原电池的电极方程式-高考化学培优练习

1、原电池的电极方程式一.原电池的电极方程式典例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CO,但实际乙醇被氧化为CHCHQ即：2CHCHOH+22CHCHO+2Hx下列说法中不正确的是()A.Q发生的反应是还原反应B.正极的电极反应式为C2+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CHCHOH-2e=CHCHO+2H典例2.分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A.中Mg作负极，中Fe作负极B.中Mg作正极，正极反应式为6HO+6e=6OH+3H2TC.中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=

2、Fe2+D.中Cu作正极，电极反应式为2H+2e=HJ典例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=2Fe+Cif+,可拆写为氧化反应式：Cu2e-=cU+,还原反应式：2Fe3+2e=2Fe+o据此，回答下列问题：(1)将反应3Cu+8H+2NO=3CU+2NOT+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-镒碱性电池广泛应用于日常生活，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

3、二.对点增分集训1.将反应2Fe3+2I=2Fe2+l2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2 .高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2&FeQ+8誓:，aS3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下歹檄述不正确的是()A.放电时负极反应式为3Zn-6e-+6OH=3Zn(OH)2B.充电时阳极反应式为2Fe(OH)3

4、+10OR6e-=2Fed-+8H2OC.放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeQ被还原D.放电时正极附近溶液的碱性减弱3 .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()用电器含改小的有机电解医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，Na+由右室移向左室C.放电时，正极反应式为：Nab.44Mn（2+0.56e-+0.56Na+=NaMnOD.充电时，阴极质量变化4.6g时，外电路中通过0.1mole-4 .综合如图判断，下列说法正确的是（）|NiClMlA.装置I和装置

5、n中负极反应均是Fe2e=Fe2+B.装置I中正极反应是Q+2HO+4e-=40口C.装置i和装置n中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D.放电过程中，装置I左侧烧杯和装置n右侧烧杯中溶液的pH分别增大和减小5 .可以将反应Zn+B2=ZnB%设计成蓄电池，有下列四个电极反应：Br2+2e=2Br-2Br-2e-=Br2（3）Zn-2e=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6 .可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性，其电池反应为Mg+2Mn庐=2MnF+MgF。下列有关说法不正确的是（）A.镁

6、为负极材料B.正极的电极反应式为MnE+e-=MnF+LC.电子从镁极流出，经电解质流向正极D,每生成1molMnF2时转移1mol电子7 .如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是（）-用电器质交换腴A.分子组成为C（H2O）n的物质一定是糖类8 .微生物所在电极区放电时发生还原反应C.放电过程中，H+从正极区移向负极区D,正极反应式为MnO+4H+2e=mK+2H2O8.铝是地壳中含量最多的金属元素，它性能稳定，供应充足，铝一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。铝一空气电池工作原理示意图如图:轼气一*同随绿体一空气阴极电解质灌灌鼓缸化银WW下列说法

7、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：4AI+3O2+6HO+40H=4Al(0H)4B.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9. 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()有机物负我他二二二二：二r-A. a电极发生还原反应，作电池的正极B. b电极反应式为2N»+10e+12Hh=N2T+6H2。C. H+由右室通过质子交换膜进入左室D.标准状况下，电

8、路中产生6molCO2同时产生22.4L的N210. (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）将两个钳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”）。11 .用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NOT）已成为环境修复研究的热点之一。（1） Fe还原水体中NG的反应原理如图所示。NO.

9、Fe.0,1攻松.他伸电）作负极的物质是。正极的电极反应式是。（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NQ的去除率和pH,结果如下:初始pHpH=2.5pH=4.5NG的去除率接近100%<50%24小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态卜KWHI1.1t不寻电）FeOiOHlpH=4.5时，NG的去除率低，其原因是。12 .科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用钳作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子（就是H+）和水分子通过。其工作原理的示意图如下，请回答下列问题:(1)该装置的能量转化形式为。(2) Pt(a)电极是电池(填“正”或

10、“负”)极；(3)电解液中的H+向(填“a”或"b”)极移动；(4)如果该电池工作时消耗1molCH30H则电路中通过mol电子。(5)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化率高，其次是。参考答案一、原电池的电极方程式典例1.【答案】C【解析】A电池总反应2CHCHOH+R2CHCHO+22O中，正极上Q得电子反应还原反应,故A正确；B.正极上0得电子反应还原反应，电极反应式为02+4葭+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Q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CH

11、CHOH-2eT=CHCHO+2H故D正确；故答案为C。典例2.【答案】B【解析】中电解质溶液为稀硫酸，Mg比Al活泼，Mg作负极，Al作正极；中电解质溶液为NaOH§液，Al失电子，作负极，Mg作正极；中Fe在常温下遇浓硝酸钝化，作正极，Cu作负极；中Fe发生吸氧腐蚀，作负极，Cu作正极。据分析，中Mg作负极、中Mg作正极，中Fe作正极、中Fe作负极，故A项错误；中Mg作正极，发生还原反应，电极反应式为6H2O6e6OH3H2，故B项正确；中Fe作正极，故C项错误；中Cu作正极，电极反应式为O22H2O4e4OH,故D项错误。典例3.【答案】(1)8H+2NO3+6e=2NOT+4

12、H2O(2) 2MnO+2H2O+2e=2MnOOH+2OH【解析】(1)反应3Cu+8H+2NC3=3Cu+2NOr+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+2NC)+6e=2N0T+4H2O;(2)电池的总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)=Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s),其中镒元素的化合价降低，发生还原反应，该电池的正极反应式为2MnO+2H2O+2e=2MnOOH+2OH二、对点增分集训1 .【答案】D【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

13、，正确；B项，反应开始时，乙中厂失去电子，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5小失去电子生成Fe3+,作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。2 .【答案】D【解析】根据电池反应式知，放电时负极上锌失电子发生氧化反应，所以电极反应式为3Zn-6e-+6OH=3Zn(OH)2,选项A正确；充电时，阳极电极反应式与放电时正极反应式正好相反，电极反应式为2Fe(OH)3+10O、6e-=2FeO-+8HQ选项B正确；放电时，每转移3mol电子，正极被还原的KzFe。的物质的量=3mo被mol，选项C正确；放电时，

14、正极反应式为2FeO-63+8H2O+6e=2Fe(OH)3+10OH,有氢氧根离子生成，则溶液碱性增强，选项D不正确；答案选D。3 .【答案】D【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：N&.44MnO0.56e-+0.56Na+=NaMnQC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，外电路中通过0.2m

15、ole-,D错误。4 .【答案】B【解析】装置I中锌比铁活泼，则负极为锌，反应式为Zn2e=Zn2+，装置n中负极为铁，反应式为Fe-2e=Fe2+,A错误；装置I中电解质溶液呈中性，为氧气得电子的反应，正极反应为Q+2H2O+4e=4OH,B正确；装置I中盐桥中的阳离子向左侧烧杯移动，装置n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I左侧烧杯和装置n右侧烧杯中溶液的pH均增大，D错误。5 .【答案】A【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，所以是澳离子失去电子发生氧化反应生成澳单质，电极反应式为2Br-2e=B2；放电时，较活泼的金属锌失去电子发生氧化反

16、应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,故选A。6 .【答案】C【解析】由电池反应知，镁作还原剂，发生氧化反应，镁极为负极，A项不符合题意；电池反应中，三氟化镒发生还原反应，B项不符合题意；电子由负极(镁极)流出经外电路流向正极，C项符合题意；镒元素由+3价降至+2价，D项不符合题意。7 .【答案】D【解析】由图中信息可知，在微生物的作用下，有机物在负极被氧化为二氧化碳，正极上二氧化镒被还原为M吊，用了质子交换膜，说明电解质是酸性的。A.分子组成为G(H2O)n的物质不一定是糖类，如HCHO不是，A不正确；B.微生物所在电极区为负极，放电时发生氧化反应，B错误；C.原电池在放电过程中，阳离子向

17、正极移动，故H从负极区移向正极区，C不正确；D.正极上二氧化镒被还原为Mr2+,电极反应式为Mn(2+4Hf+2e=Mr2+2H2O,D正确。8 .【答案】D【解析】若是碱性电解质，铝失去电子后与碱液中的O版应，生成Al(OH)4,反应方程式为4A1+3O2+6HO+4O降4Al(OH)4,故A正确；若是中性电解质，铝发生吸氧腐蚀失去电子，生成A1(OH)3,反应方程式为4A1+3O2+6HO=4A1(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=H4+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，

18、转移0.6mo1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Do9 .【答案】B【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2NQ+10e一+12h+=NT+6H2O正确；C项，溶液中由负极移向正极，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，也不能通过二氧化碳计算氮气的体积，错误。10 .【答案】(1)2SQ+Q+2HO=2HSO正Q+4e-+4H+=2H2。氧化反应b(2) CH+100H_8e-=CO+7

19、H2。CH4+2O+2OH=c6+3H2O下降【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：2SO+Q+2HO=2HSQ;b为电池的正极，电极反应式为：Q+4e-+4H=2HO;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：CH+100H-8e-=cO-+7H2Q正极为：Q+4e-+2H2O=4OH得失电子总数相等时两式相加，总反应为：CH+2Q+2OH=CO-+3HQ消耗溶液中的氢氧根离子，pH值下降；11 .【答案】(1)FeNO+8e+10H+=nH+3HO(2) pH越大，Fe