高考电极反应式的书写专题训练.docx

高考电极反应式的书写专题训练.docx

《高考电极反应式的书写专题训练.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考电极反应式的书写专题训练.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考电极反应式的书写专题训练

1、写出下列电极反应式及总反应

2．根据下图，下列判断中正确的是（　　）

（3题图）

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↑

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．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态

D．电流表读数为零后，在甲中加入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极

4．银器日久表面会逐渐变黑，这是因为生成了硫化银。

有人设计用原电池原理进行“抛光”，其处理方法：

将一定浓度的氯化钠溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去，而银器恢复光泽，且不会损失。

试回答：

（1）氯化钠溶液的作用是________________________________________________。

（2）在此原电池反应中，负极发生的电极反应为___________________，正极发生的电极反应为

________________________________________________________________________。

（3）反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，溶液中发生的反应为________________________，原电池总反应方程式为________________________________________________________________________。

答案　

（1）为电解质溶液，起导电作用

（2）2Al－6e－===2Al3＋　3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－

（3）2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al（OH）3↓＋3H2S↑　3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al（OH）3↓＋3H2S↑

5、铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是，正极材料是。

①放电时的反应

a．负极反应：

b．正极反应：

c．总反应：

②充电时的反应

a．阴极反应：

b．阳极反应：

c．总反应：

6、以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。

（1）酸性条件

总反应式：

______________________________________________________________；

正极反应式：

________________________________________________________________；

负极反应式：

________________________________________________________________。

（2）碱性条件

总反应式：

__________________________________________________________________；

正极反应式：

_______________________________________________________________；

负极反应式：

________________________________________________________________。

（3）固体电解质（高温下能传导O2－）

总反应式：

__________________________________________________________________；

正极反应式：

_________________________________________________________________；

负极反应式：

____________________________________________________________。

（4）熔融碳酸盐（如熔融K2CO3）环境下

总反应式：

___________________________________________________________________；

正极反应式：

_______________________________________________________________；

负极反应式：

__________________________________________________________________。

答案　

（1）CH4＋2O2===CO2＋2H2O2O2＋8H＋＋8e－===4H2OCH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋

（2）CH4＋2O2＋2OH－===CO

＋3H2O2O2＋4H2O＋8e－===8OH－CH4＋10OH－－8e－===CO

＋7H2O

（3）CH4＋2O2===CO2＋2H2O2O2＋8e－===4O2－CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O

（4）CH4＋2O2===CO2＋2H2O2O2＋4CO2＋8e－===4CO

CH4＋4CO

－8e－===5CO2＋2H2O

7．普通锌锰干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。

在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。

该电池工作时的总反应为Zn＋2NH

＋2MnO2===[Zn（NH3）2]2＋＋Mn2O3＋H2O。

下列关于锌锰干电池的说法中正确的是（　　）

（8题图）

A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原

B．电池负极反应式为2MnO2＋2NH

＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O

C．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极

D．外电路中每通过0.1mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

8．锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。

该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。

回答下列问题：

（1）外电路的电流方向是由________（填字母，下同）极流向________极。

（2）电池正极反应式为_____________________________________________________。

（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？

______（填“是”或“否”），原因是________________________。

答案　

（1）b　a

（2）MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2

（3）否　电极Li是活泼金属，能与水反应

9．乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200℃左右时供电，电池总反应：

C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意图如图所示。

下列说法中正确的是（　　）

A．电池工作时，质子向电池的负极迁移

B．电池工作时，电子由b极沿导线流向a极

C．a极上发生的电极反应：

C2H5OH＋3H2O＋12e－===2CO2＋12H＋

D．b极上发生的电极反应：

4H＋＋O2＋4e－===2H2O

10．科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。

质子膜H2S燃料电池的结构示意图如下图所示。

下列说法错误的是（　　）

A．电极a为电池的负极

B．电极b上发生的电极反应：

O2＋4H＋＋4e－===2H2O

C．电路中每通过4mol电子，在正极消耗44.8LH2S

D．每17gH2S参与反应，有1molH＋经质子膜进入正极区

11．镍镉（Ni－Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。

已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：

Cd＋2NiOOH＋2H2O

Cd（OH）2＋2Ni（OH）2，有关该电池的说法正确的是（　　）

A．充电时阳极反应：

Ni（OH）2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O

B．充电过程是化学能转化为电能的过程

C．放电时负极附近溶液的碱性不变

D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动

12．锌—空气燃料电池可作电动车的动力电源，电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋2H2O＋4OH－===2Zn（OH）

。

下列说法正确的是（　　）

A．放电时，电解质溶液中K＋移向负极

B．放电时，电解质溶液的pH不变

C．充电时，阴极的反应为Zn（OH）

＋2e－===Zn＋4OH－

D．充电时，当有4.48L氧气（标准状况下）释放出来时，则析出固体Zn为13g

微专题

　新型电源及电极反应式的书写

近几年高考中的新型电池种类繁多，“储氢电池”“高铁电池”“海洋电池”“燃料电池”“锂离子电池”等，这些新型电源常以选择题的形式呈现。

解析这类考题，首先要理解常见的化学电源种类及原电池的工作原理，其次会判断正负电极或阴阳极，以及会书写电极反应式等。

1．电极反应式书写的一般步骤（类似氧化还原反应方程式的书写）

2．已知总方程式，书写电极反应式

（1）书写步骤

①步骤一：

写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目（ne－）。

②步骤二：

找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。

③步骤三：

写电极反应式。

负极反应：

还原剂－ne－===氧化产物

正极反应：

氧化剂＋ne－===还原产物

（2）书写技巧

若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。

如：

CH3OCH3（二甲醚）酸性燃料电池中：

总反应式：

CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O

正极：

3O2＋12H＋＋12e－===6H2O

负极：

CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋

特别提醒　简单电极反应中转移的电子数，必须与总方程式中转移的电子数相同。

3．氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结

负极

正极

专题训练

1．（燃料电池）（2018·安顺模拟）有一种MCFC型燃料电池，该电池所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。

电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应：

H2＋CO

－2e－===H2O＋CO2。

下列说法正确的是（　　）

A．电路中的电子经正极、熔融的K2CO3、负极后再到正极，形成闭合回路

B．电池放电时，电池中CO

的物质的量将逐渐减少

C．正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－

D．放电时CO

向负极移动

2．Li—SOCl2电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。

电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。

请回答下列问题：

（1）电池的负极材料为__________，发生的电极反应为______________________________。

（2）电池正极发生的电极反应为______________________________________________。

答案　

（1）锂　4Li－4e－===4Li＋

（2）2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑

3．Mg—AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池总反应方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－，试书写该电池的正、负极电极反应式。

答案　负极：

Mg－2e－===Mg2＋

正极：

2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－

4．铝—空气海水电池：

以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。

电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al（OH）3；

负极：

________________________________________________________________________；

正极：

________________________________________________________________________。

答案　4Al－12e－===4Al3＋　3O2＋6H2O＋12e－===12OH－

5．一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池（如下图所示）的碳电极。

该电池的电解质溶液为6mol·L－1的KOH溶液。

（1）写出放电时的正、负极电极反应式。

答案　负极：

H2－2e－＋2OH－===2H2O；

正极：

2NiO（OH）＋2H2O＋2e－===2Ni（OH）2＋2OH－。

（2）写出充电时的阴、阳极电极反应式。

答案　阴极：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；

阳极：

2Ni（OH）2＋2OH－－2e－===2NiO（OH）＋2H2O。

1．（2016·全国卷Ⅱ，11）Mg－AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。

下列叙述错误的是（　　）

A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋

B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag

C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg（OH）2＋H2↑

2．（2017·全国卷Ⅲ，11）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8===8Li2Sx（2≤x≤8）。

下列说法错误的是（　　）

A．电池工作时，正极可发生反应：

2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4

B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g

C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多

3．（2016·全国卷Ⅲ，11）锌－空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn（OH）

。

下列说法正确的是（　　）

A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动

B．充电时，电解质溶液中c（OH－）逐渐减小

C．放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn（OH）

D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）

4．（2015·全国卷Ⅰ，11）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。

下列有关微生物电池的说法错误的是（　　）

A．正极反应中有CO2生成

B．微生物促进了反应中电子的转移

C．质子通过交换膜从负极区移向正极区

D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O

5．（2015·天津理综，4）锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（　　）

A．铜电极上发生氧化反应

B．电池工作一段时间后，甲池的c（SO

）减小

C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡

6．

（1）[2016·北京理综，26

（1）]用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO

）已成为环境修复研究的热点之一。

Fe还原水体中的NO

的反应原理如图所示。

①作负极的物质是________。

②正极的电极反应式是__________________________________________________。

（2）[2013·北京理综，26（4）]通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：

①Pt电极上发生的是________反应（填“氧化”或“还原”）。

②写出NiO电极的电极反应式：

__________________________________________________。

答案　

（1）①铁　②NO

＋8e－＋10H＋===NH

＋3H2O　

（2）①还原　②NO＋O2－－2e－===NO2

第22讲　电解池　金属的电化学腐蚀与防护

1．按要求书写电极反应式和总反应方程式：

（1）用惰性电极电解MgCl2溶液

阳极反应式：

____________________________________________________________；

阴极反应式：

__________________________________________________________________；

总反应离子方程式：

___________________________________________________________。

（2）用Al作电极电解NaOH溶液

阳极反应式：

______________________________________________________________；

阴极反应式：

_________________________________________________________________；

总反应离子方程式：

______________________________________________________________。

答案　

（1）2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋Mg（OH）2↓

Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg（OH）2↓＋Cl2↑＋H2↑

（2）2Al－6e－＋8OH－===2AlO

＋4H2O　6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－（或6H＋＋6e－===3H2↑）

2Al＋2H2O＋2OH－2AlO

＋3H2↑

（3）以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜

阳极反应式：

____________________________________________________________；

阴极反应式：

_______________________________________________________________；

总反应方程式：

______________________________________________________________。

答案　2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋　6H＋＋6e－===3H2↑　2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑

2．锰、硫、氮的化合物在人类生产、生活中有重要作用。

（1）MnO2可作超级电容器材料。

用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是__________________。

MnO2是碱性锌锰电池的正极材料，已知碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO（OH）＋Zn（OH）2，碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是____________________________。

（2）硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。

由硫化氢获得硫单质有多种方法。

将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。

电解过程中阳极区发生如下反应：

S2－－2e－===S　（n－1）S＋S2－===S

①写出电解时阴极的电极反应式：

__________________________________________。

②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成_______________________________。

（3）电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是____________，说明理由：

________________________________________。

答案　

（1）Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋　MnO2＋H2O＋e－===MnO（OH）＋OH－

（2）①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－②S

＋2H＋===（n－1）S↓＋H2S↑

（3）NH3　根据总反应：

8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多，应补充NH3

3．若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98gCu（OH）2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为多少？

答案　4NA

4、写出下图的电极反应式及总反应式

（金属表面镀银）

下图电解的目的是在铝表面形成一层致密的氧化膜

阳极反应式：

2Al－6e－＋6HCO

===Al2O3＋6CO2↑＋3H2O；

阴极反应式：

6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－。

5．下图为EFC剑桥法用固体二氧化钛（TiO2）生产海绵钛的装置示意图，其原理是在较低的阴极电位下，TiO2（阴极）中的氧解离进入熔融盐，阴极最后只剩下纯钛。

下列说法中正确的是（　　）

A．阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑

B．阴极的电极反应式为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－

C．通电后，O2－、Cl－均向阴极移动

D．石墨电极的质量不发生变化

6．采用电化学法还原CO2是一种使CO2资源化的方法。

下图是利用此法制备ZnC2O4的示意图（电解液不参与反应）。

下列说法中正确的是（　　）

A．Zn与电源的负极相连

B．ZnC2O4在交换膜右侧生成

C．电解的总反应为2CO2＋Zn=ZnC2O4

D．通入11.2LCO2时，转移0.5mol电子

7．离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。

由有机阳离子、Al2Cl

和AlCl

组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。

钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为____________________。

若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________。

答案　负　4Al2Cl

＋3e－===Al＋7AlCl

　H2

8．用下图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，CN－与阳极产生的ClO－反应生成无污染的气体，下列说法不正确的是（　　）

A．用石墨作阳极，铁作阴极

B．阳极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O

C．阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D．除去CN－的反应：

2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O

微专题

　隔膜在电化学中的功能

1．常见的隔膜

隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。

离子交换膜分三类：

（1）阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。

（2）阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。

（3）质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。

2．隔膜的作用

（1）能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。

（2）能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。

专题训练

1．（提高电流效率）已知：

电流效率＝电路中通过的电子数与消耗负极材料失去电子总数之比。

现有两个电池Ⅰ、Ⅱ，装置如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．Ⅰ和Ⅱ的电池反应不相同

B．能量转化形式不同

C．Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率

D．5min后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1种溶质

2．（提高产品纯度）（2017·太原市第五中学高三检测）工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

已知：