6． 膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N₂O₅，装置图如下。

⑴A装置是________，B装置是_________(填“原电池”或“电解池”)。

⑵^{N2O5在电解池的______区生成，其电极反应式为_____________________________。}

⑶通入O₂一极的电极反应式为_______________________________。

⑷若通入SO₂的速率为2.24 L·min^－1(标准状况)，为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则左侧水的流入速率应为_________mL·min^－1。

5． 下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO₄^{3 －}+2I^－+2H⁺AsO₃^3－+I₂+H₂O”设计成的原电池装置，其中C₁、C₂均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液。

下列叙述中正确的是

A．甲组操作时，微安表(A)指针发生偏转　

B．甲组操作时，溶液颜色变浅

C．乙组操作时，C₂作正极　　　　　　　　

D．乙组操作时，C₁上发生的电极反应为I₂ +2e^－2I^－

4． 下列四种装置中，溶液的体积均为250 mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.10 mol·L^－1，工作一段时间后，测得导线上均通过0.02 mol电子，若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述正确的是

A．工作一段时间后溶液的浓度①＝②＝③＝④

^B．工作一段时间后溶液的pH：④＞③＞①＞②

C．产生气体的总体积：④＞③＞①＞②

D．电极上析出的固体的质量：①＞②＞③＞④

3． 酸性高锰酸钾能将醇氧化生成一系列产物，反应中KMnO₄被还原为Mn²⁺，用0.60 mol·L^－1的酸性高锰酸钾溶液滴定20.0 mL0.50 mol·L^－1的乙二醇溶液，当用去20.0 mL高锰酸钾溶液时，再滴加1滴高锰酸钾溶液时，溶液刚好呈紫色，振荡后不褪色。则乙二醇的氧化产物为

A．OHC－CHO　　 B．HOOC－COOH　　 C．HOOC－CHO　　 D．CO₂

2． 某容器中发生一个化学反应，反应过程中存在As₂S₃、HNO₃、H₂SO₄、NO、H₃AsO₄、H₂O六种物质，已知As₂S₃是反应物之一。下列有关判断不正确的是

A．该容器中发生了氧化还原反应　　　　　

B．该反应中HNO₃、H₂O是反应物，H₂SO₄、NO、H₃AsO₄是生成物

C．该反应中只有砷元素被氧化、只有氮元素被还原

D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为15:28

1． 科学家在多年前就探测到火星大气中存在微量的羰基硫(COS)。已知能发生下列反应：CO+SCOS，2COS+SO₂2CO₂+3S。下列说法不正确的

A．利用这两个反应可以消除CO、SO₂的污染　　 B．两反应均属于氧化还原反应

C．两反应均不属于离子反应　　　 　　　　　　D．前者属于化合反应，后者属于置换反应

4．电解原理的应用

①氯碱工业：即电解饱和食盐水(制取烧碱和氯气)的工业。其反应原理是：阳极2Cl^－－2e^－＝Cl₂↑，阴极2H⁺+2e^－＝H₂↑，总反应2NaCl+2H₂O 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑。

②电镀：是特殊的电解。电镀时，用镀层金属做阳极、待镀金属(镀件)做阴极，用含含镀层金属阳离子的电解质溶液。理论上讲，电镀时，电解质溶液的成分是不变的。

③铜的电解精炼：粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质

位于金属活动顺序铜之后的Ag、Au等金属，因为给出电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成离子溶解下来，当阳极上的Cu失去电子变成离子溶解后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥。

④电冶金：电解法冶炼活泼金属。电解法冶炼活泼金属时，电解液是用熔融的金属化合物(通常是氯化物或氧化物)，以制取金属钠为例，电解过程中，电极反应式分别是：阳极2Cl^－－2e^－＝Cl₂↑，阴极2Na⁺+2e^－＝2Na，总反应式为2NaCl2Na+Cl₂↑。

[思想方法]

[例1]1986年，人们成功的用如下反应制得了氟：

①2KMnO₄+2KF+10HF+3H₂O₂=2K₂MnF₆+8H₂O+3O₂　 ②K₂MnF₆+2SbF₅=2KSbF₆+MnF₄

③2MnF₄=2MnF₃+F₂↑。下列说法中正确的是

A．反应①、②、③都是氧化还原反应　　 B．反应①H₂O₂既是还原剂又是氧化剂

C．氧化性：H₂O₂＞KMnO₄ D．每生成1mol F₂，上述反应共转移8mol电子

[分析]本题主要考查氧化还原反应中的基本概念。反应①是氧化还原反应，氧化剂是KMnO₄，双氧水作还原剂，选项B错。由氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性，可知选项C错，同时可知当有2molK₂MnF₆生成时转移6mol电子。题中反应②反应前后无元素化合价的升降，是非氧化还原反应，故选项A错。每生成1molF₂，反应③转移2mol电子，根据3个反应式可列出关系式1molF₂~2molMnF₄~2molK₂MnF₆，结合前面分析：可知反应①转移6mol电子，因此每生成1mol F₂，上述反应共转移8mol电子。本题应选D

[例2]在一定条件下有下列反应：

　　 X₂ + 　　Y₂ + 　　H₂O → 　　HXO₃ + 　　HY

⑴配平上述氧化还原反应的方程式，并标出电子转移的方向和数目。

⑵反应中还原剂是　　　　 ，若有转移2mol 电子，则生成HXO₃的物质的量为　　　　 mol。

⑶①X₂、Y₂可能的组合是　　　　　 (填编号，下同)。

a．Br₂　 F₂　　　 b．I₂　 Cl₂　　　 c．Cl₂　 O₂　　　 d．N₂　 Br₂　

②若用KX制取HX，则应该选用的酸是　　　　　 。

a．稀H₂SO₄　　　 b．稀HNO₃　　　 c．浓H₂SO₄　　　 d．浓H₃PO₄

原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

[分析]本题对氧化还原反应进行了综合考查。X₂(0→+5)↗5×2×1(1为系数)，Y₂(0→-1)↘1×2×5 (5为系数)，再根据质量守恒定律可知水前面的化学计量数为6，反应的化学方程式表示为X₂ + 5Y₂ + 6H₂O =2HXO₃ + 10HY。⑶①反应中Y₂作氧化剂，X₂作还原剂，由于反应在水溶液中进行，因此Y₂不可能是F₂，a错，由于Y₂的还原产物是HY，因此Y₂不可能是O₂，c错，若选项d成立，据题意N₂的氧化产物HXO₃是HNO₃，Br₂的还原产物HY是HBr，很显然HNO₃和HBr在溶液中不能大量共存，因此d错。②若用KX制取HX，由于X是I，根据HI的性质，易挥发，具有强还原性，因此只能选用难挥发性酸(沸点高)和非氧化性酸，因此只有d成立。

答案：⑴　 ⑵X₂　 0.4　 ⑶①b　 ②d　 磷酸是非氧化性酸，难挥发性酸

[例3]控制适合的条件，将反应2Fe³⁺+2I^－2Fe²⁺+I₂设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是

A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe³⁺被还原

C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl₂固体，乙中石墨电极为

负极

[分析]^{本题中涉及的是带有盐桥的原电池，是课标中的新增内容，}

^{盐桥的存在可使氧化还原反应在同时而不同地进行，大大提高电}

^{流的效率。但其工作原理和不带盐桥的原电池的一样的，即负极}

^{失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应。对于本题，甲中石墨作正极，发生还原反应，电极}

^{反应式为2Fe3++2e-2Fe2+，乙中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应式为2I--2e-I2。当反应}

^{达到平衡时，正逆反应的速率相等，此时电路中电流强度的和为0，故电流计的读数为0，反之也成}

^{立，选项A、B、C均正确。当}电流计读数为零后，在甲中再溶入FeCl₂固体，导致化学平衡逆向移动，

即把该反应的逆反应设置成原电池，^{甲中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应式为}

^{2Fe2++2e-2Fe3+，乙中石墨作正极，发生还原反应，电极反应式为2I2-2e-2I-，D错。本题应选D。}

[例4]如图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是

A．生铁块中的碳是原电池的正极

B．红墨水柱两边的液面变为左低右高

C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e^－ = Fe²⁺　

D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

[分析]粗看装置虽感到陌生，但仔细分析得知该实验是简单吸氧腐蚀与析氢腐蚀的简单综合。a试管内盛装食盐水，溶液呈中性，发生的是吸氧腐蚀，负极反应式为Fe-2e^-Fe²⁺，正极反应式为O₂ + 2H₂O + 4e-4OH^-，显然a装置内气体的物质的量减少，压强减小。b试管内盛装氯化铵，溶液呈酸性，发生的吸氢腐蚀，负极反应式为Fe-2e^-Fe²⁺，正极反应式为2H⁺+2e^-H₂↑，气体的物质的量增加，压强增大。综上分析选项B错。

[例5]市场上经常见到的标记为Li－ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li⁺的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li+2Li_0.35NiO₂2Li_0.85NiO₂。下列说法不正确的是

A．放电时，负极的电极反应式：Li－e^－Li⁺

B．充电时，Li_0.85NiO₂既发生氧化反应又发生还原反应

C．该电池不能用水溶液作为电解质

D．放电过程中Li⁺向负极移动

^{[分析]本题主要考查原电池和电解池的综合。电池放电时，相当于原电池，}Li从0价升至+1价，失电子作负极，电极反应式为Li－e^－Li⁺，根据总反应式可知正极反应式为2Li_0.35NiO₂+e^－+Li⁺2Li_0.85NiO₂，A正确。充电时相当于电解池，由于反应物只有一种，所以放电过程中既发生氧化反应又发生还原反应，B正确。由于金属Li较活泼，能与水反应生成H₂，因此电池介质应为非水材料，C正确。在放电过程中，电解质溶液相当于电池的内电路，因此Li⁺应向正极移动，D错。本题应选D。

[专题演练]

3．电解的规律

若用惰性电极(如Pt、石墨)进行电解，产物的规律如下(氟化物例外)：

2．串联装置图比较

图一中无外接电源，两者必有一个装置是原电池装置(相当于发电装置)，为电解装置提供电能，其中两个电极活动性差异大者为原电池装置，如图一中左图为原电池装置，右图为电解装置。图二中有外接电源，两烧杯均作电解池，且串联电解，通过的电流相等。

1．原电池装置与电解装置的比较--有无外接电源。

要注意到原电池的两极称为正负极，溶液中放电的阴离子向负极移动，放电的阳离子向正极移动，电解池的两极称为阴阳极，阴阳离子在外加电场的作用下分别向阳极和阴极移动。