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)
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：
－4e－===4CO2；
负极反应式：2CO＋2CO2－
3
正极反应式：__________________________________________；
电池总反应式：________________________________________。
答案(1)①a CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O②减小
(2)O2＋2CO2＋4e－===2CO2－32CO＋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－===2CO2－3，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＋2CO2－3，则阳极的电极反应式为_______________________________。
－4e－===2CO2↑＋O2↑
答案2CO2－
3
－4e－===2CO2↑＋解析阳极发生氧化反应生成氧气，电极反应为2CO2－
3
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－
2
＋6H2O＋8e－===BH－4＋8OH－
(2)2H＋＋2e－===H2↑HPO2－3＋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－
4，则电极反应式为BO－
2
＋6H2O＋8e－===BH－4＋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HPO2－
3和氢离子结合生成亚磷酸，反应的离子方程式为HPO2－
3
＋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)LiOH2Cl－－2e－===Cl2↑B
(3)2.24
(4)Li＋＋e－===Li2Cl－－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 －===Cl 2↑。
根据电流方向，电解过程中Li ＋向B 电极迁移。
(3)据关系式：H 2～2e －可知，当转移0.2 mol 电子时产生0.1 mol H 2，V (H 2)＝0.1 mol ×22.4 mol·L －1＝2.24 L 。
(4)电解熔融LiCl 时，2LiCl=====电解
2Li ＋Cl 2↑。
5．铁镍蓄电池充放电时的总反应：Fe ＋Ni 2O 3＋3H 2O
放电
充电
Fe(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 －===Ni 2O 3＋3H 2O
解析 根据方程式可知正极为Ni 2O 3、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Ni 2O 3，即电极反应式为2Ni(OH)2＋2OH －－2e －===Ni 2O 3＋3H 2O 。
6．与MnO 2Zn 电池类似，K 2FeO 4Zn 也可以组成碱性电池，K 2FeO 4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 2－4＋3e －＋4H 2O===Fe(OH)3↓＋5OH －
2FeO 2
－4＋3Zn ＋8H 2O===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH － 解析 正极发生还原反应，K 2FeO 4被还原为Fe 3＋，由于是碱性环境，故生
成Fe(OH)3，电极反应式为FeO 2
－4＋3e －＋4H 2O===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 2
－4＋3Zn ＋8H 2O===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
＋2K 2FeO 4＋8H 2O
放电
充电
3Zn(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 K 2FeO 4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。