《2020年高考化学【热点·重点·难点】 电极反应式的书写（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考化学【热点·重点·难点】 电极反应式的书写（解析版）（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 电极反应式的书写【命题规律】电极反应方程式的书写和正误判断属于高频考点，试题主要以元素化合物知识为载体，考查原电池、电解池的工作原理及应用，电极的判断，电极产物的分析，电极反应式和总反应式的书写。命题形式可也是选择题，也可以是填空题，难度以中等或难题为主。考查的核心素养以证据推理与模型认知和变化观念与平衡思想为主。【备考建议】2020年高考备考应重点关注的命题点：理论联系实际，以生活、生产内容为题材进行命题。在复习过程中牢记原电池、电解池的工作原理及电极判断的方法规律，即便难度较大，也是万变不离其宗，按基本规律判断书写即可。【限时检测】（建议用时：30分钟）1.（2019新课标卷）利用生物燃
2、料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是A. 相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B. 阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H+2MV+C. 正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D. 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【分析】由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+e= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H+2MV+
3、；右室电极为燃料电池的正极，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2+e= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，反应的方程式为N2+6H+6MV+=6MV2+NH3，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。【详解】A、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MV+和MV2+的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；B、左室为负极区，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+e= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+
4、=2H+2MV+，故B错误；C、右室为正极区，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2+e= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，故C正确；D、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故D正确。2.（2018河北省衡水中学高考模拟）我国最近在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法正确的是A. 该制氢工艺中光能最终转化为化学能B. 该装置工作时，H+由b极区流向a极区C. a极上发生的电极反应为Fe3+e-=Fe2+D. a极区需不断补充含Fe3+和Fe2+的溶液【答案】A【解析】A
5、、该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能，故A正确；B、 该装置工作时，H由b极区放电生成氢气，a极区流向b极区，故B错误；C、 a极上发生氧化反应，失电子，所以a极上发生的电极反应为Fe2-eFe3，故C错误；D、该过程涉及两个反应步骤，第一步利用Fe3/Fe2电对的氧化态高效捕获H2S得到硫和还原态，所以a极区无需不断补充含Fe3和Fe2的溶液，故D错误。3.（2019江苏卷）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是A. 铁被氧化的电极反应式为Fe3eFe3+B. 铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C. 活性炭
6、的存在会加速铁的腐蚀D. 以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【分析】本题考查金属铁的腐蚀。根据电解质溶液的酸碱性可判断电化学腐蚀的类型，电解质溶液为酸性条件下，铁发生的电化学腐蚀为析氢腐蚀，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+；正极反应为：2H+ +2e-=H2；电解质溶液为碱性或中性条件下，发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O +4e-=4OH-。根据实验所给条件可知，本题铁发生的是吸氧腐蚀，据此解题；【详解】A.在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故A错误；B.铁的腐蚀过程中化学能除
7、了转化为电能，还有一部分转化为热能，故B错误；C.活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，故C正确；D.以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，故D错误；4.（2019新课标卷）为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3DZn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。A. 三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B. 充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)
8、+OH(aq)eNiOOH(s)+H2O(l)C. 放电时负极反应为Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(s)+H2O(l)D. 放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区【答案】D【详解】A、三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO分散度高，A正确；B、充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转化为NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2(s)OH(aq)eNiOOH(s)H2O(l)，B正确；C、放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)2OH(aq)2eZnO(s)H2O(
9、l)，C正确；D、原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中OH通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。5.（2019黑龙江省大庆一中高考模拟）以柏林绿FeFe(CN)6为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）A. 放电时，正极反应为FeFe(CN)6+2Na+2e=Na2FeFe(CN)6B. 充电时，Mo(钼)箔接电源的负极C. 充电时，Na+通过交换膜从左室移向右室D. 外电路中通过0.2mol电子的电量时，负极质量变化为2.4g【答案】B【详解】A、根据工作原理，Mg作负极，Mo作正极，正极反应式为FeFe(CN)6+2Na+2e=Na2F
10、eFe(CN)6，故A正确；B、 充电时，电池的负极接电源的负极，电池的正极接电源的正极，即Mo箔接电源的正极，故B说法错误；C、充电时，属于电解，根据电解原理，Na应从左室移向右室，故C说法正确；D、负极上应是2Mg4e2Cl=Mg2Cl22，通过0.2mol电子时，消耗0.1molMg，质量减少2.4g，故D说法正确。6.（2019东北育才学校科学高中部高考模拟）下图是新型镁-锂双离子二次电池,下列关于该电池的说法不正确的是( )A. 放电时, Li+由左向右移动B. 放电时, 正极的电极反应式为Li1-xFePO4+xLi+xe-=LiFePO4C. 充电时, 外加电源的正极与Y相连D.
11、 充电时, 导线上每通过1mole-, 左室溶液质量减轻12g【答案】D【分析】放电时，左边镁为负极失电子发生氧化反应，反应式为Mg-2e-=Mg2+，右边为正极得电子发生还原反应，反应式为Li1-xFePO4+xLi+xe-=LiFePO4，阳离子移向正极；充电时，外加电源的正极与正极相连，负极与负极相连，结合电子转移进行计算解答。【详解】A放电时，为原电池，原电池中阳离子移向正极，所以Li+由左向右移动，故A正确；B、放电时，右边为正极得电子发生还原反应，反应式为Li1xFePO4+xLi+xeLiFePO4，故B正确；C、充电时，外加电源的正极与正极相连，所以外加电源的正极与Y相连，故C
12、正确；D、充电时，导线上每通过1mole，左室得电子发生还原反应，反应式为Mg2+2eMg，但右侧将有1molLi+移向左室，所以溶液质量减轻1275g，故D错误。7.（2019山东省德州市高考联考模拟）以CH4、O2、熔融Na2CO3组成的燃料电池电解制备N2O5，装置如图所示。下列说法正确的是A. 石墨1为电池负极，Pt2为电解池阳极B. 石墨2上的电极反应为：C. 阳极的电极反应为：N2O4+2HNO3-2e-=N2O5+2H+D. 每制得1molN2O5，理论上消耗标况下28L的CH4【答案】C【分析】图中左侧装置为燃料电池，石墨1：通入甲烷的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应
13、式为CH4+4CO328e-=6CO2，石墨2：通入氧气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-，N2O5中氮元素的化合价是+5价，而硝酸中氮元素也是+5价因此应该在左侧生成N2O5，即在阳极区域生成，据电极反应离子放电顺序可知：Pt2极阴极发生2H+2e-=H2的反应，Pt1极阳极为N2O4+2HNO3-2e-2N2O5+2H+，以此解答该题。【详解】A.根据上面分析可知石墨1为电池负极，Pt2为电解池阴极，故A错误；B.石墨2上的电极反应为：O2+4e-+2CO2=2CO32-，故B错误；C.阳极的电极反应为：N2O4+2HNO3
14、-2e-2N2O5+2H+，故C正确；D.电极反应式：CH4+4CO32-8e-=6CO2，N2O4+2HNO3-2e-2N2O5+2H+，根据转移电子数相等，每制得1molN2O5，理论上消耗标况下CH4 =2.8L，故D错误；8.（2019东北三省三校（辽宁实验中学、东北师大附中、哈师大附中）高考联考模拟）高锰酸钾在化工医药、水处理等很多方面有重要应用，可以用电解法制备，装置如下。直流电源采用乙烷空气的碱性燃料电池。下列说法不正确的是(已知电流效率=100%)A. 电源负极的电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2CO32-+12H2OB. 该离子交换膜为阴离子交换膜C. a极为直流
15、电源的正极D. 若消耗0.02mo1，产生0.055mol，则【答案】B【分析】本题考查电极反应式的书写，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，注意要结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式【详解】A. 电源负极上乙烷在碱性条件下失电子产生碳酸根离子，反应的电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2CO32-+12H2O，选项A正确；B. 电解池左侧Pt电极的电极反应为MnO42- -e-=MnO4-，右侧稀氢氧化钾溶液变为浓氢氧化钾溶液，右侧电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-，钾离子通过离子交换膜进行右侧，故该离子交换膜为阳离子交换膜，选项B不正确；C. 电解池左侧Pt电极的电极反应为MnO42- -e-=MnO4-，Pt电极为阳极，则a极为直流电源的正极，选项C正确；D. O2发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，若消耗0.02mo1O2，转移电子数为0.02mo14=0.08mol，根据电极反应MnO42- -e-=MnO4-，产生0.055mol，转移电子数为0.055mol，电流效率=100%=68.75%，选项D正确。9.
