高考化学二轮复习 专题 电化学 13页

专题八：电化学 ‎【考纲要求】　1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。‎ 考点一　盐桥问题面面观 知识精讲 ‎1． 电化学装置中都有两个电极，分别发生氧化反应与还原反应。若两个电极插在同一电解质溶液的容器内，则由于阴阳离子的移动速率不同而导致两极之间出现浓度差，以及因电极本身直接与离子反应而导致两极之间电势差变小，影响了电流的稳定。为解决这个问题，人们使用了盐桥。盐桥主要出现在原电池中，有时也可在电解池中出现，其主要作用就是构建闭合的内电路，但不影响反应的实质。盐桥内常为饱和氯化钾、硝酸钾等溶液。‎ ‎2． 盐桥是新课改教材中出现的新名词，因而围绕盐桥的电化学知识已成为新课改地区命题的一个热点，所以有必要分析研究盐桥问题的考查思路。常从以下四方面命题。‎ ‎(1)考查盐桥的作用；‎ ‎(2)考查含盐桥的电化学总反应式的书写；‎ ‎(3)考查盐桥内溶液离子的移动方向；‎ ‎(4)考查含盐桥的电化学装置的设计。‎ 题组集训 题组一　明确原理，设计装置 ‎1． 根据下图，下列判断中正确的是 (　　)‎ A．烧杯a中的溶液pH降低 B．烧杯b中发生氧化反应 C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2‎ D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2‎ ‎2． [2013·广东理综，33(2)(3)](2)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。‎ ‎①完成原电池甲的装置示意图(见上图)，并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。‎ ‎②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极__________。‎ ‎③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中应选__________‎ 作阳极。‎ 方法归纳 ‎1． 工作原理 原电池的闭合回路有外电路与内电路之分，外电路的电流是从正极流向负极，内电路是从负极流向正极，故内电路中的阳离子移向正极、阴离子移向负极。(盐桥中的阳离子移向正极区，阴离子移向负极区，以维持电荷守恒)。‎ ‎2． 设计思路 首先根据离子方程式判断出氧化剂、还原剂，明确电极反应。然后再分析两剂状态确定电极材料，若为固态时可作电极，若为溶液时则只能作电解液。然后补充缺少的电极材料及电解液。电极材料一般添加与电解质溶液中阳离子相同的金属作电极(使用惰性电极也可)，电解液则是一般含有与电极材料形成的阳离子相同的物质。最后再插入盐桥即可。‎ 题组二　“盐桥”的作用与化学平衡的移动 ‎3． 控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。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，乙中的石墨电极为负极 ‎4． 下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO＋2I－＋2H＋AsO＋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，电流计(G)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做正极 D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－‎ 失误防范 ‎(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。‎ 考点二　燃料电池与不同“介质”‎ 知识精讲 不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写，大多数学生感到较难。主要集中在：一是得失电子数目的判断，二是电极产物的判断。下面以CH3OH、O2燃料电池为例，分析电极反应式的书写。‎ ‎(1)酸性介质，如H2SO4。‎ CH3OH在负极上失去电子生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在H＋作用下生成H2O。电极反应式为 负极：CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋‎ 正极：O2＋6e－＋6H＋===3H2O ‎(2)碱性介质，如KOH溶液。‎ CH3OH在负极上失去电子，在碱性条件下生成CO，1 mol CH3OH 失去6 mol e－，O2在正极上得到电子生成OH－，电极反应式为 负极：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O 正极：O2＋6e－＋3H2O===6OH－‎ ‎(3)熔融盐介质，如K2CO3。‎ 在电池工作时，CO移向负极。CH3OH在负极上失去电子，在CO的作用下生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在CO2的作用下生成CO，其电极反应式为 负极：CH3OH－6e－＋3CO===4CO2↑＋2H2O 正极：O2＋6e－＋3CO2===3CO ‎(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高温下能传导正极生成的O2－。‎ 根据O2－移向负极，在负极上CH3OH失电子生成CO2气体，而O2在正极上得电子生成O2－，电极反应式为 负极：CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O 正极：O2＋6e－===3O2－‎ 题组集训 题组一　判断“酸、碱”介质，理清书写思路 ‎1． (2012·四川理综，11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是 (　　)‎ A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动 B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗‎4.48 L氧气 C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ ‎2． 将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流。下列叙述正确的 是 (　　)‎ ‎①通入CH4的电极为正极　②正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－　③通入CH4的电极反应式为CH4＋2O2＋4e－===CO2＋2H2O　④负极的电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O　⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动　⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动 A．①③⑤ B．②④⑥ C．④⑤⑥ D．①②③‎ 思路归纳 对于燃料电池，正极往往通入O2，书写时应注意：‎ ‎(1)首先书写正极反应式：‎ ‎①酸性O2＋4e－＋4H＋===2H2O ‎②碱性O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ ‎(2)然后用总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。‎ 题组二　区分介质“状态”，判断离子流向 ‎3． 某燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H＋，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O。请回答：‎ ‎(1)H＋由____极通过固体酸电解质传递到另一极(填a或b)。‎ ‎(2)b极上发生的电极反应式是__________________。‎ ‎4． 科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如下图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导正极生成的O2－。‎ ‎(1)c电极的名称为________。‎ ‎(2)d电极上的电极反应式为____________________。‎ 失误防范 根据内电路中的离子流向判断正、负极，在内电路中，阳离子由负极区流向正极区，阴离子由正极区流向负极区。‎ 考点三　突破电解池，应用“不寻常”‎ 知识精讲 ‎“六点”突破电解池 ‎1． 分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。‎ ‎2． 剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。‎ ‎3． 注意放电顺序。‎ ‎4． 书写电极反应，注意得失电子守恒。‎ ‎5． 正确判断产物。‎ ‎(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)。‎ ‎(2)阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：‎ Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>H＋(水)‎ ‎6． 恢复原态措施。‎ 电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。‎ 题组集训 题组一　对可充电电池的深度剖析 ‎1． Li/SO2电池具有输出功率高和低温性能好等特点，其电解质是LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，电池反应式为2Li＋2SO2Li2S2O4。下列说法正确的是 (　　)‎ A．该电池反应为可逆反应 B．放电时，Li＋向负极移动 C．充电时，阴极反应式为Li＋＋e－===Li D．该电池的电解质溶液可以换成LiBr的水溶液 ‎2． 某种可充电聚合物锂离子电池放电时的反应为 Li1－xCoO2＋LixC6===‎6C＋LiCoO2，其工作原理示意图如右。下列说法不正确的是 (　　)‎ A．放电时LixC6发生氧化反应 B．充电时，Li＋通过阳离子交换膜从左向右移动 C．充电时将电池的负极与外接电源的负极相连 D．放电时，电池的正极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2‎ 方法技巧 对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池工作原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；外电路中电子由负极流向正极，内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。‎ 可充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；充电时电池的“＋”极与外接直流电源的正极相连，电池的“－”极与外接直流电源的负极相连。‎ 题组二　电解原理的“不寻常”应用 ‎(一)处理废水 ‎3． ‎ 某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如右，下列说法不正确的是 (　　)‎ A．A为电源正极 B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为 Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O C．阴极区附近溶液pH降低 D．若不考虑气体的溶解，当收集到H2 ‎13.44 L(标准状况)时，有0.1 mol Cr2O被还原 ‎ (二)制备物质 ‎4． 电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装置示意图如下：‎ 电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴阳两极均为惰性电极，‎ ‎(1)A极为________，电极反应式为______________ ________。‎ ‎(2)B极为________，电极反应式为_____________ _________。‎ ‎ (三)处理废气 ‎5． 用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示。(电极材料为石墨)‎ ‎(1)图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)________极，C口流出的物质是________。‎ ‎(2)SO放电的电极反应式为____________。‎ ‎(3)电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因________。‎ 考点四　“两比较”“两法”突破金属的腐蚀与防护 知识精讲 ‎1． 两比较 ‎(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。‎ ‎(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。‎ 题组集训 题组一　两种腐蚀的比较 ‎1． 利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是 (　　)‎ A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 B．一段时间后，a管液面高于b管液面 C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小 D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋‎ ‎2． 右图是用铁铆钉固定两个铜质零件的示意图，若该零件置于潮湿空气中，下列说法正确的是 (　　)‎ A．发生电化学腐蚀，铜为负极，铜极产生H2 ‎ B．铜易被腐蚀，铜极上发生还原反应，吸收O2‎ C．铁易被腐蚀，铁发生氧化反应，Fe－2e===Fe2＋ ‎ D．发生化学腐蚀：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋‎ 失误防范 正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。‎ 题组二　腐蚀快慢与防护方法的比较 ‎3． (2012·山东理综，13)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 (　　)‎ A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小 C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D．图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的 ‎4． 下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是 (　　)‎ A．图1中，铁钉易被腐蚀 B．图2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现 C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极 考点五　正确理解“电解池”的串联　突破电化学的计算 知识精讲 电化学计算的基本方法和技巧：‎ 原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：‎ ‎1． 根据电子守恒计算 用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，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 根据得失电子守恒定律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：‎ ‎4e－～2Cl2(Br2、I2)～O2‎ ‎ 　　阳极产物 ‎2H2～2Cu～4Ag～M ‎　阴极产物 ‎(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)‎ 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。‎ 题组集训 题组一　无明显“外接电源”的电解池“串联”的判断与计算 ‎1． 如下图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，下列说法正确的是 (　　)‎ A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置 B．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－＋2H2O===CO＋8H＋‎ C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度 D．甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生‎1.45 g固体 题组二　有明显“外接电源”的电解池“串联”的判断与计算 ‎2． 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________极。‎ ‎(2)pH变化：A：________，B：________，C：________(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________(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__________(设电解前后溶液体积无变化)。‎ 失误防范 ‎(1)无明显“外接电源”的电解池的“串联”问题，主要是根据“原电池”的形成条件判断“电源”的正、负极，从而判断阴、阳极。‎ ‎(2)有明显“外接电源”的电解池的“串联”问题，主要是根据“电极现象”判断阴、阳极，从而判断电源的正、负极，进一步判断其它“电解池”的阴、阳极。‎ 专题突破训练 ‎1． 某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述正确的是(　　)‎ A．a和b用导线连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑‎ C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动 ‎2． 用如图所示装置进行实验，下列叙述不正确的是 (　　)‎ A．K与N连接时，铁被腐蚀 B．K与N连接时，石墨电极产生气泡 C．K与M连接时，一段时间后溶液的pH增大 D．K与M连接时，石墨电极反应式：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ ‎3． 研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2—CaO作电解质，利用右图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中，正确的是 (　　)‎ A．由TiO2制得1 mol金属Ti，理论上外电路转移2 mol电子 B．阳极的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑‎ C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少 D．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“＋”接线柱应连接Pb电极 ‎4． 在下列装置中，MSO4和NSO4是两种常见金属的易溶盐。当K闭合时，SO从右到左通过交换膜移向M极，下列分析正确的是 (　　)‎ A．溶液中c(M2＋)减小 B．N的电极反应式：N===N2＋＋2e－‎ C．X电极上有H2产生，发生还原反应 D．反应过程中Y电极周围生成白色胶状沉淀 ‎5． 一种太阳能电池的工作原理如下图所示，电解质为铁氰化钾K3[Fe(CN)6]和亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]的混合溶液，下列说法不正确的是 (　　)‎ A．K＋移向催化剂b B．催化剂a表面发生的化学反应：[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－‎ C．Fe(CN)在催化剂b表面被氧化 D．电解池溶液中的[Fe(CN)6]4－和[Fe(CN)6]3－浓度基本保持不变 ‎6． 太阳能光伏发电系统是被称为“21世纪绿色光源”的半导体照明(LED)系统(如图)。已知发出白光的LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG，化学式：Y3Al5O12)芯片封装在一起做成。下列说法中不正确的是 (　　)‎ A．光伏发电是将太阳能转变为电能 B．上图中N区半导体为负极，P 区半导体为正极，电流从a流向b C．YAG中钇显＋3价 D．Ga与N在元素周期表中不处于同一主族 ‎7． 早在1807年化学家戴维用电解熔融氢氧化钠制得钠：4NaOH(熔)4Na＋O2↑＋2H2O；后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠：3Fe＋4NaOHFe3O4＋2H2↑＋4Na↑。‎ 下列有关说法正确的是 (　　)‎ A．电解熔融氢氧化钠制钠，阳极发生电解反应为2OH－－2e－===H2↑＋O2↑‎ B．盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的还原性比钠强 C．若戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数不同 D．目前工业上常用电解熔融氯化钠法制钠(如上图)，电解槽中石墨极为阴极，铁为阳极 ‎8． 相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀的是 (　　)‎ ‎9． 下列图示中关于铜电极的连接错误的是 (　　)‎ ‎10．某小组按图1所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)图2是图1所示装置的示意图，在图2的小括号内填写正极材料的化学式；在方括号内用箭头表示出电子流动的方向。‎ ‎(2)写出正、负极反应的方程式。‎ 正极：________________，负极：________________。‎ ‎(3)按图1装置实验，约8分钟才看到导管中液柱上升，下列措施可以更快更清晰地观察到液柱上升的是____________________(填字母序号)。‎ a．用纯氧气代替具支试管内的空气 b．用食盐水浸泡过的铁钉再蘸取铁粉和炭粉的混合物 c．用毛细尖嘴管代替玻璃导管，并向试管的水中滴加少量红墨水 ‎(4)升高温度可以加快化学反应速率，建议用酒精灯加热具支试管。这一措施________(填“可行”或“‎ 不行”)。‎ ‎11．海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5～8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表：‎ 成分 Na＋‎ K＋‎ Ca2＋‎ Mg2＋‎ Cl－‎ SO HCO 含量/mg·L－1‎ ‎9 360‎ ‎83‎ ‎200‎ ‎1 100‎ ‎16 000‎ ‎1 200‎ ‎118‎ ‎(1)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。‎ ‎①阴极的电极反应式为__________________。‎ ‎②电解一段时间，阴极区会产生水垢，其成分为CaCO3和Mg(OH)2，写出生成CaCO3的离子方程式______________________________________。‎ ‎③淡水的出口为a、b、c中的________出口。‎ ‎(2)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO4电池某电极的工作原理如右图所示：‎ 该电池电解质为传导Li＋的固体材料。放电时该电极是电池的________极(填“正”或“负”)，电极反应式为______________________。‎ ‎12．A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：‎ 阳离子 Na＋、K＋、Cu2＋‎ 阴离子 SO、OH－‎ 如图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了‎16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。请回答下列问题：‎ ‎　‎ ‎(1)M为直流电源的________极，b电极上发生的电极反应为________。‎ ‎(2)计算e电极上生成的气体在标准状况下的体积为________________。‎ ‎(3)写出乙烧杯中的总反应的离子方程式：_________________________________。‎ ‎(4)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，需要进行的操作是(写出要加入的物质和质量)______________________________。‎ ‎13．以黄铜矿精矿为原料，制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示：‎ Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎。‎ Ⅱ.采用如右装置进行电化学浸出实验 将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解。在阴极区通入氧气，并加入少量催化剂。‎ Ⅲ.一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应：2RH(有机相)＋Cu2＋(水相)R2Cu(有机相)＋2H＋(水相)分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu2＋得以再生。‎ Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。‎ ‎(1)黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：‎ CuFeS2＋4H＋===Cu2＋＋Fe2＋＋2H2S ‎2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋‎ ‎①阳极区硫酸铁的主要作用是____________。‎ ‎②电解过程中，阳极区Fe3＋的浓度基本保持不变，原因是______________________。‎ ‎(2)阴极区，电极上开始时有大量气泡产生，后有固体析出，一段时间后固体溶解。写出上述现象对应的反应式____________________。‎ ‎(3)若在实验室进行步骤Ⅲ，分离有机相和水相的主要实验仪器是__________；加入有机萃取剂的目的是__________。‎ ‎(4)步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu2＋得以再生的原理是____________。‎ ‎(5)步骤Ⅳ，若电解200 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液，生成铜‎3.2 g，此时溶液中离子浓度由大到小的