高中化学学业水平知识电极反应式的书写(提高)

【巩固练习】
一、选择题（每题有1~2个选项符合题意）
1．在碱性锌锰干电池中，已知氢氧化钾为电解质，发生的电池总反应为：Zn+2MnO 2+2H 2O==2MnOOH +Zn(OH)2。

则下列对该电池的电极反应书写正确的是( )
A ．负极反应为Zn －2e －==Zn 2+
B ．负极反应为Zn+2H 2O －2e －==Zn(OH)2+H +
C ．正极反应为2MnO 2+2H ++2e －==2MnOOH
D ．正极反应为2MnO 2+2H 2O+2e －==2MnOOH+2OH －
2．电子表所用的纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH 溶液，其总反应式为：Zn+Ag 2O+H 2O==2Ag+Zn(OH)2，下列判断不正确的是（ ）
A ．Zn 为负极，电极反应为：Zn+2OH －－2e －==Zn(OH)2；
B ．Ag 2O 为正极，电极反应为：Ag 2O+H 2O+2e －==2Ag+2OH －
C ．电池工作时，负极附近溶液的pH 减小
D ．电池工作时，整个溶液中的OH －离子的物质的量增大
3．LiFePO 4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。

电池反应为：
FePO 4
+Li LiFePO 4，电池的正极材料是LiFePO 4，负极材料是石墨，含Li ＋导电固体为电解质。

下列有关LiFePO 4电池说法正确的是
A ．可加入硫酸以提高电解质的导电性
B ．放电时电池内部Li ＋向负极移动
C ．充电过程中，电池正极材料的质量减少
D ．放电时电池正极反应为：FePO 4+Li ++e -=LiFePO 4
4．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放
电电压。

高铁电池的总反应为：
3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH ，下列叙述错误的是 A ．放电时负极反应为：3Zn －6e －+6OH －= 3Zn(OH)2
B ．放电时正极反应为：2FeO 42－+ 8H 2O+6e －=2Fe(OH)3+10 OH －
C ．充电时阳极反应为：2Fe(OH)3+6e －+ 10 OH －= 2FeO 42－+ 8H 2O
D ．充电时阴极反应为：3Zn(OH)2+6e －= 3Zn +6OH －
5．蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。

下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：
下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是（ ）
A ．放电时负极反应式为：Fe －2e －+2OH －=Fe(OH)2；
B ．放电时正极反应式为：NiO 2+2e －+2H 2O=Ni(OH)2+2OH －。

C ．充电时阴极反应式为：Fe(OH)2+2e －=Fe+2OH －；
D ．电池的电解液为碱性溶液，电池充电过程中，阳极附近溶液的pH 升高 放电
充电
6．将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即构成甲烷燃料电池。

下列叙述不正确
．．．的是
A．通入CH4的电极为负极，电极反应式为：CH4+10OH――8e=CO32－+7H2O
B．正极发生氧化反应，其电极反应式是：O2+2H2O+4e－=4OH－
C．此电池工作时溶液中阴离子向负极移动
D．该电池使用一段时间后应补充KOH溶液
7．把一小块镁铝合金放入6 mol/L的NaOH溶液中，可形成微型原电池。

则该电池负极上发生的电极反应为( )
A．Mg－2e－==Mg2+B．Al+4OH－－3e－==AlO2－+2H2O
C．4OH－－4e－==2H2O+O2↑D．2H2O+2e－==2OH－+H2↑
8．某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。

放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。

下列说法不正确的是A．放电时，负极反应为：Li—e-=Li+
B．放电时，正极反应为：Li++e-=Li
C．充电时，阳极反应为：Li2Mn2O4—e-= Li++LiMn2O4
D．充电时，阴极反应为：Li++e-=Li
9．如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的NaCl饱和溶液，C
（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极。

断开S2，接通S1后，C（Ⅰ）附近
溶液变红，两玻璃管中有气体生成。

一段时间后（两玻璃管中液面未脱
离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。

说明此时该装置
形成了原电池，关于该原电池的叙述，正确的是（）。

A．C（Ⅰ）的电极名称是阴极
B．C（Ⅱ）的电极名称是负极
C．C（Ⅰ）的电极反应式是2H++2e－==H2↑
D．C（Ⅱ）的电极反应式是Cl2+2e－==2Cl－
10．下列关于右图装置的说法正确的是
A．若断开K 1连接K2，X、Y均为石墨，Z是NaCl溶液，则X
附近能得到氢氧化钠
B．若断开K1连接K2，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4溶液，则该
装置可用于铜的精炼
C．若断开K2连接K1，X是Cu，Y是Fe，Z是含有空气的海水，则该
装置可用于保护Fe
D．若断开K2连接K1，X是Cu，Y是Zn，Z是稀H2SO4，则溶液中的
SO42-移向Y极
11．铅蓄电池的示意图如右图所示。

下列说法正确的是
A．放电时，N为负极，其电极反应式为：
PbO2+SO42－+4H++2e－=PbSO4+2H2O
B．放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加
C．充电时，阳极反应式为：PbSO4+2e－= Pb+SO42－
D．充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO2
12．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。

下列叙述不正确
．．．的是
A．a和b用导线连接时，正极发生的反应：Cu2+ +2e- ==Cu
B．a和b不连接时，铁片质量会增加，原因是发生：Cu2+ + Fe = Cu + Fe2+
C．无论a和b是否连接，铁片均被腐蚀，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D．a和b分别连接电源正、负极，Cu电极发生的反应：
4OH- —4e- == 2H2O+ O2↑
13．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池。

下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是
A. 当有0.1mol电子转移时，a极产生1.12L O2（标准状况下）
B. b极上发生的电极反应是：4H2O + 4e- = 2H2↑+ 4OH-
C. d极上发生的电极反应是：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
D. c极上进行还原反应，B中的H+可以通过隔膜进入A
14．用石墨作阳极，Fe作阴极，电解H 2SO4溶液，下列说法正确的是
A．阴极反应式为：O2+4H++4e－＝2H2O
B．阳极反应式为：4OH――4e―==2H2O+O2↑
C．电解后溶液的PH不变
D．电解时SO42—向阳极移动
二、填空题：
1．某原电池中，电解质溶液为KOH(aq)，分别向负极通入C2H4、CO，分别向正极通入O2，试完成下列问题：
(1)当分别通入C2H4和O2时：
①正极反应：_______________；
②负极反应：_______________；
③电池总反应：________________________；
④溶液pH的变化：__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。

(2)当分别通入CO和O2时：
①正极反应：_______________；
②负极反应：_______________；
③电池总反应：_______________；
④溶液pH的变化：_______________．
2．1991年我国首创以铝－空气－海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，则电源负极材料为：_________，正极材料为：_________。

正、负极反应式分别为：_________ 、_________ 。

3．已知：4NH3(g) + 3O2(g) == 2N2(g) + 6H2O(g) ΔH = ―1 316 kJ/mol
氨是一种潜在的清洁能源，可用作碱性燃料电池的燃料。

①能利用该反应设计成电池的原因是。

②燃料电池的负极反应式是。

4．最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸，
总反应为：2CH3CHO + H2O CH3CH2OH + CH3COOH
实验室中，以一定浓度的乙醛—Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟
乙醛废水的处理过程，其装置示意图如右图所示。

（1）若以甲烷燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入
（填化学式）气体。

（2）电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气
体。

电极反应如下：
阳极：①4OH- - 4e- == O2↑+ 2H2O
②
阴极：①
②CH3CHO + 2e- + 2H2O == CH3CH2OH + 2OH-
（3）电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量（填“增大”、“减小”或“不变”）。

5．有人研究反应AsO43－+2I－+2H+==AsO33－+I2+H2O时，认为该反应是可逆反应，为了验证该想法，他根据平衡移动原理设计出如图所示的实验装置(装置中盐桥的作用是使整个装置形成一个闭合回路)。

(1)请你参与探究：用实验证明他的观点。

①假设该反应是可逆反应，反应的离子方程式为____________ 。

②该实验中C1和C2两电极可以是同种材料吗？________。

查阅有关资料得知Fe的还原性比I－和AsO33－都强，在Zn、Al、Pt、C棒几种材料中，可用于该实验的电极材料是
________。

③实验开始时，按图组装好实验装置，向A烧杯中加入适量2 mol/L KI溶液，向B烧杯中加入适量1 mol/L Na3AsO4溶液，再向B烧杯中逐滴加入浓盐酸，发生的现象是电流表________；A中________ 。

此过程中，C1棒发生的反应为________ 。

(2)若要证明反应可逆向进行，在40％NaOH溶液、4％NaOH溶液、碘水、Na3AsO3溶液几种试剂中，必须向B烧杯中滴加________溶液。

①证明该反应是可逆反应的事实是________ 。

②操作(2)过程中，C2棒发生的反应为________ 。

【答案与解析】
一选择题
1．D
【解析】由于所给电池的电解质溶液为氢氧化钾溶液，所以该电池为碱性电池。

在书写碱性电池的电极反应式时，方程式中不得出现H+，因此立即排除B、C。

在碱性电池中，负极的Zn失去电子形成的Zn2+应该与OH－结合为Zn(OH)2，因此A错误。

2．D
【解析】从题干中的总反应式可以看出，电池工作时，整个溶液中的离子的OH－物质的量不变。

3．CD
【解析】放电时，负极：Li - e- ==Li+，正极：FePO4 + Li+ + e- =LiFePO4；充电时，阳极：LiFePO4 - e- = FePO4 + Li+，阴极：Li+ + e- =Li，所以C、D正确。

若加入硫酸，与Li单质（固体）发生反应，所以A错；放电时，Li+（正电荷）应在电池内部（电解质中）向正极移动，故B错。

4．C
【解析】C项，阳极应失电子，反应为：2Fe(OH)3－6e－+ 10 OH－= 2FeO42－+ 8H2O
5．D
【解析】充电时，阳极反应为：Ni(OH)2－2e－+2OH－=NiO2+2H2O；阳极附近OH－离子浓度降低，则阳极附近溶液的pH降低。

6．B
【解析】B项，正极发生的是还原反应。

7．B
【解析】镁虽比铝活泼，但原电池的正负极不仅与电极金属的活泼性有关，而且与电解质溶液有关，在NaOH溶液中Al能与碱反应，而镁较难与NaOH溶液反应，所以铝作负极。

8．B
【解析】放电时，正极反应为：Li++LiMn2O4+e-= Li2Mn2O4
9．D
【解析】断开S2，接通S1，该装置是电解装置，C（Ⅰ）附近溶液变红，说明是H+放电后留下了OH－，即C（Ⅰ）是阴极，C（Ⅱ）是阳极，断开S1，接通S2，则原装置中的H2、Cl2构成燃料电池，则C（Ⅰ）是负极，C（Ⅱ）是正极，故选项A、B。

均不正确；C项，形成原电池时，C（Ⅰ）极电极反应式为：H2－2e－+2OH－==2H2O；D项正确。

10．D
11．D
【解析】A项，放电时，N应为正极；B项，放电时，c(H2SO4)减少；C项，充电时，阳极反应式为：PbSO4+2H2O－2e－=PbO2+4H++SO42－。

12．D
【解析】D项，a和b分别连接电源正、负极，Cu电极发生的反应为：Cu—2e- ==Cu2+ 14．BD
13．D
【解析】A项，a极与负极相连做阴极，产生的是氢气；B项，b极上发生的电极反应是：4OH- —4e-= O2↑+2H2O；C项，d极上发生的电极反应是H2 - 4e- = 2H+。

D项，c极上进行还原反应：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O，B中的H+可以通过隔膜进入正极区A。

二、填空题
1．【答案】(1)①3O2＋12e－＋6H2O＝12OH－②C2H4－12e－＋16OH－＝2CO-2
＋10H2O ③
3
＋4H2O ④减小
C2H4＋3O2＋4OH－＝2CO-2
3
(2) (1)①O2＋4e－＋4H＋＝2H2O ②2CO－4e－＋2H2O＝2CO2＋4H＋
③2CO＋O2＝2CO2↑④不变
2．【答案】负极材料为：Al；正极材料为：石墨等能导电的惰性材料或活泼性比铝弱的金属材料。

负极反应：4Al－12e—＝4Al3+正极反应：3O2＋6H2O＋12e-＝12OH-
【解析】根据原电池构成的条件，活泼金属作负极（失去电子），发生氧化反应；惰性材料作正极（得到电子），发生还原反应。

可认为发生铝的吸氧腐蚀。

3．【答案】①该反应为氧化还原反应，且为放热反应
②2NH3―6e- + 6OH- == N2↑+ 6H2O
4．【答案】
（1）CH4
（2）CH3CHO -2e- + H2O == CH3COOH + 2H+
4H++ 4e- =2H2↑或4H2O + 4e- = 2H2↑+ 4OH-（写成“2H++ 2e- == H2↑”也可）（3）不变
5．【答案】(1)①AsO43－+2I－+2H+AsO33－+I2+H2O
②可以Pt或C棒
③指针发生偏转溶液由无色变为黄褐色2I－－2e－==I2
(2)40％NaOH溶液①两次操作，指针偏转方向相反
②AsO33－+H2O－2e－==AsO43－+2H+
【解析】正逆反应均构成原电池，由可逆反应知，①加入浓盐酸时，c (H+)增大，平衡正向进行(向右移动)，I－变成I2，C1电极反应为2I－－2e－==I2，电子从C1流向C2，AsO43－得电子作正极。

加碱时反应逆向进行，AsO33－失去电子变成AsO43－，C2电极反应为AsO33－+H2O －2e－==AsO43－+2H+，I2得电子作正极。

酸性和碱性时的电流方向相反。