电极反应和电池反应方程式知识点题库

有A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大．A、B可形成A₂B和A₂B₂两种化合物，B、C同主族且可形成CB₂和CB₃两种化合物．回答下列问题．

（1） A₂B的结构式为．
（2） CB₂通入A₂B₂溶液中可被氧化为W，用W的溶液（体积为1L，假设变化前后溶液体积变化忽略不计）组装成原电池（如图1所示）．
在b电极上发生的反应可表示为：PbO₂+4H⁺+SO₄²^﹣+2e^﹣=PbSO₄+2H₂O，则在a电极上发生的反应可表示为．电池工作一段时间后，a极消耗0.05mol Pb，则W的浓度由质量分数39% （密度1.3g/cm³）变为 mol/L．（小数点后保留两位）
（3）金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期．该元素可与D形成ED₂和ED₃两种化合物．将E的单质浸入ED₃溶液中（如图2甲所示），溶液由黄色逐渐变为浅绿色，该反应的离子方程式为．
（4）依据（3）中的反应，可用单质E和石墨为电极设计一个原电池，则在该原电池工作时，单质E一极发生的反应可以表示为

已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“—”。关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确的是（）

A . 充电时作阳极，放电时作正极 B . 充电时作阳极，放电时作负极 C . 充电时作阴极，放电时作负极 D . 充电时作阴极，放电时作正极

钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应：2Fe+2H₂O+O₂=2Fe²⁺+4OH^-。以下说法正确的是( )

A . 负极发生的反应为：Fe-2e^-=Fe²⁺ B . 正极发生的反应为：2H₂O+O₂+2e-=4OH^- C . 原电池是将电能转变为化学能的装置 D . 钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀

某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。

（1）如图为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过mol电子。
（2）其他条件不变，若将CuCl₂溶液换为NH₄Cl溶液，石墨电极会产生气泡，这是由于NH₄Cl溶液显(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。”如果＋3价铁被氧化为FeO₄^2- ，试写出该反应（红色褪去）的离子方程式：。
（3）如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示。一段时间后，在甲装置铜丝电极反应为；乙装置中石墨（1）电极现象为。

化学反应与能量密不可分，回答下列问题：

（1）已知31g白磷变为31g红磷时释放能量。试回答：
①31g白磷的能量（填“”或“<”)31g红磷的能量。

②上述变化属于（填“物理”或“化学”变化。
（2） A,B,C三个烧杯中分别盛有200mL相同物质的量浓度的稀硫酸：

①分别写出B、C装置中负极的电极反应式：B ,C

②一段时间后，C中产生3.36L（标准状况下）气体时，硫酸恰好消耗完。最终，三个烧杯中液体质量由大到小的顺序为（填字母），原溶液中稀硫酸的物质的量浓度为。

人工光合系统装置（如图）可实现以CO₂和 H₂O 合成CH₄。下列有关说法错误的是（）

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A . 该装置中铜为正极 B . 电池工作时H⁺向Cu电极移动 C . GaN 电极表面的电极反应式为: 2H₂O-4e^-═O₂+4H⁺ D . 反应CO₂+2H₂O═CH₄+2O₂中每消耗 1mol CO₂转移 4mol e^-

按要求完成下列问题：

（1） A，B，C之间有如图的转化关系，若A为AlCl₃ ，写出A和C反应的离子方程式：；
（2）检验Na₂SO₄和NaCl混合溶液中的Cl^-的方法是：向少量混合液中加入足量a溶液，充分震荡后静置，然后取上层清液于试管中，再加入几滴b溶液，产生白色沉淀。试剂a、b分别是、
（3）已知H₂、CO的燃烧热分别是akJ∕mol、bkJ∕mol，1mol液态水变为气态水吸收ckJ热量，C(s) + H₂O(g)= CO(g)+ H₂(g)△H=dkJ∕mol，写出碳(C)燃烧的热化学方程式。
（4） Mg、Al设计成如图所示原电池装置：若电解液为盐酸，正极的电极反应为。若电解液为氢氧化钠溶液，负极的电极反应为。
（5）写出用氢氧化钾做电解质溶液，甲醇(CH₃OH)为燃料的负极的电极反应：。
（6）若铅蓄电池负极质量增加19.2g，则其正极质量增加 g。

根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是( )

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A . 2Ag(s)＋Cd²^＋(aq)=2Ag^＋(aq)＋Cd(s) B . $\text{[math]}$ C . 2Ag^＋(aq)＋Cd(s)= 2Ag(s)＋Cd²^＋(aq) D . $\text{[math]}$

某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。

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请回答下列问题：

（1）甲池为(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH₃OH电极的电极反应式为。
（2）乙池中C(石墨)电极的名称为(填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”)，总反应的化学方程式为。
（3）当乙池中D极质量增加5.4g时，甲池中理论上消耗O₂的体积为mL(标准状况)，转移的电子数为
（4）丙池中(填“E”或“F”)极析出铜。
（5）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，开关闭合一段时间后，丙中溶液的pH将(填“增大”“减小”或“不变”)。

镁-空气电池是一种新型燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（）

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A . 金属Mg电极为负极，其电势低于空气电极的电势 B . 电子流向：Mg电极→导线→空气电极→电解质溶液→Mg电极 C . 电池总反应为2Mg+O₂+2H₂O=2Mg(OH)₂ D . 回收后的氢氧化镁经一系列转化，可重新制成镁锭循环利用

2019年诺贝尔化学奖授予在锂电池发展上做出贡献的三位科学家，右图是可连续工作的液流锂离子储能电池放电时的工作原理图。下列说法错误的是（）

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A . 放电时，储罐中发生反应： S₂O $\text{[math]}$ +2Fe²⁺ = 2Fe³⁺+2SO $\text{[math]}$ B . Li⁺选择透过性膜可以通过Li⁺水溶液 C . 放电时，正极反应为：Fe³⁺＋e^- = Fe²⁺ D . 放电时，金属锂发生氧化反应，做负极

1836年，丹尼尔发明了世界上第一个实用电池，并用于早期铁路信号灯。原电池是一种将化学能转变成电能的装置。请回答下列问题：某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，装置如图，则

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（1） A极是电池的极。
（2）负极电极反应式，正极电极反应式。

如下图所示的装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，并测得电解质溶液的质量减小，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( )

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	M	N	P
A	Zn	Cu	稀硫酸溶液
B	Cu	Fe	稀盐酸
C	Ag	Zn	硝酸银溶液
D	Zn	Fe	硫酸亚铁溶液

A . A B . B C . C D . D

硫及其化合物在生产、生活中用途广泛。

（1） S在元素周期表中的位置。
（2） $\text{[math]}$ 是工业制备 $\text{[math]}$ 的主要反应之一、
①提高 $\text{[math]}$ 平衡转化率，可采取的措施。

② $\text{[math]}$ ℃时，2L密闭容器中，充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 随时间的变化如表：

时间/s

0

1

2

3

4

5

……

$\text{[math]}$

2

1.4

1.0

0.65

0.4

0.4

……

$\text{[math]}$ ℃时，该反应的化学平衡常数(K)的代数式是。
（3）工业上用 $\text{[math]}$ 溶液吸收烟气中的低浓度 $\text{[math]}$ ，形成吸收液后再采用阳离子膜电解法控制电压，电解吸收液可制成产品S和 $\text{[math]}$ 。工作原理示意图如图1，阴极区和阳极区的pH随时间的变化关系如图2：

①阳极反应的电极反应物是。

②结合电极反应式，说明阴极区pH升高的原因。

LED产品的使用为城市增添色彩。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 处通入 $\text{[math]}$ B . 该装置将化学能最终转化为电能 C . 通入 $\text{[math]}$ 的电极反应式为 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 处为电池正极，发生了还原反应

（1） Ⅰ．燃料电池一般指采用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等可燃物质与 $\text{[math]}$ 一起构成的电池装置。它可直接将化学能转化为电能，甲烷电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为 $\text{[math]}$ 。
负极上的电极反应为。
（2）消耗5.6L(标准状况下) $\text{[math]}$ 时，有mol电子发生转移。
（3）开始放电时，正极附近溶液的氢氧根离子浓度(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4） Ⅱ．钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于处。(填M或N)

②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为。

国家能源局发布2021年前三季度全国光伏发电建设运行情况，前三季度新增并网容量2555.6万千瓦，下列如图为光伏并网发电装置，左图甲基氢氧化铵[(CH₃)₄NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH₃)₄NCl]为原料，采用电渗析法合成[(CH₃)₄NOH]，其工作原理如图所示，下列叙述中正确的是（）

A . 光伏并网发电装置是利用原电池原理，图中N型半导体为正极，P型半导体为负极 B . a极电极反应式：2(CH₃)₄N⁺+2H₂O-2e^-=2(CH₃)₄NOH+H₂↑ C . c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜 D . 制备18.2g(CH₃)₄NOH，两极共产生3.36L气体(标准状况)

电化学在能源、环境治理等方面具有重要的作用。回答下列问题：

（1）绿色电源“直接二甲醚(CH₃OCH₃)燃料电池”的工作原理示意图如下所示：
①A电极为电池的极，写出A电极的电极反应式：。

②电池中 $\text{[math]}$ 向移动(填“A电极”或“B电极”)。
（2） $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收 $\text{[math]}$ 和NO。

①图中c为(填“阳”或“阴”)离子交换膜。

②已知电解池阴极室中溶液的pH在4~7之间，则阴极的电极反应为。

③用离子方程式表示吸收NO的原理。

④含稀 $\text{[math]}$ 的废水中 $\text{[math]}$ 的物质的量浓度为0.05mol/L，若电路中有10mol电子发生转移，则理论上最多可处理这样的废水L。

电化学在工业生产中具有重要作用。

（1）工业上通过电解饱和食盐水制备氯气，阳极反应历程如下：Cl^--e^-=Cl•，→Cl₂。阳极反应历程可描述为：，阳极电极反应式是。
（2）深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示，此过程中腐蚀电池的负极是，正极反应式是。
（3）工业膜电解法制得的焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅)会含有杂质(杂质不与高锰酸钾反应)，取某Na₂S₂O₅产品10.0g配成100mL溶液，取10.00mL加入过量20.00mL0.3000mol•L^-1酸性高锰酸钾溶液，充分反应后，用0.2500mol•L^-1的Na₂SO₃标准液滴定至终点，消耗Na₂SO₃溶液20.00mL。
已知：5S₂O $\text{[math]}$ +4MnO $\text{[math]}$ +2H⁺=4Mn²⁺+10SO $\text{[math]}$ +H₂O
5SO $\text{[math]}$ +2MnO $\text{[math]}$ +6H⁺=2Mn²⁺+5SO $\text{[math]}$ +3H₂O
①判断滴定终点的依据为。
②计算Na₂S₂O₅样品的纯度，写出计算过程。

二氧化氯( $\text{[math]}$ )是一种重要的氧化剂，可用于某些污染物的处理。

（1） $\text{[math]}$ 可由图1所示装置制备(电极不反应)。
①电解时阳极附近溶液的 $\text{[math]}$ (填“减小”“增大”或“不变”)。
②阴极上产生 $\text{[math]}$ 的机理如图2所示，则A的化学式为；该机理可描述为。
（2） $\text{[math]}$ 可用于水体中 $\text{[math]}$ 的去除。控制其他条件不变，在水体 $\text{[math]}$ 分别为7.1、7.6、8.3时，测得 $\text{[math]}$ 浓度随反应时间的变化如图3所示。
① $\text{[math]}$ 时水体中 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ ，该反应的离子方程式为。
②反应相同时间，水体中 $\text{[math]}$ 浓度随 $\text{[math]}$ 增大而降低的原因是。
（3） $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的氧化性相近，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛，已吸收 $\text{[math]}$ 气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ，加酸后释放 $\text{[math]}$ 的浓度随时间的变化如图4所示。若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是，原因是。

时间/s	0	1	2	3	4	5	……
$\text{[math]}$	2	1.4	1.0	0.65	0.4	0.4	……

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