资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
填空题突破6　 陌生电化学装置中电极方程式的书写
【高考必备知识】
1．电极反应的书写方法
(1)拆分法：针对比较简单的原电池可以采取拆分法，先确定原电池的正、负极，列出正、负极上反应的物质，并标出相同数目电子的得失
a．写出原电池的总反应，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
b．把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应，正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋；负极：Cu－2e－===Cu2＋
(2)加减法：正、负极反应相加得到电池反应的离子方程式。反之，若能写出已知电池的总反应的离子方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式
复杂电极反应式===总反应式—简单的电极反应式
a．写出总反应，如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4
b．写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)，如负极：Li－e－===Li＋
c．利用总反应式与上述的一极反应式相减，即得另一个电极的反应式，即
正极：LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4
(3)“三配法”书写电极反应——按顺序书写
以“甲醇－氧气－KOH溶液”为例
第一步：配电子 失电子电荷数为＋m；得电子电荷数为－n
负极的甲醇在碱性环境中变成CO失去6个电子，写成－6e－；正极的O2到底是变成了OH－还是H2O，一定是得到4个电子，写成＋4e－
负极反应：CH3OH－6e－CO；正极反应：O2＋4e－；
第二步：配电荷 此时负极反应左边的电荷数为＋6，右边的电荷数为－2，电荷显然不守恒，为了使左、右两边电荷守恒必需在左边配8个OH－；正极反应的左边电荷数为－4，右边的电荷数为0，为了使左、右两边电荷守恒必需在右边配4个OH－
负极反应：CH3OH－6e—＋8OH－CO；正极反应：O2＋4e－4OH－；
第三步：配原子 观察负极反应左、右两边的原子个数，C守恒，H、O不守恒，需在右边配6 个H2O；而正极反应H、O不守恒，需在左边配2个H2O
负极反应：CH3OH－6e－＋8OH－＋6H2O===CO；正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；
【微点拨】
①该法书写电极是各写各的电极，因此正、负极电子数可能不相等，最后再用最小公倍数写出总方程式
②若为酸性介质，先补H+，另一边补H2O；若为碱性介质，先补OH－，另一边补H2O
③有机物中化合价处理方法：“氧－2，氢＋1，最后算碳化合价”，并且要注意溶液环境与产物之间的反应，碱性环境下，C元素最终产物应为CO
④水溶液中不能出现O2－；碱性溶液反应物、生成物中无H+；酸性溶液反应物、生成物中无OH－；中性溶液反应物中无H+和OH－
2．书写反应式的技巧——与氧化还原反应方程式基本一致
(1)审题干及装置图，明确是原电池还是电解池；审要求，明确写哪个电极上的反应，是写电极反应还是电池反应
(2)仔细研究装置图中的物质变化或微粒变化，确定反应物和产物
(3)分析反应方向及化合价变化，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒以及电解质的酸碱性等，配平电极反应式
【真题演练】
1．(2025·重庆卷)水是化学反应的良好介质，探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。用如图所示电化学装置进行如下实验
(1)用H2实验：在左侧通入H2，产物为H2O，盐桥中K+移向装置的_______(填“左侧”或者“右侧”)，电池的总反应为___________________
(2)用O2实验：在一侧通入O2，电池的总反应仍保持不变，该侧的电极反应为___________________
2．(2025·湖南卷)在温和条件下，将CO转化为C4烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性合成C4H10，该流程示意图如下，回答下列问题：
(1)电解池中电极M与电源的_______极相连
(2)CO放电生成C2H4的电极反应式为___________________________
3．(2025·浙江1月卷)在[(CH3)2NH2]+Cl－的有机溶液中电化学还原CO2制备HCON(CH3)2，阴极上生成HCON(CH3)2的电极反应方 程式是____________________________________
4．(2024·北京卷)研究表明可以用电解法以N2为氨源直接制备HNO3，其原理示意图如下
电极a表面生成NO的电极反应式__________________________________________
5．(2024·浙江1月)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
_______________
6．(2024·浙江6月)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2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 L/mol；电荷量q(C)＝电流I(A)×时间(s)；NA＝6.0×1023 mol－1；e＝1.60×10－19 C。]
7．(2024·湖南卷)以CH2==CHCN为原料，稀硫酸为电解液，Sn作阴极，用电解的方法可制得Sn(CH2CH2CN)4，其阴极反应式__________________________
8．(2024·重庆卷)Pb(CH2CH3)4(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为，阴极为碳钢，电解液为溶有格氏试剂(CH3CH2MgClCH3CH＋MgCl+)的有机体系
(1)阳极上生成Pb(CH2CH3)4的电极反应式为_______
(2)为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的CH3CH2Cl，其原理是_______
(3)为减少铅污染，Pb(CH2CH3)4被限制使用。(CH3O)2CO是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所示(Pt/C为催化剂)。总反应化学方程式为_______；外电路转移1 mol电子时，理论上可生成(CH3O)2CO的物质的量为_______mol
9．(2024·广西卷)我国科研人员在含Li+的SOCl2溶液中加入I2，提高了Li－SOCl2电池的性能。该电池放电时，正极的物质转变步骤如图。其中，I2的作用是_______；正极的电极反应式为___________________________
10．(2023·北京卷)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(NO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____________________________
【题组训练】
1．氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过氨电解法由氨气得到氢气。利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示
(1)电解过程中OH－的移动方向为___________(填“从左往右”或“从右往左”)
(2)阳极的电极反应式为_____________________________________________
2．研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开
(1)电池负极电极反应式为________________________；放电过程中需补充的物质A为______________(填化学式)
(2)如图所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为________________________________
3．甲醇也可通过电化学方法由甲烷直接制得，装置如右图所示，已知，电解生成甲醇的过程分3步：
①通电时，氯离子先转化成高活性的原子氯(Cl·)；②Cl·与吸附在电极上的CH4反应生成HCl和CH3Cl；③在碱性电解液中，CH3Cl转化为目标产物CH3OH。当步骤①有2 mol Cl·生成时，外电路中转移的电子数为________(用含NA的代数式表示)。阴极的电极反应为______________________________________
4．我国科学家成功实现了用电催化CO高选择性直接制备乙烯，该方法的工作原理如图所示。阴极材料为优化的铜基催化剂。写出阴极的电极反应式________________________________________电解的总反应化学方程式为 ________________________________________
5．研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，工作原理如图。
(1)负极的电极反应式为 __________________________
(2)当向正极通入1 mol O2且全部被消耗时，理论上正负极溶液质量变化的绝对值之差为______g(保留两位小数)
6．MFC－电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可高效净化废水，其耦合系统原理示意图如下图所示
(1)b电极的电极反应为___________________________________
(2)X电极的电极反应为_______________________________________________
(3)生成·OH的反应为___________________________________________
(4)Y电极的电极反应为______________________________________________
7．电催化CO2和NO合成尿素的装置如下图所示，生成尿素的电极反应式为_____________________________
(2)电催化CO2和N2合成尿素。CO2先在阴极被还原为中间体CO，再与N2合成尿素。已知：CO2在阴极还能被还原为CH4，且生成CH4的趋势比生成CO的趋势更大。但实验数据表明，一定时间内，阴极产物中CO的物质的量比CH4的大，可能的原因为________________________________________________________
8．直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池
(1)三种乙醇燃料电池中，正极反应物均为________
(2)碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为________________________________________，使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断下降，其原因是__________________________________________
(3)酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为______________________________________________
(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO向电极______(填“a”或“b”)移动，电极b上发生的电极反应式为_____________________________________________________
9．工业上，以光伏电池为电源，以CO2和H2为原料，以硫酸为电解质溶液，可以采用电化学方法合成CH3OH。则合成CH3OH的电极反应式为____________________________________________________________
10．工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图所示，写出电解时铁电极发生的电极反应：___________________________________________，随后，铁电极附近有无色气体产生，写出有关反应的离子方程式：______________________________________________________________________
11．有人设计一种电解装置，用乙炔合成丁二烯(C4H6)的装置如图，电解质溶液为1.0 mol/L KHCO3溶液。
(1)请写出生成C4H6的电极的电极反应式：______________________________
(2)用1.0 L 1.0 mol·L-1 KOH溶液吸收阳极逸出的气体再生电解质溶液。不考虑气体溶解残留，当电路中转移0.75 mol e－时，计算再生液的c(H＋)≈____________。(已知H2CO3的电离常数Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11)
12．一种双阴极室隔膜电解KOH溶液制备K2FeO4的装置如图1所示。电解时，阳极的电极反应式为_________
____________________________
13．微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术，如图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图
A极的电极反应式为_______________________________________________，A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为________
14．利用电解法制备甲醇，其工作原理如下图所示，既可获得甲醇，又可实现CO2、H2O的循环利用
(1)b是______极，交换膜为_________，左室发生的电极反应为____________
(2)若电解前，左右两室质量相等，得到1 mol CH3OH，理论上两室质量差为________g(忽略氧气、二氧化碳在水中的溶解)
15．用间接电化学法除去NO的过程如图所示
(1)已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，写出阴极的电极反应__________________________________
(2)用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理___________________________________________________
16．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效多功能水处理剂，在强碱性条件下稳定，易被H2还原。以铁合金、Ni为电极，电解NaOH溶液制取Na2FeO4的装置如图所示。
(1)电解时，总反应的化学方程式为___________________________________
(2)电解槽使用阳离子交换膜的作用：______________和允许导电的Na＋通过
(3)如果用铅酸蓄电池作为该电解池的电源，则铁合金应与铅酸蓄电池的________(填“Pb”或“PbO2”)相连。阳离子交换膜每通过1 mol Na＋，铅酸蓄电池的正极将增重______g
17．用光电化学法将CO2还原为有机物可实现碳资源的再生利用，其装置如图甲所示，其他条件一定时，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图乙所示：
已知FE%＝×100%，其中电量Qx＝nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
(1)当电解电压为U1Ⅴ时，阴极生成HCOOH的电极反应式为____________________________________________
(2)当电解电压为U2V时，电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为7∶5，则生成HCHO的法拉第效率m为________________________________________
18．有研究人员用CO2通过电催化生成多种燃料，其工作原理如图所示。
(1)请写出Cu电极上产生CH3OH的电极反应式：________________________
(2)如果Cu电极上只生成0.15 mol C2H4和0.30 mol CH3OH，则Pt电极上产生O2的物质的量为__________
19．以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，得到广泛的研究，下图是研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：
B极上的电极反应式为__________________________________________，若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解硫酸铜溶液，当阳极收集到5.6 L(标准状况)气体时，消耗甲烷的体积为________L(标准状况下)
20．利用“Na－CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“ Na－CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应为4Na＋3CO22Na2CO3＋C。放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示
(1)放电时，正极的电极反应式为______________________________________。
(2)选用高氯酸钠－四甘醇二甲醚做电解液的优点是___________________(至少写两点)。
21．浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能
(1)X为________极，Y极反应式为___________________________________
(2)Y极生成1 mol Cl2时，_______ mol Li＋移向________(填“X”或“Y”)极
22．微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如图所示
(1)该电池中外电路电子的流动方向为_______(填“从A到B”或“从B到A”)
(2)工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将________(填“增大”“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计)
(3)A电极附近甲醇发生的电极反应为__________________________________
23．以CO2、N2为原料，电解KHCO3溶液可获得尿素。生成尿素的电极反应式为__________________
24．催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。HCO在阴极放电生成CH3COO－的电极反应式为_________________________________________________________________
【填空题突破6　 陌生电化学装置中电极方程式的书写】答案
【真题演练】
1．(1)右侧 2H2＋O2===2H2O
(2)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
解析：(1)用H2进行实验，左侧通入H2，产物为H2O，电极方程式为：H2－2e－＋2OH－===2H2O，左侧为负极，右侧为正极，电极方程式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，在原电池中，正电荷向正极移动，所以盐桥中K+移向正极，即右侧，该电池为燃料电池，原料为氢气和氧气，总反应方程式为2H2＋O2===2H2O，故答案为：右侧；
2H2＋O2===2H2O；
(2)用O2进行实验，一侧通入O2，电池总反应方程式不变，则该电池为氢气和氧气组成的燃料电池，该侧的电极反应方程式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故答案为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2．(1)正
(2)2CO＋6H2O＋8e－===C2H4＋8OH－
解析：(1)由图可知，N电极上CO转化为C2H4，C元素化合价下降，发生还原反应，N为阴极，则M为阳极，与电源正极相连；
(2)CO发生得电子的还原反应转化为C2H4，电解液是碱性环境，电极反应为：2CO＋6H2O＋8e－===C2H4＋8OH－；
3．CO2＋2e－＋2[(CH3)2NH2] +===HCON(CH3)2＋(CH3)2NH＋H2O
解析：已知电解池中阴极发生还原反应，故在[(CH3)2NH2] +Cl－的有机溶液中电化学还原CO2制备HCON(CH3)2阴极上生成HCON(CH3)2的电极反应方程式是：CO2＋2e－＋2[(CH3)2NH2] +===HCON(CH3)2＋(CH3)2NH＋H2O，故答案为：CO2＋2e－＋2[(CH3)2NH2] +===HCON(CH3)2＋(CH3)2NH＋H2O。
4．N2＋6H2O－10e－＝2NO＋12H＋
解析：由电极a上的物质转化可知，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极a为阳极，电极反应式为
N2－10e－＋6H2O===2NO＋12H＋
5．CO2＋2H+＋2e ===HCOOH
解析：电极B上CO2转化为HCOOH，发生还原反应，电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH。
6．O2＋4e－＋2CO2===2CO 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===2CO，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 C＝3840 C，工作电荷量为：3.2×14×60 C＝2688 C，则该电池将化学能转化为电能的转化率为：×100%＝70%；
7．Sn＋4CH2===CHCN＋4e－＋4H＋===Sn(CH2CH2CN)4
解析：CH2==CHCN与Sn在阴极得电子制得Sn(CH2CH2CN)4，故阴极的电极反应式为
Sn＋4CH2==CHCN＋4e－＋4H＋==Sn(CH2CH2CN)4。
8．(1)Pb－4e－＋4CH3CH===Pb(CH2CH3)4
(2)阴极MgCl+得到电子发生还原反应生成镁单质：MgCl+＋2e－＝Mg＋Cl－，在阴极区不断加入适量的CH3CH2Cl，发生反应CH3CH2Cl＋Mg===CH3CH2MgCl，实现阴极产物的循环利用
(3)2CH3OH＋CO2===(CH3O)2CO＋H2O 0.5
解析：(1)电解池的阳极为Pb，阳极上Pb失去电子发生氧化反应生成Pb(CH2CH3)4，电极反应式为Pb－4e－＋4CH3CH===Pb(CH2CH3)4。
(2)阴极MgCl+得到电子发生还原反应生成镁单质：MgCl+＋2e－===Mg＋Cl－，在阴极区不断加入适量的CH3CH2Cl，发生反应CH3CH2Cl＋Mg===CH3CH2MgCl，实现阴极产物的循环利用；
(3)由图，A极二氧化碳得到电子发生还原生成CO和CH3O－：2CH3OH＋CO2＋2e－＝2CH3O－＋CO＋H2O，CO和CH3O－再和Pt2+反应生成(CH3O)2CO：2CH3O－＋CO＋Pt2+===(CH3O)2CO＋Pt，则总反应为二氧化碳和甲醇反应生成(CH3O)2CO和水：2CH3OH＋CO2===(CH3O)2CO＋H2O；反应中电子转移为
(CH3O)2CO～2e－，则外电路转移1 mol电子时，理论上可生成(CH3O)2CO的物质的量为0.5mol。
9．催化作用 2OCl2＋4Li+＋4e－S＋SO2＋4LiCl
解析：由图可知，I2在反应中被消耗又生成，作用是催化作用；放电时，正极上SOCl2得到电子发生还原转化为S、SO2，正极电极反应为：2OCl2＋4Li+＋4e－S＋SO2＋4LiCl。
10．(1)阳
(2)2NO ＋16e－＋CO2＋18H+===CO(NH2)2＋7H2O
解析：(1)电极b上发生H2O失电子生成O2的氧化反应，是电解池的阳极。(2)a极硝酸根离子得电子转化为尿素，再结合酸性环境可分析出电极反应式为2NO ＋16e－ ＋CO2＋18H+===CO(NH2)2＋7H2O；
【题组训练】
1．(1)从右往左　
(2) 2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
2．(1)HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O　H2SO4　
(2)2HCOOH＋2OH－＋O2===2HCO＋2H2O
解析：(1)该装置为原电池，负极失去电子，HCOO－中C为＋2价，转化为HCO，C为＋4价，化合价升高失去电子，则1 mol HCOO－转化为1 mol HCO，转移2 mol e－，电解质为KOH，故用OH－平衡电荷。正极处为Fe3+得电子生成Fe2+，Fe2+又被O2氧化生成Fe3+，此条件为酸性条件，若为碱性条件，则生成Fe(OH)3，装置中流出K2SO4，则物质A应为H2SO4，发生反应：4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O。(2)HCOOH被O2氧化生成HCO，根据C、O得失电子守恒配平反应，用OH－平衡电荷。
3．2NA　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
解析：阳极发生反应：Cl－－e－===Cl·，根据电极方程式可知，Cl·～e－，即有2 mol Cl·生成时，外电路中转移2 mol电子，则转移电子数为2NA；阴极的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
4．2CO＋8H＋＋8e－===C2H4＋2H2O　2CO＋2H2OC2H4＋2O2
解析：由电子流向可知，铜基片为阴极，一氧化碳酸性条件下得到电子发生还原反应生成乙烯：
2CO＋8H＋＋8e－===C2H4＋2H2O；阳极水失去电子发生氧化反应生成氧气，总反应为：2CO＋2H2OC2H4＋2O2。
5．(1)C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋　
(2)2.67
解析：(1)燃料电池，燃料通负极，故通入甲醇的一极为负极，失电子转化为CO2，负极反应为C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋；(2)1 mol O2被消耗，转移电子4 mol，根据正极电极反应式O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正极溶液增加1 mol O2和4 mol H＋，质量为32＋4＝36 g；根据负极电极反应，转移12 mol电子生成2 mol CO2和12 mol H＋，氢离子通过质子交换膜进入正极区，减少质量88＋12＝100 g，故转移4 mol电子减少质量33.33 g，理论上正负极溶液质量变化的绝对值之差为36 g－33.33 g＝2.67 g。
6．(1)O2＋4e－＋4H＋===2H2O
(2)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
(3)Fe2＋＋H2O2＋H＋===Fe3＋＋·OH＋H2O
(4)O2＋2e－＋2H＋===H2O2
解析：燃料电池中通入燃料的电极为负极，故a电极为负极，b电极为正极，X电极为阳极，Y电极为阴极。
7．(1)CO2＋2NO＋18H＋＋16e－===CO(NH2)2＋7H2O
(2)该条件下，CO2在阴极生成CO的速率比生成CH4的速率大
解析：(1)根据装置图可知，CO2、NO反应生成尿素，为还原反应，生成尿素的电极反应式为CO2＋2NO＋18H＋＋16e－===CO(NH2)2＋7H2O。(2)CO2在阴极还能被还原为CH4，且生成CH4的趋势比生成CO的趋势更大，即生成CH4反应的平衡常数比生成CO反应的平衡常数更大。但实验数据表明，一定时间内，阴极产物中CO的物质的量比CH4的大，可能的原因为该条件下，CO2在阴极生成CO的速率比生成CH4的速率大。
8．(1)氧气　
(2)C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O　
空气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH　
(3)O2＋4H＋＋4e－===2H2O　
(4)a　O2＋2CO2＋＋4e－===2CO
9．CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O
10．Fe－2e－===Fe2+　 2NO＋8H＋＋6Fe2+===N2↑＋6Fe3+＋4H2O
解析：根据电解原理，阳离子向阴极移动，由装置图可知，A为电源的正极，B为电源的负极，铁作阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2+；NO在酸性条件下具有强氧化性，能将Fe2+氧化，本身被还原成N2，其反应的离子方程式为2NO＋8H＋＋6Fe2+===N2↑＋6Fe3+＋4H2O。
11．(1)2C2H2＋2e－＋2HCO===C4H6＋2CO
(2)9.4×10－11 mol·L－1
解析：(1)由图可知，生成丁二烯的电极为电解池的阴极，在碳酸氢根离子作用下乙炔在阴极得到电子发生还原反应生成丁二烯和碳酸根离子，电极反应式为2C2H2＋2e－＋2HCO===C4H6＋2CO
(2)由图可知，左侧电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，放电生成的氢离子与溶液中的碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，由方程式可知，电路中转移0.75 mol电子时，反应生成二氧化碳的物质的量为0.75 mol，氢氧化钾溶液中氢氧化钾的物质的量为1.0 mol·L-1×1 L＝1 mol，则由方程式2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O、K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3可知，二氧化碳与氢氧化钾溶液反应得到碳酸钾和碳酸氢钾的混合溶液，设溶液中碳酸钾、碳酸氢钾的物质的量分别为a mol、b mol，由钾原子个数守恒可得：2a＋b＝1，由碳原子个数守恒可得：a＋b＝0.75，解联立方程可得a＝0.25、b＝0.5，由碳酸的二级电离常数Ka2＝＝eq \f(c(H＋)×,)＝4.7×10－11，解得c(H＋)＝9.4×10－11 mol/L。
12．Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O　
13．CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋　5∶2
解析：由图可知A极CH3COO－失电子被氧化的电极反应式为CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋；B极电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，根据两极反应式计算，转移相同电子时两极产生的CO2和N2的物质的量比为5∶2。
14．(1)正　质子交换膜(或阳离子交换膜)　CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O　
(2)104
解析：利用电解法制备甲醇，石墨Ⅰ(左室)电极发生反应CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O，石墨Ⅰ为阴极，a为负极，b是正极，石墨Ⅱ发生反应2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，中间为质子交换膜(或阳离子交换膜)，若电解前，左右两室质量相等，得到1 mol CH3OH，左室增加1 mol CO2和6 mol H＋，质量增加为44＋6＝50 g，右室减少1.5 mol氧气和6 mol H＋，质量减少为1.5×32＋6＝54 g，理论上两室质量差为50＋54＝104 g。
15．(1)2HSO＋2e－＋2H＋===S2O＋2H2O
(2)2NO＋2S2O＋2H2O===N2＋4HSO
16．(1)Fe＋2H2O＋2NaOHNa2FeO4＋3H2↑
(2)阻止Na2FeO4和H2接触反应　
(3)PbO2　32
解析：(3)铅酸蓄电池中Pb为负极，PbO2为正极，如果用铅酸蓄电池作为该电解池的电源，铁合金应与铅酸蓄电池的PbO2相连；阳离子交换膜每通过1 mol Na＋，电路中要转移1 mol电子，铅酸蓄电池的正极电极反应为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，由PbO2变为PbSO4可以看作增加的为二氧化硫的质量，根据硫原子守恒，n(SO2)＝n(SO)，增重的质量为×1 mol×64 g·mol－1＝32 g。
17．(1)CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH　
(2)42
解析：(2)CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH，CO2＋4e－＋4H＋===HCHO＋H2O，当电解电压为U2V，电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为7∶5时，可建立等式＝，m＝42。
18．(1)CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O　(2)0.9 mol
解析：(2)C2H4和CH3OH中碳均为－2价，CO2转化成C2H4和CH3OH化合价均降低6价，所以生成0.15 mol C2H4和0.30 mol CH3OH时转移的电子为3.6 mol，则生成的氧气为＝0.9 mol。
19．CH4－8e－＋4O2-===CO2＋2H2O　2.8
解析：(1)②若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解硫酸铜溶液，当阳极收集到5.6 L(标准状况)氧气时，反应转移1 mol 电子，由得失电子数目守恒可知消耗甲烷的物质的量为0.125 mol，则甲烷的体积为0.125 mol×22.4 L·mol－1＝2.8 L。
20．(1)3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C　
(2)导电性好、与金属钠不反应、难挥发
21．(1)正　2Cl－－2e－===Cl2↑　
(2)2　X　
22．(1)从A到B　
(2)增大　
(3)CH3OH＋H2O－6e－===6H＋＋CO2↑
23．CO2＋N2＋6HCO＋6e－===CO(NH2)2＋6CO＋H2O[或7CO2＋N2＋5H2O＋6e－===CO(NH2)2＋6HCO]
24．11HCO＋8e－===CH3COO－＋9CO＋4H2O
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑