2017年高考化学——陌生电极反应方程式地书写.pdf

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1、实用文案 标准文档 陌生电极反应方程式的书写 1如图所示3 套实验装置，分别回答下列问题。 （1）装置 1 为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3Fe(CN)6 溶液，即可观察到 铁钉附近的溶液变蓝色沉淀，表明铁被 (填“氧化”或“还原”) ；向插入碳棒的玻璃筒内 滴入酚酞溶液，可观察到碳棒附近的溶液变红，该电极反应为。 （2）装置 2 中的石墨是极( 填“正”或“负”) ，该装置发生的总反应的离子方程式为。 （3）装置 3 中甲烧杯盛放 100 mL 0.2 mol/L的 NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L的 CuSO 4溶液。反 应一段时间后，停

2、止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红。 电源的M端为极；甲烧杯中铁电极的电极反应为。 乙烧杯中电解反应的离子方程式为。 下列金属防腐的措施中，水中的钢闸门连接电源的负极使用的是法；地下钢管连接镁块 使用的是法。 2(1) 燃料电池的工作原理如下图所示。 氢氧燃料电池，该电池工作时，b 口通入的物质为_。 该电池总反应为_ _。 负极的电极反应式_ _。 正极的电极反应式_ _。 甲烷燃料电池，该电池工作时，b 口通入的物质为_。 该电池总反应为_ _。 2 负极的电极反应式_ _。 正极的电极反应式_ _。 甲醇 燃料电池，该电池工作时，b 口通入的物质为_。 该电池总反

3、应为_ _。 负极的电极反应式_ _。 正极的电极反应式_ _。 乙醇 燃料电池，该电池工作时，b 口通入的物质为_。 该电池总反应为_ _。 负极的电极反应式_ _。 正极的电极反应式_ _。 甲醇 / 过氧化氢燃料电池，该电池工作时，b 口通入的物质为_。 该电池总反应为_ _。 负极的电极反应式_ _。 正极的电极反应式_ _。 (2) 利用电化学原理将CO 、SO2转化为重要化工原料，装置如图所示： 若 A为 CO ，B为 H2，C为 CH3OH ，则通入CO的一极电极反应式。 若 A为 SO2，B为 O2，C为 H2SO4，则负极的电极反应式为。 若 A为 NO2，B为 O2，C为

4、HNO 3，则负极的电极反应式为。 若 A为 NO ，B为 O2，C为 HNO 3，则负极的电极反应式为。 (3) 工业上可采用电化学的方法获得N2H4，装置如右图所示，则通入氧气的 一极为（填“正极”、 “负极” ） ， NH3反应的电极反应式 为。肼（ N2H4）可以在纯氧中燃 烧生成氮气和水，为了充分利用其能量，有人设计了原电池装置， 电极材料是多孔石墨电极，电解质为能够传导H +的固体电解质，请写 出负极反应式。 (4) 熔融碳酸盐CO燃料电池工作原理如图所示，A、 B极的电极反应分别是、 。 实用文案 标准文档 第 2(4) 题第 2(4) 题 碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3

5、和 Na2CO3低熔混合物为电解质，操作温度为650 ，在此温度 下以镍为催化剂，以煤气（CO 、H2的体积比为11）直接做燃料，其工作原理如图所示。 电池负极反应式为。 NO2、O2和熔融 NaNO 3可制作燃料电池, 其原理见右图， 石墨为电池的极；该电池在使用过 程中石墨电极上生成氧化物Y ，其电极反应式为。氧气在石墨 电极上发生的电极反应式为。 第 2(4) 题第 2(5) 题 (5) 以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究， 右图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。回答下列问题： A极为电池极，电极反应式为。B电极发生

6、的电极 式为。 如图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4 和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的 ZrO2固体，它在高温下能传导阳 极生成的O 2(O 24e =2O2) 。 d 电极的名称为_，d 电极上的电极反应式为： _ _。 依据反应C3H8(g) 5O2(g) 3CO2(g) 4H2O(l) 可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入 丙烷气体；燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在其内部可以传导O 2。 在 电 池 内 部O 2 移 向 _ _ 极 （ 填 “ 正 ” 或 “ 负 ”）； 电 池 的 负 极 反 应

7、 式 为。 3 （1）右图表示使用新型电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl NH4Cl 为电解质溶液制造出既能提 供 能 量 ， 同 时 又 能 实 现 氮 固 定 的 新 型 燃 料 电 池 。 请 写 出 该 电 池 的 正 极 反 应 4 式。生产中可 分离出的物质A的化学式为。 第 3（1）图第 3（2）图 （ 2）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种葡萄糖微生物燃料电 池中，电解质溶液为酸性，示意图如下： 该电池外电路电子的流动方向为 (填写“从A到 B”或“从B到 A”) 。 葡萄糖发生的电极反应式为。 (3) 由 Mg可制成“镁次氯酸盐”燃

8、料电池，其装置示意图如右图，则Mg是该电池的极，该电池反 应的离子方程式为 _ _ _ _。 第 3（3）图第 3（4）图 (4) 直接硼氢化物燃料电池的原理如图，负极的电极反应式为。电池 总反应的离子方程式为。 4用吸收 H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料( 用 MH ）表示），NiO(OH)作为电池正极材料，KOH 溶液作 为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为： 实用文案 标准文档 Ni(OH)2M NiO(OH) MH 电池放电时，负极电极反应式为； 充电完成时，全部 转化为NiO(OH)，若继续充电，将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反

9、应被消耗，从 而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极电极反应式为。 5电化学气敏传感器法是测定汽某些气体含量常用的方法之一。 CO传感器的工作原理如下图所示，则工作电极的反应式为。 氯气含量检测仪中， 原电池工作原理示意图如图：则 Cl2在 Pt 电极放电的电极反应为_。 连续自动监测氮氧化物（NOx）的仪器动态库仑仪已获得实际应用。它的工作原理如下图所示。 NiO 电极上 NO发生的电极反应式为。 6科学家用氮化镓材料与铜组装如右图的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和 H2O合成 CH4。 写出铜电极表面的电极反应式，为提高该人工光合系统的工 作效率，可向装置中加入少量（选填“

10、盐酸”或“硫酸”） 7 （2016浙江） 催化还原 CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO 催化剂 存在下， CO2和 H2可发生两个平衡反应，分别生成CH3OH和 CO 。反应的热化学方程式如下： 6 CO2（g） +3 H2（g） CH3OH （g） +H2O（g）H1=-53.7kJ mol -1 I CO2（g） + H2（ g） CO（g） +H2O （g）H2 II 某实验室控制CO2和 H2初始投料比为1:2.2 ，经过相同反应时间测得如下实验数据： T(K) 催化剂CO2转化率（ % ）甲醇选择性（% ） 543 Cat.1 12.3 42.3

11、543 Cat.2 10.9 72.7 553 Cat.1 15.3 39.1 553 Cat.2 12.0 71.6 【备注】 Cat.1:Cu/ZnO纳米棒； Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醛的百分比 已知： CO和 H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ mol -1 和-285.8kJ mol -1 H2O（l ） H2O （ g）H3=44.0kJ mol -1 请回答（不考虑温度对H的影响）： （5）研究证实， CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在极，该电极反 应式是。 8(2016 天津 ) 氢能是发展中的新能源，它的

12、利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题： （5）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4， 同时获得氢气： Fe+2H2O+2OH - FeO4 2- +3H2，工作原理如图1 所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO4 2- ，镍电极有 气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下 稳定，易被H2还原。 电解一段时间后，c(OH - ) 降低的区域在 _ _(填“阴极室”或“阳极室”) 。 电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_ _。 c( Na2FeO4) 随初始 c(NaOH)的

13、变化如图2，任选 M 、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4) 低于最高值的原 因： _ _。 9 （2015山东） 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） 利用如图装置电解制备LiOH， 两电极区电解液分别为LiOH和 LiCl 溶液。B极区电解液为_ 实用文案 标准文档 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” ） 。 第 4 题图第 5题图 10 （ 2015北京）（4）利用下图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。 结合方程式简述提取

14、CO2的原理：。 用该装置产生的物质处理b 室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是 。 11 （ 2014江苏）硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方 法。 （1）将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题20 图 1 所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区 发生如下反应：S 22e S （n1）S+ S 2 Sn 2 写出电解时阴极的电极反应式：。 电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成。 12 （ 2014全国理综II ）铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题： （3） PbO2可由 PbO与次

15、氯酸钠溶液反应制得反应的离子方程式为； PbO2 也可以通过石墨为电极Pb(NO3)2和 Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为_ _ 。 阴极上观察到的现象是_ _ ； 若电解液中不加入Cu(NO3)2， 阴 极 发 生 的 电 极 反 应 式 为_ ， 这 样 做 的 主 要 缺 点 是 _ 。 13 （ 2014全国理综I 卷） 次磷酸（ H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强的还原性。回答下列问题： （ 4）H3PO2也可用电渗析法制备。 “四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、 阴离子通过） ： 8 写出阳极的电极反应_。 分析产

16、品室可得到H3PO2的原因 _ 。 早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替， 并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有杂 质，该杂质产生的原因是。 14 （ 2014重庆卷） 氢能是最重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。 （4）一定条件下，题11 图所示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。 导线中电子转移方向为。 （用 A、D表示）生成目标产物的电极反应式为。 15(1)2013重庆理综， 11(2) 电化学降解NO 3的原理如图所示。 电源正极为_( 填“ A

17、”或“ B”) ，阴极反应式为_。 (2)2013福建理综， 23(2) 利用 H2S废气制取氢气的方法有多种。其中电化学法如图所示。反应池中 反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是_ _；反应池中 发生反应的化学方程式为_ _。反应后的溶液进入 电解池，电解总反应的离子方程式为_ _。 实用文案 标准文档 (3)2013山东理综，28(3)(4)下图为电解精炼银的示意图，_( 填“ a”或“ b”) 极为含有杂 质的粗银，若b极有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应式为_。 为处理银器表面的黑斑(Ag2S)，将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触，使Ag2S 转化为Ag， 食盐水的

18、作用是_。 (4)2012新课标全国卷，36(3) 粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电 极 _( 填图中的字母 ) ；在电极d 上发生的电极反应式为_；若粗铜中还含有Au、Ag、 Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_ 。 (5)(2012 海南， 16)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和 O2，电解质为 KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。 回答下列问题： 甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为_、_ 。 闭合 K 开关后， a、b 电极上均有气体产生，其中b 电极上得到的是_

19、，电解氯化钠溶液的 总反应方程式为 _ 。 (6) （ 2012重庆）尿素CO(NH2)2 是首个由无机物人工合 成的有机物。人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产 直流电源 NaCl、尿素 混合溶液 NaCl 溶液 质子交换膜 惰性电极 CO2+N2 H2 Cl2 NaCl 溶液 A B 10 物中的尿素，原理如图。 电源的负极为（填“ A”或“ B” ） 。 阳极室中发生的反应依次为、。 电解结束后， 阴极室溶液的pH与电解前相比将； 若两极共收集到气体13.44L（标准状况） ， 则除去的尿素为 g（忽略气体的溶解） 。 16 （ 2014山东卷） 离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由

20、有机阳离子、Al2Cl7 和 AlCl 4 组成的 离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。 （1）钢制品应接电源的极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴 极电极反应式为。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为。 17(2011 广东 ) 由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去， 产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下： ( 注： NaCl 熔点为 801 ； AlCl3在 181 升华 ) (4)镀铝电解池中，金属铝为_极。熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl 4和 Al2Cl 7形式 存在，铝电极的主要电极反应

21、式为_。 18 （2015新课标 II ）二氧化氯（ ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效低毒的消毒剂，回答下列问題： （2）实验室用NH4Cl、盐酸、 NaClO2( 亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO2： 电解时发生反应的化学方程式为。 19 （2015广东） 32 （16 分）七铝十二钙 （12CaO 7Al2O3）是新型的超导材料和发光材料，用白云石 （主 要含 CaCO3和 MgCO3）和废 Al 片制备七铝十二钙的工艺如下： 实用文案 标准文档 （4）电解制备Al （OH ）3时，电极分别为Al 片和石墨，电解总反应方程式为。 20 （ 2014北京） NH3经一系列反应可以得到HNO3，如下图所示。 NH3NO NH4NO3 NO2HNO3 I IIIII IV （4） IV 中，电解NO制备 NH4NO3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质 A，A是_，说明理由： _ _。