一、 正確判斷電極,正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式,是解決電化學(xué)問(wèn)題的核心
例1工業(yè)品氫氧化鉀溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì),可利用離子交換膜法電解提純。其工作原理如圖1所示。
①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式是
;
②通電開(kāi)始后,陰極附近溶液pH會(huì)增大,請(qǐng)簡(jiǎn)述原因:;
③除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口導(dǎo)出。(填寫(xiě)“A”或“B”)
解析: 該題所設(shè)三問(wèn)中,后兩問(wèn)是第一問(wèn)有關(guān)“電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)”的自然延伸。
①由于在陽(yáng)極區(qū)存在的陰離子主要是OH-和某些含氧酸根,而在水溶液中含氧酸根放電較難,因此陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2↑;
②陰極區(qū)的陽(yáng)離子主要是K+和水中的H+,因此陰極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑。隨著H+的放電,促進(jìn)水的電離,陰極區(qū)的c(OH-)增大;
③隨著電解的進(jìn)行,陰極區(qū)c(OH-)增大,陽(yáng)極區(qū)c(H+)增大,故由電荷守恒原理可知,兩極區(qū)間必有離子交換。而電解槽內(nèi)裝有的陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò),又因?yàn)殛?yáng)極區(qū)本身添加了KOH,故c(H+)不可能大增,所以可供大量交換的陽(yáng)離子只可能是K+,且向陰極區(qū)遷移,因此氫氧化鉀溶液從出口B導(dǎo)出。
例2一種新型的燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丁烷氣體。電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-。下列關(guān)于該燃料電池的說(shuō)法中正確的是
A. 在熔融電解質(zhì)中,O2-由負(fù)極移向正極
解析: 在電極產(chǎn)物不與電解液直接反應(yīng)的情況下,燃料電池的總反應(yīng)式和燃燒反應(yīng)式相同,所以B正確。
C、D選項(xiàng)均是直接考查原電池電極的判斷以及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)。在確定了B選項(xiàng)原電池總反應(yīng)式正確的情況下,根據(jù)在總反應(yīng)中“還原劑—失電子—負(fù)極反應(yīng)物;……