2013年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第三節(jié) 電解池（含解析） 新人教版

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1、【高考總復(fù)習(xí)】2013高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)：第三節(jié) 電解池（人教版） 1．若在鐵片上鍍鋅，以下敘述中錯(cuò)誤的是(　　) A．可把鐵片與電源的正極相連 B．電解質(zhì)必須用含有鋅離子的可溶性鹽 C．鋅極發(fā)生氧化反應(yīng) D．鐵極的電極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－===Zn 解析：電鍍的實(shí)質(zhì)就是以非惰性電極為陽(yáng)極的一種特殊的電解。電鍍時(shí)一般以鍍層金屬為電解池的陽(yáng)極，待鍍件為陰極，含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液為電鍍液。電鍍過(guò)程中鍍層金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而成為離子溶入電解液，其離子則在待鍍件上發(fā)生還原反應(yīng)而析出，且電解質(zhì)溶液濃度一般不變。故而本題只有A項(xiàng)不正確。 答案：A 2．下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是

2、(　　) A．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重 B．圖b中，開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí)，Cu-Zn合金的腐蝕速率減小 C．圖c中，接通開(kāi)關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大 D．圖d中，Zn-MnO2干電池的放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的 解析：Fe與空氣、水同時(shí)接觸容易生銹，因此應(yīng)靠近液面處最易腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)置于N處，Cu－Zn合金作正極，置于M處時(shí)Cu－Zn合金作負(fù)極，因此開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí)，Cu－Zn得到保護(hù)，腐蝕速率減小，B項(xiàng)正確；接通開(kāi)關(guān)后Zn作負(fù)極，Pt片上產(chǎn)生H2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Zn－MnO2酸性干電池中，NH4＋水解呈酸性，生成的

3、H＋氧化Zn，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：B 3．(2011年廣東理綜)某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)下圖裝置，下列敘述不正確的是(　　) A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出 B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－===Cu C．無(wú)論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色 D．a(chǎn)和b分別連接直流電源正、負(fù)極，電壓足夠大時(shí)，Cu2＋向銅電極移動(dòng) 解析：a和b不連接時(shí)，鐵與CuSO4溶液發(fā)生反應(yīng)：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，A項(xiàng)正確；a和b用導(dǎo)線連接時(shí)，組成了原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，Cu為正極，銅片上發(fā)生還原反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu，鐵片

4、上發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，B項(xiàng)正確；通過(guò)以上分析可知，無(wú)論a和b是否連接，均發(fā)生反應(yīng)：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故溶液均從藍(lán)色(Cu2＋的顏色)逐漸變成淺綠色(Fe2＋的顏色)，C項(xiàng)正確；a和b分別連接直流電源正、負(fù)極時(shí)，構(gòu)成電解池，銅片為陽(yáng)極，鐵片為陰極，Cu2＋應(yīng)向陰極(鐵電極)移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：D 4．鉛蓄電池的工作原理為：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O研讀下圖，下列判斷不正確的是(　　) A．K閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO B．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí)，I中

5、消耗的H2SO4為0.2 mol C．K閉合時(shí)，Ⅱ中SO向c電極遷移 D．K閉合一段時(shí)間后，Ⅱ可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極 解析：C項(xiàng)，當(dāng)K閉合時(shí)Ⅰ為原電池、Ⅱ?yàn)殡娊獬?，Ⅱ中c電極上的PbSO4轉(zhuǎn)化為Pb和SO，d電極上的PbSO4轉(zhuǎn)化為PbO2和SO，故SO從兩極上脫離下來(lái)向四周擴(kuò)散而并非做定向移動(dòng)。 答案：C 5．用惰性電極進(jìn)行下列電解，有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) ①電解稀硫酸?、陔娊釩uSO4溶液?、垭娊釱OH溶液　④電解NaCl溶液 A．電解進(jìn)行一段時(shí)間后四份溶液的pH均增大 B．②中電解一段時(shí)間后，向溶液中加入適量的CuO固體可使溶液恢復(fù)電解前的情況 C．③中陽(yáng)極消

6、耗OH－，故溶液濃度變小 D．④中陰、陽(yáng)兩極上產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1 解析：依據(jù)惰性電極電解規(guī)律，可知①為電解水型，②為放O2生酸型，③為電解水型，④為放H2生堿型。故B正確。 答案：B 6．電解100 mL含c(H＋)＝0.30 mol/L的下列溶液，當(dāng)電路中通過(guò)0.04 mol電子時(shí)，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是(　　) A．0.10 mol/L Ag＋　　　　 B．0.20 mol/L Zn2＋ C．0.20 mol/L Cu2＋ D．0.20 mol/L Pb2＋ 解析：根據(jù)金屬活動(dòng)性順序可知：排在氫以后的金屬為Ag和Cu，而Zn和Pb排在H以前，所以Ag＋、C

7、u2＋的氧化性比H＋大，應(yīng)優(yōu)先于H＋放電而析出，因?yàn)?.01 mol Ag的質(zhì)量小于0.02 mol Cu的質(zhì)量，所以C項(xiàng)正確。 答案：C 7．金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)(　　) A．陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：Ni2＋＋2e－===Ni B．電解過(guò)程中，陽(yáng)極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量相等 C．電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Ni2＋和Zn2＋ D．電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt 解析：電解時(shí)，陽(yáng)極上金屬按還原性由強(qiáng)到弱的順序(Zn＞Fe

8、＞Ni＞Cu＞Pt)發(fā)生氧化反應(yīng)，即Zn－2e－===Zn2＋；Fe－2e－===Fe2＋；Ni－2e－===Ni2＋。Cu、Pt還原性比Ni弱，不能失去電子溶解。當(dāng)陽(yáng)極上Ni失電子溶解后，它們以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底，形成陽(yáng)極泥。 陰極上金屬離子按氧化性由強(qiáng)到弱的順序(Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋)發(fā)生還原反應(yīng)，即Ni2＋＋2e－===Ni。Fe2＋、Zn2＋比Ni2＋氧化性弱，并不在陽(yáng)極析出，而是留在電解液里。 陰極發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；電解過(guò)程中，陽(yáng)極Zn、Fe、Ni溶解，陰極只有Ni析出，兩電極質(zhì)量的改變不等，B錯(cuò)誤；電解液中除Zn2＋、Ni2＋外，還有Fe2＋，C錯(cuò)誤。 答案

9、：D 8．(2012年潮州質(zhì)檢)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，用作制造整流器的材料，還可以用于制船底防污漆(殺死低級(jí)海生動(dòng)物)、農(nóng)作物的殺菌劑。在實(shí)驗(yàn)室里可模擬工業(yè)過(guò)程制取Cu2O，總反應(yīng)式是2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，其裝置如上圖，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．該實(shí)驗(yàn)符合綠色化學(xué)的設(shè)計(jì)理念 B．圖中的虛線框內(nèi)需連接直流電源，且正極與石墨相連 C．CuO高溫加熱分解也可以得到Cu2O D．上述裝置中，陽(yáng)級(jí)的電極反應(yīng)式是2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O 答案：B 9．(2012年安徽卷)某興趣小組設(shè)計(jì)如下微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開(kāi)K2，閉合K1，兩極均有氣

10、泡產(chǎn)生；一段時(shí)間后，斷開(kāi)K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。 下列有關(guān)描述正確的是(　　) A．?dāng)嚅_(kāi)K2，閉合K1時(shí)，總反應(yīng)的離子方程式為： 2H＋＋2Cl－Cl2↑＋H2↑ B．?dāng)嚅_(kāi)K2，閉合K1時(shí)，石墨電極附近溶液變紅 C．?dāng)嚅_(kāi)K1，閉合K2時(shí)，銅電極上的電極反應(yīng)式為： Cl2＋2e－＝2Cl－ D．?dāng)嚅_(kāi)K1，閉合K2時(shí)，石墨電極作正極 解析：斷開(kāi)K2閉合K1時(shí)為電解池，由于兩極均有氣泡產(chǎn)生，故活潑電極銅應(yīng)為陰極，石墨為陽(yáng)極。電極反應(yīng)(Cu)：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－、(石墨)：2Cl－－2e－===Cl2↑，總反應(yīng)為：2H2O＋2Cl－Cl2↑＋H2↑

11、＋2OH－，A項(xiàng)錯(cuò)；Cu電極附近有OH－生成，溶液變?yōu)榧t色，B項(xiàng)錯(cuò)；斷開(kāi)K1閉合K2時(shí)為原電池，Cu電極上收集了H2，做負(fù)極，電極反應(yīng)為H2－2e－===2H＋。石墨電極上收集了Cl2，做正極，電極方程式為Cl2＋2e－===2Cl－，故選項(xiàng)C錯(cuò)，D對(duì)。 答案：D 10．如圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近溶液顯紅色。則以下說(shuō)法正確的是(　　) A．電源B極是正極 B．甲、乙裝置的C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成，其物質(zhì)的量之比為1 ∶2∶2∶2 C．欲用丙裝置給銅鍍銀，H應(yīng)該是Ag，電鍍液是AgNO3溶液 D．裝置丁中

12、看到的現(xiàn)象是X極附近紅褐色變深 解析：由F極附近顯紅色可得F極作陰極，則電源中B為負(fù)極，A為正極，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲中C電極生成氧氣，D電極生成銅，乙中E電極生成氯氣，F(xiàn)電極生成氫氣，根據(jù)電子守恒可得四個(gè)電極上生成單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2∶2，故B正確；用丙裝置給銅鍍銀，H應(yīng)該為銅，C錯(cuò)誤；丁中氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷，Y作陰極，故膠粒向Y極移動(dòng)，應(yīng)在Y極附近看到紅褐色變深。 答案：B 11．下圖是一個(gè)用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時(shí)溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6.8～8.0，酸色—紅色，堿色—黃色) 回答下列問(wèn)題： (1)下列

13、關(guān)于電解過(guò)程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是________(填編號(hào)) ①A管溶液由紅變黃 ②B管溶液由紅變黃 ③A管溶液不變色 ④B管溶液不變色 (2)寫出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：________； (3)寫出B管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：__________________； (4)檢驗(yàn)a管中氣體的方法是________________； (5)檢驗(yàn)b管中氣體的方法是________________； (6)電解一段時(shí)間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象__________________。 解析：該電解池中A為陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，B為

14、陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，A管附近產(chǎn)生OH－，故溶液由紅變黃，B管附近產(chǎn)生H＋溶液仍呈紅色，A管附近產(chǎn)生的OH－與Mg2＋結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀。但停止電解后，生成的Mg(OH)2與H＋反應(yīng)，白色沉淀溶解，溶液仍呈紅色。檢驗(yàn)a管中產(chǎn)生的H2的方法是：用拇指按住管口，取出試管，靠近火焰，放開(kāi)拇指，有爆鳴聲，管口有藍(lán)色火焰，證明是H2；檢測(cè)b管中產(chǎn)生的O2的方法是：用拇指按住管口，取出試管，放開(kāi)拇指，將帶火星的木條伸入試管內(nèi)復(fù)燃，證明是O2。 答案：(1)①④ (2)2H＋＋2e－===H2↑(寫2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑也可)　Mg2＋＋2OH

15、－===Mg(OH)2↓ (3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(寫2H2O－4e－===4H＋＋O2↑也可) (4)用拇指按住管口，取出試管，靠近火焰，放開(kāi)拇指，有爆鳴聲，管口有藍(lán)色火焰 (5)用拇指按住管口，取出試管，放開(kāi)拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會(huì)復(fù)燃。 (6)溶液呈紅色，白色沉淀溶解(或大部分溶解) 12．蓄電池是一種可以反復(fù)充電、放電的裝置，有一種蓄電池在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2。用該蓄電池電解(陰、陽(yáng)極均為惰性電極)M(NO3)x溶液時(shí)，若此蓄電池工作一段時(shí)間后消耗0.36 g水。 (1)電解時(shí)電解池的

16、陽(yáng)極應(yīng)連接________(填序號(hào))。 A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2 (2)電解M(NO3)x溶液時(shí)某一極質(zhì)量增加m g，金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算式為_(kāi)_______(用m、x表示)。 (3)電解后溶液的pH________(填“升高”、“降低”或“不變”)。 解析：(1)該蓄電池放電時(shí)，Ni4＋得電子，NiO2作正極，F(xiàn)e失電子作負(fù)極。根據(jù)電解池的構(gòu)造，陽(yáng)極應(yīng)與蓄電池的正極NiO2相連，陰極應(yīng)與蓄電池的負(fù)極Fe相連；(2)M(NO3)x溶液中的Mx＋在陰極上放電析出金屬M(fèi)：Mx＋＋xe－===M；由蓄電池放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)可得到關(guān)

17、系式：2H2O～Fe～2e－～Fe(OH)2，再根據(jù)串聯(lián)電極上通過(guò)電子的物質(zhì)的量相等，得到金屬M(fèi)與H2O的關(guān)系為：M～xe－～xH2O，結(jié)合析出金屬M(fèi)的質(zhì)量m g及消耗水的質(zhì)量0.36 g，可求出金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量表達(dá)式為18 xm/0.36＝50mx；(3)由于陽(yáng)極是水電離出的OH－放電生成O2，c(H＋)增大，所以電解后溶液的pH降低。 答案：(1)A　(2)50mx　(3)降低 13．對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長(zhǎng)其使用壽命。 (1)以下為鋁材表面處理的一種方法： ①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)常有氣泡冒出，原因是________(用離子方程式表示)。

18、為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的________。 a．NH3　　b．CO2　　c．NaOH　　d．HNO3 ②以鋁材為陽(yáng)極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_(kāi)_______。取少量廢電解液，加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是____________________。 (2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽(yáng)極的原因是__________________。 (3)利用如下圖所示裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。 若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于________處。 若X為鋅，開(kāi)關(guān)K

19、置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_(kāi)_______。 解析：(1)①Al能與NaOH反應(yīng)生成H2，Al2O3與NaOH反應(yīng)時(shí)不能生成H2，則根據(jù)氣泡冒出的現(xiàn)象斷定是Al與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)；AlO轉(zhuǎn)化成Al(OH)3需加入酸，而Al(OH)3能溶于強(qiáng)酸，所以選擇CO2。②Al在陽(yáng)極失電子生成氧化膜(Al2O3)，Al2O3中的氧是由水提供的，溶液顯酸性，所以有H＋生成；廢電解液中含有Al3＋，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，NaHCO3水解顯堿性，兩者互相促進(jìn)水解。(2)電鍍時(shí)銅作陽(yáng)極，失去電子生成Cu2＋，陰極Cu2＋得電子生成Cu。(3)碳的活動(dòng)性小于鐵，則需用電解池原理，利用鐵

20、作陰極與電源負(fù)極相連，從而保護(hù)鐵不受腐蝕；Zn的活動(dòng)性大于鐵，則二者形成原電池時(shí)，Zn作負(fù)極，從而保護(hù)鐵不受腐蝕。 答案：(1)①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；b②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋；HCO與H＋反應(yīng)使H＋濃度減小，使Al3＋的水解平衡向右移動(dòng)，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀　(2)補(bǔ)充溶液中的Cu2＋，保持溶液中的Cu2＋濃度恒定　(3)N；犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。 14．(2012年山東濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校質(zhì)檢)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。 (1)下圖為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：(用離子方程式表示)________設(shè)計(jì)的原電池

21、裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，導(dǎo)線中通過(guò)________mol 電子。 (2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應(yīng)式為_(kāi)_______，這是由于NH4Cl溶液顯________(填“酸性”“堿性”或“中性”)，用離子方程式表示溶液顯此性的原因：________，用吸管吸出鐵片附近溶液少許于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：________，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過(guò)量新制飽和氯水，顏色褪去，同學(xué)們對(duì)此作出了多種假設(shè)，某同學(xué)的假設(shè)是：“溶液中的＋3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)。”如果＋3

22、價(jià)鐵被氧化為FeO，試寫出該反應(yīng)的離子方程式：________。 (3)如果其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，如下圖所示，一段時(shí)間后，在甲裝置中的銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是________，電極反應(yīng)為_(kāi)_______；乙裝置中石墨(1)為_(kāi)_______極(填“正”“負(fù)”“陰”或“陽(yáng)”)，乙裝置中與銅線相連的石墨電極上發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______，產(chǎn)物常用________檢驗(yàn)，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______。 解析：(1)從圖中可看出是依據(jù)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu設(shè)計(jì)的原電池裝置，若1 mol Fe反應(yīng)，石墨電極上析出1 mol Cu，轉(zhuǎn)移2

23、 mol電子，兩電極的質(zhì)量差為56＋64＝120(g)，則兩電極質(zhì)量相差12 g時(shí)，導(dǎo)線中通過(guò)0.2 mol電子。(2)NH4Cl溶液中由于NH發(fā)生水解NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，故溶液呈酸性，石墨電極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，鐵片附近溶液中含有Fe2＋，加入氯水發(fā)生反應(yīng)：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，繼續(xù)被氧化的離子方程式為2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋。(3)換成銅線后甲構(gòu)成Cu-Fe原電池，乙是電解池。甲中銅為正極，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，滴加酚酞試液，溶液變紅，乙裝置中石墨(1)與原電池甲的負(fù)極相連，為陰極，與銅線相連的石墨電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2常用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2I－===2Cl－＋I(xiàn)2。 答案：(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；0.2　(2)2H＋＋2e－===H2↑；酸；NH＋H2ONH3·H2O＋H＋；2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋　(3)溶液變紅；O2＋2H2O＋4e－===4OH－；陰；2Cl－－2e－===Cl2↑；濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙；Cl2＋2I－===2Cl－＋I(xiàn)2