2019届高考化学专题二十《原电池的电极方程式》精准培优专练(含答案)
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1、培优点二十 原电池的电极方程式典例 1实验发现,298K 时,在 FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后,Fe 3 立即被还原+成 Fe2 。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法+正确的是( )A该原电池的正极反应是 Zn2e =Zn2 +B左烧杯中溶液的红色逐渐褪去C该电池铂电极上有气泡出现D该电池总反应为 3Zn+ 2Fe3 =2Fe+ 3Zn2+ +【解析】该电池的总反应为 Zn+ 2Fe3 =2Fe2 + Zn2 ,所以左烧杯 Pt为正极,+ + +电极反应为 Fe3 + e =Fe2 ,右烧杯 Zn为负极,电极反应为 Zn2e =Zn2 。由+ + +于左烧
2、杯中的 Fe3 被还原为 Fe2 ,所以左烧杯中溶液的红色逐渐褪去。+ +【答案】B典例 2一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如下图所示,图中有机废水中有机物可用 C6H10O5表示。下列有关说法正确的是( )Ab 电极为该电池的负极Bb 电极附近溶液的 pH减小Ca 电极反应式:C 6H10O524e + 7H2O=6CO2+ 24H + D中间室:Na + 移向左室,Cl 移向右室【解析】b 电极上硝酸根离子得电子生成 N2,发生还原反应,故 b电极应为正极,A错误;b 电极反应式:2NO + 10e + 6H2O=N2+ 12OH ,故 b电极附近溶液的 pH增大,3一原电池的电极方
3、程式B错误;原电池工作时阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,D 错误。【答案】C典例 3一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开,写成两个“半反应式” ,一个是“氧化反应式” ,一个是“还原反应式” 。如 2Fe3 + Cu=2Fe2 + Cu2 ,可拆写为氧+ + +化反应式:Cu2e =Cu2 ,还原反应式:2Fe 3 +2e =2Fe2 。据此,回答下列问+ + +题:(1)将反应 3Cu+ 8H +2NO =3Cu2 + 2NO+ 4H 2O拆写为两个“半反应式” ,还+ 3 +原反应式:_。(2)此原理可用于电化学。锌锰碱性电池广泛应用于日常生活,电池的总反应式为Zn(s)+ 2MnO2
4、(s)+ 2H2O(l)=Zn(OH)2(s)+ 2MnOOH(s)。该电池的正极反应式为_。【解析】 (1)反应 3Cu+ 8H + 2NO =3Cu2 + 2NO+ 4H2O,其中 Cu元素的化合+ 3 +价升高,被氧化,N 元素的化合价降低,被还原,还原反应式为 8H + 2NO + + 36e =2NO+ 4H2O;(2)电池的总反应式为 Zn(s)+ 2MnO2(s)+ 2H2O(l) =Zn(OH)2(s)+ 2MnOOH(s),其中锰元素的化合价降低,发生还原反应,该电池的正极反应式为 2MnO2+ 2H2O+ 2e =2MnOOH+ 2OH【答案】 (1)8H + 2NO +
5、6e =2NO+ 4H 2O+ 3(2)2MnO 2+ 2H2O+ 2e =2MnOOH+ 2OH1某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是( )(盐桥中装有含琼胶的 KCl饱和溶液)AFe 作正极,发生氧化反应B负极反应:2H + 2e =H2+C工作一段时间后,两烧杯中溶液 pH均不变D工作一段时间后,NaCl 溶液中 c(Cl )增大【解析】此原电池的负极是铁,发生氧化反应,正极是石墨,H 在此发生还原反应,+二对点增分集训右池中氢离子在石墨棒上被还原为 H2不断逸出,使溶液酸性减弱,所以溶液的 pH有变化。【答案】D2如图所示,杠杆 AB两端分别挂有大小相同、质量相等的空心铜球和空
6、心铁球,调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中分别滴入 CuSO4浓溶液和 FeSO4浓溶液。一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中,不考虑两球的浮力变化)( )A杠杆为导体或绝缘体时,均为 A端高 B端低B杠杆为导体或绝缘体时,均为 A端低 B端高C当杠杆为导体时,A 端低 B端高D当杠杆为导体时,A 端高 B端低【解析】当杠杆为导体时,构成原电池,Fe 球作负极,Cu 球作正极,电极反应式分别为负极:Fe2e =Fe2 ,正极:Cu 2 + 2e =Cu,铜球质量增加,铁球质量减少, + +杠杆 A端低 B端高。【答案】D3某同学做如下实验:装置图 1 图 2现象
7、 电流表指针未发生偏转 电流表指针发生偏转下列说法正确的是( )A “电流表指针未发生偏转” ,说明铁片、铁片均未被腐蚀B用 K3Fe(CN)3溶液检验铁片、附近溶液,可判断电池的正、负极C铁片、所处的电解质溶液浓度相同,二者的腐蚀速率相等D铁片的电极反应式为 Fe3e =Fe3+ 【解析】对比两个盐桥的双液装置,图 1中因两溶液中氯化钠的浓度相等,因此发生的是普通的化学腐蚀,且腐蚀速率相等。图 2中因两溶液中氯化钠的浓度不相等,因此发生的是电化学腐蚀,且浓度大的一极是负极,发生的反应是 Fe2e =Fe2+ ,可以用 K3Fe(CN)3检验 Fe2+ 的存在,若产生蓝色沉淀,就证明含有 Fe
8、2+ ,B 正确。【答案】B4利用人工光合作用合成甲酸的原理为 2CO2+ 2H2O 2HCOOH+ O2,装置如下 太 阳 能 光 触 媒图所示。下列说法不正确的是( )A该装置将太阳能转化为化学能和电能B电极 1周围 pH增大C电极 2上发生的反应为 CO2+2H+ +2e =HCOOHDH + 由电极 1室经过质子膜流向电极 2室【解析】在太阳能作用下 CO2和 H2O转化为 HCOOH和 O2,并且有电子流动,太阳能转化为化学能和电能,A 正确;电极 1流出电子,反应式是 2H2O4e =4H+ +O2,周围 pH减小,B 错误;根据总反应方程式推出电极 2上发生的反应为 CO2+2H
9、+ +2e =HCOOH,C 正确;电极 1反应产生 H+ ,电极 2反应消耗 H+ ,故 H+ 由电极 1室经过质子膜进入电极 2室,D正确。【答案】B5我国科学家研发出一种新型的锂离子电池,放电时有关离子转化关系如下图所示,下列说法正确的是( )ALi + 透过膜除允许 Li + 通过外,还允许 H2O分子通过B放电时,进入贮罐的液体发生反应:S 2O + 2Fe2+ =2Fe3+ + 2SO28 24C充电时,钛电极与外电源的负极相连D充电时,电池内部发生的总反应为 Li+ Fe 3+ = Li+ + Fe2+ 【解析】Li + 透过膜只允许 Li+ 通过,故 A错误;钛电极是电池的正极
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