• A . 阳极质量增加 B . 向溶液中加入适量嘚Ag₂O固体可使溶液恢复电解前的状况 C . 电解过程中溶液的pH不断升高 D . 电解后两极产生的气体体积比为2:1

• 2. 将用导线连接的两根铂电极放置在KOH溶液中嘫后分别向两极通入CH

  ， 即可产生电流形成燃料电池，其电池反应为：CH

  ①通入CH₄的电极为正极；②正极的电极反应是O₂+2H₂O+4e^﹣=4OH^﹣；③通入氧气的电極为正极；④通入CH₄的电极的反应是CH₄+O₂+4e^﹣=CO₂+2H₂O；⑤负极的电极反应是CH₄+10OH^﹣﹣8e^﹣=CO₃^2﹣+7H₂O；⑥电池工作时溶液中的阳离子向负极移动；⑦电池工作时溶液中的陰离子向负极移动；⑧电池工作时电子从通入甲烷的一极由外电路流向通入氧气的一极．

• OH)是一种绿色能源如图所示，某同学设计一个甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理其中乙装置中X为阳离子交换膜．

  根据要求回答相关问题：

  1. （2） 铁电极为________(填“阳极”或“阴极” )，石墨电极(C)的电极反应式为________．

  2. （3） 若在标准状况下有2.24L氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为________g假设乙装置中溶液足量，若在标准状况下有448mL氧气参加反应则乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将增加________g.

  3. （4） 若将乙装置中两电极位置互换，其他装置不变此时乙装置中发生的总反应式________

• 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比该电池能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反應为：3Zn+2K

  +4KOH，下列叙述不正确的是（　　）

  K₂FeO₄被氧化 D . 放电时正极附近溶液的碱性减弱

• A . 原电池是把电能转化为化学能的装置 B . 形成原电池后原电池Φ的阳离子移向正极 C . 原电池中电子流出的一极是正极 D . 原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应

关于如图所示的①、②两个装置嘚叙述正确的是（　　）

A. 装置名称：①是原电池，②是充电过程是电解池还是原电池

C. 硫酸浓度变化：①减小②增大

D. 离子移动方向：①ΦH⁺向阴极方向移动，②中H⁺向负极方向移动

近几年来全国化学竞赛初赛试題考查电化学知识主要停留在原电池和氧化还原上。

1. 原电池与氧化还原反应

任一自发的氧化还原反应原则上都可设计成原电池。在电池反应中氧化剂作为原电池的正极，发生还原反应；还原剂作为原电池的负极发生氧化反应。原电池由两个半电池组成每个半电池都甴氧化型和还原型两类物质组成，它们构成氧化还原电对组成半电池的导体和电对叫做电极。有四类电极其名称及符号如下：

原电池囷充电过程是电解池还是原电池都是由两个电极（一般为金属）插入电解质溶液中组成的，但充电过程是电解池还是原电池是在外电源的莋用下将电能转换为化学能的装置；而原电池是通过电极上的自发电化学反应将化学能转换为电能的装置原电池或充电过程是电解池还昰原电池中的电极有两种不同的分类方法：在物理上，按照电位的高低分电位高的叫正极，电位低的叫负极；在化学上按照电极反应嘚类型分，发生氧化反应的电极叫阳极发生还原反应的电极叫阴极。这样在充电过程是电解池还是原电池中正极是阳极负极是阴极，洏在原电池中正极是阴极负极是阳极。

（1）原电池——一次电池

所谓一次电池就是指放电后不能充电使其复原的电池。通常由正极、負极、电解质和容器、隔膜组成历史上第一个原电池是由伏打在18世纪末发明的。当时这个电池是由一些金属（铜、银、锌）片和湿的硬紙片组成伏打是这样描述他的电池的；用水（盐水更好）把这些硬圆纸片浸湿，先在桌上放一块银片再放上一块锌片，然后在它的上媔放一个湿润的硬纸片再在上面放一块银片和锌片及硬纸片，如此循环放置直至一定高度，就组成了电堆这是历史上最原始的电池，也称作原电池现在所用的一次电池主要有两种：

（C）生活中常用的1号或5号干电池就多是该种电池。实际制造时锌皮做负极同时兼作嫆器外皮，正极氧化锰为粉末依靠碳棒导电。两层隔膜中的电解液制成糊状以限制其流电又可让离子发生迁移此种电池适用于间歇式放电场合，如手电筒、收音机等其工作电压为1.5~1.6 V。由于外皮由锌组成所以电池用完时，锌皮易被蚀穿而使电解液（NH4 Cl）渗出所以电池用唍后应取出以免腐蚀电器。

这种电池性能优于传统干电池它于1912年开发，直到1949年投产问世该电池电解液为碱性，有良好的导电性能负極为锌池，反应面积增大所以可以连续大容量放电，外壳为铁皮封闭可防电解液渗漏。所以该电池是良好的传统干电池的替代产品泹价格略高于传统干电池。

该电池表达式为：Zn|KOH|Ag2 O这种电池体积小，但有优越的大电池放电性能放电电压平稳，被广泛用于电子表、石英鍾、计算机CMOS电池等

（2）蓄电池——二次电池

二次电池，就是利用化学反应的可逆性在电池中化学能转化为电能后，用外加电能使电池Φ化学体系复原重新利用的电池。该类电池主要有：

该电池表达式为：Pb|H2 SO4 |PbO2 这是最常用的二次电池，硫酸在电池中不仅可传达电流且参加电池反应，随放电进行硫酸逐渐减少，且有水生成所以硫酸浓度不断下降；充电时，硫酸不断生成硫酸浓度不断增加。所以可用電池中硫酸浓度估计蓄电池荷电状态该种电池单体正常工作电压为2.0 V，必要时可串联多个使用以提高供更高电压

该电池表达式为：Cd|KOH（或NaOH）|NiOOH，这种电池使用寿命长可循环充放电数4次，机械性能好耐冲击，耐振动自放电小，额定电压为1.2 V所以广泛用于日常生活中。例如峩们用的随身听等小电器均可用该种充电电池

该种电池反应复杂，有正常工作过充电和过额电时有不同的电化学反应，在此不详述氫镍电池的电解液为ρ≈1.3 g?cm-3 的氢氧化钾水溶液。这种电池的突出优点是循环使用寿命长可达10年；缺点是成本较高，自放电速度较大且甴于内部有4 MPa气压，所以有爆炸的可能性但其前景很乐观。现已逐步在航天领域取代镉镍电池现在的笔记本电池也有部分使用氢镍电池。

随着科技发展在原有原始电池基础上，发展了一些新型高性能电池并已在社会生产生活各方面广泛应用最突出的例子就是锂电池和燃料电池。

由于锂密度很小仅为水的一半，且电极电势很低所以用锂做负极的电池应具有最大的比能量，即单位重量的电极物质能释放最大的电能由于锂与水剧烈反应，所以用非水电解液正极常用MnO2 或CuO等。日本三洋公司最早推出的就是Li/MnO2 电池

锂电池作为一种新型电池，既可做成一次电池也可制成二次电池，其有极优异的性能主要有比能量高，有宽广的温度使用范围放电电压平坦，体积小无电解液渗漏，并且电压随放电时间缓慢下降可预示电池使用寿命。该电池特别适于作为心脏起搏器电源锂电池也可用做高性能的手机电池，笔记本电脑电池等

燃料电池是从原理上产生飞跃的电池，它虽然仍是利用氧化还原反应但其工作物质可以源源不断由外部输入，洇此可长时间不断工作电池工作时将反应物（燃料）中的化学能直接转化为电能，燃料和氧化剂不断分别输至电池两极确保电池连续穩定工作。常用的燃料电池燃料可用H2 、CH4 等

燃料电池特别适宜航天事业，首先燃料电池有很高的质量比能量可减轻重量以降低发射费用；其次燃料电池产物多为水，经处理后可供宇航员食用可减少携带重量。

【例1】 （2004年全国初赛）家蝇的雌性信息素可用芥酸（来自菜籽油）与羧酸X（摩尔比1:1）在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到

1. 写出羧酸X的名称和结构式以及生成上述信息素的电解反应的化学方程式。

2. 该合成反應的理论产率（摩尔分数）多大说明理由。

【解答】 1. 本题主要考查Kolbe反应

Kolbe反应的本质是游离基反应。它是电解羧酸盐的水溶液如电解RCH2 COOK沝溶液会发生如下反应过程：

本题的亮点就是两种羧酸在NaOH溶液中发生Kolbe反应。根据上面的本质将两种酸分别减去羧基，由芥酸 变成 增加了2個碳原子因此羧酸X应为丙酸CH3 CH2 COOH。

①上述两种酸在NaOH溶液中首先变成羧酸钠然后在直流电作用下失去电子变成羧基游离基，然后脱羧变成两種游离基最后两种游离基偶联即得家蝇雌性信息素。

②由于反应是在NaOH溶液中进行电解产生的CO2 与NaOH反应产生Na2 CO3 。

2. 根据上述反应本质我们不難得出：芥酸和丙酸氧化脱羧形成摩尔分数相等的2种烃基，同种烃基偶联的摩尔分数各占25%（或 或0.25）异种烃基偶联形成家蝇性信息素的摩爾分数占50%（或 或0.5）。

可以这样理解：若产生R1 ?和R2 ?两种游离基它们的偶联有如下几种：

【例2】 （2005年全国初赛）气态废弃物中的硫化氢可鼡下法转化为可利用的硫：配制一份电解质溶液，主要成分为：K4 [Fe（CN）6 ]（200 g?L-1 ）和KHCO3 （60 g?L-1 ）；通电电解控制充电过程是电解池还是原电池的电鋶密度和槽电压，通入H2 S气体写出相应的反应式。

【解答】 本题最大的特点就是要通过电极电势的数值了解物质的性质比如：若电极电勢的值越大，则氧化型微粒的氧化性就越强；若电极电势的值越小则还原型微粒的还原性就越强。

由上面的电极电势我们可以得出[Fe（CN）6 ]4- 在阳极会失去电子；而在KHCO3 溶液中的 和 ，可以得出 得电子更易生成H2 因此可以写出如下电极反应：

涉及硫化氢转化为硫的总反应：

需要说奣的是：由于出题者没有具体指明写电极反应还是化学反应方程式，因此也应该可以写出下列化学反应：

可能有同学会问：既然反应的本質就是H2 S的分解为什么不直接将它加热分解掉呢？你是如何思考这个问题的

【例3】 （2005年全国初赛备用试题）锂电池由于其安全可靠的性能，体积小、质量轻、高效能及可逆等卓越品质被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携式电子器材中下图为锂电池工作原理图，阴极材料由LiMO2 （M＝Co、Ni、V、Mn）构成阳极材料由石墨构成，阴、阳两极之间用半透膜隔开充电时锂离子由阴极向阳极迁移，放电时則相反电池可表示为：

1. 写出锂电池充放电时的可逆电极反应。

2. 根据上图所示的LiMO2 的尖晶石结构写出氧的堆积方式，并指出Li和M占据何种空隙画出以氧为顶点的一个晶胞。

3. 锂离子在阳极与石墨形成固体混合物试推测并画出锂离子嵌入石墨的可能结构。

4. 早期的阳极材料用的昰锂金属试指出锂金属作阳极材料的不足，并说明还可以用什么物质替代石墨作阳极材料

【解答】 本题考查电极反应的书写和晶体结構相关知识。

1. 从原电池的表示方法和锂电池的示意图可知：

正反应为充电反应逆反应为放电反应。

2. 从上面的右图可以看出：

O：立方面心密堆积；Li和M占据八面体空隙

若以氧为顶点的一个晶胞表示如下：

4. 锂活泼，易与电解质反应形成锂的枝状晶体，导致电池被侵蚀或爆炸

还可用低熔点的金属如Si、Bi、Pb、Sn、Cd等与锂掺杂形成金属合金，或用电解质如液体电解质LiPF6 、LiBF6 、LiAsF6 及LiOSO2 CF3 （用有机溶剂不能含水）以及固体电解质等。

【例4】 （2010年化学竞赛模拟试题）A是氮元素的质量分数为18.34%的酸性很强的有机物其pKa ＝0.25。取4.58 g A配成水溶液恰好与0.1 mol?L-1 200 mL NaOH溶液完全反应，生成含氧元素质量分数为44.62%的钠盐BB的阴离子中所有元素的原子均在同一平面上。

1. 试通过计算确定A

2. A不稳定，若不小心就会发生猛烈爆炸试写出A爆炸的化学反应方程式。

3. 解释A显强酸性的原因

）。计算此还原反应中电子数n（即每摩尔A被还原所需要的电子数）并写出C的结构式和充電过程是电解池还是原电池的阴阳极反应。

【解答】 1. 本题可用假设法确定A的结构若A为一元酸，则n（H＋ ）＝n（OH- ）则A的摩尔质量 。

计算A中N原子个数： n＝2.9999≈3，说明A中有3个氮原子

分析A和B中N原子的成键方式：常见有两种，一种是——NH2 另一种是——NO2 。前者显碱性而A为强酸性，因此可以初步确定A中有——NO2 3个N原子，需要6个O原子说明剩下的一个O原子，应该以——OH形式出现因为对于R——OH变为R——ONa，其分子的摩爾质量也是增加22

A分子减去3个——NO2 和1个——OH剩余的摩尔质量＝229—3×46—17＝74（g?mol-1 ），此时的残基应该为C和H两种元素组成用商余法求解，即74÷12商为6，即为碳原子个数余数为2，是氢原子个数即残基为——C6 H2 ，正好可看作苯环上由四个氢原子被3个——NO2 和1个——OH取代后剩下的因此A： （三硝基苯酚）。

2. A爆炸是在无氧的情况下进行的其产物尽可能是稳定的物质。氮元素会变成N2 氢元素会变成H2 O，即2C6 H3 N3 O7 →3N2 ↑＋3H2 O＋……表礻C12 O11 ，可能为11CO＋C即爆炸反应方程式为：

3. 中由于——NO2 的强拉电子基团，使得苯环上的电子云密度降低削弱了——OH中O——H的化学键，因此显強酸性

4. 根据法拉第电解定律 即可求解。其中n表示电子转移数M表示A的摩尔质量，F表示法拉第常数即1 mol电子电量，m表示A的质量因此：

被還原为—NH2 ，—OH没有变化因此A的结构简式： 。

请思考：怎样理解—NO2 被还原为—NH2 呢

提示：H＋ 首先在阴极得电子变为H原子，再与—NO2 发生还原反应

【例5】 （2010年化学竞赛模拟试题）纳米结构材料由于晶粒尺寸小，比表面积大量子效应明显，因而具有优异的物理化学性能金属醇盐水解法是制备纳米粉体的有效方法，有机电解合成制备的金属醇盐可直接作为溶胶凝胶法制备纳米材料的前驱体，后处理容易对環境污染少。一种铅醇盐配合物的电化学合成的主要装置如下图所示（其中四丁基溴化胺不参与反应仅作导电作用）：

乙醇、乙酰丙酮混合液、四丁基溴化胺导电盐

产物A经元素分析得Pb、C和H元素的质量分数分别为41.81%、33.93%和4.88%。

1. 试通过计算确定A的化学式解释A稳定存在的原因。

2. 写出兩极反应式和总反应式：

【解答】 1. 这是一个充电过程是电解池还是原电池其中阴极和阳极材料均为Pb。Pb为非惰性材料因此阳极上的Pb首先偠放电。现在要弄清Pb放电后的产物是＋2还是＋4价要弄清这个问题，先要弄清A的化学式

A中各元素的原子个数比为：

中有5个C原子和2个O原子，再结合氢原子数因此可以肯定A是由2个乙醇分子和2个乙酰丙酮分子转化而来的。2个乙醇分子的氢原子与2个乙酰丙酮分子的氢原子的和为6×2＋8×2＝28与A中氢原子数相差4。这说明1个乙醇分子要失去一个活泼氢（即—OH中的氢原子）一个乙酰丙酮分子也要失去一个活泼氢（即羰基之间的—CH2 —的氢原子，因为它是α-H比较活泼）。

一般说来Pb4＋ 是很难制备的，原因是它的氧化性很强该物质之所以可以制备，是因為反应是在非水溶剂中完成的直流电的氧化性很强，能将铅氧化为Pb4＋

【例6】 （2010年化学竞赛模拟试题）制备金属的方法之一是电解含该金属的离子化合物。比如在加入冰晶石的条件下，高温电解Al2 O3 制备金属铝而最新的科学研究表明，在某种条件下电解AlCl3 也能得到金属铝

1. 試分别写出AlCl3 在苯中、NaCl熔体中和NaF溶液中的存在形式。

2. 工业电解NaCl—AlCl3 熔体制备金属铝的工艺是：用氧化铝或铝硅酸盐为原料制得AlCl3 ，再以生成的無水AlCl3 为原料制备AlCl3 离子型液体（AlCl3 —MCl，M为碱金属或有机阳离子）以此AlCl3

①实验证明，在阳极发生的电解反应是 失去电子生成离子A该离子中Al囿一种化学环境，Cl有二种化学环境A离子中铝元素的质量分数为17.86%。试画出A离子的结构式指出Al的杂化状态，并写出生成A的电极方程式

②苼成的A离子移动到阴极，并在阴极得电子生成Al单质试写出电极方程式。

③据有关资料显示当Cl- 含量较少时，AlCl3 —MCl中可能存在链状离子[Aln Cl3n＋1 ]- 試画出其结构简式。

【解答】 1. 本小题实际上是考查溶剂中的酸碱反应AlCl3 既可以是路易斯酸（铝有空3d轨道），又可以看作路易斯碱（Cl- 有孤对電子）因此，当AlCl3 遇到强的路易斯酸时作路易斯碱遇到强的路易斯碱时作路易斯酸。

在苯中：由于苯为富电子体系属于路易斯碱，因此AlCl3 作路易斯酸发生如下反应：

在NaCl熔体中：由于NaCl中Cl- 是路易斯碱，因此AlCl3 此时作路易斯酸：

2. ①由于A离子是 失去电子后产生的因此A中应含有Al和Cl兩种元素。设其离子为[Alm Cln ]p- 则 ，经讨论m＝2n＝7符合题意，即A离子为 的结构简式为： ，Al3＋ 为sp3 杂化

生成A的电极反应为： 。

② 运动到阴极得箌电子，生成金属铝假设 全部变成Al，则会有下面的表达式： 这种情况是 首先变为Al3＋ 和Cl- ，然后Al3＋ 再得到电子变成Al而Cl- 作为路易斯碱，会繼续和未得电子的Al3＋ 发生路易斯酸碱反应：

因此， 放电的总的反应式为：

③对于链状[Aln Cl3n＋1 ]- 离子一定要把握住Al的配位数为4。这样就很快确萣该离子的结构简式：

【例7】 （2010年化学竞赛模拟试题）以金属M为阳极电解1L盐A（溶解度不大）的水溶液，电流强度为5 A阴极质量不断增加，经32分10秒阴极质量恒定，继续电解又经过2小时40分48.5秒，电解反应恰好进行完全将所得沉淀过滤，加热烘干得金属氧化物混合物31.555 g（假萣电流效率为100%）

问A的化学式及沉淀供干后的组成。

【解答】 已知开始时盐中的金属离子在阴极还原成单质，共得电子0.1NA 阳极的金属M共失詓0.1NA 电子。根据电解时间可知最终阳极共失去电子0.6NA 。又知用碘量法测定阴极的单质N的量时N共得0.05NA 电子，意味着碘量法时N的还原产物中N的化匼价为盐A中的两倍所以很容易判断出N为铜元素。再根据盐A碘量法的情况可知阴离子得电子0.3NA 另外，可算出沉淀应得的电子数为31.55÷0.1×0.1080×（8.8×10-3 ）＝0.3NA 这个结果说明，电解过程中除发生电极反应还发生其他氧化还原反应，M元素进一步被盐A中的阴离子氧化

设：阳极共有a mol M被氧化，且最终沉淀中M的化合价为＋x价化学式为M2 Ox ，电极反应后M的化合价为 价阴离子中的金属元素设为R，共有c mol且阴离子中R的化合价为＋y价，洇而沉淀中R的化合价为 化学式为 。

①代入②推得：（cr＋8cy）＋am＝26.75　③

因为 为整数所以x只可能为3或6。

I：若x＝3则a＝0.3，M可能为Cr或Fe或Co因Cr2 O3 无氧囮性，所以排除

又Co2 O3 加热极易分解为Co3 O4 ，也排除因而M只可能为铁。

代入后整理得：cr＋8cy＝10　④

又 须为整数所以 为整数，c一般为0.05或0.1或0.15

若c＝0.05，则：r＋8y＝200且y只可能为7或8，经讨论无合适金属

若c＝0.1，则：r＋8y＝100且y只可能为4~8，经讨论当y＝6时r＝52有合适金属铬。

若c＝0.15则：r＋8y＝66.7，且y呮可能为3~8经讨论无合适金属。

II：若x＝6则a＝0.25，而此时要求MO3 有一定的热稳定性及较弱的氧化性，则一般只可能为Mo或W但Mo和W不活泼，很难莋为电极所以舍去。

1. 试回答下列问题：

（1）工业上制备铝并不是用电解氯化铝的方法制备的而制备镁可用电解铝化镁的方法。这是为什么

（2）传统的制备铝的方法是在Al2 O3 中加入冰晶石，即Na3 AlF6 加入冰晶石的原因是什么？

（3）现代社会中铝被广泛应用，这与炼铝的助熔剂栤晶石密切相关其晶胞以大阴离子 构成面心立方晶胞，Na＋ 可视为填隙离子

①指出 中Al3＋ 的杂化类型及其 的空间构型。

②指出Na＋ 在晶体中所填的空隙以及占全部空隙的百分比。

③计算Al—Al的最短距离并与2r（Al3＋ ）比较，并回答这两者存在差异的原因

（4）现在，化学家对电解铝的方法进行了改进实验表明：电解NaCl—KCl—AlCl3 熔体制铝比电解Al2 O3 —Na3 AlF6 制铝节省电能约30%。为什么现仍用后一种方法制铝

（5）Al的表面能形成一层致密的氧化物（一般认为是Al2 O3 ，但还没有完全确证）而使Al能抗腐蚀工业上常将铝浸没在15%~20% H2 SO4 中，然后将其与正极相连即能在铝的表面覆盖一層Al2 O3 保护层。试写出阳极反应的化学方程式

2. 设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是最富有挑战性的课题之一。

最近有人制造了一种燃料电池一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气电池的电解质是掺杂了Y2 O3 的ZrO2 晶体，它在高温下能传导O2- 离子回答如下问题：

（1）以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的方程式是_____；

（2）这个电池正极发生的反应是_____；负极发生的反应是_____；固体电解质里的O2- 的移动方向是_____；向外电路释放电子的电极是_____；

（3）人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是什么

（4）你认为茬ZrO2 晶体里掺杂Y2 O3 用Y3＋ 代替晶体里部分的Zr4＋ 对提高固体电解质的导电能力会起什么作用？其可能的原因是什么

（5）汽油燃料电池最大的障碍昰氧化反应不完全产生_____堵塞电极的气体通道，有人估计完全避免这种副反应至少还需10年时间，正是新一代化学家的历史使命

3. 化学工业特别注重化学工艺的探索，电解法是科学家不懈探索的课题下面列举两例：

（1）氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工厂产品之一目湔，世界上采用的合成氨技术是德国人哈伯在1905年发明的他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。哈伯法合成氨需要在2050 MPa的高压和500℃的高温下并鼡铁催化剂，且氨转化率仅10%~15%然而，2001年有两位希腊化学家在美国《科学》杂志上发表文章在常压下把氢气和用氦稀释的氮气分别通入一個加热到570℃的充电过程是电解池还是原电池（如下图），氢气和氮气在电极上合成了氨而且转化率可高达78%！试问：

①新法合成氨的充电過程是电解池还是原电池中_____（填“能”或“不能”）用水溶液作电解质，原因是________

②新法合成氨中所用的电解质（图中涂黑处）能传导H＋ ，则阳极反应为_____阴极反应为_____，总反应式为_____

（2）葡萄糖酸钠是一种重要的物质，工业上通常用NaClO氧化法或空气氧化法制备据2002年的《化学卋界》杂志报道：最近，我国化学家摸索出在碱性介质中电解葡萄糖法制备葡萄糖酸钠其过程是：将葡萄糖水溶液（可表示为C6 H12 O6 ?H2 O）进行電解，并同时滴加NaOH溶液电解过程中需维持较稳定的pH值。试问：

③在电解过程中电解质溶液的PH值降低，其原因是_____

④制备葡萄糖酸钠的電解方程式为_____。

4. 某远洋船只的船壳浸水面积为4500 m2 用与锌块相连来保护，额定电流密度为15.0 mA/m2 预定保护期限2年，可选择的锌块有两种每块的質量分别为15.7 kg和25.9 kg，通过每块锌块的电流强度分别为0.92 A和1.2 A计算说明，为达到上述保护船体的目的最少各需几块锌块？用哪种锌块更合理为什么？

5. 镅（Am）是一种用途广泛的锕系元素241 Am的放射性强度是镭的3倍，在我国各地商场里常常可见到241 Am骨密度测定仪检测人体是否缺钙；用241 Am淛作的烟雾监测元件已广泛用于我国各地建筑物的火警报警器（制作火警报警器的1片241 Am我国批发价仅10元左右）。镅在酸性水溶液里的氧化态囷标准电极电势（ ）如下图中2.62 V是Am4＋ /Am3＋ 的标准电极电势，-2.07 V是Am3＋ /Am的标准电极电势等等。一般而言发生自发的氧化还原反应的条件是氧化劑的标准电极电势大于还原剂的标准电极电势。

（1）试判断金属镅溶于稀盐酸溶液后将以什么离子形态存在简述理由。附： ； ；

（2）寫出镅与HCl反应的化学方程式。

6. 银是一种常见的物质其化合物种类繁多。若以Pt为电极在低电流密度的情况下电解AgF溶液，可以产生氟化亚銀Ag2 F

（1）Ag2 F在什么电极处生成？相应地在另一电极处生成什么物质？

（2）写出电解反应化学方程式

（3）Ag2 F的导电吗？若导电其导电性如哬？

7. 将羧酸的碱金属盐溶液电解可得到烃类化合物，例如：

（1）分别写出阳极、阴极形成的电极反应方程式和电解反应方程式

（2）分別写出B、C、D的化学式。

（3）E由不同条件下的D和B反应会得到三种产物，请写出符合下列要求的E的结构简式：

①最小的链状E；②最小的环状E；③高分子E

8. 100.0 g无水KOH溶于100.0 g水。在T温度下电解该溶液电流强度I＝6.00 A，电解时间10.00 h电解结束温度重新调至T，分离析出的KOH?2H2 O固体后测得剩余溶液嘚总质量为164.8 g。已知不同温度下每100 g溶液中无水氢氧化钾的质量为：

求温度T给出计算过程，最后计算结果只要求两位有效数字

9. 近年来研究表明高铁酸盐在能源（高效电池）、环境保护（新型净水剂）等方面有着广泛的用途。高铁酸盐的制备方法之一是在氢氧化钠溶液中用电解的方法来获得（电解装置如下图所示）

（1）电解一段时间后，在阳极上收集到1.12 L气体在阴极上收集到8.96 L气体（已换算成标准状态）。在電解过程中阳极上发生的主要的电极反应方程式为_____，阴极上发生的电极反应方程式为_____总电解反应方程式为_____。

（2）在阳极上有气体放出这说明阳极上还产生副反应，其电极反应方程式为_____在上述电解过程中获得的高铁酸钠的物质的量为_____。

（3）高铁酸钠是水处理过程中使鼡的一种新型净水剂它的氧化性比高锰酸钾更强，能消毒、杀菌还能净化水。在酸性条件下 与水反应的化学方程式为_____。试解释高铁酸钠能净化水的原因为_____

（4）在Na2 FeO4 中，Fe的氧化数为_____按照铁元素的核外价电子的排布式为_____，Fe的氧化数在理论上可以高达_____

（5）试说明Fe与Os相比，Fe达到最高氧化态困难的原因是_____

10. 科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径美国已计划将甲醇燃料电池用于军事目的。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂在硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气回答如下问题：

（1）這种电池放电时发生的化学反应方程式是_____。

（2）此电极的正极发生的反应是_____；

负极发生的反应是_____

电解液中的H＋ 离子向_____极移动；向外电路釋放电子的电极是_____。

（3）甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低，但其主要优点是_____

（4）在甲醇燃料电池及其他许多燃料电池中，电极大多采用多孔结构这是由于_____。

（5）比起直接燃烧燃料产生电力使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化效率高；其次是_____

11. 制取镁有一次电解法与二次电解法：

（1）一次电解：铁锅中溶有氯化镁与氯化鉀，石墨为阳极铁锅为阴极。在700℃下电解生成的镁（熔点为647℃）浮在电解质表面电解是在惰性气氛保护下进行的。

①为什么要在惰性氣氛下电解

②电解时电流效率不高的原因何在？

（2）二次电解：电解质同上石墨为阳极，铅（熔点为323℃）为阴极沉于电解槽底电解嘚铅镁合金，取出冷却后以它为阳极进行第二次电解，电解质仍为氯化镁与氯化钾以钢为阴极，在低于650℃的条件下电解在阴极得到鎂。与一次电解相比电流效率明显提高，原因何在

12. 镀铬通常是以电解铬酸的方法进行的。阴极是欲鍍铬的物体阳极是一种合金，它茬电镀时是惰性的既不发生化学反应，也不发生电化学反应设某镀铬的电镀（槽）液为含铬酐0.230 g?L-1 ，体积100.0 L的水溶液电解时使用1500 A的电流，通电10.0h电解后阴极的质量增加了0.679 kg。在电解的过程中阴极和阳极都同时有气体放出经测定，上述过程中放出的气体的体积比为： 其中VC 昰阴极放出的气体的体积、VA 是阳极放出的气体的体积。两种气体的体积是在相同的条件下测出的

（1）电解过程消耗的总电量多大。

铬酐嘚化学式是CrO3 它溶于水与水发生化学反应生成铬酸。由于铬酸在水溶液里的存在型体比较复杂为简便起见，可以用铬酐来表示电镀液中嘚铬的含量并用铬酐的形式来说明电镀过程中发生的电化学反应。

（2）电流效率是指发生某电化学反应耗用的电量占总电量的百分比經测定，上述电解过程中沉积的金属铬的质量为0.679 kg问电解过程中发生铬沉积的电流效率是多大。

（3）在镀铬过程中阴极和阳极放出的气体汾别是什么试用化学方程式来表达铬的沉积和气体的放出。

（4）若按化学反应来计算阴阳两极放出的气体的体积比得到的计算结果与實验测定的气体体积比是否相同？

（5）假设在镀铬过程中只发生上述化学反应并忽略非化学过程引起的电能消耗，试根据铬的沉积的电鋶效率和实验测定的阴阳两极放出的气体的体积比计算放出气体的电化学反应的电流效率各为多大

（6）你认为在镀铬过程中还可能发生什么化学过程或电化学过程？

13. 在一个放有多孔隔板的容器中被隔开的一部分盛放的是质量相等的两种金属氯化物混合物的水溶液，另一蔀分盛放的是氯化锌的水溶液容器的第一部分底部放一薄石墨片，第二部分底部放一薄锌片这两个薄片可以与在其上析出的沉淀一起稱量。将溶液进行搅拌用导线将两薄片连接。二者质量随时间的变化（按称量号增大的次序）列于下表：

（1）解释实验结果写出化学反应方程式。

（2）在容器的第一部分中盛放的是两种什么金属的氯化物在实验开始前它们的量是多少？锌与水的反应可以忽略不计

14. Cu是┅种不很活泼的金属，下列反应能否进行：

Cu＋2H2 O→Cu（OH）2 ＋H2 ↑若能，请说明理由并设计一简单实验证明之。

15. 一小块Mg—Al合金分别放入6 mol?L-1 H2 SO4 和6 mol?L-1 NaOHΦ它们都可以组成一个微型原电池，请指出原电池的正负极写出电极反应，并设计一个实验验证你的结论

16. 熔融盐燃料电池具有高的發电效率，因而受到重视可用Li2 CO3 和Na2 CO3 的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气空气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池

（1）为了使2CO＋O2 →2CO2 反应顺利进行，在上述燃料电池中还需加入_____物质其作用是_____。

（2）该燃料电池的负极反应式为_____；正极反应为_____

17. 当前，由于全球温室效應的影响科学家正在致力于CO2 一碳化学的技术研究，将过多的CO2 转化为人类所需要的物质取得了一定成果。

（1）据2002年6月17日的《中国环境报》报道中国科学院广州化学研究所优秀“海归”科学家孟跃中博士成功进行了世界上首次“CO2 聚合与利用”的工业化生产，制成了性能与聚乙烯相似且能生物降解的塑料，不但解决了CO2 的环境问题也解决了“白色污染”问题。请问：CO2 在催化剂作用下生成聚合物的最本质的原因是_____

（2）利用电化学法电解二氧化碳，使之转变成其他可溶于水的物质在丙烯碳酸酯和乙腈介质中，用铅做电极电解二氧化碳其過程如下：

①在二氧化碳的电解过程中，有机相介质与水相哪一个更好解释其原因。

②在研究中发现有CO、 生成，请用化学方程式表示其机理

③在水相中，二氧化碳大多被还原成甲酸根（HCOO— ）请推导其机理。

18. 碘是人体合成甲状腺激素必不可少的元素我国缺碘病区较廣，防治缺碘病的主要措施是往食盐中加入含碘元素的化合物如KIO3 。KIO3 为无色或白色结晶粉末、溶于水、不溶于乙醇；常温下稳定、833 K以上分解“电解法”制备KIO3 的工艺流程如下：

（1）写出电解过程中阴极和阳极上发生反应的方程式。

（2）制得的KIO3 粗产品中可能含有什么杂质

（3）流程图中的“操作”应如何具体操作？

（4）目前KIO3 的工业方法主要是“氯酸钾氧化法”，即KIO3 与I2 在酸性条件下发生反应得到KH（IO3 ）2 该步的產物再用KOH中和即得KIO3

（5）与“电解法”相比，“氯酸钾氧化法”有什么不足之处要求写出两条。

19. 锂电池是20世纪末迅速发展起来的新一代高性能二次电池以其特有的性能优势已在便携式电器，如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用目前商用锂离子电池大多采用各種嵌锂的碳/石墨材料为负极材料，LiCoO2 或LiNiO2 等复合氧化物为正极材料尖晶石型Li4 Ti5 O12 是一种很有应用前景的锂离子电池负极材料，在嵌锂过程中变为岩盐型Li7 Ti5 O12 请回答下列问题：

（3）若用LiNiO2 与Li4 Ti5 O12 作为锂离子电池的两极，写出充电过程中两极发生的化学反应方程式

用作锂离子电池负极有什么恏处？

（5）作为锂离子电池的负极材料导电能力太差是Li4 Ti5 O12 的主要缺点，应如何改进其导电性能

20. 下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统。左右两侧为电解质储罐中央为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中的左右两侧为电极中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过；放电前被膜隔开的电解质为Na2 S2 和NaBr3 ；放电后，分别变为Na2

（1）左、右储罐中的电解质分别为：左_____；右_____

（2）写出电池充电时，阳极和阴极的电极反应：

电池充、放电反应方程式_____

（3）指出在充电过程中钠离子通过膜的流向。

1. 【解答】 （1）甴于AlCl3 是共价型化合物在通常情况下不存在阴阳离子，其导电性差因此不适合用电解的方法；而MgCl2 是离子化合物，晶体中存在着阴阳离子因此可以用电解的方法。

（2）工业上制备Al是用电解Al2 O3 的方法由于Al2 O3 的离子键强，晶格能大因此熔点高，但加入冰晶石后可以使Al2 O3 熔点降低

（3）①根据价层电子对互斥理论，得 中Al3＋ 的杂化类型为sp3 d2 其构型为正八面体。

②Na＋ 在晶体中所填的空隙为四面体空隙和八面体空袭Na＋ 所填充八面体空隙为100%；Na＋ 所填四面体空隙也为100%。

③将晶胞画为平面图形得：

再电解制Al）；②法需Cl2 ，而制Cl2 需电能

【分析】 第一问主要从AlCl3 囷MgCl2 的晶体类型入手。第二问应从冰晶石是助熔剂的角度阐述第三问是简单的物质结构的知识。第四问应该主要从原料的来源上考虑问题如果想到用AlCl3 电解制铝省电而不用，可能是因为制备AlCl3 仍然要用电就上了正道。制备一种有用的化学品必定要考虑原料来源这是制备反應的一般原则。

的移动方向是：向负极移动（或答向阳极移动或向通入汽油蒸气的电极移动均可）；向外电路释放电子的电极是：负极（戓答阳极或通入汽油蒸气的电极也对）

（3）燃料电池具有较高的能量利用率（或答内燃机能量利用率较低也对；用热力学第二定律解释等均可）。

（4）为维持电荷平衡晶体中的O2- 将减少（或导致O2- 缺陷）从而使O2- 得以在电场作用下向负极（阳极）移动）。（表述不限要点是：掺杂晶体中的O2- 比纯ZrO2 晶体的少。）

燃料电池是近年来化学竞赛的常考试题本题就是一例。解答此类问题参赛者要注意判断原电池的正負极，即发生氧化反应的为负极发生还原反应的为正极。同时也要注意电池的电解质问题近年来，电池的电解质发生了较大的变化甴传统的电解质溶液逐渐转变为固体电解质，本例即采用固体电解质燃料电池与传统的内燃机相比，具有能量转化率高的特点参赛者茬解原电池相关问题时，还要注意外电路和内电路的问题这类问题是物理知识，在这里不再一一阐述。

3. 【解答】 ①不能；因为水的沸點只有100℃而该反应要在570℃。

②阳极：3H2 —6e→6H＋ （生成的H＋ 通过电解质传导到阴极）；

③水电解得到H2 和O2 但由于还原性物质葡萄糖的存在，其醛基在2OH- —2e→H2 O＋[O]后获得氧原子阻碍了2[O]→O2 过程，并使自身转化为羧基羧基在水中可部分电离，使水中H＋ 增多导致pH值降低。葡萄糖结合嘚氧来自体系内的水分子氧

此题第一问新信息较多，这里第一步是抓住关键信息看完题目，每个解题者都会注意到新法合成氨的反应條件是“常压、570℃”反应物是“氢气、氮气”，反应装置是“充电过程是电解池还是原电池”由此入手，就可用类比与联想的方法解答本题①从“常压、570℃”入手，联想到水在常压下的沸点只有100℃所以不能用水溶液作电解质。（实际上是用某种“固体电解质”2000年高考理科综合能力测试卷中曾出现了“固体电解质”）；②反应物是氢气、氮气，产物当然是氨所以总反应式必与课本中学到合成氨方法的总反应式一样（只不过是反应是在电解条件下进行），即充电过程是电解池还是原电池的总反应式为：

与已学过电解反应进行类比鈳得出氢气通入充电过程是电解池还是原电池的阳极，氮气应通入充电过程是电解池还是原电池的阴极从题示新信息还可得到，所用充電过程是电解池还是原电池中的电解质能传导H＋ 所以书写电极反应式时可以用H＋ 配平。综合以上几点可写出电极反应式

阳极：3H2 —6e→6H＋ （生成的H＋ 通过电解质传导到阴极）。

第二问要紧紧抓住葡萄糖中的醛基具有还原性能被电解产生的O原子氧化。

4. 【解答】 首先算出通过體系的总电量：

其次计算总共需要多少锌：

选用较重的锌块更合理因其电流强度较小，理论上可以保证2年保护期限而用较轻的锌块因其电流强度太大，不到2年就会消耗光

【分析】 此题是高中化学结合高中物理的计算题，体现了命题者欲增加竞赛试题的学科综合思想這种思想应该为今后命题方向之一。此题未给出计算逻辑因为此题计算逻辑简单，首先要计算总电量随后算出电子的量（摩尔），再嘚出所需锌量和块数最后两问则较费思索，显然是为了拉开得分档次

5. 【解答】 （1）要点1： ，因此Am可与稀盐酸反应放出氢气转化为Amn＋ n＝2、3、4；但 ，Am2＋ 一旦生成可继续与H＋ 反应转化为Am3＋ 或答： ，n＝3

要点2： ，因此一旦生成的Am4＋ 会自发歧化为 和Am3＋

要点3： 是强氧化剂，一旦生成足以将水氧化为O2 或将Cl- 氧化为Cl2 ，转化为Am3＋ 也不能稳定存在。相反 是弱还原剂，在此条件下不能被氧化为

要点4：Am3＋ 不会发生歧囮（原理同上），可稳定存在

结论：镅溶于稀盐酸得到的稳定形态为Am3＋ 。

此题考查的知识是电极电势与氧化剂、还原剂强弱以及反应方姠的关系超过高中化学知识水平，却是初赛大纲规定的如何考查初赛基本要求规定的氧化还原知识呢？命题者选择了镅不仅有陌生感，还宣传了镅的实际用途以及已经广泛应用的信息以宣传高科技时代的特征；命题者借用了电势图，并预测应具有分析此图的能力當然，如果竞赛选手学习过此图较容易地作答。氧化还原反应历来是竞赛试题重要内容但以电势图来考查是第一次。由于电势图形式較固定不宜反复使用，用教科书已知的元素出题更不可取因此，以此题为模型来模拟今后竞赛未必是恰当的做法

6. 【解答】 （1）阴极；氧气

（3）导电；导电性能应介于Ag和AgF之间。

【分析】 此题主要考查电解知识由于在惰性电极条件下，AgF中的Ag元素由＋1价变成 氧化数降低，因此是得电子发生还原反应，应该在阴极发生失电子的微粒应该为水电离出的OH- ，OH- 失电子变成O2 由于Ag2 F中的银含量介于银单质和AgF之间，洇此它的导电性也应该介于Ag和AgF之间

电解反应化学方程式： ；

【分析】 本题最为重要的是要将题给信息吃透。题给信息可以看为羧基—COO- 在電解过程中失去电子变为—COO?，然后脱去CO2 与羧基相连的烃基变成游离基R?，然后R?两两共用电子对得到R—R，即得到本题答案这个突破口突破后，其他问题迎刃而解两两共用电子对，得到R—R即得到本题答案。这个突破口突破后其他问题迎刃而解。

本题涉及的计算的第一部分属于中学化学水平中难度最大的计算之一——带结晶水的溶解度计算而这个溶解度计算又是与中学物理学中的电量计算结匼的，更增加了试题的综合程度可能有些参赛者一开始会感到无从下手。解题的第一个突破口是：电解过程哪种物质被分解了参赛者應当得出水被电解的结论。这被认为是中学化学的知识那么，有多少水被分解了呢这需要会计算总共消耗了多少电量。这属于中学物悝学中的基本知识（法拉第常数在中学化学里不要求）：10.00

从剩余溶液的总质量（200 g—164.8 g）知有35.2 g物质离开溶液，其中有20.1 g水被电解由此可得出 結晶的KOH?2H2 O的质量为15.1 g 结晶的KOH的质量为 结晶水的质量为 剩余的溶液的质量分数浓度为 （多保留1位有效数字）。

试题的最终要求是计算电解槽的溫度根据上面的计算结果，每100 g溶液里有55.1 g KOH利用试题给出的数据（表），得知T应在20~30℃之间这是不是就是答案呢？应该说能够得到这个溫度范围就可以给分。但本题问的是温度而不是温度范围因此只有求出温度才完全符合要求。求算的方法是：设此期间溶解度与温度呈線性关系则：

在pH＝2~3时就可以彻底水解，形成Fe（OH）3 胶体Fe（OH）3 胶体可以吸附、聚沉水中的固体小颗粒杂质而净化水。

（5）Fe的原子半径小于Os所以Fe原子中的原子核对价电子的吸引力强，形成最高氧化态困难

【分析】 本题的关键是要写出电极反应。要分清阳极室失去电子发苼氧化反应，阴极是得到电子发生还原反应。知道了这一点我们很容易解答前两问；第三问是氧化还原反应方程式的配平第四问和第伍问是原子结构的有关知识，可从原子半径等角度加以阐述

10. 【解答】 燃料电池是近年来的考试热点。燃料电池的显著特点就是能量转化效率高

（3）甲醇比氢气更廉价，更易制得

（4）多数燃气和氧气常温下在溶液中溶解度很小，多孔电极可增大电极的比表面积提高工莋效率。

（5）燃料电池减少对空气的污染（燃料直接燃烧对空气污染大）

11. 【解答】 （1）①隔绝空气，防止高温下的Mg被O2 氧化②电解时电鋶效率不高是由于电解生成的Mg浮在电解质表面，与Cl2 反应重新生成了MgCl2

（2）二次电解法电流效率较高是由于两个原因所致：①第一阶段电解時，生成的Mg 与Pb形成了合金沉于槽底避免了与Cl2 反应；②第二阶段电解时，阳极：Mg—2e→Mg2＋ 阴极：Mg2＋ ＋2e→Mg，此时已再无Cl2 的干扰

【分析】 两個相似的事物在发生变化时有时会产生差异很大的结果。如何去寻求其中的原因呢通常可采用比较同异的思维方法。本题虽然涉及的都昰制备镁的电解方法但实验条件有所不同，一次电解法在700℃温度下电解使熔化的Mg浮在表面虽有惰性气体隔绝空气，但电解生成的Cl2 又会將Mg氧化而二次电解法中，第一阶段铅镁形成了合金沉于槽底，故无一次电解时的消耗第二阶段电解已无Cl2 之影响。

12. 【解答】 （1）求总耗电量（所需要的原理知识是一般的物理知识）：

（2）可首先计算出电镀沉积的铬的量： 还原1 mol铬需要6 mol电子，因此沉积13.06 mol铬需要的电子的量为：13.06×6＝78.36（mol）。

所以沉积出13.06 mol铬的电流效率为：

（3）电化学方程式为：

从电镀目的的角度，上面的反应（a）是主反应（b）是副反应。盡管反应（a）的电流效率仅达14.0%

（4）由反应（a）的电流效率14%可推断反应（a）放出的氧气占放出的氧气的总量的14%。因此反应（b）放出的氧氣占总量的86%。

所以反应（a）和（b）放出的氧气的总量为

反应（b）放出的氢气的量为： ，

阴极和阳极效出的气体的体积比为

题面给出的體积比为1.603。计算值跟实测值不同我们不应把这种差别简单地归结为实验误差。根据题意也不应当归结为非化学过程的电能消耗因此，囿必要来验算如果按实测的气体体积比，反应（b）放出氢气的电流效率究竟是多大以此来作出进一步判断。这就是问题5

（5）设反应（a）的电流效率为η1 ＝14.0%；反应（b）的电流效率为η2 ，则有： 由此可解得η2 ＝0.565（56.5%）。

因此反应（a）和反应（b）加在一起的电流效率只达箌0.14＋0.565＝0.705（70.5%）。也就是说放出氧气的电流效率为70.5%，放出氢气的电流效率为56.5%（镀铬的电流效率为14%）

这说明，有29.5%的电能没有用于反应（a）的鍍铬及反应（a）和（b）的放出气体而是消耗在某种没有外观表现的反应上。问题6给了应试人以自由的开放式的思考来回答这个问题

（6）事实上，总有一部分电能转化为由于溶液的电阻而产生的热但题面要求寻求除此而外的电能消耗。应试人的回答可能是多种多样的唎如，阳极放出的氧气有可能把阳极材料（即金属铬）氧化成铬的氧化物铬的氧化物则又溶解于电解质溶液（即铬酸溶液）中去。更重偠的原因则是铬（VI）（即铬酸根）在阴极上的还原反应并没有得到金属铬而是还原到铬的某种低价产物，例如Cr3＋ 然后，低价的铬又在陽极上氧化成铬（VI）这就是说，在电解过程中发生了如下的循环过程： ；若简单地用 来表示铬（VI）用Cr3＋ 来表示铬（III），则可用下式来表示这个循环过程：

【分析】 本题以电解铬的过程的实测阴极和阳极的气体的体积比和由实验值的矛盾来让竞赛选手学习到理论。这应當说是在教学过程中提高学生的分析问题和解决问题的能力的一个生动实例

13. 【解答】 原溶液第一部分盛放的是FeCl3 和CuCl2 混合物的水溶液。有关反应为：

【分析】 本题是电解和氧化还原反应的具体应用

①1~2次称量中，石墨极质量不变说明两种金属氯化物中的一种被锌还原，而且還原产物溶于水；3~5次称量中石墨极质量递增是由于金属氯化物之一被还原生成不溶性氯化物或金属单质；5~8次称量中，石墨极质量递减說明上述不溶物中部分组成转入溶液，同时说明3~5次称量中析出物不是金属而是该金属的低价氯化物。

②在5~8号称量中每转移1 mol电子石墨极質量的改变量分别为：

；-36.3；-35。式中称量号i＝67，8所得结果相当于电极上的低价氯化物中的Cl- 进入溶液。即：RCl＋e→R＋Cl；同样对于2~5号也有： ；102；99.5。式中i＝34，5所得结果相当于低氧化态金属氯化物的式量，其与35.5的差值分别为：64.5；66.5；64结果相当于铜的原子量，由此可见低价氯化粅为CuCl故原氯化物之一为CuCl2 。3~8次称量中石墨极质量变化的原因是：Cu2＋ ＋2Cl- ＋e→CuCl

③由题可知1~2次中高氧化态金属氯化物 ，所得电子数与3~8次中 时所嘚电子数之比等于锌极相应两个阶段失去电子数之比即：

14. 【解答】 可采用直流电电解的方法制得。可用Cu作充电过程是电解池还是原电池嘚阳极通过电解饱和NaCl溶液，实现上述反应其反应为：

【分析】 这是一道反常规试题，许多选手这样作答：因为在纯水中 ，因为 所鉯原电池的电动势小于零，不能发生反应是不是这样呢？当把Cu投入到NaCN的碱性溶液中会产生H2 化学反应方程式为Cu＋4NaCN＋2H2 O→2Na[Cu（CN）2 ]＋H2 ↑＋2NaOH上述反應之所以能够发生，是因为在碱性溶液（pH＝14）中NaCN是配位剂，与Cu反应生成了Na[Cu（CN）2 ]降低了铜电对的电极电势（pH＝14时， ）Cu可作还原剂，把沝还原成H2 H2 O作氧化剂。这种方法是不是最优的方法由于NaCN有毒，对我们人体有害这种方法不是最优方法。由于直流电是一种强氧化剂鈳用Cu作充电过程是电解池还是原电池的阳极，通过电解饱和NaCl溶液实现上述反应。其反应为：

15. 【解答】 本题考查反应物的介质对物质氧化性、还原性的影响在酸性介质中，Mg的还原性强于Al的还原性；而在碱性介质中Al的还原性比Mg的还原性强（Al能与NaOH反应而Mg却不行），以此来判斷

这样，Mg-Al合金在两种介质中形成原电池时原电池的正负极刚好相反，可用安培表来检验电流的方向从而判断电子的流动方向，确定原电池的正负极于是有了下面的实验装置图，实验证明现象明显（说明：严格讲，在碱性溶液中 不存在，而是以 形式存在）

16. 【解答】 由于电解质是碳酸盐， 参与其中而在化学反应中却没有 ，这只能表明 在电极反应中消掉了而在使在电极反应中有 ，必须有CO2 参与洇此所加的物质应该是CO2 ，以补充不断消耗的

（1）CO2 　补充不断消耗的

（2）负极反应式为： ；正极反应为：O2 ＋2CO2 ＋4e→ 。

17. 【解答】 本体考查最新科技第一问由于CO2 分子中存在C＝O键，因此能够发生加成聚合反应第二问要把握CO2 失去电子后，变成 很活泼碱性极强，很容易夺得水中电離出的H＋

（1）CO2 分子有C＝O双键。

（2）①有机相介质更好因为在水相中，生成的 甚至 会很容易夺去水中的活泼氢（H＋ ），生成HCO2 或H（CO2 ）2 從而无法将反应进行下去，故不宜用水相电解CO2 用有机相作为介质是较好的选择。② ；③CO2 ＋e→ ；

（3）加酸中和至溶液呈中性即可

（5）产苼有毒气体Cl2 产生，污染环境腐蚀设备；同时产物中杂质较多，不纯KCIO3 原料的利用率不高。

19. 【解答】 本题较为基础（1）Ni：＋3；Ti：＋4

（4）Li＋ 脱嵌或嵌入更易进行，可反复使用即循环性能好，使用寿命长

（5）往Li4 Ti5 O12 掺杂一些具有良好导电性的微粒，如金属及其金属氧化物使其进入晶格中。

（3）Na＋ 的流向为从左到右