第四章　化学反应与电能 章复习　整合与提升 学案

这是一份第四章　化学反应与电能 章复习　整合与提升 学案，共3页。

章复习　整合与提升1. (2021·江苏第二次适应性考试)下列有关NaBH4－H2O2燃料电池的说法正确的是(　B　)A. 电池工作时，电能主要转化为化学能B. a电极上的反应为BHeq \o\al(－,4)＋8OH－－8e－===BOeq \o\al(－,2)＋6H2OC. 放电过程中b电极处的溶液pH减小D. 放电过程中1 mol H2O2参与反应，失去2×6.02×1023个电子[解析]　电池工作时，化学能转化为电能，A错误；BHeq \o\al(－,4)和BOeq \o\al(－,2)中B均为＋3价，BHeq \o\al(－,4)中H为－1价，生成的H2O中H为＋1价，则1 mol BHeq \o\al(－,4)转化为H2O，转移8 mol e－，用OH－平衡电荷，则可写出a电极反应式为BHeq \o\al(－,4)＋8OH－－8e－===BOeq \o\al(－,2)＋6H2O，B正确；b电极处，H2O2得电子生成OH－，电极反应式为H2O2＋2e－===2OH－，溶液pH增大，C错误，放电过程中1 mol H2O2参与反应，得到2 mol e－，D错误。2. (2023·全国甲卷)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是(　C　)A. 析氢反应发生在IrOx－Ti电极上B. Cl－从Cu电极迁移到IrOx－Ti电极C. 阴极发生的反应有2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2OD. 每转移1 mol电子，阳极生成11.2 L气体(标准状况)[解析]　析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，A错误；离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl－不能通过，B错误；由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，C正确；水在阳极失去电子，发生氧化反应，生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，每转移1mol电子，生成0.25 molO2，在标准状况下体积为5.6L，D错误。3. (2022·江苏高考)通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃时将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是(　B　)A. 电解后KOH溶液的物质的量浓度减小B. 电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2OC. 电解的总反应式：2H2Oeq \o(=====,\s\up12(通电))2H2↑＋O2↑D. 电解过程中转移4 mol电子，理论上可获得22.4 LO2[解析]　阴极上水得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应式为2Ni(OH)2eq \o(=====,\s\up12(通电))2NiOOH＋H2↑，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，A、C错误；电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，B正确；电解过程中转移4 mol电子，生成4 mol NiOOH，根据4NiOOH＋2H2Oeq \o(=====,\s\up12(△))4Ni(OH)2＋O2↑，生成1 mol 氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4 L，D错误。4. (2023·江苏高考)催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如下图所示。FE%＝eq \f(QX生成还原产物X所需要的电量,Q总电解过程中通过的总电量)×100%其中，QX＝nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。(1) 当电解电压为U1 V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，阴极主要还原产物为　H2　(填化学式)。(2) 当电解电压为U2 V时，阴极由HCOeq \o\al(－,3)生成CH4的电极反应式为　HCOeq \o\al(－,3)＋8e－＋6H2O===CH4↑＋9OH－　。(3) 当电解电压为U3 V时，电解生成的C2H4和HCOO－的物质的量之比为　每生成1 mol C2H4转移12 mol e－，每生成1 mol HCOO－转移2 mol e－，故电解生成的C2H4和HCOO－的物质的量之比为eq \f(24%,12)∶eq \f(8%,2)＝1∶2　(写出计算过程)。[解析]　(1) 当电解电压为U1V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，说明阴极不生成含碳物质，阴极上H2O得电子生成H2。(2) 当电解电压为U2V时，阴极由HCOeq \o\al(－,3)生成CH4，碳由＋4价降低为－4价，电极反应式为HCOeq \o\al(－,3)＋8e－＋6H2O===CH4↑＋9OH－。(3) 当电解电压为U3V时，电解过程中还原产物C2H4的FE%为24%，还原产物HCOO－的FE%为8%，每生成1 mol C2H4转移12 mol e－，每生成1 mol HCOO－转移2 mol e－，故电解生成的C2H4和HCOO－的物质的量之比为eq \f(24%,12)∶eq \f(8%,2)＝1∶2。