电极反应和电池反应方程式知识点题库

铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）、纳米铁粉均可用于处理水中污染物．

（1）铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池．将含有Cr₂O₇²^﹣的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr₂O₇²^﹣转化为Cr³⁺ ，其电极反应式为．
（2）在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu²⁺和Pb²⁺的去除率，结果如图1所示．
①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能去除水中少量的Cu²⁺和Pb²⁺ ，其原因是．
②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时，随着铁的质量分数的增加，Cu²⁺和Pb²⁺的去除率不升反降，其主要原因是．
（3）纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物．
①一定条件下，向FeSO₄溶液中滴加碱性NaBH₄溶液，溶液中BH₄^﹣（B元素的化合价为+3）与Fe²⁺反应生成纳米铁粉、H₂和B（OH）₄^﹣ ，其离子方程式为．
②纳米铁粉与水中NO₃^﹣反应的离子方程式为4Fe+NO₃^﹣+10H⁺=4Fe²⁺+NH₄⁺+3H₂O
研究发现，若pH偏低将会导致NO₃^﹣的去除率下降，其原因是．
③相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中NO₃^﹣的速率有较大差异（见图2），产生该差异的可能原因是．

铜锌原电池如图工作时，下列叙述正确的是（）

A . 正极反应Zn﹣2e﹣=Zn²⁺ B . 电池反应：Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu C . 在外电路中，电子从负极移向正极 D . 盐桥中K+移向ZnSO₄溶液

MgH₂和Mg₂Cu可用作贮氢材料，MgO可用作炉膛内脱硫脱硝的试剂．

（1） MgH₂是一种离子化合物，其电子式为．
（2） Mg₂Cu在加压条件下储氢时生成MgH₂和MgCu₂ ，该反应的化学方程式为．
（3）已知MgH₂的有关热化学方程式如下：
MgH₂（s）⇌Mg（s）+H₂（g）△H₁=+74.4 KJ•mol^﹣¹；
H₂（g）+ $\text{[math]}$ O₂（g）═H₂O（g）△H₂=﹣241.8 KJ•mol^﹣¹；
Mg（s）+ $\text{[math]}$ O₂（g）═MgO（s）△H₃=﹣141.6 KJ•mol^﹣¹ ．
①氢化镁燃烧生成氧化镁和水蒸气的热化学方程式为．
②MgH₂作贮氢材料时，单位贮氢材料释放出氢气的质量随时间的变化如图甲所示，其中温度T₁、T₂、T₃由小到大的顺序为．
（4）炉膛内脱除SO₂与NO的反应为2MgO（s）+2SO₂ （g）+2NO（g）⇌2MgSO₄（s）+N₂（g）△H=a KJ•mol^﹣¹ ，其平衡常数与温度的关系如图乙所示．
①上述反应的平衡常数表达式为K=．
②a（填“＞”或“＜”）0．
（5）全固态锂离子电池的结构如图丙所示，放电时电池反应为2Li+MgH₂═Mg+2LiH．放电时，X极的电极反应式为．充电时，Y极的电极反应式为．

目前常见的燃料电池主要有四种，下面是这四种燃料电池的工作原理示意图，其中正极的反应产物为水的是：（）

A . 固体氧化物燃料电池

B . 碱性燃料电池

C . 质子换膜燃料电池

D . 熔融盐燃料电池

下列说法错误的是（）

A . 用惰性电极电解 Na₂SO₄ 溶液，当 2 mol 电子转移时，可加入 18 g 水恢复 B . 用惰性电极电解 1 L 1 mol/L CuSO₄ 溶液，当加入 1 mol Cu(OH)₂ 恢复电解前浓度时，电路中转移了 4 mol e^－ C . 用惰性电极电解 1 mol CuSO₄和 1 mol NaCl 的混合溶液，溶液的 pH 先减小后增大 D . 要想实现 Cu＋H₂SO₄(稀) ═ CuSO₄＋H₂↑的反应，需在电解池中进行，且 Cu 为阳极

“反向燃烧”可将二氧化碳变为燃料。回答下列问题：

(已知甲烷的标准燃烧热ΔH＝－890 kJ·mol^－¹) 。

（1）科学家用氮化镓材料与铜组装如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO₂和H₂O合成CH₄。
①写出铜电极表面的电极反应式：；

②该总反应的热化学方程式为：，
（2）利用CO₂与H₂反应可制备CH₄。
已知氢气的标准燃烧热ΔH＝－286 kJ·mol^－¹ ；H₂O(g) = H₂O (l)，ΔH＝－44kJ·mol^－¹；

则二氧化碳与氢气反应生成甲烷和水蒸气的热化学方程式为；

该反应能自发的条件是(填高温或低温)。

如下图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是（）

A . Pt为阴极，Cu为阳极 B . b极的电极反应式是2H^＋＋2e^－=H₂↑ C . 电解过程中CuSO₄溶液的pH逐渐增大 D . Pt极上有6.4 g Cu析出时，b极产生2.24 L(标准状况)气体

Mg-H₂O₂电池是一种化学电源，以Mg和石墨为电极，海水为电解质溶液，示意图如下。下列说法正确的是( )

A . 石墨电极是该电池的正极，电极上有气体产生 B . 石墨电极附近溶液的碱性减弱 C . 电池工作时，当Mg电极质量减少24g时，有2mol电子从石墨电极经电解质溶液流向Mg电极 D . Mg电极的电极反应式：Mg-2e^-=Mg²⁺

三元电池成为2018年我国电动汽车的新能源，其电极材料可表示为 $\text{[math]}$ ，且x+y+z=1，充电时电池总反应为LiNi_xCo_yMn_zO₂+6C(石墨)=Li_1-aNi_xCo_yMn_zO₂+Li_aC₆ ，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是( )

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A . 允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜 B . 充电时，A 为阴极，Li⁺被氧化 C . 可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂 D . 放电时，正极反应式为 Li_1-aNi_xCo_yMn_zO₂+aLi ⁺+ae^-= LiNi_xCo_yMn_zO₂

ZulemaBorjas等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法正确的是（）

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

某科研小组公司开发了Li-SO₂Cl₂军用电池，其示意图如下图所示，已知电池反应为：2Li+SO₂Cl₂═2LiCl+SO₂↑；下列叙述中错误的是( )

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A . 电池工作时负极材料是Li，发生氧化反应 B . 将电解质溶液改为LiCl的水溶液，电池性能会更好 C . 电池工作时电子流向：锂电极→导线→负载→导线→碳棒 D . 电池工作过程中，石墨电极反应式为SO₂Cl₂+2e^-═2Cl^-+SO₂↑

查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO₂ ，但实际上乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为：CH₃CH₂OH－2e^－=X＋2H^＋。下列说法中正确的是（）

A . 电池内部H^＋由正极向负极移动 B . 另一极的电极反应式为：O₂＋4e^－＋2H₂O=4OH^－ C . 乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极 D . 电池总反应为：2CH₃CH₂OH＋O₂=2CH₃CHO＋2H₂O

某科研人员以废镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe₂O₃、CaO、CuO、BaO)为原料回收镍，工艺流程如图：

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已知：常温下，有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如表：

氢氧化物	Fe(OH)₃	Fe(OH)₂	Ni(OH)₂
开始沉淀的pH	1.5	6.5	7.7
沉淀完全的pH	3.7	9.7	9.2

回答下列问题：

（1）浸出渣主要成分为、 (填化学式)。
（2） "除铜"时，Fe³⁺与H₂S反应的离子方程式为。
（3） "氧化"的目的是将溶液中Fe²⁺氧化为Fe³⁺ ，温度需控制在40～50℃之间，该步骤温度不能太高的原因是。
（4） "调pH"时，pH的控制范围为。
（5） "除钙"后，若溶液中F^-浓度为3×10^-3mol·L^-1 ，则 $\text{[math]}$ =。[已知常温下， $\text{[math]}$ ]
（6）在碱性条件下，电解产生2NiOOH·H₂O的原理分两步，其中第一步是Cl^-在阳极被氧化为ClO^- ，则该步电极反应式为。

某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述错误的是（）

A . a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B . a和b用导线连接后，溶液中的Cu²⁺向铁电极移动 C . 无论a和b是否连接，铁片均会溶解 D . a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu

某华人科学家和他的团队研发出“纸电池”(如图)。这种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，厚度仅为0.5毫米，可以任意弯曲和裁剪。纸内的离子“流过”水和氧化锌组成电解液，电池总反应式为Zn＋2MnO₂＋H₂O=ZnO＋2MnO(OH)。下列说法正确的是( )

A . 该电池的正极材料为锌 B . 该电池反应中二氧化锰发生氧化反应 C . 电池的正极反应式为MnO₂＋H₂O＋e^－=MnO(OH)＋OH^－ D . 当有0.1 mol锌溶解时，流经电解液的电子数为1.204×10²³

钴可用于火箭发动机、导弹的耐热部件以及原子能工业。下图是由铜钴精矿提取钴的相关工业流程。铜钴精矿中主要含氧化铜、硫化钴(CoS)和少量FeS等。

已知：在pH为4~6时Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃•2nFe³⁺•3(n-x)SO $\text{[math]}$ 胶体，具有吸附性。

（1）从“氨浸”可知，Cu²⁺、 Fe²⁺、Co²⁺三者中易于形成氨合物的离子是；含Cu(NH₃) $\text{[math]}$ 的溶液“电解”阴极反应式为。
（2） “酸浸”中硫化钴(CoS) 、Na₂SO₃与盐酸共同反应的离子方程式为。
（3） “除铁”加入了试剂X，使Fe²⁺转化为Fe³⁺ ，则试剂X最好选用___________ ( 填字母编号)。

A . KMnO₄溶液 B . H₂O₂溶液 C . HNO₃ D . SO₂
（4） “ 萃取”是利用某磷酸酯P50 (用RH表示)萃取钴，其反应的离子方程式为。
（5）整个流程中可以循环利用的物质有。
（6） “除铁”中，溶液pH对钴回收影响密切，如下图所示该步应控制pH范围为，pH较大时钴回收率骤降的原因是。(已知Co²⁺沉淀的pH为6.7~8.7)。

将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法生产甲烷，装置如图所示。下列说法错误的是（）

A . 离子交换膜可允许H⁺通过 B . 通电时，电流方向为：a→电子导体→离子导体→电子导体→b C . 阳极的电极反应式为 $\text{[math]}$ D . 生成0.1molCH₄时阳极室中理论上生成CO₂的体积是4.48L(STP)

下列关于如图所示的实验装置的判断中不正确的是（）

A . 若X为锌棒，开关K置于N处时，溶液中的Na⁺移向Fe电极 B . 若X为碳棒，开关K置于M处，外电路电子流向为：Fe→X C . 若X为锌棒，开关K置于M或N处均可减缓铁的腐蚀 D . 若X为碳棒，开关K置于M处时，铁电极上发生的反应为Fe-3e^-=Fe³⁺

科学家近年发明了一种新型Zn-CO₂水介质可充电电池，放、充电时可以实现CO₂和HCOOH的互相转化。其电池结构如图所示，电池中间由反向放置的双极膜分隔两极的电解质溶液，双极膜中的H₂O可解离为H⁺和OH^- ，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列关于该电池的说法错误的是（）

A . 放电时锌箔电极的反应式为：Zn-2e^-+4OH^-=Zn(OH) $\text{[math]}$ B . 若膜A和A'、B和B'分别为阴、阳离子交换膜，则放电时膜A、B工作 C . 充电时Pd电极的反应式为： $\text{[math]}$ D . 若放电时外电路通过1mol电子，则理论上通过双极膜向两极迁移的离子数为N_A

在2L的某恒容密闭容器中发生反应： $\text{[math]}$ CO2 △H已知反应中化学键数据如下表：

化学键	H-H	C-O	C=O	H-O	C-H
E/(kJ/mol)	436	351	745	463	413

回答下列问题：

（1） △H(填“＞”“＜”或“=”)0。
（2）某温度下，向该容器中充入0.3molCO₂、0.9molH₂ ，发生上述反应，5min末，反应达到平衡，此时测得H₂O(g)的物质的量分数为25%。
①0~5min内， $\text{[math]}$ 平均速率v( $\text{[math]}$ )= $\text{[math]}$ 。
②每生成 $\text{[math]}$ ，转移的电子数为 $\text{[math]}$ 。
③反应前后的总压强之比为。
（3）有一种瓦斯分析仪(图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，通过传感器显示出来。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 可以在其中自由移动。电极a的反应式为：

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