2018届二轮复习电化学学案（全国通用）(2)

2018届二轮复习电化学学案（全国通用）(2)

第7讲　电化学 最新考纲 考向分析 ‎1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。‎ ‎2.理解金属发生化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。‎ 电化学内容是高考试卷中的常客，对原电池和电解池的考查往往以选择题的形式考查两电极反应式的书写、两电极附近溶液性质的变化、电子的转移或电流方向的判断等。在第Ⅱ卷中会以应用性和综合性进行命题，如与生产生活(如金属的腐蚀和防护等)相联系，也无机推断、实验及化学计算等学科内知识综合，尤其特别注意燃料电池和新型电池的正、负极材料分析和电极反应式的书写。题型新颖、但不偏不怪，只要注意基础知识的落实，以及能力的训练便可以从容应对。‎ 考点一　原电池原理、化学电源 K (课前)‎ ‎1．(2017·全国Ⅲ卷·11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是 (　D　)‎ A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4‎ B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重‎0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D．电池充电时间越长，电池中的Li2S2的量越多 ‎[解析]　本题考查电化学知识。原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2，其中可能有2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02 mol电子，负极有0.02 mol Li(质量为‎0.14 g)被氧化为Li＋，则负极质量减少‎0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2‎ 的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。‎ ‎2．(2016·全国Ⅱ卷·11)Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 (　B　)‎ A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋‎ B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑‎ ‎[解析]　该题考查原电池原理的应用，意在考查考生运用化学理论知识解决实际问题的能力。该电池中Mg作负极，失去电子发生氧化反应，生成Mg2＋，A项正确；正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B项错误；电池放电时，Cl－从正极向负极移动，C项正确；在负极，Mg会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，D项正确。‎ ‎3．(2016·全国Ⅲ卷·11)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是 (　C　)‎ A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小 C．放电时，负极反应为：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气‎22.4 L(标准状况)‎ ‎[解析]　该题考查原电池和电解池相关知识，意在通过电池反应考查离子迁移、溶液酸碱性变化、电极反应式的书写以及简单计算等。K＋带正电荷，充电时K＋应该向阴极移动，A项错误。根据该电池放电的总反应可知，放电时消耗OH－，则充电时，OH－浓度应增大，B项错误。放电时，Zn为负极，失去电子生成Zn(OH)，其电极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)，C项正确。消耗1 mol O2转移4 mol电子，故转移2 mol电子时消耗0.5 mol O2,0.5 mol O2在标准状况下的体积为‎11.2 L，D项错误。‎ R (课堂)‎ ‎1．原电池工作原理与氧化还原知识的结合不到位，如盘查T1，T2。‎ ‎2．要熟悉常见的化学电源及工作原理。‎ 盐桥在可逆反应电池中的作用 ‎【例】(2017·湖北襄阳一中月考)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 (　D　)‎ 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．电池计读数为零时，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，乙中的石墨电极为负极 ‎[解析]　由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流计读数为零时，Fe3＋得电子速率等于Fe2＋失电子速率，反应达到化学平衡状态，C正确；在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨电极为正极，D不正确。‎ ‎【练习】(2017·安徽安庆示范高中联考)已知在酸性条件下发生的反应为AsO＋2I－＋2H＋===AsO＋I2＋H2O，在碱性条件下发生的反应为AsO＋I2＋2OH－===AsO＋H2O＋2I－。设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作：‎ Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸 Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液 结果发现电流计指针均发生偏转。‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)两次操作中指针为什么发生偏转？__两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能__。‎ ‎(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之：__操作Ⅰ中加酸，c(H＋)增大，AsO得电子，I－失电子，所以C1极是负极，C2极是正极。操作Ⅱ中加碱，c(OH－)增大，AsO失电子，I2得电子，此时，C1极是正极，C2极是负极。故发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即电流计指针偏转方向不同__。‎ ‎(3)操作Ⅰ过程中C1棒上发生的反应为__2I－－2e－===I2__。‎ ‎(4)操作Ⅱ过程中C2棒上发生的反应为__AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O__。‎ ‎(5)操作Ⅱ过程中，盐桥中的K＋移向__A__(填“A”或“B”)烧杯溶液。‎ ‎[方法技巧]　此类问题的解答策略 ‎(1)‎ 把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。‎ ‎(2)电子流向的分析方法 ‎①改变条件，平衡移动；‎ ‎②平衡移动，电子转移；‎ ‎③电子转移，判断区域；‎ ‎④根据区域，判断流向；‎ ‎⑤根据流向，判断电极。‎ ‎[解析]　由于酸性条件下发生反应AsO＋2I－＋2H＋===AsO＋I2＋H2O，碱性条件下发生反应AsO＋I2＋2OH－===AsO＋H2O＋2I－，二者都是氧化还原反应，而且满足构成原电池的三大要素：①不同环境中的两电极(连接)；②电解质溶液(电极插入其中并与电极发生自发反应)；③形成闭合回路。当加酸时，c(H＋)增大，C1电极上发生反应2I－－2e－===I2，为负极；C2电极上发生反应AsO＋2H＋＋2e－===AsO＋H2O，为正极。‎ 当加碱时，c(OH－)增大，C1电极上发生反应I2＋2e－===2I－，为正极；C2电极上发生反应AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O，为负极。‎ 燃料电池负极反应式书写新方法：零价法 ‎(1)方法说明 燃料电池中，燃料在负极发生失电子的氧化反应，即电池反应中燃料作还原剂。如果将还原剂中各元素记为“零价”，而氧化还原中各元素的化合价均已确定，就可以计算出单位燃料被氧化所失去的净电子数，从而书写出负极反应式。‎ ‎(2)具体步骤 燃料电池中，由于知道燃料在负极发生失电子的氧化反应，假定1 mol燃料参与反应，先确定失去的净电子总数，再由电池所处的化学环境及电荷守恒、质量守恒，直接写出电池负极反应式。其书写规律因为燃料物质种类的不同而有细微差别。下面根据几种不同类型的燃料进一步加以说明。‎ ‎(3)应用实例 ‎①烃类燃料电池，如甲烷燃料电池 ‎②含氧有机物燃料电池，如甲醇燃料电池 ‎③肼类燃料电池 ‎1．(2016·海南·10)(双选)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是 (　AD　)‎ A．Zn为电池的负极 B．正极反应式为2FeO＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D．电池工作时OH－向负极迁移 ‎[解析]　A．根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，正确；B．KOH溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－，错误；C．该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，错误；D．电池工作时阴离子OH－向负极迁移，正确；故选AD。‎ ‎2．(2016·四川·5)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为：‎ Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是 (　C　)‎ A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移 B．放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6‎ C．充电时，若转移1 mol e－，石墨(C6)电极将增重7x g D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋‎ ‎[解析]　该题考查了电化学原理，意在考查考生运用电化学原理分析、解决问题的能力。‎ 明确该电池的充放电原理是解题的关键。电池放电时，阳离子由负极移向正极，A项正确；由放电时的总反应看出，LixC6在负极发生失电子的氧化反应，B项正确；充电反应是放电反应的逆反应，充电时阳极发生失电子的氧化反应：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D项正确；充电时，阴极发生得电子的还原反应：C6＋xe－＋xLi＋===‎ LixC6，当转移1 mol电子时，阴极(C6电极)析出1 mol Li，增重‎7g，C项错误。‎ ‎3．(2015·江苏·10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是 (　D　)‎ A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子 B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2O C．电池工作时，CO向电极B移动 D．电极B上发生的电极反应为：‎ O2＋2CO2＋4e－===2CO ‎[解析]　本题考查燃料电池的工作原理。CH4中C为－4价，CO中C为＋2价，H2O和CH4中H为＋1价，故每消耗1 mol CH4转移6 mol电子，A错误；由于使用的是熔融的碳酸盐电池，熔液中没有OH－，故在A电极上不可能有OH－参与电极反应，B错误；电池工作时，阴离子向负极(A极)移动，C错误；在电极B上O2得电子后结合CO2生成了CO，D正确。‎ 考点二　电解原理的应用 K (课前)‎ ‎1．(2017·全国Ⅱ卷·11)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 (　C　)‎ 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－＝Al D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 ‎[解析]　本题考查电解原理的应用。利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H＋放电，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。‎ ‎2．(2016·全国Ⅰ卷·11)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。‎ 下列叙述正确的是 (　B　)‎ A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大 B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低 D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成 ‎[解析]　该题考查电解池原理，意在考查考生运用所学知识分析、解决问题的能力。该装置为电解池。H2O在正(阳)极区放电，生成O2和H＋，中间隔室中的阴离子SO通过cd膜移向正(阳)极，故正(阳)极区得到H2SO4，当电路中通过1 mol电子时生成0.25 mol O2，正(阳)极区溶液pH减小，H2O在负(阴)极区放电，生成OH－和H2，负(阴)极区溶液pH增大，A、C、D项错误。H2O在负(阴)极区放电生成H2和OH－，中间隔室中的阳离子Na＋通过ab膜移向负(阴)极，故负(阴)极区可得到NaOH，而正(阳)极区可得到H2SO4，故B项正确。‎ ‎3．(2016·北京·12)用石墨电极完成下列电解实验。‎ 实验一 实验二 装置 现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……‎ 下列对实验现象的解释或推测不合理的是 (　B　)‎ A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋‎ D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜 ‎[解析]　该题结合实验考查电化学知识，意在考查考生对电解池的熟练程度和理解能力。由于有外接电源，所以实验一和实验二均为电解池装置。实验一中，铁丝中的电流方向为从d到c，电子移动方向为从c到d，所以实验一的装置是比较复杂的电解池，其中a为阴极，c为阳极，d为阴极，b为阳极。a、d处发生反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A项正确；若b处发生反应2Cl－－2e－===Cl2↑，不足以解释b处“变红”和“褪色”‎ 现象，故B项错误；c处铁作阳极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，由于生成的Fe2＋浓度较小，且pH试纸本身有颜色，故颜色上无明显变化，C项正确；实验二是一个更加复杂的电解池装置，两个铜珠的左端均为阳极，右端均为阴极，初始时两个铜珠的左端(阳极)均发生反应Cu－2e－===Cu2＋，右端(阴极)均发生反应2H＋＋2e－===H2↑，一段时间后，Cu2＋移动到m和n处，m、n处附近Cu2＋浓度增大，发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，m、n处能生成铜，D正确。‎ R (课堂)‎ ‎1．电解原理应用的例子掌握不好，如盘查T1。‎ ‎2．“膜化学”工作原理分析不清，如盘查T2。‎ 电化学计算 ‎【例】(2017·长沙模拟)500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝6.0 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到‎22.4 L气体(标准状况)。假定电解后溶液体积仍为500 mL，则下列说法中正确的是 (　A　)‎ A．原混合溶液中c(K＋)为2 mol·L－1‎ B．上述电解过程中共转移6 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D．电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L－1‎ ‎[解析]　阳极上生成的气体为O2，阴极上开始时析出单质铜，后产生H2，因阴阳两极通过的电子数相等且生成的氢气和氧气均为1 mol，故反应中转移4 mol电子，放电的Cu2＋是1 mol，故B、C错误。电解后溶液中c(H＋)＝4 mol·L－1，D错误。依电荷守恒原理可得c(K＋)＋‎2c(Cu2＋)＝c(NO)＝6 mol·L－1，c(K＋)＝6 mol·L－1－2×2 mol·L－1＝2 mol·L－1，A正确。‎ ‎【练习】在如图所示的装置中，若通直流电5 min时，铜电极质量增加‎2.16 g。试回答下列问题。‎ ‎(1)电源中X电极为直流电源的__负__极。‎ ‎(2)pH变化：A：__增大__，B：__减小__，C：__不变__(填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ ‎(3)通电5 min时，B中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为__0.025_mol·L－1__(假设电解前后溶液体积无变化)。‎ ‎(4)若A中KCl足量且溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为__13__(假设电解前后溶液体积无变化)。‎ ‎[解析]　(1)3个装置是串联的电解池。电解AgNO3溶液时，Ag＋在阴极发生还原反应变为Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，Y是正极，X是负极。‎ ‎(2)电解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；电解CuSO4溶液生成H2SO4，溶液pH减小；电解AgNO3溶液，银为阳极，不断溶解，Ag＋浓度基本不变，pH不变。‎ ‎(3)通电5 min时，C中析出0.02 mol Ag，电路中通过0.02 mol电子。B中共收集0.01 mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04 mol电子，电子转移不守恒。因此，B中电解分为两个阶段，先电解CuSO4溶液，生成O2，后电水，生成O2和H2，B中收集到的气体是O2和H2的混合物。设电解CuSO4溶液时生成O2的物质的量为x，电解H2O时生成O2的物质的量为y，则4x＋4y＝0.02 mol(电子转移守恒)，x＋3y＝0.01 mol(气体体积之和)，解得x＝y＝0.002 5 mol，所以n(CuSO4)＝2×0.002 5 mol＝0.005 mol，c(CuSO4)＝0.005 mol÷‎0.2 L＝0.025 mol·L－1。(4)通电5 min时，A中放出0.01 mol H2，溶液中生成0.02 mol KOH，c(OH－)＝0.02 mol÷‎0.2 L＝0.1 mol·L－1，pH＝13。‎ ‎1．有关电化学计算的三大方法 ‎(1)根据电子守恒计算 用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过的电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。‎ ‎(2)根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。‎ ‎(3)根据关系式计算 根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。‎ 如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：‎ ‎(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)‎ ‎2．电解池中电极反应式的书写方法 ‎(1)书写步骤 ‎①首先注意阳极是活性材料还是惰性材料。‎ ‎②分析确定溶液中所有阴阳离子并清楚放电顺序。‎ ‎③根据放电顺序分析放电产物。‎ ‎④根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式中是否有H＋、OH－或H2O参与；最后配平电极反应式。‎ ‎(2)介质对电极反应式的影响 ‎①在电解池电极方程式中，如果是H＋或OH－放电，则电解质溶液的酸碱性对电极反应式没有影响。‎ ‎②酸性溶液反应物或生成物中均没有OH－。‎ ‎③碱性溶液反应物或生成物中均没有H＋。‎ ‎(3)电极产物的溶解性对电极反应式的影响。‎ 电解MgCl2溶液时的阴极反应式应为：Mg2＋＋2H2O＋2e－===Mg(OH)2↓＋H2↑，而不是2H＋＋2e－===H2↑。‎ 总反应离子方程式为：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。‎ 不能把电解MgCl2溶液的离子方程式写成：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑，忽视了生成难溶的Mg(OH)2。‎ ‎1．(2016·上海·8)图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示 (　C　)‎ A．铜棒的质量　　　 B．c(Zn2＋)‎ C．c(H＋) D．c(SO)‎ ‎[解析]　该装置构成原电池，Zn是负极，Cu是正极。A．在正极Cu上溶液中的H＋获得电子变为氢气，Cu棒的质量不变，错误；B．由于Zn是负极，不断发生反应Zn－2e－===Zn2＋，所以溶液中c(Zn2＋)增大，错误；C．由于反应不断消耗H＋，所以溶液的c(H＋)逐渐降低，正确；D．SO不参加反应，其浓度不变，错误。‎ ‎2．(2015·福建·11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是 (　B　)‎ A．该装置将化学能转化为光能和电能 B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移 C．每生成1 mol O2，有‎44 g CO2被还原 D．a电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O ‎[解析]　考查电解池反应原理的应用的知识。A．该装置将电能和光能转化为化学能，错误。B．H＋向与负极相连a极区移动，正确。C．该反应的总方程式是：6CO2＋8H2O===‎2C3H8O＋9O2。根据反应方程式可知，每生成1 mol O2，有2/3 mol CO2被还原，其质量是88/‎3 g，错误。D．根据图示可知与电源负极连接的a电极为阴极，发生还原反应，电极的反应式为：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，错误。‎ ‎3．(1)H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：‎ ‎①写出阳极的电极反应式：__2H2O－4e－===O2↑＋4H＋__。‎ ‎②分析产品室可得到H3PO2的原因：__阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2__。‎ ‎③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有__PO__杂质，该杂质产生的原因是__H2PO或H3PO2被氧化__。‎ ‎(2)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为__PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－__；PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为__Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋__，阴极上观察到的现象是__石墨电极上包上铜镀层__；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为__Pb2＋＋2e－===Pb__，这样做的主要缺点是__不能有效利用Pb2＋__。‎ ‎[解析]　(1)①阳极是水电离出的OH－放电，其反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；②阳极室的H＋穿过阳膜进入产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2；③阳极室内可能有部分H2PO或H3PO2失电子发生氧化反应，导致生成物中混有PO。‎ ‎(2)依题给信息知，反应物PbO与次氯酸钠反应，生成PbO2，由于铅元素化合价升高，故另一生成物为氯元素化合价降低得到的Cl－；阳极发生氧化反应，即Pb2＋失去电子被氧化生成PbO2，同时考虑盐溶液水解得到的酸性环境；阴极发生还原反应，即氧化性强的Cu ‎2＋得到电子生成铜；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的则是Pb2＋得电子变为Pb，这样不能有效利用Pb2＋。‎ 考点三　金属腐蚀与防护 K (课前)‎ ‎1．(2017·全国Ⅰ卷·11)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是 (　C　)‎ A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 ‎[解析]　本题考查实际应用中的电化学腐蚀(外加电流的阴极保护法)。依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流，接近于0，铁不容易失去电子，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。‎ ‎2．(2015·上海·14)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是 (　D　)‎ A．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎[解析]　由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确。B．d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确。C．‎ 若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D．d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。‎ ‎3．(2016·天津·3)下列叙述正确的是 (　D　)‎ A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH)‎ B．金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率与氧气浓度无关 C．原电池中发生的反应达平衡时，该电池仍有电流产生 D．在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小 ‎[解析]　该题考查化学基本原理，意在考查考生运用化学概念分析问题的能力。催化剂可以降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，A项错误；金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率与氧气浓度有关，O2浓度越大，腐蚀速率越快，B项错误；反应达到平衡时，正负极的电势差为0，所以电池不会产生电流，C项错误；CuS不溶于盐酸，而ZnS溶于盐酸，说明CuS更难溶，对应的溶解度小，D项正确。‎ R (课堂)‎ ‎1．不熟悉金属腐蚀与防护的类型，如盘查T1。‎ ‎2．金属腐蚀与防护和电化学知识的结合不到位，如盘查T1，T2。‎ 金属腐蚀与防护的类型 ‎1．金属腐蚀两种类型比较 ‎(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性 水膜呈弱酸性或中性 正极反应 ‎2H＋＋2e－===H2↑‎ O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ 负极反应 Fe－2e－===Fe2＋‎ 其他反应 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓‎ ‎4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈 ‎(2)腐蚀快慢的比较 ‎①一般来说可用下列原则判断：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀；‎ ‎②对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中；‎ ‎③活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快；‎ ‎④对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀的速率越快。‎ ‎2．两种保护方法 ‎(1)加防护层 如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。‎ ‎(2)电化学防护 ‎①牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理：正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属活泼的金属；‎ ‎②外加电流的阴极保护法——电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。‎ ‎1．糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是 (　D　)‎ A．脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期 B．脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为Fe－3e－===Fe3＋‎ C．脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－‎ D．含有‎1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)‎ ‎[解析]　在脱氧过程中，由铁、碳作电极，氯化钠溶液作电解质溶液形成原电池，发生吸氧腐蚀，该过程为放热反应；在脱氧过程中，碳作正极，铁作负极，铁失电子发生氧化反应，生成Fe2＋；在脱氧过程中，Fe失电子被氧化为Fe2＋，Fe2＋最终还是被氧气氧化为Fe3＋，由电子得失守恒知消耗氧气的体积(标准状况下)V(O2)＝‎22.4 L·mol－1×＝336 mL。‎ ‎2．铁及其化合物与生产、生产关系密切。下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。‎ ‎(1)该电化学腐蚀称为__吸氧腐蚀__。‎ ‎(2)图中A、B、C、D 4个区域，生成铁锈最多的是__B__(填字母)。‎ ‎[解析]　(1)金属在中性和较弱的酸性条件下发生的是吸 氧腐蚀。(2)发生吸氧腐蚀，越靠近液面接触到的O2越多，腐蚀得越严重。‎ ‎3．(2015·重庆理综·11)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。‎ ‎(1)腐蚀过程中，负极是__c__(填图中字母“a”或“b”或“c”)；‎ ‎(2)环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为__2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓__；‎ ‎③若生成‎4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为__0.448__ L(标准状况)。‎ ‎[解析]　(1)根据图示，腐蚀过程中，铜失电子生成Cu2＋，则负极是铜，选c；‎ ‎(2)根据上述分析，正极产物是OH－，负极产物为Cu2＋，环境中的Cl－扩散到孔口，与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，则离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓；‎ ‎(3)4.29 gCu2(OH)3Cl的物质的量为＝0.02 mol，根据铜原子守恒，Cu2＋的物质的量为0.04 mol，负极反应为：2Cu－4e－===2Cu2＋，正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，根据正负极放电量相等，则理论上耗氧体积为0.02 mol×‎22.4 L·mol－1＝‎0.448 L。‎ ‎1．(2015·全国Ⅰ卷·11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 (　A　)‎ A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6＋6O2＝6CO2＋6H2O ‎[解析]　考查对原电池反应的判断。A．根据C元素的化合价的变化，C6H12O6生成二氧化碳的反应为氧化反应，应在负极生成，错误；B．微生物加速了葡萄糖的腐蚀，促进了反应中电子的转移正确；C．原电池中阳离子向正极移动，正确；D．‎ 电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应，正确，答案选A。‎ ‎2．(2015·浙江·11)在固态金属氧化物电解池中，高温下电解H2O——CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是 (　D　)‎ A．X是电源的负极 B．阴极的电极反应式是：H2O＋2e－===H2＋O2－　CO2＋2e－===CO＋O2－‎ C．总反应可表示为：H2O＋CO2H2＋CO＋O2‎ D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1‎ ‎[解析]　考查电化学基础知识。从图示可看出，与X相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO的转化，均得电子，应为电解池的阴极，则X为电源的负极，A正确；阴极H2O→H2、CO2→CO均得电子发生还原反应，电极反应式分别为：H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－，B正确；从图示可知，H2O→H2、CO2→CO转化的同时有氧气生成，所以总反应可表示为：H2O＋CO2H2＋CO＋O2，C正确；从总反应可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比2∶1，D不正确。‎ ‎3．(2015·天津·4)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是 (　C　)‎ A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 ‎[解析]　原电池原理。由图象可知该原电池反应原理为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，故Zn电极为负极，失电子，发生氧化反应，Cu电极为正极，得电子，发生还原反应，故A项错误；该装置中因为阳离子交换膜只允许阳离子通过，故两池中c(SO)不变，故B项错误；电解过程中溶液中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中Cu2＋＋2e－＝Cu，故乙池中为Cu2＋～Zn2＋，摩尔质量M(Zn2＋)＞M(Cu2＋)‎ ‎，故乙池溶液的总质量增加，C项正确；该装置中因为阳离子交换膜只允许阳离子通过，电解过程中溶液中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液中电荷平衡，阴离子并不通过交换膜，故D项错误；本题选C。‎ ‎4．(2015·四川·4)用下图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是 (　D　)‎ A．用石墨作阳极，铁作阴极 B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－ －2e－===ClO－＋H2O C．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O ‎[解析]　电化学基础知识。A．阳极要产生ClO－，则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是铁失电子，A正确；B．阳极是Cl－失电子产生ClO－，电极反应式为：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O，B正确；C．阴极是H＋产生H2，碱性溶液，故阴极的电极反应式为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C正确；D．溶液为碱性，方程式应为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－。选D。‎ ‎5．我国对“可呼吸”的钠——二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式为：4Na＋3CO22Na2CO3＋C，其工作原理如下图所示(放电时产生Na2CO3固体储存于碳纳米管中)。下列说法不正确的是 (　D　)‎ A．放电时，钠金属片作负极，碳纳米管作正极 B．充电时，阳极反应为：2Na2CO3＋C－4e－===3CO2↑＋4Na＋‎ C．放电时，Na＋从负极区向正极区移动 D．该电池的电解质溶液也可使用NaClO4的水溶液 ‎[解析]　由4Na＋3CO22Na2CO3＋C可知，放电为原电池反应，Na为负极失去电子，正极上C得到电子；充电为电解池，阳极与正极相连，阳极失去电子发生氧化反应，电解时阳离子向阴极移动，则有A．‎ 根据以上分析可知放电时，钠金属片作负极，碳纳米管作正极，A正确；B．充电时碳失去电子，阳极反应为：2Na2CO3＋C－4e－===3CO2↑＋4Na＋，B正确；C．放电时，Na＋从负极区向正极区移动，C正确；D．钠是活泼的金属，与水反应，该电池的电解质溶液不能使用NaClO4的水溶液，D错误，答案选D。‎ ‎6．如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置；同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是 (　C　)‎ A．H＋透过质子交换膜由右向左移动 B．铜电极应与X相连接 C．M电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋‎ D．当N电极消耗0.25 mol气体时，铁电极增重‎16 g ‎[解析]　由题图甲分析得出M(或X)为负极，N(或Y)为正极，由图乙分析得出Fe为阴极，Cu为阳极。乙的Fe极要与甲的X极相连接。A．原电池内部阳离子移向正极，H＋向右侧移动，故A错误；B．乙的Fe极要与甲的X极相连接，故B错误；C．负极还原剂失去电子被氧化，M电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋，故C正确；D．由电子守恒O2～4e－～2Cu，故当N电极消耗0.25 mol气体时，铁电极增重‎32 g，故D错误；故选C。‎ ‎7．Zn－ZnSO4－PbSO4－Pb电池装置如图，下列说法错误的是 (　B　)‎ A．SO从右向左迁移 B．电池的正极反应为：Pb2＋＋2e－===Pb C．左边ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变 D．若有‎6.5 g锌溶解，有0.1 mol SO通过离子交换膜 ‎[解析]　A．锌是负极，SO从右向左迁移，A正确；B．电池的正极反应为：PbSO4＋2e－===Pb＋SO，B错误；C．左边锌失去电子转化为硫酸锌，ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变，C正确；D．若有‎6.5 g锌即0.1 mol锌溶解，根据电荷守恒可知有0.1 mol SO 通过离子交换膜，D正确，答案选B。‎ ‎8．(2017·广州一模)用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是 (　C　)‎ A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ B．通电后阴极区附近溶液pH会增大 C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区 D．纯净的KOH溶液从b出口导出 ‎[解析]　A中，阳极发生氧化反应，反应方程式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，B中，阴极发生还原反应，消耗氢离子产生氢气必然会使溶液中氢离子浓度减小，所以增大溶液的pH。C中，钾离子是通过交换膜从阳极移向阴极，这样才可以达到提纯氢氧化钾的作用，C错。D中，纯净的KOH在阴极制得从b口排出，D正确。‎ ‎9．(2016·浙江·11)金属(M)－空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：‎4M＋nO2＋2nH2O===‎4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是 (　C　)‎ A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面 B．比较Mg、Al、Zn三种金属－空气电池，Al－空气电池的理论比能量最高 C．M－空气电池放电过程的正极反应式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－===‎4M(OH)n D．在Mg－空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜 ‎[解析]　该题考查电化学知识，意在考查考生应用原电池原理解决问题的能力。A项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极表面，正确；B项，根据“已知”信息知铝的比能量比Mg、Zn的高，正确；C项，M－空气电池放电过程中，正极为氧气得到电子生成OH－，错误；D项，为了避免正极生成的OH－‎ 移至负极，应选用阳离子交换膜，正确。‎ ‎10．以铅蓄电池为电源，将CO2转化为乙烯的装置如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。下列说法不正确的是 (　B　)‎ A．b为铅蓄电池的正极 B．电解过程中，阳极区溶液中c(H＋)逐渐减小 C．阴极反应式：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O ‎ D．每生成1 mol乙烯，理论上铅蓄电池中消耗12 mol硫酸 ‎[解析]　电解酸性的二氧化碳水溶液得到乙烯，二氧化碳得电子生成乙烯，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，为阴极反应，则a为电池的负极，b为电池的正极，阳极水失电子放出氧气，电极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋。A．由二氧化碳得电子生成乙烯，则为阴极反应，所以a为电池的负极，b为电池的正极，故A正确；B．阳极的电极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，阳极区溶液中c(H＋)逐渐增大，故B错误；C．由二氧化碳得电子生成乙烯，则为阴极反应，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，故C正确；D．每生成1 mol乙烯，转移12 mol电子，根据Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，转移12 mol电子，消耗12 mol硫酸，故D正确；故选B。‎ ‎11．(2017·山西大学附中月考)(Ⅰ)(1)甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2＋氧化成Co3＋，然后以Co3＋做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置模拟上述过程：‎ ‎①写出阳极电极反应式__Co2＋－e－===Co3＋__。‎ ‎②写出除去甲醇的离子方程式__6Co3＋＋CH3OH＋H2O===CO2↑＋6Co2＋＋6H＋__。‎ ‎③若上图装置中的电源为甲醇－空气－KOH溶液的燃料电池，则电池负极的电极反应式：__CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O__，净化含1 mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH__2__ mol。‎ ‎(Ⅱ)化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO的原理如下图所示。‎ ‎(1)电源正极为__A__(填A或B)，阴极反应式为__2NO＋12H＋＋10e－===N2＋6H2O__。‎ ‎(2)电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为__14.4__ g。‎ ‎[解析]　Ⅰ.(1)①通电后，将Co2＋氧化成Co3＋，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2＋－e－===Co3＋；故答案为：Co2＋－e－===Co3＋；‎ ‎②以Co3＋做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化，自身被还原为Co2＋，结合原子守恒与电荷守恒可知，还原生成H＋，配平书写离子方程式为：6Co3＋＋CH3OH＋H2O===CO2↑＋6Co2＋＋6H＋；故答案为：6Co3＋＋CH3OH＋H2O===CO2↑＋6Co2＋＋6H＋；‎ ‎③若3图装置中的电源为甲醇－空气－KOH溶液的燃料电池，甲醇在负极失电子发生氧化反应，在碱溶液中生成碳酸盐，则电池负极的电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，依据化学方程式计算分析2CH3OH＋3O2＋4KOH―→2K2CO3＋6H2O，净化含1 mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH物质的量2 mol；故答案为：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O；2；‎ Ⅱ.(1)由图示知在Ag－Pt电极上NO发生还原反应，因此Ag－Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极，在阴极反应是NO得电子发生还原反应生成N2，利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有水生成，所以阴极上发生的电极反应式为：2NO＋12H＋＋10e－===N2＋6H2O，故答案为：A；2NO＋12H＋＋10e－===N2＋6H2O；‎ ‎(2)转移2 mol电子时，阳极(阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H＋)消耗1 mol水，产生2 mol H＋进入阴极室，阳极室质量减少‎18 g；阴极室中放出0.2 mol N2(‎5.6 g)，同时有2 mol H＋(‎2 g)进入阴极室，因此阴极室质量减少‎3.6 g，故膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)＝‎18 g－‎3.6 g＝‎14.4 g，故答案为：14.4。‎ ‎12．(2016·天津·10)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：‎ ‎(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是__污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高__(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：__H2＋2OH－－2e－===2H2O__。‎ ‎(2)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，‎ 同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如图1所示，装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。‎ ‎①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在__阳极室__(填“阴极室”或“阳极室”)。‎ ‎②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是__防止Na2FeO4与H2反应使产率降低__。‎ ‎③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：__M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH－)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低)。__。‎ ‎[解析]　该题考查反应热、化学平衡及电化学等，意在考查考生对化学反应原理的应用能力。(1)氢气的来源广且可再生，燃烧生成水，无污染，且单位质量的氢气燃烧放出的热量比汽油多。碱性氢氧燃料电池的负极发生氧化反应，在碱性条件下氢气放电生成H2O。‎ ‎(2)①电解时，阳极反应式为：Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，阴极反应式为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，电解过程中，阳极室消耗OH－，c(OH－)降低。②根据题意，Na2FeO4易被H2还原，由于阴极产生的气体为H2，若不及时排出，会将Na2FeO4还原，使其产率降低。③根据题意，若碱性较弱，则Na2FeO4稳定性差，且反应慢；若碱性较强，则铁电极区会产生Fe(OH)3或Fe(OH)3分解生成的Fe2O3，所以M点和N点的c(Na2FeO4)均低于最高值。‎