2021高中化学一轮复习训练18原电池的电极方程式含解析

1、18原电池的电极方程式原电池的电极方程式例1 查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为co2，但实际乙醇被氧化为ch3cho，即：2ch3ch2oh+o2=2ch3cho+2h2o。下列说法中不正确的是（）ao2发生的反应是还原反应b正极的电极反应式为o2+4e+4h+=2h2oc乙醇在正极发生还原反应d其中一个电极的反应式为ch3ch2oh-2e=ch3cho+2h+【解析】a电池总反应2ch3ch2oh+o2=2ch3cho+2h2o中，正极上o2得电子反应还原反应，故a正确；b正极上o2得电子反应还原反应，电极反应式为o2+4e

2、+4h+=2h2o，故b正确；c乙醇应该在负极上发生氧化反应，正极上是o2得电子发生还原反应，故c错误；d乙醇在负极上发生氧化反应，电极反应式为ch3ch2oh-2e=ch3cho+2h+，故d正确；故答案为c。【答案】c例2mgagcl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mg2e=mg2+b正极反应式为agcl+e=ag+clc不能被kcl溶液激活d负极会发生副反应mg+2h2o=mg(oh)2+h2【解析】mgagcl电池中活泼金属镁是还原剂，氯化银是氧化剂，金属镁做负极。a负电池中镁做负极，电极反应式为mg-2e=mg2+，故正确；b氯化银在正极反

3、应，正极反应式为agcl+e=ag+cl，故正确；c由题中信息可知，氯化钾溶液中的水可以激活该电池，故错误；d镁是活泼金属与水反应，即负极会发生副反应 mg+2h2o=mg(oh)2+h2，故正确。故选c。【答案】c例3一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开，写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”。如2fe3+cu=2fe2+cu2，可拆写为氧化反应式：cu-2e=cu2，还原反应式：2fe3+2e=2fe2。据此，回答下列问题：（1）将反应3cu+ 8h+2no=3cu2+2no+4h2o拆写为两个“半反应式”，还原反应式：_。（2）此原理可用于电化学。锌锰碱性电池广

4、泛应用于日常生活，电池的总反应式为zn(s)+2mno2(s)+2h2o(l)=zn(oh)2(s)+2mnooh(s)。该电池的正极反应式为_。【解析】（1）反应3cu+8h+2no=3cu22no+4h2o，其中cu元素的化合价升高，被氧化，n元素的化合价降低，被还原，还原反应式为8h+2no+6e=2no+4h2o；（2）电池的总反应式为zn(s)+2mno2(s)+2h2o(l)=zn(oh)2(s)+2mnooh(s)，其中锰元素的化合价降低，发生还原反应，该电池的正极反应式为2mno2+2h2o+2e=2mnooh+2oh。【答案】（1）8h+2no+6e=2no+4h2o（2）2

5、mno2+2h2o+2e=2mnooh+2oh提分训练1将反应2fe3+2i=2fe2+i2设计成如图所示的原电池。下列说法不正确的是（）a盐桥中的k+移向fecl3溶液b反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应c电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态d电流计读数为零后，在甲中溶入fecl2固体，乙中石墨电极为负极【解析】a项，甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以向fecl3溶液迁移，正确；b项，反应开始时，乙中i失去电子，发生氧化反应，正确；c项，当电流计为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，正确；d项，当加入fe2+，导致平衡逆向移动，则fe2+失去

6、电子生成fe3+，作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。【答案】d2根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是（）a2ag(s)+cd2+(aq)=2ag+(aq)+cd(s)bco2+(aq)+cd(s)=co(s)+cd2+(aq)c2ag+(aq)+cd(s)= 2ag(s)+cd2+(aq)d2ag+(aq)+co(s)=2ag(s)+co2+(aq)【解析】根据图中电极标有“+”和“-”，可确定分别为正极和负极，且金属做电极，负极金属活动性强于正极金属，结合原电池装置可判断金属性分别为cdco和coag，即cdcoag。a由于金属性cd强于ag，则2ag(s)+cd2+(aq)=2ag

7、+(aq)+cd(s)反应不可能发生，故a错误；b由于金属性cd强于co，则co2+(aq)+cd(s)=co(s)+cd2+(aq)反应可以发生，故b正确；c由于金属性cd强于ag，则2ag+(aq)+cd(s)=2ag(s)+cd2+(aq)反应可以发生，故c正确；d由于金属性co强于ag，则2ag+(aq)+co(s)=2ag(s)+co2+(aq)反应可以发生，故d正确；答案选a。【答案】a3钠离子电池成本低、安全性好，有望在未来取代锂离子电池，某新型可充电钠离子电池放电的工作原理如图所示。下列分析错误的是（）a出于环保考虑，应尽量避免使用重金属（如pb）作为钠的合金化元素b放电时，n

8、a+由右室移向左室c放电时，正极反应式为：na0.44mno2+0.56e+0.56na+namno2d充电时，阴极质量变化4.6g时，外电路中通过0.1mol e【解析】pb是重金属元素有毒，易造成环境污染，a正确；根据图示原电池放电时，左室mn的化合价降低，得电子，发生还原反应，因此层状晶体做正极，钠合金做负极，na+向正极移动，即na+由右室移向左室，b正确；原电池放电时放电时，层状晶体做正极，根据图示，正极反应式为：na0.44mno2+0.56e+0.56na+namno2，c正确；充电时，阴极质量变化4.6g时，即有4.6g的钠元素质量发生变化，为0.2mol的钠离子变成钠单质，外

9、电路中通过0.2mol e，d错误。【答案】d4综合如图判断，下列说法正确的是（）a装置和装置中负极反应均是fe2e=fe2+b装置中正极反应是o2+2h2o+4e=4ohc装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动d放电过程中，装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中溶液的ph分别增大和减小【解析】装置中锌比铁活泼，则负极为锌，反应式为zn-2e=zn2+，装置中负极为铁，反应式为fe-2e=fe2+，a错误；装置中电解质溶液呈中性，为氧气得电子的反应，正极反应为o2+2h2o+4e=4oh，b正确；装置中盐桥中的阳离子向左侧烧杯移动，装置中盐桥中的阳离子向右侧烧杯移动，c错误；放电过程中，装置左侧烧杯

10、和装置右侧烧杯中溶液的ph均增大，d错误。【答案】b5可以将反应zn+br2znbr2设计成蓄电池，有下列四个电极反应：br2+2e=2br 2br2e=br2zn2e=zn2+zn2+2e=zn，其中表示放电时的正极反应（即充电时的阳极）和放电时的负极反应的分别是（）a和b和c和d和【解析】充电时，阳极上电解质溶液中的阴离子失去电子发生氧化反应，所以是溴离子失去电子发生氧化反应生成溴单质，电极反应式为2br2e=br2；放电时，较活泼的金属锌失去电子发生氧化反应，电极反应式为zn2e=zn2+，故选a。【答案】a6镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点已

11、知一种镁原电池的反应为：；在镁原电池放电时，下列说法错误的是（）a电子从mo3s4经导线流向mgb负极反应为：xmg-2xe=xmg2+c正极反应为：d电路中有0.2mol电子通过，负极消耗mg的质量为2.4g【解析】放电时mg为负极，mo3s4在正极上发生还原反应，电子从负极流向正极。a电池放电时电子从负极流向正极，即从mg经导线流向mo3s4，故a错误；b负极电极反应是镁失电子发生氧化反应，电极反应为：xmg-2xe=xmg2+，故b正确；c正极反应是元素化合价降低的物质发生还原反应为：mo3s4+2xe=mo3s42x，故c正确；d电路中有0.2mol电子通过，负极消耗mg的物质的量为=

12、0.1mol，其质量为2.4g，故d正确；故答案为a。【答案】a7被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰，在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液，电池总反应为zn+2mno2+h2o=zno+2mno(oh)。下列说法正确的是（）a该电池的正极为锌b该电池反应中二氧化锰起催化剂作用c当0.1mol zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.2041023d电池正极反应式为mno2+e+h2o=mno(oh)+oh【解析】a从电池反应可知，锌失去电子被氧化，所以锌是负极，a不正确；b由电池反应可知，mno2被还原，mno2为正极，b不正

13、确；c电子经外电路从负极流向正极，不经过电解质溶液，c不正确；d电池正极上，mno2被还原，其电极反应式为mno2+e+h2o= mno(oh)+oh，d正确。本题选d。【答案】d8铝是地壳中含量最多的金属元素，它性能稳定，供应充足，铝空气电池具有能量密度高、工作原理简单、成本低、无污染等优点。铝空气电池工作原理示意图如图：下列说法错误的是（）a若是碱性电解质溶液中，则电池反应的离子方程式为：4al+3o2+6h2o+4oh=4al(oh)b若是中性电解质溶液中，则电池反应的方程式为：4al+3o2+6h2o=4al(oh)3c如果铝电极纯度不高，在碱性电解质溶液中会产生氢气d若用该电池电解氯

14、化钠溶液（石墨作电极），当负极减少5.4g时，阳极产生6.72l气体【解析】若是碱性电解质，铝失去电子后与碱液中的oh反应，生成al(oh)，反应方程式为4al+3o2+6h2o+4oh=4al(oh)，故a正确；若是中性电解质，铝发生吸氧腐蚀失去电子，生成al(oh)3，反应方程式为4al+3o2+6h2o=4al(oh)3，故b正确；在碱液电解质溶液中，因铝纯度不高会形成原电池，发生析氢腐蚀，正极反应式为2h2o+2e=h2+2oh，故c正确；若用该电池电解氯化钠溶液(石墨作电极)，当负极减少5.4g时，转移0.6mol电子，但由于没说标况，所以阳极产生的气体体积不可知，故d错误；故答案为

15、d。【答案】d9一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是（）aa电极发生还原反应，作电池的正极bb电极反应式为2no+10e+12h+=n2+6h2och+由右室通过质子交换膜进入左室d标准状况下，电路中产生6mol co2同时产生22.4 l的n2【解析】a项，在该燃料电池中通入燃料的电极为负极，故电极a为负极，电极b为正极，a电极发生氧化反应，错误；b项，b电极为正极，发生还原反应，反应式为2no+10e+12h+=n2+6h2o，正确；c项，溶液中h+由负极移向正极，即由左室通过质子交换膜进入右室，错误；d项，不能确定有机物中碳元素的化合价，则不能计算转移的电子数，也不能通

16、过二氧化碳计算氮气的体积，错误。【答案】b10（1）科研人员设想用如图所示装置生产硫酸。上述生产硫酸的总反应方程式为_，b是_极（填“正”或“负”），b电极反应式为_，a电极发生_。（填“氧化反应”或“还原反应”）生产过程中h+向_(填a或b)电极区域运动。（2）将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，可构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷的一极，其电极反应式为：_，该燃料电池总反应式为：_，电池在放电过程中溶液的ph将_（填“下降”或“上升”、“不变”）。【解析】（1）根据图像上述总反应为二氧化硫与氧气和水反应生成硫酸，反应式为：2so2+o2+2h2o=2h2so4；b为电池的

17、正极，电极反应式为：o2+4e+4h+=2h2o；a为负极，失电子，化合价升高，被氧化，发生氧化反应；电池工作时，内电路中阳离子向正极移动，则氢离子向b极移动；（2）甲烷燃料电池，甲烷为电池的负极，甲烷失电子与溶液中的氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：ch4+10oh-8e=co+7h2o；正极为：o2+4e+2h2o=4oh，得失电子总数相等时两式相加，总反应为：ch4+2o2+2oh=co+3h2o，消耗溶液中的氢氧根离子，ph值下降；【答案】（1）2so2+o2+2h2o=2h2so4正o2+4e+4h+=2h2o 氧化反应 b （2）ch4+10oh-8e=co+7h2o

18、 ch4+2o2+2oh=co+3h2o 下降11电池是人类生产和生活中重要的能量来源，电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。(1)依据naoh与hcl的反应原理设计原电池，你认为是否可行？_填“是”或“否”），理由是_。(2)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“fe+cu2+cu+fe2+”设计一个化学电池（正极材料用碳棒），回答下列问题：电池的负极材料是_，发生_反应（填“氧化”或“还原”），电解质溶液是_。正极上出现的现象是_。若导线上转移电子1mol，则生成铜_克。(3)设计一个实验方案，使如图装置中的铁棒上析出铜，而铁不溶解（作图表示）。_【解析】（1）naoh与hcl的反应不能设计成原电池，naoh与hcl的反应不是氧化还原反应。本小题答案为：否；naoh与hcl的反应不是氧化还原反应。（2）原电池中化合价升高失电子发生氧化反应的物质作负极，根据方程式可知，铁作负极，比铁活泼性小的金属或导电的非金属作正极；电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质，所以电解质是可溶性的铜盐，可用硫酸铜作电解质。本小题答案为：f