江苏专用2019届高考化学二轮复习压轴题热点练5电极反应式的书写及电化学有关计算20190222397.doc

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资源描述

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。

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