1、电极方程式书写专题一、单选题（本大题共16小题，共48分）1. 用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示下列有关说法错误的是( )A. 通电后阴极区附近溶液pH会增大B. 阳极反应式为4OH-4e-=2H2O+O2C. 纯净的KOH溶液从b出口导出D. K+通过交换膜从阴极区移向阳极区2. 二甲醚(CH3OCH3)直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，用二甲醚燃料电池电解甲基肼(CH3NHNH2)制氢的装置如图所示，其中X、Y、M、N均为惰性电极。下列说法正确的是( )A. M极的电极反应式为CH3-NH-NH2+12OH-10e-=CO32-+N2+9H2OB.
2、图1中电解质溶液的pH减小，图2中电解质溶液的pH增大C. 图2中的交换膜是阴离子交换膜，OH-透过交换膜向N极移动D. 理论上，当生成6.72LH2时，消耗CH3OCH3的质量为2.3g3. 氢能源是最具应用前景的能源之一。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作原理如图所示(电极1、电极2均为惰性电极)。下列说法错误的是( )A. 控制连接开关K1或K2，可交替得到H2和O2B. 碱性电解液改为酸性电解池能达到同样目的C. 接通K1时电极3上的电极反应式为NiOH2+OH-e-=NiOOH+H2OD. 电极3在交替连接K1或K2过程中得以循环使用4. 我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学
3、转化装置，其示意图如下： 下列说法不正确的是A. b为电源的正极B. 中，捕获CO2时碳元素的化合价发生了变化C. a极的电极反应式为2C2O52-4e-=4CO2+O2D. 上述装置存在反应：CO2 C+O25. 次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，属于一元弱酸，具有较强的还原性下列有关说法正确的是()A. 用惰性电极电解NaH2PO2溶液，其阴极反应式为：2H2O-4e-=O2+4H+B. H3PO2与过量NaOH溶液反应的离子方程式为：H3PO2+3OH-=PO23-+3H2OC. 将H3PO2溶液加入到酸性重铬酸钾溶液中，H3PO2的还原产物可能为H3PO4D. H3PO2溶于水
4、的电离方程式为H3PO2H+H2PO2-6. 用下图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是( )A. 用石墨作阳极，铁作阴极B. 阳极的电极反应式为：Cl-+2OH-2e-=ClO-+H2OC. 阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-D. 除去CN-的反应：2CN-+5ClO-+2H+=N2+2CO2+5Cl-+H2O7. 全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，该电池性能优良，其电池总反应为V3+VO2+H2OVO2+2H+V2+。下列叙述正确的是()A. 放电过程中电解质溶液中
5、阴离子移向正极B. 放电时每转移0.5mol电子，负极有0.5molV2+被氧化C. 充电时阳极附近溶液的酸性减弱D. 充电时阳极反应式为VO2+2H+e-=VO2+H2O8. 利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是 ()A. 通电后，Ag+向阳极移动B. 银片与电源负极相连C. 该电解池阴极的电极反应可表示为Ag+e-=AgD. 当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初9. 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(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-ZnNiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为。下列说法错
6、误的是( )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NiOH2s+OH-aq-e-=NiOOHs+H2OlC. 放电时负极反应为Zns+2OH-aq-2e-=ZnOs+H2OlD. 放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区10. 工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。已知：Ni2+在弱酸性溶液中发生水解氧化性：Ni2+高浓度H+Ni2+低浓度。下列说法不正确的是( )A. 碳棒上发生的电极反应：4OH-4e-=O2+2H2OB. 电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少C. 为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废
7、水pHD. 若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变11. 用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示，下列说法正确的是()A. 燃料电池工作时，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-B. 电解精炼铜时，若转移1mol电子，a极质量减少32gC. 铁表面镀铜时，a为铁，b为Cu，工作一段时间要使右池溶液复原可加入适量的CuOD. 若a、b两极均为石墨时，在相同条件下，a极产生的气体与电池中消耗的O2体积相同12. 锂空气电池是一种高理论比能量的可充电电池。放电时，总反应为2Li+O2=Li2O2，工作原理如下图所示。下列说法错误的是( )A. 电解液a为非
8、水电解液B. 放电时，A处的电极反应为Li-e-=Li+C. 充电时，Li+向Li电极区域迁移D. 充电时，B处的电极反应为O2+2Li+2e-=Li2O213. 现以CO、O2、熔融盐Z(Na2CO3)组成的燃料电池，采用电解法处理CO同时制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2。下列说法不合理的是 ( )A. 石墨是原电池的负极，发生氧化反应B. 甲池中的CO32-向石墨极移动C. 乙池中左端Pt极电极反应式：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+D. 若甲池消耗标准状况下的氧气2.24L，则乙池中产生氢气0.05mol14. 水系钠离子电池安全性能好、价格低廉、对环境友好，有
9、着巨大的市场前景。某钠离子电池工作原理如下图，电池总反应为：2NaFePO4F+Na3Ti2(PO4)32Na2FePO4F+NaTi2(PO4)3下列说法错误的是A. 充电时，a接电源正极B. 放电时，溶液中的Na+在NaFePO4F电极上得电子被还原C. 充电时，阴极上的电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na+2e-=Na3Ti2(PO4)3D. 理论上，该电池在充电或放电过程中溶液中的c(Na+)不变15. 电解Na2CO3溶液制取NaHCO3溶液和NaOH溶液的装置如下图所示。下列说法中不正确的是()A. 阴极产生的物质A是H2B. 溶液中Na+由阳极室向阴极室迁移C. 阳极OH-放
10、电，H+浓度增大，CO32-转化为HCO3-D. 物质B是NaCl，其作用是增强溶液导电性16. 如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，下列说法正确的是()A. 甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置B. 甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH-6e-+2H2O=CO32-+8H+C. 反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使溶液恢复原浓度D. 甲池中消耗2.24L(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生11.6g固体二、填空题（本大题共8小题，共68分）17. 制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技
11、术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_。电解后，_室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。18. 以甲醇(CH3OH)为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。(1)甲醇所含官能团的名称为_。(2)该燃料电池正极为_(填“A”或“B”)，B极上的电极反应式为_。(3)目前已开发出氯碱工业的新工艺如图所示，电解前左右两个反应室中溶液均为100mL，(电解过程中溶液体积变化忽略不计，右侧少量NaOH含量极少，忽略不计)。如图
12、用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水。若用上述甲醇燃料电池进行电解，则电解池的电极a接甲醇燃料电池的_(填“A”或“B”)极，写出阳极的电极反应式：_；写出电解饱和食盐水的化学方程式_。电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112mL(标准状况)时，停止电解。阳离子交换膜左边反应室中减少的离子的物质的量为_mol。19. 按照要求回答下列问题。(1)工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN-，装置如图所示，依次发生的反应有：i.CN-2e-+2OH-=CNO-+H2Oii.2Cl-2e-=Cl2除去0.5molCN-，外电路中至少需要转移_mol电子。为了使电解池连续工作，需要不断补充
13、_。(2)一种用离子液体作电解液的混合动力电池放电原理图如图所示，已知充放电时的电池反应为：4LiAl2Cl7+3LiFePO4下列说法不正确的是：( )A.放电时，向正极迁移的是Al3+B.放电时，FePO4极上的电势比Al极上的高C.充电时，阴极反应式：Al2Cl7-+6e-=2Al+7Cl-D.充电时，阳极反应式：LiFePO4-e-=FePO4+Li+该电池放电时的负极反应式为_；(3)蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置，有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2该蓄电池充电时阴极的电极反应式为_；若用该蓄电池进行电解M(NO3)x
14、溶液时，工作一段时间后消耗0.72g水，电解M(NO3)x溶液时某一极增至Ag，金属M的相对原子质量为_(用A、x表示)。20. 电化学给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题： (1)一种利用垃圾渗滤液中NH3、NH4+发电的原理如下图所示：X为该装置的_极。该装置工作时，Y电极周围溶液的pH_(填“升高”或“降低”)。写出该装置工作时，电池反应式：_。(2)若将(1)中电极X、Y分别与下图中的a、f相连，一段时间后，测得K2SO4浓度变为10.47。电极b上生成的气体的体积(标准状况下)约为_L，该电极上发生的电极反应为_。电极c的质量增加_g。一段时间后，CuSO4溶液中Cu全
15、部析出，此时电解还能继续进行，其原因是_。21. (1)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中NO3-的反应原理如下图所示。作负极的物质是_。正极的电极反应式是_。(2)下图为钠高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320左右，电池的反应式为2Na+xS=Na2Sx，正极的电极反应式为_。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是_。(3)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如下图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。X为_极，Y极反应式为_。Y极生成1molCl2时，_molLi+移向_(
16、填“X”或“Y”)极。22. (1)电解法除去工业废水中的硝酸铵的装置示意图如下图所示，阴极的电极反应式为_。(2)直接电解吸收也是脱硝的一种方法，用6%的稀硝酸吸收NOx生成HNO2(一元弱酸)，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸。电解装置如下图所示：图中b应连接电源的_(填“正极”或“负极”)。阳极的电极反应式为_。(3)氨气用途广泛，可以直接用于燃料电池，下图是用氨水作原料的燃料电池的工作原理。氨气燃料电池的电解质溶液最好选择_(填“酸性”“碱性”或“中性”)溶液，氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池总反应的化学方程式是_，负极的电极反应式是_。23.
17、(1)电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO3-的原理如图，电源正极为_(填“A”或“B”)，阴极反应式为_。(2)如图是一种用电解原理来制备H2O2，并用产生的H2O2处理废氨水的装置。Ir-Ru惰性电极吸附O2生成H2O2，其电极反应式为_。理论上电路中每转移3mole-，最多可以处理废氨水中溶质(以NH3计)的质量是_g。(3)电解法也可以利用KHCO3使K2CO3溶液再生，其原理如图所示，KHCO3应进入_室(填“阴极”或“阳极”)。简述K2CO3再生的原理： _。24. (1)氨硼烷(NH3BH3)可作燃料电池，其工作原理如图所示。氨硼烷电池工作时负极的电极反应式为_
18、。(2)CO2在新型钴基电催化剂作用下，转化为清洁燃料甲酸。其工作原理如图所示，写出生成甲酸的电极反应式：_。 (3)化学家正在研究尿素动力燃料电池，用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水又能发电。尿素燃料电池结构如图1所示，写出该电池的负极反应式：_。(4)甲醇燃料电池的工作原理如图2所示，则该电池负极的电极反应式为_。(5)“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置如图3所示，该电池的正极反应式为_。(6)图4是直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池示意图。该电池工作时，正极附近的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”)，负极的电极反应式为_。 (7)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池
19、装置如下图所示，在使用过程中石墨电极反应生成一种氧化物Y，则该电极反应式为_。(8)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O72-的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O72-转化为Cr3+，其电极反应式为_。答案和解析1.【答案】D【解析】【分析】本题考查了电解原理，明确离子放电顺序是解本题关键，再结合离子移动方向确定产物，题目难度不大。【解答】用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根，相当于电解水，故电解时，阳极：4OH-4e-=2H2O+O2，阴极：2H2O+2e-=H2+2OH-，其中阴极区可看作H+放电，H+浓度减小，使水的电离平衡向右移动促进水
20、的电离，OH-浓度增大。在阴极和阳极之间有阳离子交换膜，只允许阳离子K+和H+通过，这样就在阴极区聚集大量的K+和OH-，从而产生纯的氢氧化钾溶液。A.电解时，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-，溶液的pH增大，故A正确；B.电解除杂过程相当于电解水，阳极反应式为：4OH-4e-=2H2O+O2，故B正确；C.在b电极附近产生氢氧根离子，钾离子向b电极移动，所以除去杂质后氢氧化钾溶液从液体出口b导出，故C正确；D.阳离子应该向阴极移动，所以K+通过变换膜从阳极区移向阴极区，故D错误；故选：D。2.【答案】A【解析】【分析】本题考查燃料电池和电解池的工作原理应用以及电极反应的书写
21、和计算知识，注意知识的迁移应用是关键，难度中等。【解答】A. 根据氢离子的流向可知X为负极，Y为正极。图2为电解池，M为阳极，CH3-NH-NH2在阳极失去电子生成N2、H2O，生成的CO2与OH反应生成CO32，电极反应为：CH3-NH-NH2+12OH-10e-=CO32+N2+9H2O，故A正确；B.图1为二甲醚燃料电池，电池总反应为：CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O，生成的水会稀释溶液中的H+，使电解质溶液的酸性减弱，pH增大，图2中N电极反应为：10H2O+10e-=5H2+10OH-，M电极消耗OH大于N电极产生的OH，溶液pH减小，故B错误；C.图2是交换OH，为阴离子
22、交换膜，但OH透过交换膜向M极移动，故C错误；D.生成6.72LH2不一定是标准状况，无法得出消耗CH3OCH3的质量，故D错误。故选A。3.【答案】B【解析】【分析】本题考查电解原理，为高频考点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是电极3发生的反应及电极反应式的书写，题目难度不大。【解答】A.制取氢气时，阴极上得电子生成氢气，连接K1；制取氧气时，阳极上失电子生成氧气，连接K2，所以通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2，故A正确；B.左边电极3发生Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，制氢气时消耗电极1产生的OH-，右边电极3发生NiOOH+H2O+e-=Ni
23、(OH)2+OH-，制氧气时补充电极2消耗的OH-，实现NiOOHNi(OH)2的转化，且可循环使用，Ni(OH)2和酸反应，所以酸性条件下不能实现上述目的，故B错误；C.连接K1，电极3为阳极，电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，故C正确；D.连接K1，电极3为阳极，连接K2，电极3为阴极，所以电极3的作用分别作为阳极材料和阴极材料，可以循环使用，故D正确；故选：B。4.【答案】B【解析】【分析】本题考查了电解原理及其电极的判断、电极反应式的书写，把握电解池的工作原理即可解答，注意结合图片示意图写出电极反应式，题目难度不大。【解答】A. 根据图片可知a极C2O52-
24、O2化合价升高，则a电极发生失去电子的氧化反应，为阳极，与电源正极相接，所以b为原电池正极，故A正确；B.CO2C2O52-或CO32-时碳元素的化合价均为+4，没有变化，故B错误；C. 根据图片可知C2O52-O2，电极上发生失去电子的氧化反应，所以a极的电极反应式为2C2O52-4e-=4CO2+O2，故C正确；D. 电解二氧化碳熔盐的过程就是在电解条件下CO2发生分解生成C和O2的过程，故D正确。故选B。5.【答案】D【解析】解：A.H3PO2具有较强的还原性，电解时，阳极上H2PO2-失电子，所以用惰性电极电解NaH2PO2溶液，其阳极反应式为H2PO2-4e-+2H2O=H3PO4+
25、3H+，故A错误； B.一元弱酸与NaOH按照物质的量1：1反应，所以H3PO2与过量NaOH溶液反应的离子方程式为：H3PO2+OH-=H2PO2-+H2O，故B错误； C.H3PO2具有还原性，能被高锰酸钾氧化，则将H3PO2溶液加入到酸性高锰酸钾溶液中，H3PO2的氧化产物为H3PO4，故C错误； D.一元弱酸在溶液中部分电离出一个氢离子，则H3PO2溶于水的电离方程式为：H3PO2H+H2PO2-，故D正确； 故选：D。A.H3PO2具有较强的还原性，电解时，阳极上H2PO2-失电子； B.一元弱酸与NaOH按照物质的量1：1反应； C.H3PO2具有还原性，能被高锰酸钾氧化； D.一
26、元弱酸在溶液中部分电离出一个氢离子本题考查氧化还原反应、电离方程式的书写、电解原理的应用等知识点，明确物质的性质是解本题关键，利用电极方程式的书写方法、电离方程式书写规则、盐类水解原理解答即可，题目难度中等6.【答案】D【解析】【分析】本题考查了电解池原理及应用，涉及阴阳极的判断、电极反应式的书写等，难度一般。【解答】A.阳极发生氧化反应失电子，阴极发生还原反应得电子，为保证反应的进行，阳极用不被氧化的物质，阴极用不对溶液产生影响的物质，故A正确；B.阳极生成ClO-，则阳极发生的电极反应式为Cl-+2OH-2e-=ClO-+H2O，故B正确；C.阴极反应生成OH-，则阴极的电极反应式为2H2
27、O+2e-=H2+2OH-，故C正确。D.溶液pH为910，溶液呈碱性，正确的离子方程式为2CN-+5ClO-+2OH-=N2+2CO32-+5Cl-+H2O，故D错误。故选D。7.【答案】B【解析】【分析】本题考查原电池的工作原理，题目难度不大，注意把握原电池中电子及溶液中离子的定向移动问题，本题从化合价的变化进行判断是做题的关键。【解答】A.放电时发生的反应为VO2+2H+V2+=V3+VO2+H2O，阴离子移向负极，A错误；B.负极V2+被氧化成V3+，每转移0.5mol电子，负极有0.5molV2+被氧化，B正确；CD.充电时的总反应为V3+VO2+H2O=VO2+2H+V2+，阳极反
28、应为VO2+H2O-e-=VO2+2H+，阳极附近溶液的酸性增强，C、D错误。故选B。8.【答案】C【解析】【分析】本题考查在铜牌表面电镀银的工作原理，解答本题的关键是理解电镀池的组成：镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含镀层金属离子的溶液作电解质溶液，利用电解原理进行分析。【解答】ABC.铜牌上镀银，银片为阳极，Ag+向阴极移动，阴极的电极反应为Ag+e-=Ag，A、B错误，C正确；D.由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初，D错误。9.【答案】D【解析】【分析】本题考查化学电源新型电池，侧重考查原电池和电解池原理，明确各个电极上发生的反
29、应及离子移动方向是解本题关键，难点是各个电极上电极反应式的书写，注意：电子不进入电解质溶液，题目难度一般。【解答】根据电池反应中元素化合价变化知，Zn为负极，NiOOH为正极，电解质溶液呈碱性，负极反应式为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-=ZnO(s)+H2O(l)、正极反应式为NiOOH(s)+H2O(l)+e-=Ni(OH)2(s)+OH-(aq)，充电时阳极反应式为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-=NiOOH(s)+H2O(l)、阴极反应式为ZnO(s)+H2O(l)+2e-=Zn(s)+2OH-(aq)，放电时电解质中阴离子向负极移动，据此解题。A.表面积越大，反应物接触
30、面积越大，则沉积的ZnO越分散，所以沉积的ZnO分散度高，故A正确；B.充电时阳极上失电子发生氧化反应，电极反应式为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-=NiOOH(s)+H2O(l)，故B正确；C.放电时Zn作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-=ZnO(s)+H2O(l)，故C正确；D.放电时，负极上失电子，电子通过导线到达正极，溶液中OH-通过隔膜从正极区移向负极区，构成闭合回路，形成原电池，故D错误。故选D。10.【答案】B【解析】【分析】本题考查了电解池原理的分析判断，主要是电解反应，电解产物判断，电解过程中溶液酸碱性的分析应用，掌握基础是
31、关键，题目难度较大。【解答】A.由图知，碳棒与电源正极相连是电解池的阳极，发生氧化反应，溶液中阴离子只有OH-，所以电极反应式为：4OH-4e-=2H2O+O2，故A正确；B.镀镍铁棒与电源负极相连是电解池的阴极，溶液中的阳离子有：Ni2+、H+，且氧化性Ni2+(高浓度)H+Ni2+(低浓度)，所以电极反应式为：Ni2+2e-=Ni。电解过程中为平衡A、C中的电荷，A中的Na+和C中的Cl-分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B中，这使B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，故B错误；C.由题给信息可知，Ni2+在弱酸性溶液中发生水解，所以溶液中pH不能太大；又因为氧化性：Ni2+(高浓度)H+N
32、i2+(低浓度)，所以溶液中pH不能太小。为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH，故C正确；D.由于阴离子放电顺序Cl-OH-，若将图中阳离子膜去掉，则碳棒(阳极)Cl-放电：2Cl-2e-=Cl2，电解反应总方程式会发生改变，故D正确。故选B。11.【答案】D【解析】【分析】本题考查原电池和电解池知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，题目难度中等，易错点为A，注意电解质的酸碱性，为解答该题的关键。右边装置有外接电源，所以是电解池，连接负极的b电极是阴极，连接正极的a电极是阳极，阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应，结合电解反应解答。【解答】左边装置是氢氧燃料电池
33、，所以是原电池，原电池放电时，燃料失电子发生氧化反应，所以投放燃料的电极为负极，投放氧化剂的电极为正极，正极上氧化剂得电子发生还原反应，由于电解质溶液呈酸性，正极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O；A.因该燃料电池是在酸性电解质中工作，所以正极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，故A错误；B.电解精炼铜时，a电极是阳极，阳极上失电子发生氧化反应，Cu2e-，电解开始时先是粗铜中的活泼金属锌、铁、镍失电子，所以当转移1mol电子，a极质量减少不一定是32g，故B错误；C、铁表面镀铜时，a为阳极，应该是金属铜做阳极，铁为阴极，电镀液在电解前后不变化，故C错误；D、若a、b两极均为石墨时，在
34、相同条件下，a极是阳极，产生的气体是氧气，根据电子守恒，阳极产生的氧气和电池中消耗的O2相等，故D正确。故选：D。12.【答案】D【解析】【分析】本题考查原电池原理，涉及二次电池的工作原理，基础性强，难度不大。【解答】A. 金属Li能与水发生反应，故电解液a为非水电解液，A正确；B.放电时，A处的电极反应为Li-e-=Li+，故B正确；C.充电时，左侧金属锂电极接电源负极作为阴极，Li+向Li电极区域迁移，C正确；D. 充电时，B处的电极反应为Li2O2-2e-=O2+2Li+，故D错误；故选D 13.【答案】D【解析】【分析】本题考查的考点涉及电极反应式的书写和计算，原电池和电解池知识，主要
35、相关基础知识的积累，难度一般。【解答】A.石墨I是原电池的负极，一氧化碳发生氧化反应，故A正确；B.原电池中阴离子向负极移动，所以甲池中的CO32-向石墨I极移动，故B正确；C.乙池中左端Pt极与电源的正极相连是阳极，发生氧化反应，氮元素化合价升高，所以电极反应式为：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，故C正确；D.乙池中阴极生成1mol氢气，转移2mol的电子，若甲池消耗标准状况下的氧气2.24L，所以整个电路转移电子的物质的量为0.4mol，所以生成氢气的物质的量应为0.2mol，故D错误。故选D。14.【答案】B【解析】【分析】本题考查二次电池的相关问题，解答这类问题需要明
36、确原电池和电解池的工作原理以及电极反应式的书写方法等，试题难度一般。【解答】A.放电过程中NaFePO4F得到电子被还原，因此充电过程中该电极发生氧化反应，a与电源正极相连，故A正确；B.放电时，NaFePO4F中的铁元素得电子被还原，故B错误；C.充电时，NaTi2(PO4)3电极上发生还原反应，对应的电极反应式为：NaTi2(PO4)3+2Na+2e-=Na3Ti2(PO4)3，故C正确；D.根据电池的总反应分析可知理论上，该电池在充放电过程中溶液中的c(Na+)不变，故D正确。故选B。15.【答案】D【解析】【分析】主要考查电解池的工作原理，掌握电极反应式的书写，离子的移动方向是解题关键
37、，题目难度不大。【解答】A.阴极得电子，发生还原反应，电极反应方程式为2H2O+2e-=2OH-+H2，故A正确；B.电解池的电解质溶液中阳离子向阴极移动，故B正确；C.阳极：2H2O-4e-=O2+4H+，溶液中c(H+)增大，发生反应：CO32-+H+=HCO3-，故C正确；D.物质B如果是NaCl，得不到纯净的NaOH溶液，物质B应为NaOH，故D错误。故选D。16.【答案】D【解析】解：A、甲池是燃料电池，是化学能转化为电能的装置，乙、丙池是电解池，是将电能转化为化学能的装置，故A错误； B、在燃料电池中，负极是甲醇发生失电子的氧化反应，在碱性电解质下的电极反应为CH3OH-6e-+2
38、H2O+8OH-=CO32-+8H2O，故B错误； C、电解池乙池中硫酸铜足量，所以电解后生成硫酸、铜和氧气，要想复原，要加入氧化铜，故C错误； D、甲池中根据电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，所以消耗2.24L(标准状况下0.1mol)O2，则转移电子0.4mol，丙装置中也转移电子0.4mol，在阴极上是氢离子放电，减小的氢离子0.4mol，生成的氢氧根离子是0.4mol，2OH-Mg(OH)2，所以镁离子和氢氧根离子之间反应理论上最多生成氢氧化镁质量是0.2mol58g/mol=11.6g固体，故D正确。 故选：D。A、根据燃料电池和电解池中的能量转换知识来回答； B、在燃料电
39、池中，负极发生失电子的氧化反应，碱性条件下生成CO32-和H2O； C、电解池中，电解后的溶液复原遵循：出什么加什么的思路； D、根据串联电路中转移电子相等结合电子守恒知识来回答。本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识，属于综合知识的考查，注意平时知识的积累是解题的关键，难度较大，侧重于考查学生的分析能力和应用能力。17.【答案】2H2O-4e-=4H+O2； a。【解析】【分析】本题考查电解原理的应用，和电极反应式的书写，真正理解电解原理是关键。【解答】 阳极上阴离子OH-放电，电极反应式为2H2O-4e-=4H+O2；电解过程中H+透过阳离子交换膜进入a室，与Na2SO3生成NaHSO3
40、，故a室中NaHSO3浓度增加。故答案为：2H2O-4e-=4H+O2； a。18.【答案】(1)羟基；(2)A；CH3OH-6e-+3O2-=CO2+2H2O；(3)A；2Cl-2e-=Cl2；2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2；0.02；【解析】【分析】本题考查甲醇燃料电池、电解饱和食盐水等相关内容，难度一般，抓住原电池和电解池的基本概念即可解题，要特别注意电极方程式的书写。【解答】(1)甲醇的结构简式为CH3OH，所含官能团为-OH，名称为羟基；故答案为：羟基；(2)由原电池装置图可知，A电极上氧气得到电子转化为O2-，A电极是正极，B电极上甲醇发生氧化反应生成二氧化碳，B电极
41、是负极，电极反应式为CH3OH-6e-+3O2-=CO2+2H2O；故答案为：A；CH3OH-6e-+3O2-=CO2+2H2O；(3)根据装置图可知钠离子向右侧移动，电解池中阳离子向阴极移动，则b极是阴极，a极是阳极。若用上述甲醇燃料电池进行电解，则电解池的电极a接甲醇燃料电池的正极，即连接A极，阳极氯离子放电产生Cl2，电极反应式为2Cl-2e-=Cl2；惰性电极电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2。故答案为：A；2Cl-2e-=Cl2；2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2；电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112
42、mL(标准状况)时，阴极氢离子放电，氢气的物质的量是0.112L22.4L/mol=0.005mol，根据方程式和电荷守恒可知左侧消耗0.01mol氯离子，同时还有0.01mol钠离子进入右侧，所以停止电解后阳离子交换膜左边反应室中减少的离子的物质的量为0.01mol+0.01mol=0.02mol。故答案为：0.02；19.【答案】(1)2.5； NaOH和NaCl； (2)AC ； Al-3e-+7AlCl4- 4Al2Cl7-；(3)Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-； 25Ax。【解析】(1)【分析】本题考查学生电解池的工作原理以及电极反应式和电子转移等知识，难度不大。【解答】根据
43、反应：3Cl2+2CNO-+8OH-=N2+6Cl-+2CO32-+4H2O，除去0.5molCN-，消耗0.75mol氯气，转移电子1.5mol，根据CN-2e-+2OH-=CNO-+H2O，转移电子是1mol，所以外电路至少需转移2.5mol电子；根据电极反应的离子，为了使电解池连续工作，需要补充氢氧化钠和氯化钠。(2)【分析】本题考查学生二次电池的工作原理以及原电池和电解池的工作原理知识，为高频考点，侧重学生的分析能力的考查，属于综合知识的考查，难度中等，注意把握电极的判断方法和电极方程式的书写。【解答】A.放电时，阳离子向正极迁移，但溶液中不含有Al3+，所以向正极迁移的是Li+而不是
44、Al3+，故A错误；B.放电时，Al极为负极，其电势比FePO4极(正极)上的低，故B正确；C.充电时，阴极反应式：4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-，故C错误；D.由电池反应式看，充电时，在阳极LiFePO4失电子转化为FePO4和Li+，所以电极反应式：LiFePO4-e-=FePO4+Li+，故D正确；该电池负极为Al极，放电时的负极反应式为：Al-3e-+7AlCl4- 4Al2Cl7-。(3)【分析】本题考查电化学反应的计算，为高频考点，把握发生的电极反应、电解反应为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意电子守恒的应用，题目难度不大。【解答】该蓄电池充电时阴极的电极反
45、应式为：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-；电解M(NO3)x溶液时某一极质量增至Ag，则Mx+xe-=M，n(H2O)=0.72g18g/mol=0.04mol，NiO2+Fe+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2中消耗0.04mol水转移0.04mol电子，串联电路中转移电子相等，Mx+xe-=M，则n(M)=0.04xmol，M的摩尔质量=Ag0.04xmol=25Axg/mol，故金属M的相对原子质量为25Ax。20.【答案】(1)负； 升高； 3NO3-+5NH3+3H+=4N2+9H2O(2)2.8；4OH-4e-=2H2O+O2；16；溶液为硫酸溶液，能继续导电。【解析】
46、【分析】本题主要考查电解池和原电池的工作原理，电极反应以及电极反应的基本计算。【解答】(1)NH3N2，化合价升高失去电子，发生氧化反应，做正极；NO3-N2，化合价降低得电子，发生还原反应，做负极；盐桥中氯离子向负极X极移动，所以X为该装置的负极，故填：负；Y极为正极，发生的反应为：2NO3+10e-+12H+=N2+6H2O，消耗H+，所以pH增大，故填：升高；该装置工作时，电池反应式：3NO3-+5NH3+3H+=4N2+9H2O，故填：3NO3-+5NH3+3H+=4N2+9H2O；(2)根据K2SO4浓度变为10.47，计算出转移的电子数，电极b上发生的电极反应为4OH-4e-=2H
47、2O+O2，根据和K2SO4溶液中转移的电子数相等，计算出氧气的体积，故填：2.8；4OH-4e-=2H2O+O2；电极c上铜离子得到电子，Cu2+2e-=Cu，电极c的质量增加16g，故填：16；一段时间后，CuSO4溶液中Cu全部析出，此时电解还能继续进行，其原因是溶液为硫酸溶液，能继续导电，故填：溶液为硫酸溶液，能继续导电。21.【答案】(1)铁 NO3-+8e-+10H+=NH4+3H2O(2)xS+2e-=Sx2-(或2Na+xS+2e-=Na2Sx，)导电和隔离钠与硫(3)正 2Cl-2e-=Cl2 2X【解析】 (3)根据装置可知生成H2的电极为正极，生成Cl2的电极为负极。22
48、.【答案】(1)2NH4+2e-=2NH3+H2；(2)负极 ；H2O+HNO2-2e-=NO3-+3H+；(3)碱性；4NH3+3O2=2N2+6H2O； 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；【解析】略23.【答案】(1)A2NO3-+12H+10e-=N2+6H2O(2)O2+2H+2e-=H2O217(3)阴极在阴极水电离产生的H+得电子生成H2，产生的OH-和HCO3-反应生成CO32-，使得K2CO3再生【解析】(1)由题给原理图可知，Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应生成N2，因此Ag-Pt电极为阴极，电极反应式为2NO3-+12H+10e-=N2+6H2O，则B为电源负
49、极，A为电源正极。(2)Ir-Ru惰性电极吸附氧气，氧气得电子发生还原反应：O2+2H+2e-=H2O2；4NH3+3O2=2N2+6H2O中，消耗4mol氨转移12mol电子，因此转移3mol电子时，最多可以处理废氨水中溶质NH3的物质的量为1mol，其质量为17g。(3)根据题图可知，在阴极水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出，产生的OH-和HCO3-反应生成CO32-，使得K2CO3再生。24.【答案】(1)NH3BH3-6e-+2H2O=NH4+BO2-+6H+(2)CO2+2e-+H2O=HCOOH+O2-(3)CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2+N2+6H+(4)CH3OH+
50、H2O-6e-=CO2+6H+(5)ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-(6)增大；BH4-8e-+8OH-=BO2-+6H2O(7)NO2+NO3-e-=N2O5(8)Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3+7H2O【解析】【分析】本题重点考查原电池电极反应式的书写等知识，结合题目信息正确判断出原电池的正负极，进一步书写出正确的电极反应式是关键，难度中等。【解答】(1)在燃料电池的负极通入氨硼烷(NH3BH3)，结合电解质溶液，写出电极反应式为：NH3BH3-6e-+2H2O=NH4+BO2-+6H+；(2)CO2在新型钴基电催化剂作用下，转化为清洁燃料甲酸，结合工作原理图，生成甲
51、酸的为阴极，发生还原反应，电极反应式为：CO2+2e-+H2O=HCOOH+O2-；(3)由图1可知O2在正极反应，则H2NCONH2在负极和H2O反应生成CO2和N2：H2NCONH2+H2ON2+CO2，N的化合价从-3升高到0价，由电子守恒有：H2NCONH2+H2O-6e-N2+CO2，利用H+平衡电荷：H2NCONH2+H2O-6e-=N2+CO2+6H+；(4)CH3OH在负极反应生成CO2，C的化合价从-2升高到+4价，写出负极的电极反应式为：CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+；(5)ClO-在正极发生还原反应生成Cl-，Cl的化合价从+1升高到-1价，写出负极的电极反应式为：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；(6)正极：H2O2+2e-=2OH-，pH增大；负极BH4-(H显-1价)BO2-，则负极的电极反应式为：BH4-8e-+8OH-=BO2-+6H2O；(7)NO2和O2生成一种氧化物(N2O5)，电极上O2发生还原反应，电极上NO2发生氧化反应生成N2O5：NO2-e-N2O5，利用传导离子NO3-平衡电荷：NO2+NO3-e-=N2O5；(8)Cr2O72-得6e-生成Cr3+，溶液呈酸性，则电极反应式为：Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3+7H2O。
