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第4章 本章总结课件PPT
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第四章 化学反应与电能本章总结构建 · 知识网络总结 · 专题提升1．燃料电池的组成(1)电极：惰性电极。(2)燃料：包括H2、烃(如CH4)、醇(如C2H5OH)、肼(N2H4)等。(3)电解质：酸性电解质溶液，如H2SO4溶液；碱性电解质溶液，如NaOH溶液；熔融氧化物，如Y2O3；熔融碳酸盐，如K2CO3等。燃料电池电极反应式的书写2．书写燃料电池电极反应式的基本步骤(1)第一步：写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加和后的反应。如氢氧燃料电池的总反应为2H2＋O2═══2H2O；甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应：CH4＋2O2═══CO2＋2H2O ①CO2＋2NaOH═══Na2CO3＋H2O ②①＋②式得燃料电池总反应为CH4＋2O2＋2NaOH═══Na2CO3＋3H2O。(3)第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式。电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式＝电池正极反应式＋电池负极反应式(消去电子)。故根据第一、二步写出的反应：电池的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。 (1)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空气燃料电池放电时，正极反应式：______________ __________；负极反应式：______________。(2)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2－(O2＋4e－═══2O2－)。c电极的名称为________，d电极上的电极反应式为______________。【答案】 (1)O2＋4e－＋2H2O═══4OH－ N2H4＋4OH－－4e－═══N2↑＋4H2O(2)正极 CH4＋4O2－－8e－═══CO2＋2H2O【解析】(1)对于肼－空气燃料电池，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O═══4OH－，用总反应减去正极的反应式即为负极的电极反应式。(2)原电池中电流的方向是从正极流向负极，故c电极为正极；d电极为负极，通入的气体为甲烷，d电极反应式为CH4＋4O2－－8e－═══CO2＋2H2O。1．阳离子交换膜的作用电解饱和食盐水是氯碱工业的基础，能制得氯气、氢气、氢氧化钠等重要的化工原料。电解过程中，在电场的作用下，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。由于在阳极氯离子失去电子生成氯气，若不采取措施，氢氧根离子会向阳极移动，从而与氯气发生反应，既减少了氯气的产量，又会使得到的氢氧化钠不纯。因此，必须阻止氢氧根离子向阳极移动。氯碱工业生产法——离子交换膜法目前，常用的隔膜有石棉隔膜和阳离子交换膜。石棉隔膜能阻止气体通过，但允许水分子及离子通过。由于氢氧根离子能透过该隔膜，因此氯气会与氢氧根发生反应，导致制得的氢氧化钠不纯。阳离子交换膜只允许阳离子通过，而不允许阴离子及气体通过，也就是说，只允许钠离子、氢离子通过，氯离子、氢氧根离子和氢气、氯气均不能通过。这样既可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气相混合，在一定条件下引起爆炸，又能避免氯气与氢氧化钠作用生成次氯酸钠而影响烧碱的质量。 氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：依据上图，完成下列填空。(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为____________________，电源负极相连的电极附近，溶液的pH________(填“不变”“升高”或“下降”)。(4)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过________(填操作名称，下同)、冷却、________、________除去NaCl。 (5)用隔膜法电解食盐水，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2和NaOH反应。采用无隔膜法电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为____________________________。 1．比较与联系“三池”的比较和联系2.区分原电池、电解池、电镀池方法首先看有无外接电源：①若无则可能是原电池，然后按照原电池形成条件分析判定(看电极材料、电解质溶液，是否形成闭合回路等)。②若有外接电源，两极插入电解质溶液中，当电解质溶液中含阳极金属离子时则为电镀池，否则为电解池。3．原电池与电解池中电极的判断易混淆现总结口诀如下：原电池，正负极；电解池，阴阳极；失去电子负(原电池)阳(电解池)极；发生氧化定无疑。我们还可以根据上述原理总结出一些规律，如：质量增加的电极一般为原电池的正极、电解池的阴极；质量减轻的电极一般为原电池的负极、电解池的阳极。【答案】C1.直接判断非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中为原电池，则其他装置为电解池。如下图，A为原电池，B为电解池。化学组合装置的分析——判断“多池组合”中装置的种类2．根据电池中的电极材料判断原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极、一个碳棒；而电解池则一般是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。3．根据电池中的电解质溶液判断原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如下图，B为原电池，A为电解池。4．根据电极反应现象判断在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极类型，并由此判断电池类型，如下图，若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。 (2020·重庆巴蜀中学月考) 储氢材料是当前新能源领域研究的一类热门材料。在一定条件下，以Cu－Zn原电池作电源，利用下图所示装置可实现有机物的储氢， 下列有关说法正确的是 ( ) A．在Cu－Zn原电池装置工作时，盐桥内的Cl－向铜电极一端移动B．电极C为阳极，在电极D 上发生还原反应C．气体X的主要成分是H2D．H＋透过高分子膜从右室进入左室，在电极C上发生还原反应【答案】D【解析】 在Cu－Zn原电池装置工作时，锌为负极，铜为正极，阴离子向负极移动，因此盐桥内的Cl－向锌电极一端移动，A错误； 锌为负极，铜为正极，因此电极C为阴极，电极D为阳极，阳极上发生氧化反应，B错误；电极D为阳极，阳极上发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子放电生成氧气，C错误。典练 · 素养提升素养解读 化学能与电能的直接转化需要通过氧化还原反应在一定的装置中才能实现。原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置。原电池、电解池都以发生在电子导体(如金属)与离子导体(如电解质溶液)接触界面上的氧化还原反应为基础，这也是研究化学能与电能相互转化规律的电化学的核心问题。通过原电池、电解池、化学腐蚀等电化学知识的学习，可在学习过程中逐步培养学生的变化观念与平衡思想、宏观辨识与微观辨识等方面的学科核心素养。电化学及其产品与能源、材料、环境和健康等领域紧密联系，被广泛地应用于生产、生活的许多方面。如人们在生活中常用的化学电源、化工生产中的氯碱工业、电镀、电解精炼、电化学防腐等方面的应用，都能培养学生的变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任等学科核心素养。1．(科学探究与创新意识)某同学为了使反应2HCl＋2Ag═══2AgCl＋H2↑能进行，设计了下列四个方案，你认为可行的方案是 ( )【答案】C2．(变化观念与平衡思想)如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入浓硫酸铜溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化) ( ) A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高C．当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；为导体时，A端高，B端低D．当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高【答案】D【解析】若杠杆为导体则构成原电池，铁作负极失电子而溶解：Fe－2e－═══Fe2＋，溶液中Cu2＋在正极(铜极)得电子生成铜，铜球质量增大而下降，A端低，B端高；若杠杆为绝缘体，则铁球和CuSO4溶液发生置换反应生成Cu覆于铁球表面，质量增加，A端高，B端低。3．(科学态度与社会责任)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H2SO4－H2C2O4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：Al3＋＋3e－═══AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】C【答案】D5．(证据推理与模型认知、科学探究与创新意识)如图为电解饱和食盐水的简单装置(铁丝缠绕在鸡蛋壳表面)，下列有关说法正确的是( )A．电解一段时间后，向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞，呈红色B．蛋壳表面缠绕的铁丝上发生氧化反应C．铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D．蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触【答案】D【解析】石墨棒在蛋壳内，溶液中的Cl－在该极失电子被氧化生成Cl2，溶液不会呈红色，A错误；蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极，H＋在该极发生还原反应得到氢气，B错误；铁丝表面生成的气体是氢气，不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，C错误。6．(证据推理与模型认知)空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是 ( )A．当有0.1 mol电子转移时，a极产生标准状况下1.12 L O2B．b极上发生的电极反应是4H2O＋4e－═══2H2↑＋4OH－C．c极上发生还原反应，B中的H＋可以通过隔膜进入AD．d极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－═══2H2O【答案】C【解析】由图可知，a为阴极、b为阳极，气体X为H2、气体Y为O2，c为正极、d为负极。正极、阴极发生还原反应，负极、阳极发生氧化反应，在原电池中阳离子移向正极，C正确。7．(证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想)如图中的A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：(1)电源A的a为______极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为__________________________。(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为______________，电极f上发生的反应为__________________，槽中盛放的电镀液可以是__________________或__________________(只要求填两种电解质溶液)。8．(证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想)如图，p、q为直流电源的两极，A由＋2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D两极试管中产生气泡。试回答：(1)p为________极，A极发生了________反应。 (2)C为______极，试管里收集到的气体是______________；D为________极，试管里收集到的气体是______________。 (3)C极的电极反应式是________________________。 (4)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH______________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (5)当电路中通过0.004 mol电子时，B电极上沉积金属X的质量为0.128 g，则此金属的摩尔质量为____________。 【答案】(1)正 氧化 (2)阳 氧气 阴 氢气(3)2H2O－4e－═══4H＋＋O2↑(4)不变 (5)64 g·mol－1对话 · 命题专家 (2020·全国卷Ⅰ)科学家近年发明了一种新型Zn－CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。解题策略：(1)解题步骤：二次电池解题模型(2)方法技巧：运用氧化还原反应的双线桥表示法分析电极反应式。答案：D (2020·全国卷Ⅱ)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag＋注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是( )A．Ag为阳极B．Ag＋由银电极向变色层迁移C．W元素的化合价升高D．总反应为：WO3＋xAg═══AgxWO3解题策略：(1)解题步骤：电解池的试题，重点要弄清楚电解的原理，阴、阳极的判断和阴、阳极上电极反应式的书写，阳极反应式＋阴极反应式＝总反应式，相加的过程中需使得失电子数相等。(2)方法技巧：文字描述与装置图有机结合、联系氧化还原反应基本规律。解析：从题干可知，当通电时，Ag＋注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，说明通电时，Ag电极有Ag＋生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明Ag电极为阳极，透明导电层为阴极，故Ag电极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。通电时，Ag电极有Ag＋生成，故Ag电极为阳极，A正确；通电时电致变色层变蓝色，说明有Ag＋从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，B正确；电解过程中，W由WO3的＋6价降低到AgxWO3中的＋(6－x)价，C错误；该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应：xAg－xe－═══xAg＋，而另一极阴极上发生的电极反应：WO3＋xAg＋＋xe－═══AgxWO3，故发生的总反应式为：xAg＋WO3═══AgxWO3，D正确。答案：C
第四章 化学反应与电能本章总结构建 · 知识网络总结 · 专题提升1．燃料电池的组成(1)电极：惰性电极。(2)燃料：包括H2、烃(如CH4)、醇(如C2H5OH)、肼(N2H4)等。(3)电解质：酸性电解质溶液，如H2SO4溶液；碱性电解质溶液，如NaOH溶液；熔融氧化物，如Y2O3；熔融碳酸盐，如K2CO3等。燃料电池电极反应式的书写2．书写燃料电池电极反应式的基本步骤(1)第一步：写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加和后的反应。如氢氧燃料电池的总反应为2H2＋O2═══2H2O；甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应：CH4＋2O2═══CO2＋2H2O ①CO2＋2NaOH═══Na2CO3＋H2O ②①＋②式得燃料电池总反应为CH4＋2O2＋2NaOH═══Na2CO3＋3H2O。(3)第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式。电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式＝电池正极反应式＋电池负极反应式(消去电子)。故根据第一、二步写出的反应：电池的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。 (1)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空气燃料电池放电时，正极反应式：______________ __________；负极反应式：______________。(2)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2－(O2＋4e－═══2O2－)。c电极的名称为________，d电极上的电极反应式为______________。【答案】 (1)O2＋4e－＋2H2O═══4OH－ N2H4＋4OH－－4e－═══N2↑＋4H2O(2)正极 CH4＋4O2－－8e－═══CO2＋2H2O【解析】(1)对于肼－空气燃料电池，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O═══4OH－，用总反应减去正极的反应式即为负极的电极反应式。(2)原电池中电流的方向是从正极流向负极，故c电极为正极；d电极为负极，通入的气体为甲烷，d电极反应式为CH4＋4O2－－8e－═══CO2＋2H2O。1．阳离子交换膜的作用电解饱和食盐水是氯碱工业的基础，能制得氯气、氢气、氢氧化钠等重要的化工原料。电解过程中，在电场的作用下，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。由于在阳极氯离子失去电子生成氯气，若不采取措施，氢氧根离子会向阳极移动，从而与氯气发生反应，既减少了氯气的产量，又会使得到的氢氧化钠不纯。因此，必须阻止氢氧根离子向阳极移动。氯碱工业生产法——离子交换膜法目前，常用的隔膜有石棉隔膜和阳离子交换膜。石棉隔膜能阻止气体通过，但允许水分子及离子通过。由于氢氧根离子能透过该隔膜，因此氯气会与氢氧根发生反应，导致制得的氢氧化钠不纯。阳离子交换膜只允许阳离子通过，而不允许阴离子及气体通过，也就是说，只允许钠离子、氢离子通过，氯离子、氢氧根离子和氢气、氯气均不能通过。这样既可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气相混合，在一定条件下引起爆炸，又能避免氯气与氢氧化钠作用生成次氯酸钠而影响烧碱的质量。 氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：依据上图，完成下列填空。(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为____________________，电源负极相连的电极附近，溶液的pH________(填“不变”“升高”或“下降”)。(4)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过________(填操作名称，下同)、冷却、________、________除去NaCl。 (5)用隔膜法电解食盐水，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2和NaOH反应。采用无隔膜法电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为____________________________。 1．比较与联系“三池”的比较和联系2.区分原电池、电解池、电镀池方法首先看有无外接电源：①若无则可能是原电池，然后按照原电池形成条件分析判定(看电极材料、电解质溶液，是否形成闭合回路等)。②若有外接电源，两极插入电解质溶液中，当电解质溶液中含阳极金属离子时则为电镀池，否则为电解池。3．原电池与电解池中电极的判断易混淆现总结口诀如下：原电池，正负极；电解池，阴阳极；失去电子负(原电池)阳(电解池)极；发生氧化定无疑。我们还可以根据上述原理总结出一些规律，如：质量增加的电极一般为原电池的正极、电解池的阴极；质量减轻的电极一般为原电池的负极、电解池的阳极。【答案】C1.直接判断非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中为原电池，则其他装置为电解池。如下图，A为原电池，B为电解池。化学组合装置的分析——判断“多池组合”中装置的种类2．根据电池中的电极材料判断原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极、一个碳棒；而电解池则一般是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。3．根据电池中的电解质溶液判断原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如下图，B为原电池，A为电解池。4．根据电极反应现象判断在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极类型，并由此判断电池类型，如下图，若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。 (2020·重庆巴蜀中学月考) 储氢材料是当前新能源领域研究的一类热门材料。在一定条件下，以Cu－Zn原电池作电源，利用下图所示装置可实现有机物的储氢， 下列有关说法正确的是 ( ) A．在Cu－Zn原电池装置工作时，盐桥内的Cl－向铜电极一端移动B．电极C为阳极，在电极D 上发生还原反应C．气体X的主要成分是H2D．H＋透过高分子膜从右室进入左室，在电极C上发生还原反应【答案】D【解析】 在Cu－Zn原电池装置工作时，锌为负极，铜为正极，阴离子向负极移动，因此盐桥内的Cl－向锌电极一端移动，A错误； 锌为负极，铜为正极，因此电极C为阴极，电极D为阳极，阳极上发生氧化反应，B错误；电极D为阳极，阳极上发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子放电生成氧气，C错误。典练 · 素养提升素养解读 化学能与电能的直接转化需要通过氧化还原反应在一定的装置中才能实现。原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置。原电池、电解池都以发生在电子导体(如金属)与离子导体(如电解质溶液)接触界面上的氧化还原反应为基础，这也是研究化学能与电能相互转化规律的电化学的核心问题。通过原电池、电解池、化学腐蚀等电化学知识的学习，可在学习过程中逐步培养学生的变化观念与平衡思想、宏观辨识与微观辨识等方面的学科核心素养。电化学及其产品与能源、材料、环境和健康等领域紧密联系，被广泛地应用于生产、生活的许多方面。如人们在生活中常用的化学电源、化工生产中的氯碱工业、电镀、电解精炼、电化学防腐等方面的应用，都能培养学生的变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任等学科核心素养。1．(科学探究与创新意识)某同学为了使反应2HCl＋2Ag═══2AgCl＋H2↑能进行，设计了下列四个方案，你认为可行的方案是 ( )【答案】C2．(变化观念与平衡思想)如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入浓硫酸铜溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化) ( ) A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高C．当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；为导体时，A端高，B端低D．当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高【答案】D【解析】若杠杆为导体则构成原电池，铁作负极失电子而溶解：Fe－2e－═══Fe2＋，溶液中Cu2＋在正极(铜极)得电子生成铜，铜球质量增大而下降，A端低，B端高；若杠杆为绝缘体，则铁球和CuSO4溶液发生置换反应生成Cu覆于铁球表面，质量增加，A端高，B端低。3．(科学态度与社会责任)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H2SO4－H2C2O4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：Al3＋＋3e－═══AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】C【答案】D5．(证据推理与模型认知、科学探究与创新意识)如图为电解饱和食盐水的简单装置(铁丝缠绕在鸡蛋壳表面)，下列有关说法正确的是( )A．电解一段时间后，向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞，呈红色B．蛋壳表面缠绕的铁丝上发生氧化反应C．铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D．蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触【答案】D【解析】石墨棒在蛋壳内，溶液中的Cl－在该极失电子被氧化生成Cl2，溶液不会呈红色，A错误；蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极，H＋在该极发生还原反应得到氢气，B错误；铁丝表面生成的气体是氢气，不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，C错误。6．(证据推理与模型认知)空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是 ( )A．当有0.1 mol电子转移时，a极产生标准状况下1.12 L O2B．b极上发生的电极反应是4H2O＋4e－═══2H2↑＋4OH－C．c极上发生还原反应，B中的H＋可以通过隔膜进入AD．d极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－═══2H2O【答案】C【解析】由图可知，a为阴极、b为阳极，气体X为H2、气体Y为O2，c为正极、d为负极。正极、阴极发生还原反应，负极、阳极发生氧化反应，在原电池中阳离子移向正极，C正确。7．(证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想)如图中的A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：(1)电源A的a为______极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为__________________________。(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为______________，电极f上发生的反应为__________________，槽中盛放的电镀液可以是__________________或__________________(只要求填两种电解质溶液)。8．(证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想)如图，p、q为直流电源的两极，A由＋2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D两极试管中产生气泡。试回答：(1)p为________极，A极发生了________反应。 (2)C为______极，试管里收集到的气体是______________；D为________极，试管里收集到的气体是______________。 (3)C极的电极反应式是________________________。 (4)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH______________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (5)当电路中通过0.004 mol电子时，B电极上沉积金属X的质量为0.128 g，则此金属的摩尔质量为____________。 【答案】(1)正 氧化 (2)阳 氧气 阴 氢气(3)2H2O－4e－═══4H＋＋O2↑(4)不变 (5)64 g·mol－1对话 · 命题专家 (2020·全国卷Ⅰ)科学家近年发明了一种新型Zn－CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。解题策略：(1)解题步骤：二次电池解题模型(2)方法技巧：运用氧化还原反应的双线桥表示法分析电极反应式。答案：D (2020·全国卷Ⅱ)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag＋注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是( )A．Ag为阳极B．Ag＋由银电极向变色层迁移C．W元素的化合价升高D．总反应为：WO3＋xAg═══AgxWO3解题策略：(1)解题步骤：电解池的试题，重点要弄清楚电解的原理，阴、阳极的判断和阴、阳极上电极反应式的书写，阳极反应式＋阴极反应式＝总反应式，相加的过程中需使得失电子数相等。(2)方法技巧：文字描述与装置图有机结合、联系氧化还原反应基本规律。解析：从题干可知，当通电时，Ag＋注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，说明通电时，Ag电极有Ag＋生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明Ag电极为阳极，透明导电层为阴极，故Ag电极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。通电时，Ag电极有Ag＋生成，故Ag电极为阳极，A正确；通电时电致变色层变蓝色，说明有Ag＋从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，B正确；电解过程中，W由WO3的＋6价降低到AgxWO3中的＋(6－x)价，C错误；该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应：xAg－xe－═══xAg＋，而另一极阴极上发生的电极反应：WO3＋xAg＋＋xe－═══AgxWO3，故发生的总反应式为：xAg＋WO3═══AgxWO3，D正确。答案：C
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