2019-2020年高考化学二轮复习 专题八 电化学知能方法大提升.doc

2019-2020年高考化学二轮复习 专题八 电化学知能方法大提升考点考题统计xx年命题趋势xx年xx年xx年通常以选择题形式考查电极反应式的正误判断，电子、离子等的移动方向，电化学原理在电源的制作、金属腐蚀方面的应用等；以客观题形式考查电极反应式、电池反应式的书写，根据电化学原理设计原电池或电解池等；电子转移数量与反应物、生成物关系的简单换算也是常考题型。原电池的工作原理北京、福建、全国、四川课标、北京、福建、安徽、海南、广东安徽、课标、广东、福建、江苏、浙江电解原理及其应用浙江、安徽、上海、海南、重庆、山东、福建全国、山东、广东、上海、海南、北京、重庆江苏、海南、山东金属的电化学腐蚀与防护山东、江苏、海南浙江北京、安徽、山东1.原电池和电解池的工作原理及形成条件。2原电池和电解池的电极反应式的书写。3金属电化学腐蚀与防护。1原电池正负极、电解池阴阳极判断的依据是什么？答案(1)原电池正负极判断的依据是：(2)电解池阴阳极判断的依据是：2怎样书写电极反应式及总反应式？答案无论是原电池还是电解池，其电极反应不是氧化反应就是还原反应，因此电极方程式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。书写时应先对电极材料和溶液介质情况分析后，再书写。(1)原电池：确定电极的正、负，并分析是发生还原还是氧化反应，确定得失电子数目；分析电解质溶液(介质)中哪些微粒参与反应，进而写出电极反应；合并两电极反应式后，消去得失电子数目及两边的介质离子，得到总的氧化还原反应的方程式。也可首先分析氧化还原反应，写出较易的电极反应式和总反应式，然后用总反应式减去较易的电极反应式，即得另一极的电极反应式。(2)电解池：第一步：先确定阳极电极材料和溶液中的离子种类；第二步：由离子放电顺序确定放电产物和电极反应；第三步：将电极反应式相加得总反应式。3电化学的计算常见方法有哪些？答案电化学的计算常见方法有三种：(1)根据电子守恒计算，用于串联电路、阴阳电极产物和正负两极产物的计算，其依据是电路中转移电子数相等；(2)根据总反应式计算：根据总反应式列比例式计算；(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的关系式。4电化学腐蚀的种类、区别和联系是什么？答案电化学腐蚀主要包含吸氧腐蚀和析氢腐蚀。吸氧腐蚀是电化学腐蚀的主要类型，它主要是在弱酸性、中性、碱性的条件下，O2在正极上得到电子被还原；析氢腐蚀主要是在较强的酸性条件下，H在正极上得到电子被还原生成H2而逸出，无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀负极都是较活泼金属的氧化反应。考点一原电池的工作原理 根据原电池的工作原理，考查电极判断、电子的流向、离子的移向、电极反应式的书写以及某些反应现象的解释和有关的计算。【典例1】 (xx四川，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CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。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：CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应是：O24e2H2O=4OH解析原电池反应中阳离子H移向电池的正极，A项错误；该原电池的总反应为乙醇的燃烧化学方程式，C项正确；用C项的化学方程式进行判断，若有0.4 mol 电子转移则消耗0.1 mol O2在标准状况下为2.24 L，B项错误；由于是酸性燃料电池，正极反应为：O24H4e=2H2O，D项错误。答案C【预测1】 (xx合肥第一次质量检测)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是()。A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B通入空气的一极是正极，电极反应为：O22H2O4e=4OHC通入丁烷的一极是负极，电极反应为：C4H1026e13O2=4CO25H2OD在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下气体 L解析燃料电池的O2在正极产生，阴离子移向负极，A项错误；因是非水溶液，故B项错误；负极失电子，C项错误；由C4H10生成1 mol CO2需要6.5 mol的电子，每消耗1 mol 氧气转移4 mol的电子，生成CO2的量为 mol，标准状况下体积为 L，D项正确。答案D1原电池工作时，电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极。不要混淆。2不要认为负极材料不与电解质溶液反应就不能构成原电池，如燃料电池的负极为惰性电极，就不和电解质溶液反应。3活泼金属不一定做负极如MgNaOH溶液Al构成的原电池，Al自发的与NaOH溶液发生氧化反应，作负极。4不要错误地认为电子通过电解质溶液，在闭合电路中电子走陆路(导线)，离子走水路(电解质溶液)，电子不能通过电解质溶液。5在书写电极反应式时，不要只关注得失电子，而忽略电解质溶液中的某些微粒也有可能参加反应。如酸性氢氧燃料电池中的正极反应式为O24e4H=2H2O，而不是O24e=2O2或O24e2H2O=4OH。6在碱性燃料电池中有时易把正极反应错写为：4OH4e=O22H2O，应为O24e2H2O=4OH。考点二电解原理及其应用 通常考查根据题设条件(图示，电极表面变化等)正确判断电极名称、书写电极反应式、电池反应方程式、电极附近反应现象以及离子在电解质溶液中的移动方向等知识点，考查形式为选择题和填空题。【典例2】 (xx安徽，11)某兴趣小组设计如下图所示微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是 ()。A断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H2ClCl2H2B断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl22e=2ClD断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极解析断开K2、闭合K1时为电解池，两极均有气泡产生，则反应为2Cl2H2OH22OHCl2，石墨为阳极，该电极处产生Cl2，铜为阴极产生H2和OH，溶液变红，故A、B两项均错误；断开K1、闭合K2时为原电池，铜极反应为H22e2OH=2H2O，为负极，而石墨电极反应为Cl22e=2Cl，为正极，故C项错误，D项正确。答案D【预测2】 如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，则下列说法中正确的是 ()。AX是正极，Y是负极，CuSO4溶液的pH逐渐减小BX是正极，Y是负极，CuSO4溶液的pH保持不变CX是负极，Y是正极，CuSO4溶液的pH逐渐减小DX是负极，Y是正极，CuSO4溶液的pH不变解析由题中信息“a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色”可知b极是阴极，则Y为负极，X为正极；Pt为阳极，电解CuSO4溶液时在Cu极上发生还原反应生成Cu，在Pt上OH放电，则溶液转化为H2SO4，溶液pH减小。答案A电解产物的判断(1)阳极产物的判断：首先看电极，如果是活性电极(金属活动性顺序表Ag以前的金属，包括Ag)作阳极，则电极材料本身失电子，电极溶解。如果是惰性电极，则看溶液中的阴离子的放电能力，阴离子的放电顺序为S2IBrClOH，其氧化产物依次对应为S、I2、Br2、Cl2和O2。(2)阴极产物的判断：直接根据阳离子放电顺序(如下)进行判断：AgFe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2，其还原产物依次对应为Ag、Fe2、Cu、H2、Pb、Sn、Fe、Zn。1电解质溶液复原的原则：“减少什么补什么”，即加入的物质与析出的物质相同或等价。不要只注意恢复电解前的电解质的量，而忽视了溶液的浓度。如恢复电解CuSO4溶液原状，应加入CuO或CuCO3，不能加Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，这样会使“H2O”增加；电解盐酸从溶液中出去的是H2和Cl2(11)，故补入时应通入HCl气体而不是加入盐酸。2如果电解质和水同时被电解则产物一般为三种：如AgNO3溶液、CuSO4溶液、NaCl溶液等，可以此作为推断题的突破口。3易把电解MgCl2溶液的离子方程式错写成：2Cl2H2O2OHCl2H2，忽视了生成难溶的Mg(OH)2。4电解AlCl3溶液误认为会先沉淀，后溶解，事实上生成的Al(OH)3不会转化为AlO。5在电解食盐水的过程中，阴极区显碱性。不要错误认为阴极上产生的OH因带负电荷，移向阳极，使阳极显碱性。6只有水被电解时，不要误认为溶液的pH不变化或一定变化。若电解NaOH溶液pH增大、电解H2SO4溶液pH减小、电解Na2SO4溶液pH不变。考点三金属的电化学腐蚀与防护 通常考查影响金属电化学腐蚀快慢的因素和防护方法并常常结合原电池和电解池知识以选择题或填空题考查。【典例3】 (xx山东，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的氧化作用引起的解析图a中，铁棒发生化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，A项错误；图b中开关由M置于N，CuZn作正极，腐蚀速率减小，B项正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt上放出，C项错误；图d中干电池放电时MnO2发生还原反应，体现还原性，D项错误。答案B【预测3】 下列关于铁作电极的说法不正确的是 ()。A钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极B利用牺牲阳极的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，铁作正极C利用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，铁作阳极D在铁制品上电镀铜时，铁作阴极解析在电解池中，阳极发生氧化反应，若阳极为活泼金属，则金属要失去电子，所以铁作阴极，阴极上溶液中的阳离子放电，铁受保护，C选项错误。答案C1判断金属腐蚀快慢的规律(1)电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护腐蚀措施的腐蚀。(2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。(3)活泼性不同的两金属，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，腐蚀越快。2金属的电化学防护(1)牺牲阳极的阴极保护法：在被保护的钢铁设备(如海水中的闸门、地下的天然气管道、轮船的船体等)上连接或直接安装若干锌块、使锌、铁形成原电池，锌作负极，从而保护了钢铁免受腐蚀。(2)外加电流的阴极保护法：外加电源的阴极保护法是使被保护的钢铁作为阴极(连接电源的负极)，用惰性电极作为阳极(连接电源的正极)，在两者之间连接直流电源。通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，从而使钢铁表面产生电子积累，抑制钢铁设备失去电子，起到保护作用。解题技法：关系式法关系式是化学计算中用来表示已知量和未知量成比例关系的式子。根据关系式确定的数量关系进行化学计算的方法称为关系式法。此法关键在于找准物质变化过程中已知物与待求物之间的数量关系(即找准关系式)，常用于多步反应及电化学的计算。1如图a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解，b极有64 g Cu析出。下列说法不正确的是()。A甲中a电极反应式为：4OH4e=O22H2OB电解时向乙中滴入酚酞试剂，d电极附近变红C向乙中通入2 mol HCl气体，溶液组成可以恢复Dc电极产生2 g气体解析a极与电源的正极相连，a为电解池的阳极，b为阴极，电解硫酸铜溶液，则OH在阳极上放电，电极反应式为：4OH4e=O22H2O，A项正确；在乙中c为阳极，d为阴极，电解饱和氯化钠溶液，阳极：2Cl2e=Cl2，阴极：2H2e=H2，加入酚酞试剂，在阴极(d极)附近变红，B项正确；b极有64 g Cu析出，则电子转移的物质的量为2 mol，根据关系式：Cu2eH2Cl22HCl可得：通入HCl的物质的量为2 mol时，乙中溶液可复原，C项正确，c电极产生的是1 mol Cl2，质量为71 g，D不正确。答案D 该题首先根据图示中的电源推出a、b、c、d电极名称，然后判断A、B两项的正误；再根据串联电路的电子守恒找出关系式Cu2eH2Cl22HCl可判断C、D两项的正误。2铅蓄电池是典型的可充电电池，电池总反应式为：PbPbO24H2SO2PbSO42H2O。请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放电时：正极的电极反应式是_；电解液中pH将变_；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_g；电池内消耗H2SO4的物质的量至少是_mol。(2)用铅蓄电池电解1 L饱和食盐水(食盐水足量、密度为1.15 gcm3)时，若收集到11.2 L(标准状况下)氯气，则至少转移电子_mol。若蓄电池消耗H2SO4 2 mol，则可收集到H2的体积(标准状况下)为_L。若蓄电池消耗H2SO4 a mol，则所得溶液中NaOH的质量分数为_。解析(1)放电时正极上发生还原反应，并消耗H2SO4，生成PbSO4沉淀。由总反应式：PbPbO24H2SO2PbSO42H2O可知pH将变大，通过1 mol电子，消耗1 mol H2SO4，负极板上增重为SO的质量。(2)每生成1 mol Cl2，转移2 mol e，11.2 L Cl2的物质的量是0.5 mol，故至少转移1 mol e；铅蓄电池放电的总反应为PbPbO24H2SO=2PbSO42H2O，消耗2 mol H2SO4，转移2 mol e，可生成1 mol H2，标准状况时H2的体积为22.4 L；消耗a mol H2SO4，转移a mol电子，生成H2、Cl2、NaOH的物质的量分别为 mol、 mol、a mol，故w(NaOH)100%100%。答案(1)PbO24HSO2e=PbSO42H2O大481(2)122.4100% 回答本题的关键在于抓住电池总反应式中各反应物和生成物之间质和量的关系。(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(共7个小题，每小题6分，共42分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的)1.按如图所示装置进行下列不同的操作，说法不正确的是()。A铁腐蚀的速率由大到小的顺序是只闭合K1只闭合K3都断开只闭合K2B只接通K1，一段时间后，U形管中出现白色沉淀C只接通K2，U形管左、右两端液面均下降D若只接通K1，一段时间后，漏斗中液面上升；若只接通K2，漏斗液面下降解析只闭合K1，铁作阳极电解NaCl溶液，Fe失电子生成Fe2，H在阴极得电子生成H2，从而使溶液中产生较多OH，二者扩散到U形管底部相遇生成白色Fe(OH)2沉淀，B项正确；只接通K2，铁作阴极，不能失电子，此时相当于惰性电极，该极上生成H2，石墨电极上生成Cl2，C项正确；综上分析只接通K1铁腐蚀最快，只闭合K3，形成原电池，铁腐蚀的速率次之，都断开时铁自然腐蚀，而只接通K2时为铁作阴极被保护，腐蚀速率最慢，A项正确。答案D2(xx北京，12)人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是()。A该过程是将太阳能转化为化学能的过程B催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生C催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强D催化剂b表面的反应是CO22H2e=HCOOH解析电池总的反应式为2CO22H2O2HCOOHO2，负极(a极)：2H2O4e=O24H，正极(b极)：2CO24H4e=2HCOOH，因此B、D正确；A项，能量转换是太阳能转化为电能，再转化为化学能；C项，催化剂a附近生成H，酸性增强，催化剂B附近消耗H，酸性减弱，故C项错误。答案C3(xx海南，3)下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()。AHCl、 CuCl2、 Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、 H2SO4CNaOH、H2SO4、 Ba(OH)2DNaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2解析电解时只生成氢气和氧气，则电解质所含的阳离子在金属活动性顺序表中铜之前，阴离子不能是简单离子；电解HCl的化学方程式为：2HClCl2H2，电解CuCl2溶液的化学方程式为：CuCl2CuCl2，A项错；电解CuSO4溶液的化学方程式为：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，B项错；电解NaBr溶液的化学方程式为：2NaBr2H2O2NaOHH2Br2，D项错。答案C4(xx宿州期末)铁镍蓄电池放电时的总反应为：FeNi2O33H2OFe(OH)22Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是()。A电池的电解液为碱性溶液B电池的正极为Ni2O3、负极为FeC电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2D电池充电时，阳极附近溶液的pH升高解析由放电时的总反应知生成物均为氢氧化物，所以电池的电解液应为碱性溶液，A项正确；由化合价的变化知Fe失去电子应作负极，Ni2O3作正极，B项正确；由上述分析知C项正确；充电时阳极为Ni(OH)2失电子，其电极反应式为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，所以阳极附近溶液的pH降低，D项错误。答案D5(xx全国，11)四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极，相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()。A BC D解析由题意知：四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，相连时，外电路电流从流向，则活泼性大于；相连时，为正极，则活泼性大于；相连时，有气泡逸出 ，则活泼性大于；相连时，的质量减少，则活泼性大于，故B项正确。答案B6(xx福建，9)将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是()。ACu电极上发生还原反应B电子沿ZnabCu路径流动C片刻后甲池中c(SO)增大D片刻后可观察到滤纸b点变红色解析K闭合时，Zn当负极，铜片当正极构成原电池，使得a为阴极，b为阳极，电解饱和硫酸钠溶液，A项正确；在电解池中电子不能流入电解质溶液中，B项错误；甲池中硫酸根离子没有放电，所以浓度不变，C项错误；b为阳极，OH放电，使得b附近溶液显酸性，不能使试纸变红，D项错误。答案A7(xx江南十校联考)在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO)2.0 molL1，用石墨电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L(标准状况)气体，则原溶液中c(K)为()。A2.0 molL1 B1.5 molL1C1.0 molL1 D0.5 molL1解析根据题意，阳极反应为：4OH4e=O22H2O，阴极反应为：Cu22e=Cu,2H2e=H2，则生成22.4 L O2、H2转移电子分别为4 mol、2 mol，则溶液中Cu2浓度为1 molL1，根据电荷守恒：c(K)2c(Cu2)2c(SO)，c(K)2.0 molL1。答案A二、非选择题(共4个题，共58分)8(14分)甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒(如图)。请回答下列问题：(1)若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后：有红色物质析出的是甲池中的_棒，乙池中的_棒。在乙池中阳极的电极反应式是_。(2)若两池中均盛放饱和NaCl溶液。写出甲池中正极的电极反应式：_。写出乙池中的总反应的离子方程式：_。据资料显示电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”(主要成分为NaClO)，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出该电解过程的化学方程式：_。解析甲为原电池，乙为电解池，当溶液均为CuSO4溶液时，甲中的碳棒为正极，电极反应式为Cu22e=Cu；乙中根据电子的流向，铁棒为阴极，电极反应式为Cu22e=Cu。当溶液均为NaCl溶液时，甲池发生吸氧腐蚀，乙池为氯碱工业的反应，生成氢气、氯气和氢氧化钠。制备“84消毒液”时，由于其溶质只有一种，故阳极只产生NaClO，阴极只产生氢气。答案(1)碳(或C)铁(或Fe)4OH4e=2H2OO2(2)O22H2O4e=4OH2Cl2H2O2OHH2Cl2NaClH2ONaClOH29(14分)利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。(1)若X为Zn，开关K置于M处，X电极为_极，电极反应式为_，铁电极反应式为_，此种防护法称为_；(2)若X为碳棒，开关K置于N处，X为_极，电极反应为_，此种防护法称为_；(3)若X为Cu，开关K置于N处，X电极反应式为_，Fe电极反应式为_。解析(1)X为Zn，开关K置于M处，构成ZnFe原电池，Zn作负极被氧化。(2)X为碳棒，开关K置于N处，构成电解池，X作阳极，OH放电。(3)X为铜，开关K置于N处，Cu作阳极，Cu失电子变成Cu2，被氧化。答案(1)负2Zn4e=2Zn2O22H2O4e=4OH牺牲阳极的阴极保护法(2)阳4OH4e=O22H2O外接电流的阴极保护法(3)Cu2e=Cu22H2e=H210(14分)(xx海南，16)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为_、_。(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是_，电解氯化钠溶液的总反应方程式为_；(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为_(法拉第常数F9.65104 C mol1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为_L(标准状况)。解析(1)在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为：CH42O22OH=CO3H2O，正极是：2O24H2O8e=8OH，负极是：CH48e10OH= CO7H2O；(2)b电极与通入甲烷的电极相连，作阴极，是H放电，生成H2；电解氯化钠溶液的总反应方程式为：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2；(3)根据得失电子守恒，可得：1 mol CH48 mol e4 mol Cl2，故若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，生成4 L Cl2；电解池通过的电量为89.65104 C mol13.45104 C(题中虽然有两个燃料电池，但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算)。答案(1)2O24H2O8e=8OHCH48e10OH=CO7H2O(2)H22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)89.65104 Cmol13.45104 C411(最新预测题)(16分) (1)“天宫一号”于xx年9月在酒泉卫星发射中心发射，标志着我国的航空航天技术迈进了一大步火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)为燃料，四氧化二氮做氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。已知：N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H10.7 kJ mol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H 543 kJ mol1写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式为_。已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在，它很容易转化为二氧化氮试推断由二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施)：_。(2)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。如图l所示装置中，以稀土金属材料做惰性电极，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ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2离子(O24e2O2)。c电极的名称为_，d电极上的电极反应式为_。如图2所示电解100 mL 0.5 molL1 CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为_。若a电极产生56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH_(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_(填序号)。aCuO bCu(OH)2cCuCO3 dCu2(OH)2CO3解析(1)N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H10.7 kJ mol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H543 kJ mol1根据盖斯定律可知，反应方程式可以由2：2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 096.7 kJmol1。四氧化二氮在高温下很难稳定存在，而NO2生成N2O4的反应为气体体积减小的反应，故二氧化氮转化为四氧化二氮的条件可以是高压、低温。(2)电流方向从正极流向负极，故c、d分别为正极、负极。燃料电池的负极为燃料极：CH48e4O2=CO22H2Oa为电解池的阳极：4OH4e=2H2OO2；b为阴极：2Cu24e=2Cu，当阳极产生56 mL气体时，被电解的OH的物质的量为：40.01 mol，故溶液中c(H)0.1 molL1，故溶液的pH1。为恢复电解质溶液的原状，根据“出什么加什么”原理，只要相当于加入CuO即可，a可以，b的Cu(OH)2可以拆为CuOH2O，c的CuCO3拆为CuOCO2，d项Cu2(OH)2CO3可拆为CuOH2OCO2，其中c项也可选。答案(1)2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 096.7 kJmol1加压、降温(2)正极CH48e4O2=CO22H2O4OH4e=2H2OO21ac