电极反应和电池反应方程式知识点题库

固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆——氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O²^－)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( )

A . 由O₂放电的a极为电池的负极 B . 由H₂放电的b极为电池的正极 C . a极对应的电极反应式为O₂＋2H₂O＋4e^－=4OH^－ D . 该电池的总反应方程式为2H₂＋O₂ $\text{[math]}$ 2H₂O

某充电电池以K₂FeO₄和Zn为电极材料，电解质是KOH，放电时Zn转化为Zn(OH)₂、FeO₄^2-转化为Fe(OH)₃ ，下列说法正确的是（）

A . 正极反应式为FeO₄^2-+4H₂O+3e^-=Fe(OH)₃+5OH^- B . Zn为电池的负极，电子经KOH溶液流入正极 C . 该电池放电过程中电解质溶液的pH减小 D . 电池充电时OH^-向Zn电极迁移

电化学原理在工业生产、生活中有重要的作用

（1）图甲是工业上用惰性电极电解饱和食盐水的原理示意图，a电极为极，电极反应式为，溶液B为溶液，电解总反应的离子方程式为.标况下生成33.6Cl₂ ，通过离子交换膜的Na⁺物质的量为.
（2）通过NO传感器可检测NO的质量，其工作原理示意图如图乙。Pt电极上发生的是反应（填“氧化”或“还原”）；写出NiO电极的电极反应式是。

下图是某种酶生物燃料电池的工作原理示意图。下列说法中错误的是（）

A . 葡萄糖是还原剂 B . 外电路中电子由A极移向B极 C . 溶液中H⁺ 由B极区移向A极区 D . B极电极反应式为：H₂O₂ +2H⁺+2e^－= 2H₂O

如图所示Cu－Zn原电池中，正极发生的反应是（）

A . Zn–2e^-=Zn²⁺ B . Cu–2e^-=Cu²⁺ C . 2H⁺+2e^-=H₂↑ D . Cu²⁺+2e^-=Cu

实验小组探究铝片做电极材料时的原电池反应，设计下表中装置进行实验并记录。

（1）【实验1】

装置

实验现象

左侧装置电流计指针向右偏转，灯泡亮

右侧装置电流计指针向右偏转，镁条、铝条表面产生无色气泡

实验1中，电解质溶液为盐酸，镁条做原电池的极。

（2）【实验2】

将实验1中的电解质溶液换为NaOH溶液进行实验2。

该小组同学认为，此时原电池的总反应为2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂↑，据此推测应该出现的实验现象为。

实验2实际获得的现象如下：

装置

实验现象

i.电流计指针迅速向右偏转，镁条表面无气泡，铝条表面有气泡

ⅱ.电流计指针逐渐向零刻度恢复，经零刻度后继续向左偏转。镁条表面开始时无明显现象，一段时间后有少量气泡逸出，铝条表面持续有气泡逸出

（3） i中铝条表面放电的物质是溶解在溶液中的O₂ ，则该电极反应式为。
（4） ii中“电流计指针逐渐向零刻度恢复”的原因是。

（5）【实验3和实验4】

为了排除Mg条的干扰，同学们重新设计装置并进行实验3和实验4，获得的实验现象如下：

编号

装置

实验现象

实验3

电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出，铜片没有明显现象；约10分钟后，铜片表面有少量气泡产生，铝条表面气泡略有减少。

实验4

煮沸冷却后的溶液

电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出，铜片没有明显现象；约3分钟后，铜片表面有少量气泡产生，铝条表面气泡略有减少。

根据实验3和实验4可获得的正确推论是________ （填字母序号）。

A . 上述两装置中，开始时铜片表面得电子的物质是O₂ B . 铜片表面开始产生气泡的时间长短与溶液中溶解氧的多少有关 C . 铜片表面产生的气泡为H₂ D . 由“铝条表面气泡略有减少”能推测H⁺在铜片表面得电子

（6）由实验1~实验4可推知，铝片做电极材料时的原电池反应与等因素有关。

碳、氮元素及其化合物与人类的生产生活密切相关，试回答下列有关问题：

（1） NH₃极易溶于水，其水溶液俗称氨水。用水稀释0.1mol・L^-1的氨水，溶液中随着水量的增加而减小的是___________（填序号）。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . c(H⁺)・c(OH^-) D . $\text{[math]}$
（2） NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃。25℃时，将a mol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，原因是（用离子方程式表示）。向该溶液中滴加b L 氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为mol/L^-1。（NH₃·H₂O的电离平衡常数为K_b=2×10^-5）
（3）以甲烷为燃料的新型电池的成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，下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。

①B电极的反应式为。

②若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解100 mL 1 mol·L^－¹的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗甲烷的体积为(标准状况)。

将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是（）

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A . 装置甲中铜片表面产生气泡 B . 装置甲溶液中SO₄²ˉ向锌片做定向移动 C . 装置乙中正极的电极反应式：2H⁺+2eˉ＝H₂↑ D . 装置乙中电子从铜片经导线流向锌片

电能是现代社会应用最广泛的能源之一。

（1）如图所示装置中，Zn是极(填“正”或“负”)。
（2）如图所示装置可将(写化学方程式)反应释放的能量直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是。
（3）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是。

①电极b是正极

②外电路中电子由电极b通过导线流向电极a

③该电池的总反应：2H₂＋O₂=2H₂O

认真观察下列装置，回答下列问题：

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（1）装置B中PbO₂上发生的电极反应方程式为，盐桥中K⁺移向(填“装置B”或“装置C”)。
（2）装置A中总反应的离子方程式为。
（3）若装置E中的目的是在Cu材料上镀银，则X为，极板N的材料为。
（4）装置D中右侧石墨电极反应式为：；
（5）某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如图所示，当该装置工作时，按要求填空：

①电流由极(填“X→Y”或“Y→X”)，当电路中流过7.5mol电子时，共产生标准状况下N₂的体积为；

②Y极发生的反应为：。

如下左图所示，其中甲池的总反应式为2CH₃OH+30₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂0，完成下列问题:

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（1）甲池燃料电池的负极反应为。
（2）写出乙池中电解总反应的化学方程式: 。
（3）甲池中消耗224mL(标准状况下)O₂ ，此时丙池中理论上最多产生g沉淀，此时乙池中溶液的体积为400mL，该溶液的pH=。
（4）某同学利用甲醇燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)₂的实验装置(如上右图)。若用于制漂白液，a 为电池的极，电解质溶液最好用。若用于制Fe(OH)₂ ，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用作电极。

氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上且不会因为过热而造成安全风险。如图是氟离子电池工作示意图，其中充电时F^-从乙电极流向甲电极，已知BiF₃和MgF₂均难溶于水，下列关于该电池的说法正确的是（）

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A . 放电时，甲电极的电极反应式为Bi-3e^-+3F^-=BiF₃ B . 充电时，外加电源的负极与甲电极相连 C . 充电时，导线上每通过0.5mole^- ，乙电极质量增加9.5g D . 放电时，电子由乙电极经外电路流向甲电极，再经电解质溶液流向乙电极

据文献报道，一种新型的微生物脱盐电池的装置如图所示，关于该电池装置说法正确的是( )

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A . 该装置可以在高温下工作 B . X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜 C . 该装置工作时，电能转化为化学能 D . 负极反应为CH₃COO^-+2H₂O-8e^-=2CO₂↑+7H⁺

某学习小组用如图所示A、B装置分别探究金属锌与稀硫酸的反应，实验过程中A装置烧杯内的溶液温度升高，B装置的电流计指针发生偏转。

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（1） A装置的烧杯中发生反应的离子方程式为。
（2） Cu板上的现象是，发生的电极反应是。
（3）从能量转化的角度看，A、B中反应物的总能量 $\text{[math]}$ 填“大于”“小于”或“等于” $\text{[math]}$ 生成物的总能量。
（4）该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是_______ $\text{[math]}$ 填字母 $\text{[math]}$ 。

A . 原电池反应的过程中可能没有电子发生转移 B . 原电池装置需要2个电极 C . 电极一定不能参加反应 D . 氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生

氯的许多化合物是高效、广谱的灭菌消毒剂，在疫情防控中发挥了重要作用。

（1）工业制取氯气可用如图装置，图中的离子膜为膜(填“阳离子”或“阴离子”)。写出阴极的电极反应式。
（2）一种有效成分为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的“二氧化氯泡腾片”，快速溶于水后溢出大量气泡，得到 $\text{[math]}$ 溶液。产生“气泡”的化学方程式为；生成 $\text{[math]}$ 的离子方程式为。
（3）已知AgCl、 $\text{[math]}$ (砖红色)的 $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，分析化学中，测定含氯的中性溶液中 $\text{[math]}$ 的含量，常以 $\text{[math]}$ 作指示剂，用标准 $\text{[math]}$ 溶液滴定。当溶液中出现砖红色沉淀时，假设 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

下列说法正确的是（）

A . 小苏打溶液中溶质的电离：NaHCO₃ $\text{[math]}$ Na⁺+H⁺+CO $\text{[math]}$ B . 钢铁发生吸氧腐蚀时的正极反应：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^- C . 甲烷燃烧热的热化学方程式：CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g)ΔH=-801.3kJ·mol^-1 D . 将盐酸与氨水的稀溶液混合后，生成1molH₂O(l)，会放出QkJ的能量，对应的热化学方程式为：H⁺(ag)+OH^-(aq)=H₂O(l)ΔH=-QkJ·mol^-1

CO₂是一种自然界大量存在的“碳源”化合物，借助零碳能源(太阳能等)制得的H₂可将CO₂转化为燃料，能缓解温室效应和解决能源危机问题。

（1）硅太阳能电池可实现太阳能向电能的转化，Si在元素周期表中的位置。
（2）电解水制H₂ ，阴极电极反应式是。
（3）聚乙烯亚胺捕获CO₂并原位氢化为甲醇，反应历程如图1所示。
①写出CO₂的电子式。
②写出生成甲醇的总反应。
（4）微生物电解池能将CO₂转化为CH₄ ，其工作原理如图2所示，写出所有生成CH₄的反应。

将质量相等的铁片和铜片用导线及电流计相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图所示的装置(以下均假设反应过程中溶液体积不变)，回答下列问题：

（1）该装置为池，其能量转化形式为。
（2）铜片作(填“正”或“负”，下同)极，铁片作极，铁片上发生的反应为。
（3）若一段时间后，铁片与铜片的质量差为1.2 g，则导线中流过的电子的物质的量为(不考虑其他形式的能量转化)。
（4）某同学利用家中废旧材料制作可使扬声器发出声音的电池，装置如图所示。下列说法正确的是____(填字母)。

A . 电流由铝制易拉罐经导线流向碳棒 B . 在碳棒上有气体生成，该气体可能为氢气 C . 铝质易拉罐逐渐被腐蚀，说明铝失去电子

一种大型蓄电系统的工作原理如图所示。左右两侧为电解质储罐，中央为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中间为仅允许 $\text{[math]}$ 通过的离子选择性膜；放电前，被膜隔开的电解质为 $\text{[math]}$ 和NaBr₃ ，放电时左侧电极电势较高，放电后，分别变为 $\text{[math]}$ 和NaBr。下列说法错误的是（）

A . 左侧储罐中的电解质为NaBr₃/NaBr B . 电池放电时，1mol NaBr₃失去2 mol电子 C . 电池充电时，阴极的反应式为 $\text{[math]}$ D . 充电过程中， $\text{[math]}$ 通过离子选择性膜从左向右迁移

较纯的 $\text{[math]}$ 可用于原电池法生产硫酸(如图所示，电极a、b均为 $\text{[math]}$ 电极，气体已换算成标准状况下)，下列说法错误的是（）

A . 电池总反应为 $\text{[math]}$ B . 电极b的反应式为 $\text{[math]}$ C . 电路中每转移 $\text{[math]}$ 电子，消耗 $\text{[math]}$ D . 电极a发生氧化反应，得到电子

电极反应和电池反应方程式 知识点题库

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