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(江蘇專用)2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 壓軸題熱點練5 電極反應(yīng)式的書寫及電化學(xué)有關(guān)計算

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1、(江蘇專用)2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 壓軸題熱點練5 電極反應(yīng)式的書寫及電化學(xué)有關(guān)計算 1.原電池是化學(xué)對人類的一項重大貢獻。 (1)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖,回答下列問題: ①電池的負極是______(填“a”或“b”)電極,該極的電極反應(yīng)式為______。 ②電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。 (2)熔融鹽燃料電池具有很高的發(fā)電效率,因而受到重視??捎肔i2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負極燃氣,空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣,制得在650 ℃下工作的燃料電池。請完成有關(guān)的電池反應(yīng)式: 負極反應(yīng)式

2、:2CO+2CO-4e-===4CO2; 正極反應(yīng)式:__________________________________________; 電池總反應(yīng)式:________________________________________。 答案 (1)①a CH4+10OH--8e-===CO+7H2O?、跍p小 (2)O2+2CO2+4e-===2CO 2CO+O2===2CO2 解析 (1)CH4在反應(yīng)時失去電子,故a電極是電池的負極。由于電池工作過程中會消耗OH-,故一段時間后,電解質(zhì)溶液的pH會減小。 (2)正極發(fā)生還原反應(yīng),故正極電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-===2C

3、O,根據(jù)正極反應(yīng)式+負極反應(yīng)式=總電池反應(yīng),可推知電池總反應(yīng)式應(yīng)為2CO+O2===2CO2。 2.某高校的研究人員研究出一種方法,可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)時CO2零排放,其基本原理如圖所示: 上述電解反應(yīng)在溫度小于900 ℃時進行,碳酸鈣先分解為CaO和CO2,電解質(zhì)為熔融碳酸鹽及碳酸鈣,陰極的電極反應(yīng)式為3CO2+4e-===C+2CO,則陽極的電極反應(yīng)式為_______________________________。 答案 2CO-4e-===2CO2↑+O2↑ 解析 陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣,電極反應(yīng)為2CO-4e-===2CO2↑+O2↑。 3.(1)如圖在堿性條件下,在陰極上

4、電解NaBO2可制得硼氫化鈉,寫出陰極室的電極反應(yīng)式_______________。 (2)亞磷酸(H3PO3)與足量的NaOH溶液反應(yīng)生成Na2HPO3。電解Na2HPO3溶液也可得到亞磷酸,裝置示意圖如圖: 陰極的電極反應(yīng)式為___________________________________; 產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為___________________________。 答案 (1)BO+6H2O+8e-===BH+8OH- (2)2H++2e-===H2↑ HPO+2H+===H3PO3 解析 (1)在陰極上電解NaBO2可制得硼氫化鈉,則陰極室發(fā)生還原反應(yīng)

5、生成BH,則電極反應(yīng)式為BO+6H2O+8e-===BH+8OH-。 (2)陰極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑;產(chǎn)品室中HPO和氫離子結(jié)合生成亞磷酸,反應(yīng)的離子方程式為HPO+2H+===H3PO3。 4.利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。 (1)利用如圖所示裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。A為________極,B為________極,A極發(fā)生________反應(yīng)。 (2)B極區(qū)電解液為______________溶液(填化學(xué)式),陽極電極反應(yīng)式

6、為______________________,電解過程中Li+向________電極遷移(填“A”或“B”)。 (3)若電路中通過0.2 mol電子時,標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生氣體的體積為________ L。 (4)將LiCl溶液改為熔融LiCl時,陰極反應(yīng)式為____________________,陽極反應(yīng)式為__________________。 答案 (1)陽 陰 氧化 (2)LiOH 2Cl--2e-===Cl2↑ B (3)2.24 (4)Li++e-===Li 2Cl--2e-===Cl2↑ 解析 (1)由放電順序:H+>Li+,Cl->OH-,故陰極:2H++2e-

7、===H2↑;陽極:2Cl--2e-===Cl2↑,則A為陽極,B為陰極。 (2)根據(jù)電解裝置圖,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液,B極區(qū)產(chǎn)生H2,電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,剩余OH-與Li+結(jié)合生成LiOH,所以B極區(qū)電解液應(yīng)為LiOH溶液,B電極為陰極,則A電極應(yīng)為陽極。陽極區(qū)電解液應(yīng)為LiCl溶液,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑。根據(jù)電流方向,電解過程中Li+向B電極遷移。 (3)據(jù)關(guān)系式:H2~2e-可知,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時產(chǎn)生0.1 mol H2,V(H2)=0.1 mol×22.4 mol·L-1=2.24 L。 (4)電解熔融Li

8、Cl時,2LiCl2Li+Cl2↑。 5.鐵鎳蓄電池充放電時的總反應(yīng):Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2,電池放電時,負極反應(yīng)式為____________________________,電池充電時,陽極反應(yīng)式為____________________________。 答案 Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2 2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O 解析 根據(jù)方程式可知正極為Ni2O3、負極為Fe,電池放電時,負極鐵失去電子轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵,電極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2,電池充電時,陽極失去電子,根據(jù)方程式

9、可知是氫氧化鎳失去電子轉(zhuǎn)化為Ni2O3,即電極反應(yīng)式為2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O。 6.與MnO2-Zn電池類似,K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應(yīng)式為__________________,該電池總反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________。 答案 FeO+3e-+4H2O===Fe(OH)3↓+5OH- 2FeO+3Zn+8H2O===2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH- 解析 正極發(fā)生還原反應(yīng),K2FeO4被還原為Fe3+,由于是堿性

10、環(huán)境,故生成Fe(OH)3,電極反應(yīng)式為FeO+3e-+4H2O===Fe(OH)3↓+5OH-;負極發(fā)生氧化反應(yīng),由于是堿性環(huán)境,Zn被氧化生成Zn(OH)2,電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2。兩電極反應(yīng)式相加得2FeO+3Zn+8H2O===2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-。 7.某新型可充電電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓,該電池的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。 (1)放電時負極反應(yīng)為__________________________。 (2)充電時Fe(OH)3發(fā)生________反應(yīng)。 (3)放電時電子由________極流向________極。(填“正”或“負”) (4)放電時1 mol K2FeO4發(fā)生反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)是________________。 答案 (1)Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2 (2)氧化 (3)負 正 (4)1.806×1024 解析 放電時鋅在負極發(fā)生氧化反應(yīng),因為電解質(zhì)是堿,故負極反應(yīng)是Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2;電子由負極流出,通過外電路流向正極,每1 mol K2FeO4發(fā)生反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子是3 mol,數(shù)目是1.806×1024,充電時Fe(OH)3失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。

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