为:Hg2++FeS=HgS+Fe2+,故A错误;
B.将K3[Fe(CN)6]溶液滴入含亚铁离子的溶液中产生蓝色沉淀,反应的离子方程式为: ,故B正确;
C.铁为电极,阳极铁放电,不会生成氯气,正确的电极反应为:Fe+2H2O Fe(OH)2↓+H2↑,故C错误;
D.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗,Ag和稀硝酸反应生成硝酸银和一氧化氮,离子方程式为: ,故D错误;
故选B。
【答案】
7.B
【解析】
7.A. 原子中含有的中子数为6,则 原子中含有的中子数目为0.6NA,故A正确;
B.含NA个钠离子的氧化钠溶于1L水所得氢氧化钠溶液体积不是1L,则溶液中钠离子的浓度不是1mol/L,故B错误;
C.醋酸在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离,水电离出的氢离子浓度等于水电离出的氢氧根离子浓度,则常温下,1LpH为5的醋酸溶液中水电离的氢离子浓度为 =1×10−9mol/L,故C正确;
D.电解硫酸铜溶液时,水在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气,则标准状况下,阳极产生11.2L氧气时,转移电子数目为 ×4×NAmol—1=2NA,故D错误;
故选B。
【答案】
8.D
【解析】
8.A.由装置图可知, 极为阳极, 极为阴极,所以电极 的电势比电极 的高,A项正确;
B. 极的电极反应式为+4e-+2H+=+2Cl-,B正确;
C.在电解池中,阳离子向阴极移动,所以H+由左向右移动,C项正确;
D.M极的电极反应式为 ,根据 极的电极反应式可知,当生成 (0.1mol)苯酚时,生成 的质量为 ,D项错误;
故选D。
【答案】
9.B
【解析】
9.A.电解水的方程式为2H2O 2H2↑+O2↑,生成H2和O2的质量比为2×2:32=1:8,而不是2:1,A错误;
B.Ag+的氧化性强于Cu2+,因此向AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入Zn粉至过量时,Zn先置换出Ag,再置换出Cu。因此开始时,Cu(NO3)2的质量不变,随后减少,直到完全置换,Cu(NO3)2的质量降为0,B正确;
C.加热KMnO4时,KMnO4受热分解,化学方程式为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,随着KMnO4受热分解,残留固体从KMnO4变为K2MnO4和MnO2,Mn的质量分数从 升高到 ,而不是不变,C错误;
D.向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量Mg和Zn,由于H2SO4不足,H2SO4完全反应,H2SO4的量是一样的,因此生成H2的量是相同的,D错误;
答案选B。
【答案】
10.C
【解析】
10.A.由分析可知,蓄电时即为电解池,Mn2+失电子生成MnO2,碳锰电极为阳极,A正确;
B.蓄电时,右侧电解池中ZnO得电子生成Zn,电极反应式为ZnO+2e-+H2O=Zn+2OH-,OH-失电子生成O2,电极反应式为4OH--4e-=O2+2H2O,发生的总反应为 ,B正确;
C.放电时,碳锰电极为正极,电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,每消耗1mol ,需要消耗4mol H+,但碳锰电极只生成2mol正电荷,剩余正电荷需要从双极膜间解离出是氢离子转移至左侧,因此理论上有2mol 由双极膜向碳锰电极迁移,C错误;
D.该电化学装置运行过程中 得电子生成H2,但实际过程为消耗了溶剂水,氢离子浓度增大,OH-失电子生成O2,但实际也消耗了溶剂水,氢氧根离子浓度同样增大,则不需要不断补充 和KOH溶液,D正确;
故选:D。
【答案】
11.C
【解析】
11.A.由分析可知,M是直流电源、N是用电器,故A正确;
B.由分析可知,当K和K1相接时,该装置为电解池,a极为阴极,b极为阳极,氢氧根离子向阴极b极迁移,故B正确;
C.由分析可知,当K和K2相接时,该装置为原电池,b极为正极,碱性条件下,碱式氧化镍得到电子发生还原反应生成氢氧化镍,电极反应式为 ,故C错误;
D.由分析可知,当K和K1相接时,该装置为电解池,a极为阴极,水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,则理论上,每生1mol氢气,转移2mol电子,电荷量Q=nF=2mol×96500C/mol=1.93×105C,故D正确;
故选C。
【答案】
12.C
【解析】
12.A.由上述分析可知,图中N型半导体为负极,P型半导体为正极,故A正确;
B.a电极为阴极,阴极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑,故B正确;
C.由上述分析可知,图中c、e膜均为阳离子交换膜,d膜为阴离子交换膜,故C错误;
D.182g(CH3)4NOH的物质的量为 =2mol,阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑,则2mol(CH3)4NOH参与反应时生成0.5molO2、1molH2,标准状况下总体积为(1mol+0.5mol)×22.4L/mol=33.6L,故D正确。
答案选C。
【答案】
13.B
【解析】
13.A.根据上述分析可知:M为负极,N为正极,A正确;
B.阳极反应式为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极反应式为:2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑,每生成1 mol (CH3)4NOH,转移1 mol电子,阴极产生0.5 mol H2,阳极产生0.25 mol O2,则反应产生气体的物质的量是0.75 mol,若制取得到0.75 mol(CH3)4NOH,则a、b两极共产生气体的物质的量为 ,该气体在标准状况下的体积V=0.5625 mol×22.4 L/mol=12.6 L,B错误;
C.根据NaCl的浓度变化可知:Na+通过e膜、Cl-通过d膜得到NaCl浓溶液,四甲基铵根离子通过c膜进入a室生成(CH3)4NOH,所以c、e均为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,C正确;
D.b电极为阳极,在阳极上水电离产生的OH-失去电子发生氧化反应产生O2,则b电极的电极反应式为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,D正确;
故合理选项是B。
【答案】
14.B
【解析】
14.A.1个氨基(-NH2)中含有9个质子,则0.1 mol氨基(-NH2)中含有9NA个质子,A错误;
B.乙烯和丙烯属于烯烃,分子式最简式是CH2,式量是14,则14 g乙烯和丙烯的混合气体中含有1 mol CH2,其中所含有碳氢键数为2NA,B正确;
C.只有溶液浓度,缺少溶液体积,不能计算微粒的数目,C错误;
D.电解熔融NaCl,阳极产生气体质量为7.1 g时,反应产生Cl2的物质的量n(Cl2)= ,则外电路中通过电子的物质的量是0.2 mol,故转移的电子数目为0.2NA,D错误;
故合理选项是B。
【答案】
15.C
【解析】
15.A.1个氨基(-NH2)中含有9个质子,则0.1 mol氨基(-NH2)中含有0.9NA个质子,A错误;
B.未说明溶液的体积,无法计算 溶液中Cl-的数目,故B错误;
C.乙烯和丙烯属于烯烃,分子式最简式是CH2,式量是14,则14 g乙烯和丙烯的混合气体中含有1 mol CH2,其中所含有碳氢键数为2NA,故C正确;
D.电解熔融NaCl,阳极产生气体质量为7.1 g时,反应产生Cl2的物质的量n(Cl2)= =0.1mol,则外电路中通过电子的物质的量是0.2 mol,故转移的电子数目为0.2NA,故D错误;
故选C。
【答案】
16.B
【解析】
16.A.1个氨基含有9个质子,则0.1mol氨基(-NH2)中含有0.9NA个质子,A错误;
B.乙烯和丙烯的最简式均为CH2,故14g混合物中含有的CH2的物质的量为 ,故含碳氢键数为2NA,B正确;
C.在标准状况下,22.4LNO为1mol,11.2LO2为0.5mol,NO和O2反应方程式为 ,根据方程式知,1molNO 与0.5molO2恰好完全反应生成1molNO2,但 NO2和 N2O4之间存在转化,方程式 ,所以产物分子数小于NA,C错误;
D.电解熔融NaCl,阳极产生气体为Cl2,质量为7.1g时,氯气的物质的量为 ,生成1mol氯气转移2mol电子,外电路中通过电子的数目为0.2NA,D错误;
答案选B。
【答案】
17.C
【解析】
17.A. 该装置是原电池,通入CO的电极为负极,通入O2的电极为正极,负极反应式为CO-2e-+H2O═CO2+2H+,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,故A正确;
B. 该传感器工作时,接触到的CO浓度增大,原电池放电时产生的电流越大,即接触到的CO浓度增大,输出的电流强度也相应增大,故B正确;
C. 正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,当外电路中流过0.06mol电子时,正极消耗标况下 =336mL氧气,故C错误;
D. 传感器充电时,原电池的正极变为阳极、负极变为阴极,阳离子移向阴极,即传感器内部H+将由A极向B极迁移,故D正确;
故选C。
【答案】
18.C
【解析】
18.A.放电时,阳离子移向正极,A错误;
B.放电时,负极的电极反应式应为:H2-2e-+2OH-=2H2O,B错误;
C.放电时,正极上得到电子,发生还原反应,正极的电极反应式为:正极的电极反应为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,C正确;
D.充电时,电池的负极应与外接电源的负极相连,即该电池的碳电极应与外接电源的负极相连,发生还原反应,D错误;
故合理选项是C。
三、实验探究题
19.【答案】
(1) 恒压滴液漏斗 球形冷凝管 (2) OHC-CHO+2HNO3(浓) OHC-COOH+2NO2↑+H2O
(3) ①. 4NO2+O2+2H2O=4HNO3,若不通入氧气,NO2溶于水可生成NO,NO具有还原性,可能会对反应产生影响 ②. 控制反应速率,防止反应过快造成危险 (4) 酒精 (5) H2O2氧化不会产生污染,绿色环保 (6) HOOC-COOH+2e-+2H+=OHC-COOH+H2O
19.【解析】
(1)小问详解:
根据仪器名称,a为恒压滴液漏斗,b为球形冷凝管。
(2)小问详解:
浓硝酸氧化乙二醛,硝酸的还原产物为NO2,乙二醛被氧化为乙醛酸,根据电子守恒、质量守恒写出反应的方程式为:OHC-CHO+2HNO3(浓) OHC-COOH+2NO2↑+H2O。
(3)小问详解:
通入氧气可以将硝酸的还原产物NO2转化为HNO3,若不通入氧气,NO2溶于水可生成NO,NO具有还原性可能会对反应产生影响。硝酸需分批缓慢加入,起到控制反应速率的作用,防止反应过快造成危险。
(4)小问详解:
乙醛酸微溶于酒精,所以用酒精洗涤产品。
(5)小问详解:
过氧化氢的还原产物是水,不会产生污染,绿色环保。
(6)小问详解:
草酸中碳元素的化合价为+3价,乙醛酸中碳的平均化合价为+2价,在阴极,1mol草酸得到2mol电子生成1mol乙醛酸,电极反应式为:HOOC-COOH+2e-+2H+=OHC-COOH+H2O。
四、多选题
【答案】
20.BD
【解析】
20.A.石墨电极会和阳极上产生的氧气之间发生反应,导致气体一氧化碳、二氧化碳的出现,所以电极本身会消耗,质量减轻,故A错误;
B.由阴离子向阳极定向移动可知石墨为阳极,则a为负极,b为正极,TiO2为阴极,故B正确;
C.电解池中,电解质里的阴离子O2-、Cl-均移向阳极(石墨极),故C错误;
D.电解池的阴极发生得电子的还原反应,是二氧化钛电极本身得电子的过程,即TiO2+4e-=Ti+2O2-,故D正确。
答案选BD。
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