1、1热点 5 电极反应式的书写及电化学有关计算1原电池是化学对人类的一项重大贡献。(1)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：电池的负极是_(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为_。电池工作一段时间后电解质溶液的 pH_(填“增大” “减小”或“不变”)。(2)熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视。可用 Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO 为负极燃气，空气与 CO2的混合气为正极助燃气，制得在 650 下工作的燃料电池。请完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO2CO 4e =4CO2；23正极反应式：_；电池总反应式：_。答案 (1)a CH 410
2、OH 8e =CO 7H 2O 减小23(2)O22CO 24e =2CO 2COO 2=2CO223解析 (1)CH 4在反应时失去电子，故 a 电极是电池的负极。由于电池工作过程中会消耗 OH ，故一段时间后，电解质溶液的 pH 会减小。(2)正极发生还原反应，故正极电极反应式为 O22CO 24e =2CO ，根据正极反应23式负极反应式总电池反应，可推知电池总反应式应为 2COO 2=2CO2。2某高校的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时 CO2零排放，其基本原理如图所示：2上述电解反应在温度小于 900 时进行，碳酸钙先分解为 CaO 和 CO2，电解质为熔融碳酸盐及碳酸钙，阴
3、极的电极反应式为 3CO24e =C2CO ，则阳极的电极反应式为23_。答案 2CO 4e =2CO2O 223解析 阳极发生氧化反应生成氧气，电极反应为 2CO 4e =2CO2O 2。233.(1)如图在碱性条件下，在阴极上电解 NaBO2可制得硼氢化钠，写出阴极室的电极反应式_。(2)亚磷酸(H 3PO3)与足量的 NaOH 溶液反应生成 Na2HPO3。电解 Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸，装置示意图如图：阴极的电极反应式为_；产品室中反应的离子方程式为_。答案 (1)BO 6H 2O8e =BH 8OH 2 4(2)2H 2e =H2 HPO 2H =H3PO323解析 (1)在
4、阴极上电解 NaBO2可制得硼氢化钠，则阴极室发生还原反应生成 BH ，则 4电极反应式为 BO 6H 2O8e =BH 8OH 。 2 4(2)阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为 2H 2e =H2；产品室中HPO 和氢离子结合生成亚磷酸，反应的离子方程式为 HPO 2H =H3PO3。23 234利用 LiOH 和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH 可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。3(1)利用如图所示装置电解制备 LiOH，两电极区电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液。A 为_极，B 为_极，A 极发生_反应。(2)B 极区电解液为_溶液(填化学式)，阳
5、极电极反应式为_，电解过程中 Li 向_电极迁移(填“A”或“B”)。(3)若电路中通过 0.2 mol 电子时，标准状况下 B 极产生气体的体积为_ L。(4)将 LiCl 溶液改为熔融 LiCl 时，阴极反应式为_，阳极反应式为_。答案 (1)阳 阴 氧化(2)LiOH 2Cl 2e =Cl2 B(3)2.24(4)Li e =Li 2Cl 2e =Cl2解析 (1)由放电顺序：H Li ，Cl OH ，故阴极：2H 2e =H2；阳极：2Cl 2e =Cl2，则 A 为阳极，B 为阴极。(2)根据电解装置图，两电极区电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液，B 极区产生 H2，电极反应
6、式为 2H 2e =H2，剩余 OH 与 Li 结合生成 LiOH，所以 B 极区电解液应为 LiOH溶液，B 电极为阴极，则 A 电极应为阳极。阳极区电解液应为 LiCl 溶液，电极反应式为2Cl 2e =Cl2。根据电流方向，电解过程中 Li 向 B 电极迁移。(3)据关系式：H 22e 可知，当转移 0.2 mol 电子时产生 0.1 mol H2， V(H2)0.1 mol22.4 molL1 2.24 L。(4)电解熔融 LiCl 时，2LiCl 2LiCl 2。= = = = =电 解 5铁镍蓄电池充放电时的总反应：FeNi 2O33H 2O Fe(OH)22Ni(OH) 2，电
7、放 电 充 电池放电时，负极反应式为_，电池充电时，阳极反应式为_。答案 Fe2OH 2e =Fe(OH)22Ni(OH)22OH 2e =Ni2O33H 2O4解析 根据方程式可知正极为 Ni2O3、负极为 Fe，电池放电时，负极铁失去电子转化为氢氧化亚铁，电极反应为 Fe2OH 2e =Fe(OH)2，电池充电时，阳极失去电子，根据方程式可知是氢氧化镍失去电子转化为 Ni2O3，即电极反应式为 2Ni(OH)22OH 2e =Ni2O33H 2O。6与 MnO2Zn 电池类似，K 2FeO4Zn 也可以组成碱性电池，K 2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为_，该电池总反应的离子方
8、程式为_。答案 FeO 3e 4H 2O=Fe(OH)35OH 242FeO 3Zn8H 2O=2Fe(OH)33Zn(OH) 24OH 24解析 正极发生还原反应，K 2FeO4被还原为 Fe3 ，由于是碱性环境，故生成 Fe(OH)3，电极反应式为 FeO 3e 4H 2O=Fe(OH)35OH ；负极发生氧化反应，由于是碱24性环境，Zn 被氧化生成 Zn(OH)2，电极反应式为 Zn2e 2OH =Zn(OH)2。两电极反应式相加得 2FeO 3Zn8H 2O=2Fe(OH)33Zn(OH) 24OH 。247某新型可充电电池能长时间保持稳定的放电电压，该电池的总反应为3Zn2K 2F
9、eO48H 2O 3Zn(OH)22Fe(OH) 34KOH。 放 电 充 电(1)放电时负极反应为_。(2)充电时 Fe(OH)3发生_反应。(3)放电时电子由_极流向_极。(填“正”或“负”)(4)放电时 1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是_。答案 (1)Zn2e 2OH =Zn(OH)2(2)氧化 (3)负 正 (4)1.80610 24解析 放电时锌在负极发生氧化反应，因为电解质是碱，故负极反应是Zn2e 2OH =Zn(OH)2；电子由负极流出，通过外电路流向正极，每 1 mol K2FeO4发生反应，转移电子是 3 mol，数目是 1.8061024，充电时 Fe(OH)3失去电子发生氧化反应。
