原電池的電極方程式-高考化學(xué)培優(yōu)練習(xí)

1、原電池的電極方程式一.原電池的電極方程式典例1.查處酒后駕駛采用的“便攜式乙醇測量儀”以燃料電池為工作原理，在酸性環(huán)境中，理論上乙醇可以被完全氧化為CO,但實(shí)際乙醇被氧化為CHCHQ即：2CHCHOH+22CHCHO+2Hx下列說法中不正確的是()A.Q發(fā)生的反應(yīng)是還原反應(yīng)B.正極的電極反應(yīng)式為C2+4e+4H+=2H2OC.乙醇在正極發(fā)生還原反應(yīng)D.其中一個(gè)電極的反應(yīng)式為CHCHOH-2e=CHCHO+2H典例2.分析如圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A.中Mg作負(fù)極，中Fe作負(fù)極B.中Mg作正極，正極反應(yīng)式為6HO+6e=6OH+3H2TC.中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=

2、Fe2+D.中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H+2e=HJ典例3.一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)方程式可以拆開，寫成兩個(gè)“半反應(yīng)式”，一個(gè)是“氧化反應(yīng)式“，一個(gè)是"還原反應(yīng)式"。如2Fe3+Cu=2Fe+Cif+,可拆寫為氧化反應(yīng)式：Cu2e-=cU+,還原反應(yīng)式：2Fe3+2e=2Fe+o據(jù)此，回答下列問題：(1)將反應(yīng)3Cu+8H+2NO=3CU+2NOT+4H2O拆寫為兩個(gè)“半反應(yīng)式”，還原反應(yīng)式：(2)此原理可用于電化學(xué)。鋅-鎰堿性電池廣泛應(yīng)用于日常生活，電池的總反應(yīng)式為Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)=Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)。該電池的正極反應(yīng)式為

3、二.對點(diǎn)增分集訓(xùn)1.將反應(yīng)2Fe3+2I=2Fe2+l2設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。下列說法不正確的是()A.鹽橋中的K+移向FeCl3溶液B.反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D.電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中石墨電極為負(fù)極2 .高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn+2&FeQ+8誓:，aS3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下歹檄述不正確的是()A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為3Zn-6e-+6OH=3Zn(OH)2B.充電時(shí)陽極反應(yīng)式為2Fe(OH)3

4、+10OR6e-=2Fed-+8H2OC.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molK2FeQ被還原D.放電時(shí)正極附近溶液的堿性減弱3 .鈉離子電池成本低、安全性好，有望在未來取代鋰離子電池，某新型可充電鈉離子電池放電的工作原理如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是()用電器含改小的有機(jī)電解醫(yī)A.出于環(huán)?？紤]，應(yīng)盡量避免使用重金屬(如Pb)作為鈉的合金化元素B.放電時(shí)，Na+由右室移向左室C.放電時(shí)，正極反應(yīng)式為：Nab.44Mn（2+0.56e-+0.56Na+=NaMnOD.充電時(shí)，陰極質(zhì)量變化4.6g時(shí)，外電路中通過0.1mole-4 .綜合如圖判斷，下列說法正確的是（）|NiClMlA.裝置I和裝置

5、n中負(fù)極反應(yīng)均是Fe2e=Fe2+B.裝置I中正極反應(yīng)是Q+2HO+4e-=40口C.裝置i和裝置n中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動(dòng)D.放電過程中，裝置I左側(cè)燒杯和裝置n右側(cè)燒杯中溶液的pH分別增大和減小5 .可以將反應(yīng)Zn+B2=ZnB%設(shè)計(jì)成蓄電池，有下列四個(gè)電極反應(yīng)：Br2+2e=2Br-2Br-2e-=Br2（3）Zn-2e=Zn2+Zn2+2e-=Zn,其中表示放電時(shí)的正極反應(yīng)（即充電時(shí)的陽極）和放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)的分別是（）A.和B.和C.和D.和6 .可充電氟鎂動(dòng)力電池比鋰電池具有更高的能量密度和安全性，其電池反應(yīng)為Mg+2Mn廬=2MnF+MgF。下列有關(guān)說法不正確的是（）A.鎂

6、為負(fù)極材料B.正極的電極反應(yīng)式為MnE+e-=MnF+LC.電子從鎂極流出，經(jīng)電解質(zhì)流向正極D,每生成1molMnF2時(shí)轉(zhuǎn)移1mol電子7 .如圖為一種微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖，關(guān)于該電池?cái)⑹稣_的是（）-用電器質(zhì)交換腴A.分子組成為C（H2O）n的物質(zhì)一定是糖類8 .微生物所在電極區(qū)放電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)C.放電過程中，H+從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)D,正極反應(yīng)式為MnO+4H+2e=mK+2H2O8.鋁是地殼中含量最多的金屬元素，它性能穩(wěn)定，供應(yīng)充足，鋁一空氣電池具有能量密度高、工作原理簡單、成本低、無污染等優(yōu)點(diǎn)。鋁一空氣電池工作原理示意圖如圖:軾氣一*同隨綠體一空氣陰極電解質(zhì)灌灌鼓缸化銀WW下列說法

7、錯(cuò)誤的是()A.若是堿性電解質(zhì)溶液中，則電池反應(yīng)的離子方程式為：4AI+3O2+6HO+40H=4Al(0H)4B.若是中性電解質(zhì)溶液中，則電池反應(yīng)的方程式為：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3C.如果鋁電極純度不高，在堿性電解質(zhì)溶液中會(huì)產(chǎn)生氫氣D.若用該電池電解氯化鈉溶液(石墨作電極)，當(dāng)負(fù)極減少5.4g時(shí)，陽極產(chǎn)生6.72L氣體9. 一種微生物燃料電池如圖所示，下列關(guān)于該電池說法正確的是()有機(jī)物負(fù)我他二二二二：二r-A. a電極發(fā)生還原反應(yīng)，作電池的正極B. b電極反應(yīng)式為2N»+10e+12Hh=N2T+6H2。C. H+由右室通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入左室D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，電

8、路中產(chǎn)生6molCO2同時(shí)產(chǎn)生22.4L的N210. (1)科研人員設(shè)想用如圖所示裝置生產(chǎn)硫酸。上述生產(chǎn)硫酸的總反應(yīng)方程式為,b是極（填“正”或“負(fù)”），b電極反應(yīng)式為,a電極發(fā)生。（填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”）生產(chǎn)過程中H+向（填a或b）電極區(qū)域運(yùn)動(dòng)。（2）將兩個(gè)鉗電極插入氫氧化鉀溶液中，向兩極分別通入甲烷和氧氣，可構(gòu)成甲烷燃料電池，已知通入甲烷的一極，其電極反應(yīng)式為：，該燃料電池總反應(yīng)式為：,電池在放電過程中溶液的pH將（填“下降”或“上升”、“不變”）。11 .用零價(jià)鐵（Fe）去除水體中的硝酸鹽（NOT）已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一。（1） Fe還原水體中NG的反應(yīng)原理如圖所示。NO.

9、Fe.0,1攻松.他伸電）作負(fù)極的物質(zhì)是。正極的電極反應(yīng)式是。（2）將足量鐵粉投入水體中，經(jīng)24小時(shí)測定NQ的去除率和pH,結(jié)果如下:初始pHpH=2.5pH=4.5NG的去除率接近100%<50%24小時(shí)pH接近中性接近中性鐵的最終物質(zhì)形態(tài)卜KWHI1.1t不尋電）FeOiOHlpH=4.5時(shí)，NG的去除率低，其原因是。12 .科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉗作電極催化劑，電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子（就是H+）和水分子通過。其工作原理的示意圖如下，請回答下列問題:(1)該裝置的能量轉(zhuǎn)化形式為。(2) Pt(a)電極是電池(填“正”或

10、“負(fù)”)極；(3)電解液中的H+向(填“a”或"b”)極移動(dòng)；(4)如果該電池工作時(shí)消耗1molCH30H則電路中通過mol電子。(5)比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點(diǎn)，其中主要有兩點(diǎn)：首先是燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率高，其次是。參考答案一、原電池的電極方程式典例1.【答案】C【解析】A電池總反應(yīng)2CHCHOH+R2CHCHO+22O中，正極上Q得電子反應(yīng)還原反應(yīng),故A正確；B.正極上0得電子反應(yīng)還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為02+4葭+4H=2H2O,故B正確;C.乙醇應(yīng)該在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上是Q得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D.乙醇在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH

11、CHOH-2eT=CHCHO+2H故D正確；故答案為C。典例2.【答案】B【解析】中電解質(zhì)溶液為稀硫酸，Mg比Al活潑，Mg作負(fù)極，Al作正極；中電解質(zhì)溶液為NaOH§液，Al失電子，作負(fù)極，Mg作正極；中Fe在常溫下遇濃硝酸鈍化，作正極，Cu作負(fù)極；中Fe發(fā)生吸氧腐蝕，作負(fù)極，Cu作正極。據(jù)分析，中Mg作負(fù)極、中Mg作正極，中Fe作正極、中Fe作負(fù)極，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；中Mg作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為6H2O6e6OH3H2，故B項(xiàng)正確；中Fe作正極，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；中Cu作正極，電極反應(yīng)式為O22H2O4e4OH,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。典例3.【答案】(1)8H+2NO3+6e=2NOT+4

12、H2O(2) 2MnO+2H2O+2e=2MnOOH+2OH【解析】(1)反應(yīng)3Cu+8H+2NC3=3Cu+2NOr+4H2O,其中Cu元素的化合價(jià)升高，被氧化，N元素的化合價(jià)降低，被還原，還原反應(yīng)式為8H+2NC)+6e=2N0T+4H2O;(2)電池的總反應(yīng)式為Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)=Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s),其中鎰元素的化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，該電池的正極反應(yīng)式為2MnO+2H2O+2e=2MnOOH+2OH二、對點(diǎn)增分集訓(xùn)1 .【答案】D【解析】A項(xiàng)，甲池中石墨電，極為正極，乙池中石墨電極為負(fù)極，鹽橋中陽離子向正極移動(dòng)，所以向FeCl3溶液遷移

13、，正確；B項(xiàng)，反應(yīng)開始時(shí)，乙中廠失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，當(dāng)電流計(jì)為零時(shí)，說明沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，反應(yīng)達(dá)到平衡，正確；D項(xiàng)，當(dāng)加入Fe2+,導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)，則5小失去電子生成Fe3+,作為負(fù)極，而乙中石墨成為正極，錯(cuò)誤。2 .【答案】D【解析】根據(jù)電池反應(yīng)式知，放電時(shí)負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以電極反應(yīng)式為3Zn-6e-+6OH=3Zn(OH)2,選項(xiàng)A正確；充電時(shí)，陽極電極反應(yīng)式與放電時(shí)正極反應(yīng)式正好相反，電極反應(yīng)式為2Fe(OH)3+10O、6e-=2FeO-+8HQ選項(xiàng)B正確；放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極被還原的KzFe。的物質(zhì)的量=3mo被mol，選項(xiàng)C正確；放電時(shí)，

14、正極反應(yīng)式為2FeO-63+8H2O+6e=2Fe(OH)3+10OH,有氫氧根離子生成，則溶液堿性增強(qiáng)，選項(xiàng)D不正確；答案選D。3 .【答案】D【解析】Pb是重金屬元素有毒，易造成環(huán)境污染，A正確；根據(jù)圖示原電池放電時(shí)，左室Mn的化合價(jià)降低，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，因此層狀晶體做正極，鈉合金做負(fù)極，Na向正極移動(dòng)，即Na+由右室移向左室，B正確；原電池放電時(shí)放電時(shí)，層狀晶體做正極，根據(jù)圖示，正極反應(yīng)式為：N&.44MnO0.56e-+0.56Na+=NaMnQC正確；充電時(shí)，陰極質(zhì)量變化4.6g時(shí)，即有4.6g的鈉元素質(zhì)量發(fā)生變化，為0.2mol的鈉離子變成鈉單質(zhì)，外電路中通過0.2m

15、ole-,D錯(cuò)誤。4 .【答案】B【解析】裝置I中鋅比鐵活潑，則負(fù)極為鋅，反應(yīng)式為Zn2e=Zn2+，裝置n中負(fù)極為鐵，反應(yīng)式為Fe-2e=Fe2+,A錯(cuò)誤；裝置I中電解質(zhì)溶液呈中性，為氧氣得電子的反應(yīng)，正極反應(yīng)為Q+2H2O+4e=4OH,B正確；裝置I中鹽橋中的陽離子向左側(cè)燒杯移動(dòng)，裝置n中鹽橋中的陽離子向右側(cè)燒杯移動(dòng)，C錯(cuò)誤；放電過程中，裝置I左側(cè)燒杯和裝置n右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大，D錯(cuò)誤。5 .【答案】A【解析】充電時(shí)，陽極上電解質(zhì)溶液中的陰離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以是澳離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成澳單質(zhì)，電極反應(yīng)式為2Br-2e=B2；放電時(shí)，較活潑的金屬鋅失去電子發(fā)生氧化反

16、應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+,故選A。6 .【答案】C【解析】由電池反應(yīng)知，鎂作還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)，鎂極為負(fù)極，A項(xiàng)不符合題意；電池反應(yīng)中，三氟化鎰發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)不符合題意；電子由負(fù)極(鎂極)流出經(jīng)外電路流向正極，C項(xiàng)符合題意；鎰元素由+3價(jià)降至+2價(jià)，D項(xiàng)不符合題意。7 .【答案】D【解析】由圖中信息可知，在微生物的作用下，有機(jī)物在負(fù)極被氧化為二氧化碳，正極上二氧化鎰被還原為M吊，用了質(zhì)子交換膜，說明電解質(zhì)是酸性的。A.分子組成為G(H2O)n的物質(zhì)不一定是糖類，如HCHO不是，A不正確；B.微生物所在電極區(qū)為負(fù)極，放電時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C.原電池在放電過程中，陽離子向

17、正極移動(dòng)，故H從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)，C不正確；D.正極上二氧化鎰被還原為Mr2+,電極反應(yīng)式為Mn(2+4Hf+2e=Mr2+2H2O,D正確。8 .【答案】D【解析】若是堿性電解質(zhì)，鋁失去電子后與堿液中的O版應(yīng)，生成Al(OH)4,反應(yīng)方程式為4A1+3O2+6HO+4O降4Al(OH)4,故A正確；若是中性電解質(zhì)，鋁發(fā)生吸氧腐蝕失去電子，生成A1(OH)3,反應(yīng)方程式為4A1+3O2+6HO=4A1(OH)3,故B正確；在堿液電解質(zhì)溶液中，因鋁純度不高會(huì)形成原電池，發(fā)生析氫腐蝕，正極反應(yīng)式為2H2O+2e=H4+2OH,故C正確；若用該電池電解氯化鈉溶液(石墨作電極)，當(dāng)負(fù)極減少5.4g時(shí)，

18、轉(zhuǎn)移0.6mo1電子，但由于沒說標(biāo)況，所以陽極產(chǎn)生的氣體體積不可知，故D錯(cuò)誤；故答案為Do9 .【答案】B【解析】A項(xiàng)，在該燃料電池中通入燃料的電極為負(fù)極，故電極a為負(fù)極，電極b為正極，a電極發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，b電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為2NQ+10e一+12h+=NT+6H2O正確；C項(xiàng)，溶液中由負(fù)極移向正極，即由左室通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右室，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，不能確定有機(jī)物中碳元素的化合價(jià)，則不能計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，也不能通過二氧化碳計(jì)算氮?dú)獾捏w積，錯(cuò)誤。10 .【答案】(1)2SQ+Q+2HO=2HSO正Q+4e-+4H+=2H2。氧化反應(yīng)b(2) CH+100H_8e-=CO+7

19、H2。CH4+2O+2OH=c6+3H2O下降【解析】(1)根據(jù)圖像上述總反應(yīng)為二氧化硫與氧氣和水反應(yīng)生成硫酸，反應(yīng)式為：2SO+Q+2HO=2HSQ;b為電池的正極，電極反應(yīng)式為：Q+4e-+4H=2HO;a為負(fù)極，失電子，化合價(jià)升高，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；電池工作時(shí)，內(nèi)電路中陽離子向正極移動(dòng)，則氫離子向b極移動(dòng)；(2)甲烷燃料電池，甲烷為電池的負(fù)極，甲烷失電子與溶液中的氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為：CH+100H-8e-=cO-+7H2Q正極為：Q+4e-+2H2O=4OH得失電子總數(shù)相等時(shí)兩式相加，總反應(yīng)為：CH+2Q+2OH=CO-+3HQ消耗溶液中的氫氧根離子，pH值下降；11 .【答案】(1)FeNO+8e+10H+=nH+3HO(2) pH越大，F(xiàn)e