2019届二轮复习 电极反应式的书写及电化学有关计算 作业（全国通用） 练习
展开热点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：
①电池的负极是______(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为______。
②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：2CO＋2CO－4e－===4CO2；
正极反应式：__________________________________________；
电池总反应式：________________________________________。
答案 (1)①a CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O ②减小
(2)O2＋2CO2＋4e－===2CO 2CO＋O2===2CO2
解析 (1)CH4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O2＋2CO2＋4e－===2CO，根据正极反应式＋负极反应式＝总电池反应，可推知电池总反应式应为2CO＋O2===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：
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，阴极的电极反应式为3CO2＋4e－===C＋2CO，则阳极的电极反应式为_______________________________。
答案 2CO－4e－===2CO2↑＋O2↑
解析 阳极发生氧化反应生成氧气，电极反应为2CO－4e－===2CO2↑＋O2↑。
3.(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(H3PO3)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＋6H2O＋8e－===BH＋8OH－
(2)2H＋＋2e－===H2↑ HPO＋2H＋===H3PO3
解析 (1)在阴极上电解NaBO2可制得硼氢化钠，则阴极室发生还原反应生成BH，则电极反应式为BO＋6H2O＋8e－===BH＋8OH－。
(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。
4．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。
(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：H2～2e－可知，当转移0.2 mol电子时产生0.1 mol H2，V(H2)＝0.1 mol×22.4 mol·L－1＝2.24 L。
(4)电解熔融LiCl时，2LiCl2Li＋Cl2↑。
5．铁镍蓄电池充放电时的总反应：Fe＋Ni2O3＋3H2OFe(OH)2＋2Ni(OH)2，电池放电时，负极反应式为____________________________，电池充电时，阳极反应式为____________________________。
答案 Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
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Fe＋2OH－－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)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O。
6．与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4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程式为__________________________________________。
答案 FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3↓＋5OH－
2FeO＋3Zn＋8H2O===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－
解析 正极发生还原反应，K2FeO4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－＋4H2O===Fe(OH)3↓＋5OH－；负极发生氧化反应，由于是碱性环境，Zn被氧化生成Zn(OH)2，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2。两电极反应式相加得2FeO＋3Zn＋8H2O===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－。
7．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3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。
(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)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
(2)氧化 (3)负 正 (4)1.806×1024
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Zn－2e－＋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1.806×1024，充电时Fe(OH)3失去电子发生氧化反应。
