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电解是最强有力的氧化还原手段,在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题:
(1)以铜为阳极,以石墨为阴极,用NaCl溶液作电解液进行电解,得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源,则阳极反应式为________,阴极反应式为________。
(2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是
_______(填序号)。

a.②区铜片上有气泡产生
b.③区铁片的电极反应式为2Cl-2e=Cl2
c.最先观察到变成红色的区域是②区
d.②区和④区中铜片的质量均不发生变化
(3)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸,总反应式为2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH

实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置如图所示。
①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入________(填化学式),电极反应式为________。电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mg/L的废水,可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后一位)。
(1)2Cu+H2O-2e=Cu2O+2H 2H+2e=H2↑ (2)d (3)①CH4 CH4-8e+10OH=+7H2O 不变 ②1.9
(1)由于阳极材料为铜,所以铜本身失电子被氧化,由题意知氧化产物为Cu2O,可得阳极反应式为2Cu+H2O-2e=Cu2O+2H,阴极上阳离子放电,即溶液中H被还原成清洁能源H2
(2)左半区是原电池装置,发生的是铁的吸氧腐蚀,负极(Fe):Fe-2e=Fe2,正极(Cu):O2+2H2O+4e=4OH。右半区是电解装置,阳极(Fe):Fe-2e=Fe2,阴极(Cu):2H+2e=H2↑,由于电解引起腐蚀的速率远大于吸氧腐蚀的速率,因此最先观察到变成红色的区域是④区,故选项a、b、c均错误。
(3)①根据电解液中阳离子的迁移方向,可知c为阳极,d为阴极,因此直流电源上a为正极,通入O2,b为负极,通入CH4,在碱性条件下CH4的氧化产物为,由此可写出此电极的电极反应式。在电解过程中,由于没有参与放电,且阳离子交换膜不允许阴离子自由通过,因此根据质量守恒可得阴极区Na2SO4的物质的量不变。
②阴极区发生还原反应,即CH3CHO转化成CH3CH2OH,设生成的乙醇为x kg,根据碳原子守恒可得关系式:
CH3CHO    ~   CH3CH2OH
 44                      46
 3 000×103÷106×60%      x
解得x≈1.9。
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

在25℃时,用石墨电极电解1000mL一定浓度的CuSO4溶液.5min后电解完全,在一个石墨电极上只有1.28gCu生成.试回答下列问题:
(1)总反应式为______.
(2)电解过程中转移的电子数为______mol,同时生成标准状况下气体的体积为______.
(3)在原CuSO4溶液中,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的PH为______(KspCu(OH)2=2×10-20).

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是  (     )
A.2H++2e=H2B.Fe2++2e=Fe
C.2H2O+O2+4e=4OHD.Fe3++e=Fe2+

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

如下图各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是(     )
A.④>②>①>③B.②>①>③>④C.④>②>③>①D.③>②>④>①

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

目前人们掌握了可充电锌—空气电池技术,使这种电池有了更广泛的用途。这种电池使用特殊技术吸附空气中的氧,以苛性钠溶液为电解质,电池放电时的总反应为2Zn+O2=2ZnO,下列判断正确的是
A.放电时,OH向负极方向移动
B.放电时,正极反应式为Zn+2OH-2e=ZnO+H2O
C.充电时,Zn发生氧化反应
D.充电时,阴极反应为O2+2H2O+4e=4OH

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(  )
A.纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B.当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用
C.在海轮外壳连接银块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
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

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态。
(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图,其总反应式为:H2+2NiOOH2Ni(OH)2

根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH       (填“增大”、“减小”或“不变”),该电极的电极反应式为               
(2)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图的电解装置制取,电解总反应为:2Cu+H2OCu2O+H2

阴极的电极反应式是                                                      
用镍氢电池作为电源进行电解,当蓄电池中有1 mol H2被消耗时,Cu2O的理论产量为       g。
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的       腐蚀。为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的       (填“正”或“负”)极相连。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是(如下图)   (  )。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

能够使反应Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2↑发生的是(   )
A.铜片作原电池的负极,碳棒作原电池的正极,氯化钠作电解质溶液
B.铜锌合金在潮湿的空气中发生电化学腐蚀
C.用铜片作阴、阳电极,电解硫酸钠水溶液
D.用铜片作阴、阳电极,电解硫酸铜水溶液

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