《2019届高考化学专题二十原电池的电极方程式精准培优专练（有答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019届高考化学专题二十原电池的电极方程式精准培优专练（有答案）（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 培优点二十培优点二十 原电池的电极方程式原电池的电极方程式 典例 1实验发现，298K 时，在 FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3立即被还原成 Fe2。某夏令 + 营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是（ ） A该原电池的正极反应是 Zn2e=Zn2+ B左烧杯中溶液的红色逐渐褪去 C该电池铂电极上有气泡出现 D该电池总反应为 3Zn+ 2Fe3=2Fe+ 3Zn2 + 【解析】该电池的总反应为 Zn+ 2Fe3 =2Fe2+ Zn2，所以左烧杯 Pt 为正极，电极反应为 Fe3 + + e=Fe2，右烧杯 Zn 为负极，电极反应为 Zn2e=Zn2。
2、由于左烧杯中的 Fe3被还原为 + Fe2，所以左烧杯中溶液的红色逐渐褪去。 + 【答案】B 典例 2一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如下图所示，图中有机废水中有机物可用 C6H10O5表 示。下列有关说法正确的是（ ） Ab 电极为该电池的负极 Bb 电极附近溶液的 pH 减小 Ca 电极反应式：C6H10O524e+ 7H2O=6CO2+ 24H+ D中间室：Na+ 移向左室，Cl移向右室 【解析】b 电极上硝酸根离子得电子生成 N2，发生还原反应，故 b 电极应为正极，A 错误；b 电极反应 式：2NO+ 10e+ 6H2O=N2+ 12OH，故 b 电极附近溶液的 pH 增大，B
3、 错误；原电池工作时阳离子 3 向正极移动，阴离子向负极移动，D 错误。 【答案】C 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=2Fe2+ Cu2，可拆写为氧化反应式：Cu2e=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+ + 3+ 一一原原电电池的池的电电极方程式极方程式 2 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。锌锰碱性电池广泛应用于日常生活，电池的总反应
4、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=3Cu2+ 2NO+ 4H2O，其中 Cu 元素的化合价升高，被氧化， + 3+ 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 + 3 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】
5、（1）8H+ 2NO+ 6e=2NO+ 4H2O + 3 （2）2MnO2+ 2H2O+ 2e=2MnOOH+ 2OH 1某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是（ ） (盐桥中装有含琼胶的 KCl 饱和溶液) AFe 作正极，发生氧化反应 B负极反应：2H+ 2e=H2 + C工作一段时间后，两烧杯中溶液 pH 均不变 D工作一段时间后，NaCl 溶液中c(Cl)增大 【解析】此原电池的负极是铁，发生氧化反应，正极是石墨，H在此发生还原反应，右池中氢离子 + 在石 墨棒上被还原为 H2不断逸出，使溶液酸性减弱，所以溶液的 pH 有变化。 【答案】D 2如图所示，杠杆 AB 两端分别挂有大
6、小相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水 中保持平衡，然后小心地向水槽中分别滴入 CuSO4浓溶液和 FeSO4浓溶液。一段时间后，下列有关杠杆的偏 向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)（ ） A杠杆为导体或绝缘体时，均为 A 端高 B 端低 B杠杆为导体或绝缘体时，均为 A 端低 B 端高 C当杠杆为导体时，A 端低 B 端高 二二对对点增分集点增分集训训 3 D当杠杆为导体时，A 端高 B 端低 【解析】当杠杆为导体时，构成原电池，Fe 球作负极，Cu 球作正极，电极反应式分别为负极：Fe2e =Fe2，正极：Cu2+ 2e=Cu，铜球质量增加，铁球质量减少，
7、杠杆 A 端低 B 端高。 + 【答案】D 3某同学做如下实验： 装置 图 1图 2 现象电流表指针未发生偏转电流表指针发生偏转 下列说法正确的是（ ） A “电流表指针未发生偏转” ，说明铁片、铁片均未被腐蚀 B用 K3Fe(CN)3溶液检验铁片、附近溶液，可判断电池的正、负极 C铁片、所处的电解质溶液浓度相同，二者的腐蚀速率相等 D铁片的电极反应式为 Fe3e=Fe3+ 【解析】对比两个盐桥的双液装置，图 1 中因两溶液中氯化钠的浓度相等，因此发生的是普通的化学腐 蚀，且腐蚀速率相等。图 2 中因两溶液中氯化钠的浓度不相等，因此发生的是电化学腐蚀，且浓度大的 一极是负极，发生的反应是 Fe
8、2e=Fe2+ ，可以用 K3Fe(CN)3检验 Fe2+ 的存在，若产生蓝色沉淀， 就证明含有 Fe2+ ，B 正确。 【答案】B 4利用人工光合作用合成甲酸的原理为 2CO2+ 2H2O2HCOOH+ O2，装置如下图所示。下列说 太阳能 光触媒 法不正确的是（ ） A该装置将太阳能转化为化学能和电能 B电极 1 周围 pH 增大 C电极 2 上发生的反应为 CO2+2H+ +2e=HCOOH DH+ 由电极 1 室经过质子膜流向电极 2 室 【解析】在太阳能作用下 CO2和 H2O 转化为 HCOOH 和 O2，并且有电子流动，太阳能转化为化学能和电能， A 正确；电极 1 流出电子，反
9、应式是 2H2O4e=4H+ +O2，周围 pH 减小，B 错误；根据总反应方程式推 出电极 2 上发生的反应为 CO2+2H+ +2e=HCOOH，C 正确；电极 1 反应产生 H+ ，电极 2 反应消耗 H+ ，故 H+ 4 由电极 1 室经过质子膜进入电极 2 室，D 正确。 【答案】B 5我国科学家研发出一种新型的锂离子电池，放电时有关离子转化关系如下图所示，下列说法正确的 是（ ） ALi+ 透过膜除允许 Li+ 通过外，还允许 H2O 分子通过 B放电时，进入贮罐的液体发生反应：S2O+ 2Fe2+ =2Fe3+ + 2SO 2824 C充电时，钛电极与外电源的负极相连 D充电时，
10、电池内部发生的总反应为 Li+ Fe3+ = Li+ + Fe2+ 【解析】Li+ 透过膜只允许 Li+ 通过，故 A 错误；钛电极是电池的正极，充电时，应该与外电源的正极 相连，故 C 错误；放电时电池总反应为 Li+ Fe3+ =Li+ +Fe2+ ，则充电时发生的总反应为 Li+ +Fe2+ Li+Fe3+ ，故 D 错误。 = 通电 【答案】B 6一种以 NaBH4和 H2O2为原料的新型电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ） A电池的正极反应为 H2O2+ 2e=2OH B电池放电时 Na+ 从 a 极区移向 b 极区 C电子从电极 b 经外电路流向电极 a Db 极室的输出
11、液经处理后可输入 a 极室循环利用 【解析】由图分析可知，通入 a 电极的为 BH，其中的 B 失电子，化合价升高，生成 BO，因此 a 为 4 2 电池的负极。b 为电池的正极，H2O2中 O 由1 价降到2 价发生还原反应，反应式为 H2O2+ 2e=2OH，A 正确；原电池工作时，电解质溶液中的阳离子由负极区向正极区移动，B 正确；电子由负 极流出，正极流入，即 ab，C 错误；正极区产生的 OH经处理后输入 a 极室可循环使用，D 正确。 【答案】C 7 “直接煤燃料电池”能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能。用熔融 Na2CO3作电解质的直接煤 燃料电池的工作原理如下图所示。下列
12、有关说法正确的是（ ） 5 A该电池的总反应为 C+ O2=CO2 B煤直接燃烧发电比直接煤燃料电池发电的能量利用率高 C进入反应室的煤块粉碎成粉末状对反应速率和限度均无影响 D电子由电极 b 沿导线流向电极 a，入口 A 加入的物质为煤粉 【解析】A 项，在原电池中阴离子移向电源负极，由图中 CO移向左边可知 a 为负极，电极反应为 23 C+2CO4e=3CO2，b 为正极，电极反应为 O2+ 2CO2+4e=2CO，所以该电池的总反应为 2323 C+O2=CO2，故 A 正确；B 项，煤直接燃烧发电会有部分化学能转变为热能、光能，所以比直接煤燃料电池 发电的能量利用率低，故 B 错误；
13、C 项，将煤块粉碎成粉末状，有利于在电极 a 附近参与反应，加快了反应 速率，故 C 错误；D 项，a 为负极，电子由负极 a 沿导线流向正极 b，故 D 错误。 【答案】A 8液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如下 图所示。下列有关叙述正确的是（ ） A该燃料电池放电时，正极发生氧化反应，pH 变大 Ba 极的反应式：N2H4+ 4OH4e=N2+ 4H2O C放电时，电流从 a 极经过负载流向 b 极 D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜 【解析】根据原电池的工作原理，正极得电子，发生还原反应，通空气的一极为正极，反应式为 O2+2H2
14、O+ 4e=4OH，pH 增大，故 A 错误；通肼的一极为负极，反应式为 N2H4+4OH4e=N2+4H2O， 故 B 正确；根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，电流的方向和电子移动的方向相反，即 电流从 b 极经过负载流向 a 极，故 C 错误；根据电极反应式，OH应从正极流向负极，交换膜应选用阴离子 交换膜，故 D 错误。 【答案】B 9微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，下图是利用一种微生物将废水中的 尿素CO(NH2)2转化为对环境无害物质的装置。下列叙述错误的是（ ） 6 AM 电极有 CO2和 N2生成 BH+ 透过质子交换膜由左向右移动 C微生
15、物促进了反应中电子的转移 DN 电极反应式为 O2+2H2O+4e=4OH 【解析】因为是质子交换膜，因此反应的环境呈酸性，有 O2的一边(N)是正极反应区，即 O2+ 4H+ + 4e =2H2O。尿素CO(NH2)2转化为对环境无害物质，M 极反应为 CO(NH2)2+ H2O6e=CO2+ N2+ 6H+ ，H+ 应该透过质子交换膜由左向右移动；在微生物的作用下，此装置构成原电池，加速了反应的进行，促 进了反应中电子的转移。综上，A、B、C 正确，D 错误。 【答案】D 10科学家预言，燃料电池是 21 世纪获得电能的重要途径。甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催 化剂，在硫酸电解质溶液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。试回答以下问题： （1）配平电池放电时发生的化学方程式： CH3OH+_O2_CO2+_H2O。 （2）在硫酸电解质溶液中，CH3OH 失去电子，此电池的正极发生的反应是_，负极 发生的反应
