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题型突破　电极反应式书写及电化学计算
1.(2024·浙江6月选考)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示,正极上的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　。
该电池以3.2 A恒定电流工作14分钟,消耗H2体积为0.49 L,故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为　　　　。[已知:该条件下H2的摩尔体积为24.5 mol·L-1;电荷量q(C)=电流I(A)×时间(s);NA=6.0×1023 mol-1;e=1.60×10-19 C。]
2.(2024·浙江1月选考)通过电化学、热化学等方法,将CO2转化为HCOOH等化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。请回答:
某研究小组采用电化学方法将CO2转化为HCOOH,装置如图。电极B上的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.(2023·北京卷)近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(N等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。
(1)电极b是电解池的　　　　极。
(2)电解过程中生成尿素的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
4.(2022·湖南卷)2021年我国制氢量位居世界第一,煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题:
一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下:
利用电化学原理,将CO2电催化还原为C2H4,阴极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。
5.(2022·重庆卷)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在工业上有重要应用。该反应可采用电化学方法实现,反应装置如图所示。
(1)固体电解质采用　　　　(填“氧离子导体”或“质子导体”)。
(2)阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)同温同压下,相同时间内,若进口Ⅰ处n(CO)∶n(H2O)=a∶b,出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍,则CO的转化率为　　　　(用a,b,y表示)。
1.“九看”解答电化学问题
“看” 思维
看情境“明类型” 有无电源→电池类型
看图像“定电极” 物质变化→电极反应
看目的“谁变谁” 价态升降→得失电子
看反应“谁放电” 电极性质→放电顺序
看离子“断方向” 正正负负(原电池)→ 阴阳相吸(电解池)
看电极“知增减” 正增负减(原电池), 阴盛阳衰(电解池)
看隔膜“谁通过” 粒子种类→迁移方向
看介质“谁配平” 导电粒子:酸、碱性
看盐桥“知守恒” 阳离子移向正极区, 阴离子移向负极区
2.“串联”类装置的解题流程
1.(2024·重庆涪陵质检)镍镉电池是二次电池,其工作原理示意图如下(L为小灯泡,K1、K2为开关,a、b为直流电源的两极)。
断开K2,合上K1,镍镉电池的能量转化形式为　　　　　　,电极A为　　　　(填“正”或“负”)极,发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应,电极B的电极反应式为　　　　　。
2.(2024·山东淄博质检)利用(Q)与电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图所示。
已知气体可选择性透过膜电极,溶液不能透过。a为电源　　　　(填“正”或“负”)极,分离出的CO2从出口　　　　(填“1”或“2”)排出,溶液中Q的物质的量　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
3.(2024·黑龙江牡丹江阶段练)碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示。
其中在VB2电极发生的反应为VB2+16OH--11e-===V+2B(OH+4H2O,负载通过0.04 mol电子时,有　　　　 L(标准状况)O2参与反应。正极区溶液pH　　　　(填“升高”或“降低”,下同),负极区溶液的pH　　　　,电池的总反应式为　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
4.(2024·江苏南通模拟)电催化还原CO2是当今资源化利用二氧化碳的重点课题,常用的阴极材料有有机多孔电极材料、铜基复合电极材料等。一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图1所示。控制其他条件相同,将一定量的CO2通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。
(1)电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO2的原因是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)控制电压为0.8 V,电解时转移电子的物质的量为　　　　　 mol。
(3)科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究,其目的是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
5.(2024·山东济宁专题练)氮是空气中含量最多的元素,在自然界中的存在十分广泛,实验小组对不同含氮物质做了相关研究。利用电化学原理脱硝可同时获得电能,其工作原理如图所示。则负极发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　,
当外电路中有2 mol电子通过时,理论上通过质子膜的微粒的物质的量为　　　　　 。
6.(2024·湖北武汉模拟)工业上可用如图所示的装置电解NiSO4溶液制备Ni和较浓的硫酸,则该电解池的阳极反应式为　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
7.(2024·江西南昌模拟)天津大学研究团队以KOH溶液为电解质溶液,CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料,电催化合成偶氮化合物(RCN,R代表烃基)的装置如图所示:
Ni2P极作　　　　极,电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　;
CoP极作　　　　极,电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　。
题型突破　电极反应式书写及电化学计算
1.(2024·浙江6月选考)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示,正极上的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　。
该电池以3.2 A恒定电流工作14分钟,消耗H2体积为0.49 L,故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为　　　　。[已知:该条件下H2的摩尔体积为24.5 mol·L-1;电荷量q(C)=电流I(A)×时间(s);NA=6.0×1023 mol-1;e=1.60×10-19 C。]
答案　O2+4e-+2CO2===2C　70%
解析　根据题干信息,该燃料电池中H2为负极,O2为正极,熔融碳酸盐为电解质溶液,故正极的电极反应式为O2+4e-+2CO2===2C。该条件下,0.49 L H2的物质的量为n(H2)==0.02 mol,工作时,H2失去电子:H2-2e-===2H+,所带电荷量为2×0.02 mol×6.0×1023 mol-1×1.60×10-19=3 840 C,工作电荷量为3.2×14×60=2 688 C,则该电池将化学能转化为电能的转化率为×100%=70%。
2.(2024·浙江1月选考)通过电化学、热化学等方法,将CO2转化为HCOOH等化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。请回答:
某研究小组采用电化学方法将CO2转化为HCOOH,装置如图。电极B上的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　CO2+2e-+2H+===HCOOH
解析　电极B是阴极,则电极反应式是CO2+2e-+2H+===HCOOH。
3.(2023·北京卷)近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(N等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。
(1)电极b是电解池的　　　　极。
(2)电解过程中生成尿素的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)阳　(2)2N+16e-+CO2+18H+===CO(NH2)2+7H2O
4.(2022·湖南卷)2021年我国制氢量位居世界第一,煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题:
一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下:
利用电化学原理,将CO2电催化还原为C2H4,阴极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　2CO2+12e-+12H+===C2H4+4H2O、AgCl+e-===Ag+Cl-
解析　利用电化学原理,将CO2电催化还原为C2H4,阴极上发生还原反应,阳极上水放电生成氧气和H+,H+通过质子交换膜迁移到阴极区参与反应生成乙烯,铂电极和Ag/AgCl电极均为阴极,在电解过程中AgCl可以转化为Ag,则阴极的电极反应式为2CO2+12e-+12H+===C2H4+4H2O、AgCl+e-===Ag+Cl-。
5.(2022·重庆卷)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在工业上有重要应用。该反应可采用电化学方法实现,反应装置如图所示。
(1)固体电解质采用　　　　(填“氧离子导体”或“质子导体”)。
(2)阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)同温同压下,相同时间内,若进口Ⅰ处n(CO)∶n(H2O)=a∶b,出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍,则CO的转化率为　　　　(用a,b,y表示)。
答案　(1)质子导体　(2)2H++2e-===H2↑　(3)×100%
解析　(1)电解时,一氧化碳和水均从阳极口进入,阳极一氧化碳转化为二氧化碳,则氢气要在阴极产生,故阳极产生二氧化碳的同时产生氢离子,氢离子通过固体电解质进入阴极附近得电子产生氢气,故固体电解质应采用质子导体;(2)电解时,阴极发生还原反应,电极反应式为2H++2e-===H2↑;
(3)根据三段式:
同温同压下,气体体积比等于物质的量比,出口Ⅰ处气体的物质的量为(a+b)y mol,进口Ⅰ处的气体的物质的量为(a+b) mol,则a-x+b-x+x=(a+b)y,x=(a+b)(1-y),CO的转化率为×100%。
1.“九看”解答电化学问题
“看” 思维
看情境“明类型” 有无电源→电池类型
看图像“定电极” 物质变化→电极反应
看目的“谁变谁” 价态升降→得失电子
看反应“谁放电” 电极性质→放电顺序
看离子“断方向” 正正负负(原电池)→ 阴阳相吸(电解池)
看电极“知增减” 正增负减(原电池), 阴盛阳衰(电解池)
看隔膜“谁通过” 粒子种类→迁移方向
看介质“谁配平” 导电粒子:酸、碱性
看盐桥“知守恒” 阳离子移向正极区, 阴离子移向负极区
2.“串联”类装置的解题流程
1.(2024·重庆涪陵质检)镍镉电池是二次电池,其工作原理示意图如下(L为小灯泡,K1、K2为开关,a、b为直流电源的两极)。
断开K2,合上K1,镍镉电池的能量转化形式为　　　　　　,电极A为　　　　(填“正”或“负”)极,发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应,电极B的电极反应式为　　　　　。
答案　化学能转化为电能　负　氧化　NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
2.(2024·山东淄博质检)利用(Q)与电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图所示。
已知气体可选择性透过膜电极,溶液不能透过。a为电源　　　　(填“正”或“负”)极,分离出的CO2从出口　　　　(填“1”或“2”)排出,溶液中Q的物质的量　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案　负　2　不变
3.(2024·黑龙江牡丹江阶段练)碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示。
其中在VB2电极发生的反应为VB2+16OH--11e-===V+2B(OH+4H2O,负载通过0.04 mol电子时,有　　　　 L(标准状况)O2参与反应。正极区溶液pH　　　　(填“升高”或“降低”,下同),负极区溶液的pH　　　　,电池的总反应式为　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　0.224　升高　降低　4VB2+11O2+20OH-+6H2O===8B(OH+4V
4.(2024·江苏南通模拟)电催化还原CO2是当今资源化利用二氧化碳的重点课题,常用的阴极材料有有机多孔电极材料、铜基复合电极材料等。一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图1所示。控制其他条件相同,将一定量的CO2通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。
(1)电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO2的原因是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)控制电压为0.8 V,电解时转移电子的物质的量为　　　　　 mol。
(3)科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究,其目的是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)使阴极表面尽可能被CO2附着,减少析氢反应的发生(减少氢离子在阴极上放电的概率),提高含碳化合物的产率　(2)2.8　(3)为确定阴极上生成的含碳化合物源自CO2而非有机多孔电极材料
解析　(1)电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO2的原因是使阴极表面尽可能被CO2附着,减少析氢反应的发生(减少氢离子在阴极上放电的概率),提高含碳化合物的产率。(2)控制电压为0.8 V,产生0.2 mol氢气和0.2 mol乙醇,根据电极反应2H++2e-===H2↑、2CO2+12e-+12H+===C2H5OH+3H2O,故电解时转移电子的物质的量为(0.4+2.4) mol=2.8 mol。(3)科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究,其目的是为确定阴极上生成的含碳化合物源自CO2而非有机多孔电极材料。
5.(2024·山东济宁专题练)氮是空气中含量最多的元素,在自然界中的存在十分广泛,实验小组对不同含氮物质做了相关研究。利用电化学原理脱硝可同时获得电能,其工作原理如图所示。则负极发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　,
当外电路中有2 mol电子通过时,理论上通过质子膜的微粒的物质的量为　　　　　 。
答案　NO-3e-+2H2O===N+4H+　2 mol
解析　该装置为原电池,在原电池反应中,负极失去电子,发生氧化反应,正极上得到电子,发生还原反应。根据图示可知:NO在负极失去电子转化为HNO3,电极反应式为NO-3e-+2H2O===N+4H+;正极电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O,即当外电路中有2 mol电子通过时,有2 mol H+通过质子膜进入正极区和O2结合生成H2O,根据电子守恒,通过质子膜的微粒的物质的量为2 mol。
6.(2024·湖北武汉模拟)工业上可用如图所示的装置电解NiSO4溶液制备Ni和较浓的硫酸,则该电解池的阳极反应式为　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　2H2O-4e-===4H++O2↑
7.(2024·江西南昌模拟)天津大学研究团队以KOH溶液为电解质溶液,CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料,电催化合成偶氮化合物(RCN,R代表烃基)的装置如图所示:
Ni2P极作　　　　极,电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　;
CoP极作　　　　极,电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　阳　RCH2NH2-4e-+4OH-===RCN+4H2O　阴　2C6H5NO2+4H2O+8e-===(C6H5N)2+8OH-
解析　RCH2NH2→RCN,发生去氢的氧化反应,则Ni2P极为阳极,电极反应式为RCH2NH2-4e-+4OH-===RCN+4H2O。C6H5NO2→(C6H5N)2,发生去氧的还原反应,则CoP极作阴极,电极反应式为2C6H5NO2+4H2O+8e-===(C6H5N)2+8OH-。(共23张PPT)
第一篇　新高考题型突破
板块Ⅵ　电化学
题型突破主观题　题型突破　电极反应式书写及电化学计算
真题导航
核心整合
模拟预测
1.(2024·浙江6月选考)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示,正极上的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　。
该电池以3.2 A恒定电流工作14分钟,消耗H2体积为0.49 L,故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为
　　　　。[已知:该条件下H2的摩尔体积为24.5 mol·L-1; 电荷量q(C)=电流I(A)×时间(s);NA=6.0×1023 mol-1; e=1.60×10-19 C。]
O2+4e-+2CO2===2C
70%
解析　根据题干信息,该燃料电池中H2为负极,O2为正极,熔融碳酸盐为电解质溶液,故正极的电极反应式为O2+4e-+2CO2===2C。该条件下,0.49 L H2的物质的量为n(H2)==0.02 mol,工作时,H2失去电子:H2-2e-===2H+,所带电荷量为2×0.02 mol×6.0×1023 mol-1×1.60×10-19=3 840 C,工作电荷量为3.2×14×60=
2 688 C,则该电池将化学能转化为电能的转化率为×100%=70%。
2.(2024·浙江1月选考)通过电化学、热化学等方法,将CO2转化为HCOOH等化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。请回答:
某研究小组采用电化学方法将CO2转化为HCOOH,装置如图。电极B上的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　。
CO2+2e-+2H+===HCOOH
解析　电极B是阴极,则电极反应式是CO2+2e-+2H+===HCOOH。
3.(2023·北京卷)近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(N等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。
(1)电极b是电解池的　　　　极。
(2)电解过程中生成尿素的电极反应式是
　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。
阳
2N+16e-+CO2+18H+===CO(NH2)2+7H2O
4.(2022·湖南卷)2021年我国制氢量位居世界第一,煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题:
一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下:
利用电化学原理,将CO2电催化还原为C2H4,阴极反应式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2CO2+12e-+12H+===C2H4+4H2O、AgCl+e-===Ag+Cl-
解析　利用电化学原理,将CO2电催化还原为C2H4,阴极上发生还原反应,阳极上水放电生成氧气和H+,H+通过质子交换膜迁移到阴极区参与反应生成乙烯,铂电极和Ag/AgCl电极均为阴极,在电解过程中AgCl可以转化为Ag,则阴极的电极反应式为2CO2+12e-+12H+===C2H4+4H2O、AgCl+e-===Ag+Cl-。
(1)固体电解质采用　　　　(填“氧
离子导体”或“质子导体”)。
(2)阴极的电极反应式为
　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)同温同压下,相同时间内,若进口Ⅰ处n(CO)∶n(H2O)=a∶b,出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍,则CO的转化率为　　 　　(用a,b,y表示)。
质子导体
2H++2e-===H2↑
×100%
解析　(1)电解时,一氧化碳和水均从阳极口进入,阳极一氧化碳转化为二氧化碳,则氢气要在阴极产生,故阳极产生二氧化碳的同时产生氢离子,氢离子通过固体电解质进入阴极附近得电子产生氢气,故固体电解质应采用质子导体;(2)电解时,阴极发生还原反应,电极反应式为2H++2e-===H2↑;
(3)根据三段式:
同温同压下,气体体积比等于物质的量比,出口Ⅰ处气体的物质的量为(a+b)y mol,进口Ⅰ处的气体的物质的量为(a+b) mol,则a-x+b-x+x=(a+b)y,x=(a+b)(1-y),CO的转化率为×100%。
1.“九看”解答电化学问题
“看” 思维
看情境“明类型” 有无电源→电池类型
看图像“定电极” 物质变化→电极反应
看目的“谁变谁” 价态升降→得失电子
看反应“谁放电” 电极性质→放电顺序
看离子“断方向” 正正负负(原电池)→阴阳相吸(电解池)
看电极“知增减” 正增负减(原电池),阴盛阳衰(电解池)
看隔膜“谁通过” 粒子种类→迁移方向
看介质“谁配平” 导电粒子:酸、碱性
看盐桥“知守恒” 阳离子移向正极区,阴离子移向负极区
2.“串联”类装置的解题流程
1.(2024·重庆涪陵质检)镍镉电池是二次电池,其工作原理示意图如下(L为小灯泡,K1、K2为开关,a、b为直流电源的两极)。
断开K2,合上K1,镍镉电池的能量转化形式为　　 　　　　,电极A为　　　　(填“正”或“负”)极,发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应,电极B的电极反应式为
　 　　　　。
化学能转化为电能
负
氧化
NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
已知气体可选择性透过膜电极,溶液不能透过。a为电源　　　　(填“正”或“负”)极,分离出的CO2从出口　　　　(填“1”或“2”)排出,溶液中Q的物质的量　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
负
2
不变
3.(2024·黑龙江牡丹江阶段练)碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示。
其中在VB2电极发生的反应为VB2+16OH--11e-===V+2B(OH+4H2O,负载通过0.04 mol电子时,有　　　　 L(标准状况)O2参与反应。正极区溶液pH　　　　(填“升高”或“降低”,下同),负极区溶液的pH　　　　,电池的总反应式为
　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。
0.224
升高
降低
4VB2+11O2+20OH-+6H2O===8B(OH+4V
4.(2024·江苏南通模拟)电催化还原CO2是当今资源化利用二氧化碳的重点课题,常用的阴极材料有有机多孔电极材料、铜基复合电极材料等。一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图1所示。控制其他条件相同,将一定量的CO2通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。
(1)电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO2的原因是
　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)控制电压为0.8 V,电解时转移电子的物质的量为　　　　　 mol。
(3)科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究,其目的是
　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
使阴极表面尽可能被CO2附着,减少析氢反应的发生(减少氢离子在阴极上放电的概率),提高含碳化合物的产率
2.8
为确定阴极上生成的含碳化合物源自CO2而非有机多孔电极材料
解析　(1)电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO2的原因是使阴极表面尽可能被CO2附着,减少析氢反应的发生(减少氢离子在阴极上放电的概率),提高含碳化合物的产率。(2)控制电压为0.8 V,产生0.2 mol氢气和0.2 mol乙醇,根据电极反应2H++2e-===H2↑、2CO2+12e-+12H+===C2H5OH+3H2O,故电解时转移电子的物质的量为(0.4+2.4) mol=2.8 mol。(3)科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究,其目的是为确定阴极上生成的含碳化合物源自CO2而非有机多孔电极材料。
5.(2024·山东济宁专题练)氮是空气中含量最多的元素,在自然界中的存在十分广泛,实验小组对不同含氮物质做了相关研究。利用电化学原理脱硝可同时获得电能,其工作原理如图所示。则负极发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　 　　　, 当外电路中有2 mol电子通过时,理论上通过质子膜的微粒的物质的量为　　　　　 。
NO-3e-+2H2O===N+4H+
2 mol
解析　该装置为原电池,在原电池反应中,负极失去电子,发生氧化反应,正极上得到电子,发生还原反应。根据图示可知:NO在负极失去电子转化为HNO3,电极反应式为NO-3e-+2H2O===N+4H+;正极电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O,即当外电路中有2 mol电子通过时,有2 mol H+通过质子膜进入正极区和O2结合生成H2O,根据电子守恒,通过质子膜的微粒的物质的量为2 mol。
6.(2024·湖北武汉模拟)工业上可用如图所示的装置电解NiSO4溶液制备Ni和较浓的硫酸,则该电解池的阳极反应式为　　　　　　　　　　　　　　 。
2H2O-4e-===4H++O2↑
7.(2024·江西南昌模拟)天津大学研究团队以KOH溶液为电解质溶液,CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料,电催化合成偶氮化合物(RCN,R代表烃基)的装置如图所示:
Ni2P极作　　　　极,电极反应式为　　　　　　　　　　　　　 　; CoP极作　　　　极,电极反应式为
　　　　　　　　　　　　 　　　。
阳
RCH2NH2-4e-+4OH-===RCN+4H2O
阴
2C6H5NO2+4H2O+8e-===(C6H5N)2+8OH-
解析　RCH2NH2→RCN,发生去氢的氧化反应,则Ni2P极为阳极,电极反应式为RCH2NH2-4e-+4OH-===RCN+4H2O。C6H5NO2→(C6H5N)2,发生去氧的还原反应,则CoP极作阴极,电极反应式为2C6H5NO2+4H2O+8e-===(C6H5N)2+8OH-。

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