原電池電極反應式書寫專項訓練

原電池電極反響式書寫專項訓練一、瞄準高考：一、選擇題。1.(2023，12科學家近年制造了一種型2電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時，溫室氣體CO2被轉化為儲氫物質甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題供給了一種途徑。以下說法錯誤的選項是()4Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)2－4放電時，1molCO2HCOOH2mol2Zn(OH)2－===2Zn＋O↑＋4OH－＋2HO4 2 2充電時，正極溶液中OH－濃度上升2.(2023·課標全國Ⅲ，12)一種高性能的堿性硼化釩(VB2)空氣電池如以下圖，其中在VB2電極發(fā)生反響：VB＋16OH－－11e－===VO3－＋2B(OH)－＋4H

O20.040.04mol0.224L(標準狀況)O2參與反響正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH上升C.4VB＋11O＋20OH－＋6HO===8B(OH)－＋4VO3－22244

4 4 2D.電流由復合碳電極經負載、VB2電極、KOH溶液回到復合碳電極參與HNO3降低了正極反響的活化能電池工作時正極區(qū)溶液的pH降低參與HNO3降低了正極反響的活化能電池工作時正極區(qū)溶液的pH降低C．1molCH3CH2OH被完全氧化時有3molO2被復原3 2 2 D．負極反響為CHCHOH3HO12e2CO 12H3 2 2 4.(2023·12M2＋/MV＋在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如以下圖。以下說法錯誤的選項是( )2A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫存，同時還可供給電能B.陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反響H＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生復原反響生成NH32D.電池工作時質子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動5.(202313〔3D?Zn〕ZnO3D?Zn—NiOOH二次電池，構造如以以下圖所示。電池反響為H)

。2 2充電B.Ni(OH)2(s)+OH?(aq)?e?NiOOH(s)+HB.Ni(OH)2(s)+OH?(aq)?e?NiOOH(s)+H2O(l)C.Zn(s)+2OH?(aq)?2e?C.Zn(s)+2OH?(aq)?2e?ZnO(s)+H2O(l)6．[2023課標Ⅱ]我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”Na—CO2二次電池。將NaClO3CO23CO2+4Na2Na2CO3+C。以下說法錯誤的選項是〔〕A．放電時，A．放電時，ClO4向負極移動－B．充電時釋放CO2 CO2，放電時吸取C．放電時，正極反響為：3CO2+4e?＝2CO +C32－D．充電時，正極反響為：Na++e?＝Na7.(2023年全國Ⅰ卷節(jié)選)為驗證不同化合價鐵的氧化復原力氣答復以下問題：陽離子u∞×108/(m2·s－1·V－1陽離子u∞×108/(m2·s－1·V－1)陰離子u∞×108/(m2·s－1·V－1)Li＋Na＋4.07HCO3-4.615.19NO3-7.40Ca2＋6.59Cl－7.917.62SO42-8.27電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極。可知，鹽橋中的陽離子進入 電極溶液中。電池反響一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2＋)增加了0.02mol·L－1。石墨電極上未見Fe析出。可知，石墨電極溶液中c(Fe2＋)＝ 。依據(3)、(4)試驗結果，可知石墨電極的電極反響式為 ，8.(2023274〕環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵8.(2023274〕環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵5H52構造簡式為〕，溶解有溴化鈉〔電解質〕和環(huán)戊二烯的DMF溶液〔DMF為惰性有機溶劑〕。該電解池的陽極為 總反響為 電解制備需要在無水條件下進展，緣由為 。9.(2023·課標全國Ⅲ，28)〔4〕在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術的根底上，科學家最近采用碳基電極材料設計了一種的工藝方案，主要包括電化學過程和化學過程，如以以下圖所示：負極區(qū)發(fā)生的反響有 〔寫反響方程式〕。電路中轉移1mol電子，需消耗氧氣 L〔標準狀況〕10.[2023·課標全國Ⅰ,27(3)]制備Na2S2O5SO2堿吸取液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反響式為 。電解后，22 室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進展結晶脫水，可得到NaSO22 二、模型建立原電池工作原理示意圖(以銅鋅原電池為例)可充電電池模型：電極反響式書寫步驟：第一步：確定化合價轉變的元素，找出反響物和生成物。ne-==〔化合價上升發(fā)生氧化反響〕ne-==〔化合價降低發(fā)生復原反響〕3*特別：+4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在；在堿性環(huán)境中以CO2-形式存在332推斷溶液酸堿性的方法：①看溶液的性質，如pH值，指明溶液的酸堿性；②看溶液中存在324H2SO4

COOH等酸存在時顯酸性；氨水、NiO(OH)、Ni(OH)

存在時可看成堿性溶液。其次步：依據電子得失守恒配平所列物質。第三步：依據電荷守恒配平所列物質。當電荷不相等時，酸性環(huán)境補充H+，堿性環(huán)境補充OH-。〔一般通過氫元素守恒配平H2O，有機物通過氧元素守恒配平H2O〕留意:①電極反響本質上屬于離子反響，因此要留意化合物是否拆分成離子，對于附著在電極上的金屬氧物，過渡金屬鹽等物質通常不拆寫。②對于只書寫單個極反響時,計量數(shù)一般答題時“±ne-”規(guī)定寫在電極方程式的左邊，但在試題中也常有寫在右邊的狀況。③在水溶液中可以補充或生成水而在非水溶劑或高溫下,就不能補充水為反響物O2-可以在固體電解質中遷移。三、難點突破一次電池：只能使用一次，不能充電復原連續(xù)使用〔一次電池：只能使用一次，不能充電復原連續(xù)使用〔1〕堿性鋅錳干電池總反響：Zn＋2MnO2 2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)＋負極反響：紐扣式鋅銀電池〔銀鋅堿性電池〕總反響：紐扣式鋅銀電池〔銀鋅堿性電池〕總反響：負極反響：正極反響：鋰電池3總反響：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO＋2S負極反響：3正極反響：(4)鉛蓄電池總反響：(4)鉛蓄電池總反響：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)放電時——原電池負極反響：正極反響：充電時——電解池陽極反響：(5)高鐵池總反應：(5)高鐵池總反應：2K2FeO4+3Zn+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH放電時——原電池負極反響：正極反響：充電時——電解池陽極反響：陰極反響：燃料電池甲醇燃料電池堿性電解質(鉑為兩極，電解液為KOH溶液)負極反響： 正極反響：總反響：酸性電解質(鉑為兩極，電解液為H2SO4溶液)負極反響： 正極反響：總反響：CO燃料電池(2CO＋O2===2CO2)熔融鹽(鉑為兩極，Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質)負極反響： 正極反響：酸性電解質(鉑為兩極，電解液為H2SO4溶液)負極反響： 正極反響：課后練習：〔鋅粉、為負極，V2O5〔〕放電時，Zn2+向V2O5電極移動充電時，陽極區(qū)電解液的濃度變大充電時，粉末多孔鋅電極發(fā)生復原反響放電時，V2O5電極上的電極反響式為：V2O5+xZn2++2xe-==ZnxV2O5某型水系鈉離子電池工作原理如以以下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照耀下充電，24 充電時NaS被復原為Na24 充電時，太陽能轉化為電能，又轉化為化學能4放電時，a電極的電極反響式為：4S2-－6e－==S2-43充電時，陽極的電極反響式為：3I-－2e－==I-3用電滲析法可將含硝酸鈉的廢水再生為硝酸和氫氧化鈉，其裝置如以以下圖所示。以下表達不正確的選項是〔 〕a、膜c分別是陰離子交換膜、陽離子交換膜陽極室、陰極室的產品分別是氫氧化鈉、硝酸2H2O－4e－==4H++O2↑0.2mol3.36L(標況下)2氮的化合物可以通過電化學轉化，如圖為NO轉化為NO的工作原理示意圖：2負極： 正極： 微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如以下圖：負極： 正極： 池及主動式電堆。甲醇燃料電池的工作原理如以下圖：〔2〕該電池負極的電極反響式為 。該電池工作時，b口通入的物質為 ,c〔2〕該電池負極的電極反響式為 。4據報道，以硼氫化合物NaBH〔B元素的化合價為+3價〕和H4

2O2

作原料的燃料電池，負2極材料承受Pt/C，正極材料承受MnO，可用作空軍通信衛(wèi)星電源，其工作原理如以下圖。2電極a反響式為 電極b反響式為 可利用微生物電池將鍍鉻廢水中的Cr2O72-催化復原，其工作原理如以下圖：在該電池中，b作 極，a極的電極反響為 ；9〔1〕氨氣是合成眾多含氮物質的原料，利用H2-N2-生物燃料電池，科學家以固氮酶為正極催化劑、氫化酶為負極催化劑，X交換膜為隔膜，在室溫條件下合成NH3的同時還獲得電能。其工作原理圖如下，則X膜為 交換膜，正極的電極反響式為 。O2關心的Al—CO2電池工作原理如上圖所示。該電池電容量大，能有效利用CO2，電池反響產物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。電池的負極反響式: ，電池的正極反響式: ，反響過程中O2的作用是 ，該電池的總反響式: 。答案高考真題：答案：D解析：由裝置示意圖可知，放電時負極反響為Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)42－2AO2轉化為C元素化合價降低21l2轉化為時，轉移電子數(shù)為2mol，B項正確；由裝置示意圖可知充電時正極(陽極)O，負極(陰極)Zn，C項正確；充電時正極(陽極)2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，OH－濃2度降低，D項錯誤。答案B2 解析由題給信息知VB2VB2電極為負極，復合碳電極為正極，正極發(fā)生復原反響，電極反響式為：O＋4e－＋2HO===4OH－，則電路中通過0.04mole－0.01molO2參與反響，其在標準狀況下的體積為0.224L，A項正確；由正、負極的電極反響式可知，該電池工作時，負極區(qū)溶液的pH降低，正極區(qū)溶液的pH上升，B項錯誤；電池的總反響方程式為4VB＋11O＋20OH－＋6HO===8B(OH)－＋4VO3－2 2 2 2 4 4C項正確；電流與電子的流淌方向相反，電流從正極動身，沿負載流向負極，再經過溶液最終回到正極，D項正確。【答案】BHNO3A正確。pHB錯。C正確。D正確。答案B解析由題圖和題意知，電池總反響是3H＋N===2NH。該合成氨反響在常溫下進展，并2 2 33A發(fā)生氧化反響MV＋－e－===MV2＋，為負極，不是陰極，B項錯誤；正極區(qū)N2在固氮酶作用下發(fā)生復原反響生成NHCH＋向右側3(正極區(qū))遷移，D項正確。【答案】DAZnZnO分散度高，A正確；B、充電相當于是電解池，陽極發(fā)生失去電子的氧化反響，依據總反響式可知陽極是Ni(OH)2失去電子轉化為NiOOH，電極反響式為Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－＝NiOOH(s)＋H2O(l)，B正確；C、放電時相當于是原電池，負極發(fā)生失去電子的氧化反響，依據總反響Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－＝ZnO(s)＋H2O(l)，C正確；DOH－通過隔膜從正極區(qū)移向負極區(qū)，D錯誤?！敬鸢浮緿ClO－向負極移動，ClO－向負極移動，A正確；B3CO+4Na422NaCO+C，2 33因此充電時釋放CO2，放電時吸取CO2，B正確；C．放電時是原電池，正極是二氧化碳得到電子轉化為碳，反響為：3CO2+4e?＝2CO2－+C，C正確；D．充電時是電解，正極與電3源的正極相連，作陽極，發(fā)生失去電子的氧化反響，反響為2CO2－+C－4e?＝3CO，D錯3 2誤。答案選D。7.答案：(2)KCl (3)石墨(4)0.09mol·L－1

Fe3＋ Fe4 4 3 (2鹽橋中陰FF＋和SO42，Ca2SO2-生成微溶于水的CaSO，F(xiàn)e2＋、Fe3＋HCO-反響，酸性條件下NO-Fe4 4 3 3 ＋Ca2＋、HCO-和NO-。鹽橋中陰、陽離子的電遷移率(u∞)3 可能相近，分析表中陽離子和陰離子的電遷移率(u∞)數(shù)據，K＋和Cl－的電遷移率(u∞)相差較小，故鹽橋中應選擇KCl作為電解質。電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極，則鐵電極是負極，石墨電極是正極，鹽橋中陽離子向正極移動，故陽離子進入石墨電極溶液中。VL，鐵電極反響式為Fe－2e－==Fe2＋，一段時間后，鐵電c(Fe2＋)0.02mol·L－10.02mol·L－1×VL×2＝0.04Vmol。石墨電極上未見Fe析出，則石墨電極反響式為Fe3＋＋e－==Fe2＋，據得失電子守恒可知，石墨電極生成Fe2＋0.04Vmol，故石墨電極溶液中c(Fe2＋)＝(0.05mol·L－1×VL＋0.04Vmol)/VL＝0.09mol·L－1。由(4)分析可知，石墨電極反響式為Fe3＋＋e－==Fe2＋，據此得出Fe2＋的氧化性小于Fe3＋；鐵電極反響式為Fe－2e－==Fe2＋Fe2＋的復原性小于Fe。8.答案：Fe電極；Fe+2=+H2↑〔Fe+2C5H6=Fe〔8.答案：Fe電極；Fe+2=+H2↑〔Fe+2C5H6=Fe〔C2H5 2+H2↑〕；水會阻礙中間〕【解析】依據陽極升失氧可知Fe為陽極；依據題干信息Fe-2e-=Fe2+，電解液中鈉離子起到Fe+2Fe+2=+H2↑Na會與水反響生【解析】電解過程中，負極區(qū)即陰極上發(fā)生的是得電子反響，元素化合價降低，屬于復原F3++e－＝F2+和4F2++O2+4+＝4Fe3++2H2O；電路中轉移1mol電子，依據電子得失守恒可知需消耗氧氣的物質的量是1mol÷4＝0.25mol0.25mol×22.4L/mol＝5.6L?！窘馕觥筷枠O發(fā)生失去電子的氧化反響，陽極區(qū)是稀硫酸，氫氧根放電，則電極反響式2H2O－4e－＝4H＋+O2↑a室與亞硫酸鈉結合生成亞硫酸氫鈉。陰極是氫離子放電，氫氧根濃度增大，與亞硫酸氫鈉反響生成亞硫酸鈉，課后練習：堿性鋅錳干電池2 負極：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正極：2MnO＋2HO＋2e－===2MnOOH＋2OH2 紐扣式鋅銀電池2總反響：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)＋2Ag2負極：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正極：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－鋰電池負極：8Li－8e－===8Li＋

正極：3SOCl＋8e－===2S＋SO

2-＋6Cl－2 3(4)鉛蓄電池負極：Pb(s)＋SO2-(aq)－2e－===PbSO(s)4正極：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO

4442-(aq)＋2e－===PbSO44

2(s)＋2H2

O(l)4陽極：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2-(aq)44陰極：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2-(aq)(5)高鐵電池4負極：3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2 正極：2FeO42-+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH-陽極：2Fe(OH)3-6e-+10OH-=2FeO2-+8HO 陰極：3Z