工艺流程题(5)电极反应式书写
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大题小做系列专练
公众号“杨老师高中化学”
微信
LZT760212
大题小做工业流程（
5
）电极反应式书写
20
19
全国卷
II
化学
< br>
1
、（
4
）环戊二烯可用于制备二茂铁（
Fe(C
5
H
5
)
2
结构简式为
），后者广泛应用于航天、化工
等领域中。二茂
铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的
D
MF
溶液（
DMF
为惰性有机溶剂）。
该电解
池的阳极为
____________
，总反应为
__________________
。电解制备需要在无水条件下进行，
原因为
_________________________
。
【答案】
Fe
电极
Fe+2
=
+H
2
↑
（
Fe+2C
5
H
6
Fe(C
5
H
5
)
2
< br>+H
2
↑
）
若在水溶液中进行电解，则被还原的不是
Na
+
而是
H
2
O
，得到
OH
−
而与
Fe
2+
反应生成<
/p>
Fe(OH)
2
。
【解析】（
4
）电解法制备二茂铁
，要得到
Fe
2+
,
< br>所以要用
Fe
做阳极。
Na
+
在阴极被还原为
Na
，再将环戊二
烯还原为氢气和环戊二烯负离子，进而得到二茂铁。
< br>
若在水溶液中进行电解，则被还原的不是
Na
+
而是
H
2
O
，得到
OH
−
而与
Fe
2+
反应生成
Fe(OH)
2
。
2019
全国卷
III
化学
2
、（
4
）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础
上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺
方案，主要包括电化学过程和化学
过程，如下图所示：
负极区发生的
反应有
____________________
（写反应方
程式）。电路中转移
1 mol
电子，需消耗氧气
__________L
（标准状况）
【答案】
Fe
3+
+e<
/p>
−
=Fe
2+
，
4Fe
2+
+O
2
+4H
+
=4Fe
3+
+2H
2
O
5.6
【解析】
（
4
）电解过程中，负极上发生的是得电子反应，元素化合
价降低，属于还原反应，则图中左侧为
负极反应，根据图示信息知电极反应为：
Fe
3+
+e
-
=Fe
2+
和
4Fe
2+
+O
2
+
4H
+
=4Fe
3+
< br>+2H
2
O
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电路中每转移
1
mol
电子，就有
1 molH
+
转移至负极区，结合负极反应式，可求得消耗的氧气为
0.25mo
l
，
在标况下体积即为
5.6L
。
2018
新课标
Ⅰ
3
、
（
3
）制备
Na
2
S
2
O
5
也可采用三室膜电解技术，装置如图所示
，其中
SO
2
碱吸收液中含有
NaHSO
3
和
Na<
/p>
2
SO
3
．阳极
的电极反应式为
。电解后，
室的
Na
HSO
3
浓度增加。将该室溶液进行结
晶脱水，可得到
Na
2
S
2
O
5
【答案】
2H
2
O
﹣<
/p>
4e
═
O
2
↑
+
4H
；
a
；
【解析】
电解池阳极为稀硫酸溶液，
电解质溶液显酸性，电解池阳极发生氧化反应，所以应为
H
2<
/p>
O
放电，产生
O
2
和
H
，则电极反应为：
2H
2
O
﹣
4e
═
O
2
< br>↑
+
4H
，
溶液中分隔各个室的膜为阳离子交换膜，阳离子向阴极移动，
H
+
向右移动，在
b
室则发生反应：
2H
+
2e
═
H
2
↑
，所以
b
室较
a<
/p>
室
H
浓度有所降低，因此电解后，
a
室的
NaHSO
3
浓度增加，
2018
新课标
Ⅰ
4
、
（
3
）
KIO
3
也可采用
“
电解法
”
制备，装置如图
所示。
+
+
﹣
+
﹣
+
﹣<
/p>
+
①写出电解时阴极的电极反应式
。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为
，其迁移方向是
。
【答案】
2H
2
O
+
2
e
═
2OH
+
H
2
↑
。
K
【解析】
①电解池阴极为
KOH
溶液，电解质溶液呈碱性，电解池阴极发
生还原反应，过程应为
H
2
O
转化为
H
2
，据
此写出阴极电极反应；
﹣
﹣
+
a
到
b