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2024年辽宁高考化学卷电化学解析

2024-06-11 11:17|编辑: 小李老师|阅读: 591

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2024年辽宁高考化学卷电化学解析

“绿色零碳”氢能前景广阔。耦合HCHO高效制H的方法解决电解水制“绿氢”效率低的问题,涉及的机理有:

  下列说法错误的是:

  A. 相同条件下H2理论产量是传统电解水的1.5倍

  B. 阴极:2H2O+2e-=2OH-+H2↑

  C. OH-通过交换膜向b极区移动

  D. 阳极:2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2↑

  解析和解答如下:

  存在外加电源,为电解池,发生强制的氧化还原反应。

  阳极发生氧化反应,结合所给的反应机理,b电极上HCHO失电子,得到HCOO-,发生氧化反应,b为阳极。其实从有机物HCHO加O为氧化反应的角度同样可以判断。电极反应相对比较难写,考试时可最后分析,题目正好放到最后1个选项,比较友好。

  a为阴极,发生还原反应,KOH水溶液中,H2O放电,电极反应为:

  2H2O+2e-=2OH-+H2↑

  可判断选项B正确。

  电流方向为:阳极b→阴极a。OH-带负电荷,与电流方向相反,可通过阴离子交换膜,方向为a→b。可判断选项C正确。

  再判断选项A:氧化还原电子得失后守恒,同样转移2e-,阴极得到1个H2;根据反应机理,阳极也得到1个,共得到2个H2。

  传统电解水转移2e-只有阴极得到1个H2,阳极得到1/2O2。

  相同条件下H2理论产量是传统电解水的2倍。可判断A错误。选出答案不难。再分析阳极反应,根据机理,先氧化还原:

  HCHO要先加成1个OH-,再失去1个e-,得到HCOOH和1/2H2,写:HCHO+OH--e-=HCOOH+1/2H2↑再原子守恒,介质为强碱性,生成的HCOOH与OH-中和:

  HCOOH+OH-=HCOO-+H2O两个式子相加,再×2,系数化整得:

  2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2↑选项D正确。

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