1、考点 19 原电池原理及化学电源题组一 基础小题1下列示意图中能构成原电池的是( )答案 B解析 Cu、 C 与稀硫酸不反应，A 装置不能构成原电池；Al 与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，B 装置能构成原电池；C 装置中的“导线”不是盐桥，不能构成原电池；D 装置中缺少盐桥。2.某化学兴趣小组为了探究铬和铁的活泼性，设计如图所示装置，下列推断合理的是( )A若铬比铁活泼，则电子经外电路由铁电极流向铬电极B若铬比铁活泼，则铁电极反应式为 2H 2e =H2C若铁比铬活泼，则溶液中 H 向铁电极迁移D若铁电极附近溶液 pH 增大，则铁比铬活泼答案 B解析 若铬比铁活泼，则铬为负极，铁为正极，电子由
2、负极(铬) 流向正极( 铁)，正极反应式为 2H 2e =H2，A 项错误，B 项正确；若铁比铬活泼，则铁为负极，铬为正极，溶液中的 H 在正极(铬) 得电子，H 向铬电极迁移， C 项错误；铁电极附近 pH 增大，说明 H 在铁电极得电子生成 H2，铁电极为正极，铬为负极，D 项错误。3原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是( )A由 Al、Cu、稀 H2SO4 组成的原电池，负极反应式为Al3e =Al3B由 Mg、Al、NaOH 溶液组成的原电池，负极反应式为Al3e 4OH =AlO 2H 2O 2C由 Fe、Cu、FeCl 3 溶液组成的原
3、电池，负极反应式为Cu2e =Cu2D由 Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu2e =Cu2答案 C解析 由 Fe、Cu、FeCl 3溶液组成的原电池，负极材料是 Fe，反应式为 Fe2e =Fe2 ，C 错。4下列关于如图所示原电池的说法中正确的是( )A当 a 为 Cu、b 为含有碳杂质的 Al、c 为稀硫酸时， b 极上没有气体产生B当 a 为石墨、b 为 Fe、c 为浓硫酸时，不能产生连续的稳定电流C当 a 为 Mg、b 为 Al、c 为 NaOH 溶液时，根据现象可推知Al 的活动性强于 Mg 的D当 a 为石墨、b 为 Cu、c 为 FeCl3 溶液时，a、b 之间没有
4、电流通过答案 B解析 A 项，因 b 为含有碳杂质的 Al，C、 Al、稀硫酸可构成原电池，溶液中的 H 在该极上获得电子而产生 H2，故 b 极上有气体产生，错误；B 项，开始时，能形成原电池，有短暂的电流产生，但 Fe 被浓硫酸钝化后，铁表面生成致密的氧化膜，内部的铁不再失去电子而不能形成电流，正确；C 项，由于 Al 能与 NaOH 溶液反应，故为原电池的负极，实际上，Mg 的活动性比 Al 的强，故不能据此判断 Al 的活动性强于 Mg 的，错误； D 项，Cu 能与 FeCl3发生氧化还原反应，能形成原电池而产生电流，错误。5如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是( )A氧
5、化剂和还原剂必须直接接触才能发生反应B电极上发生还原反应，作原电池的负极C该原电池的总反应为 2Fe3 Cu= =Cu2 2Fe 2D盐桥中装有含氯化钾的琼脂，K 移向负极区答案 C解析 该原电池反应中氧化反应和还原反应在两个不同的烧杯中进行，因此氧化剂和还原剂没有直接接触，A 项错误；B 项，Cu电极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu2e =Cu2 ，错误； D 项，正极发生还原反应：2Fe3 2e =2Fe2 ，正电荷数减小，K 移向正极补充正电荷，错误。6环保、安全的铝空气电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是( )ANaCl 的作用是增强溶液的导电性B正极的电极反应式
6、为 O24e 2H 2O=4OHC电池工作过程中，电解质溶液的 pH 不断增大D用该电池做电源电解 KI 溶液制取 1 mol KIO3，消耗铝电极的质量为 54 g答案 C解析 由图示可知 Al 电极为负极，电极反应式为Al3e 3OH =Al(OH)3，O 2在正极反应：O2 4e 2H2O=4OH ，总反应方程式为4Al3O 26H 2O=4Al(OH)3，pH 基本不变， A、B 正确，C 项错误；D 项，1 mol KI 制得 1 mol KIO3转移 6 mol 电子，消耗 2 mol Al，即 54 g 铝，正确。题组二 高考小题72016全国卷MgAgCl 电池是一种以海水为电
7、解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )A负极反应式为 Mg2e =Mg2B正极反应式为 Ag e =AgC电池放电时 Cl 由正极向负极迁移D负极会发生副反应 Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2答案 B解析 MgAgCl 电池中，Mg 为负极，AgCl 为正极，故正极反应式应为 AgCle =AgCl ，B 项错误。82016全国卷 锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH 溶液，反应为2ZnO 24OH 2H 2O=2Zn(OH) 。下列说法正确的是( )24A充电时，电解质溶液中 K 向阳极移动B充电时，电解质溶液中 c(OH )逐渐减小C放电时，负极反应为：
8、Zn 4OH 2e =Zn(OH)24D放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 22.4 L(标准状况)答案 C解析 充电时为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动，发生的反应为 2Zn(OH) =2ZnO 24OH 2H 2O，电解质溶液中24c(OH )增大，故 A 项、B 项均错误；放电时负极反应为Zn4OH 2e =Zn(OH) ，故 C 项正确；每消耗 1 mol O2电24路中通过 4 mol 电子，故 D 项错误。92016四川高考 某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为：Li 1x CoO2Li xC6=LiCoO2C 6(x1)。下列关于该电池的说法不正
9、确的是( )A放电时，Li 在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为 LixC6xe =xLi C 6C充电时，若转移 1 mol e ，石墨(C 6)电极将增重 7x gD充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2x e =Li1x CoO2xLi 答案 C解析 由放电时电池总反应可知，放电时负极反应式为LixC6xe =C6xLi ，正极反应式为Li1x CoO2 xe xLi =LiCoO2，在原电池内部阳离子由负极向正极迁移，A、B 项均正确；充电时阴极反应式为C6 xLi xe =LixC6，阳极反应式为LiCoO2x e =Li1x CoO2xLi ，转移 x mol e
10、 ，石墨电极增重7x g，若转移 1 mol e ，石墨电极将增重 7 g，C 项不正确，D 项正确。102016浙江高考 金属(M) 空气电池( 如图) 具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4MnO 22 nH2O=4M(OH)n已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )A采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较 Mg、Al、Zn 三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：4Mn nO 22nH
11、2O4n e =4M(OH)nD在 Mg空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜答案 C解析 A 项，采用多孔电极可以提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于 O2扩散至电极表面；B 项，单位质量的Mg、Al、Zn 反应，Al 转移的电子数最多，故 Al空气电池的理论比能量最高；C 项，由于电池中间为阴离子交换膜，故 Mn 不能通过，则正极的电极反应式为 O24e 2H 2O=4OH ；D 项，在Mg空气电池中，负极的电极反应式为 Mg2e =Mg2 ，为防止负极区沉积 Mg(OH)2，可采用阳离子交换膜阻止 OH 进入负极区。112015全国卷 微生物电池
12、是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )A正极反应中有 CO2 生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为 C6H12O66O 2=6CO2 6H2O答案 A解析 C 6H12O6中 C 的平均化合价为 0 价，二氧化碳中 C 的化合价为4 价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，故 CO2在负极生成，A 选项错误；在微生物的作用下，该装置为原电池装置，反应速率加快，所以微生物促进了反应的发生，B 项正确；质子交换膜只允许质子(即 H )通过，原电池中阳离子向正极移动，C 项正确；电池的总反应
13、实质是 C6H12O6的氧化反应，D 项正确。122015天津高考 锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是( )A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的 c(SO )减小24C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡答案 C解析 原电池反应为 ZnCuSO 4=ZnSO4Cu。Cu 电极作正极，Cu 2 在正极得电子，发生还原反应，A 项错误；由于两半池中的阴离子 SO 不能透过半透膜，故 c(SO )都不变，B 项错误；24 24甲池中由于生成 Zn2 ，而乙池中 Cu2 2
14、e =Cu，则乙池中的CuSO4部分变成 ZnSO4，导致乙池中溶液总质量变大，C 项正确；阴离子不能透过半透膜，D 项错误。132015江苏高考 一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )A反应 CH4H 2O 3H2CO，每消耗 1 mol CH4= = = = =催 化 剂 转移 12 mol 电子B电极 A 上 H2 参与的电极反应为 H22OH 2e =2H2OC电池工作时，CO 向电极 B 移动23D电极 B 上发生的电极反应为 O22CO 24e =2CO23答案 D解析 CH 4中的 C 为4 价，反应后生成的 CO 中 C 为2 价，1 mol C
15、H4转移 6 mol e ，A 项错误；由示意图可看出，电解质离子中没有 OH ，B 项错误；该燃料电池中，O 2在正极反应，CO 和H2在负极反应，原电池中 CO 移向负极， C 项错误；由示意图23可看出，电极 B 处 CO2和 O2结合，转化为 CO ，D 项正确。23142014全国卷2013 年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )Aa 为电池的正极B电池充电反应为 LiMn2O4=Li1x Mn2O4xLiC放电时，a 极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中 Li 从 b 向 a 迁移答案 C解析 由题给图可知：该电池的 b 极电极式为 Lie
16、 =Li ，所以 b 极为负极， a 为正极， A 项正确；B 项正确；C 项放电时，负极 Li 价态发生变化，a 为正极，Li 价态不变，C 项错误；D 项放电时阳离子移向正极，D 项正确。题组三 模拟小题152017安庆质检 锂离子电池种类很多，其中有一种锂电池，用金属锂和石墨做电极材料，电解质溶液是由四氯化铝锂(LiAlCl 4)溶解在亚硫酰氯(SOCl 2)中而形成的，电池总反应为：8Li3SOCl 2=6LiClLi 2SO32S ，则下列叙述中错误的是( )A电解质溶液中混入水，会影响电池反应B反应中，SOCl 2 既是溶剂，又是氧化剂C电池工作(放电) 过程中，亚硫酰氯 (SOC
17、l2)被还原为 Li2SO3D电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极生成硫的物质的量之比为 41答案 C解析 A 项，若混有水，Li 能与水反应，影响电池反应，正确；B 项， SOCl2在正极放电，作氧化剂，同时又溶解 LiAlCl4，正确；C 项， SOCl2中硫显 4 价，被还原为 S，错误； D 项，由电子守恒，Li 失 8 mol 电子时，生成 2 mol 的 S，正确。162017甘肃诊断 如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是( )A电流由 O2 所在的铂电极流出B O2 所在的铂电极处发生还原反应C该电
18、池的负极反应式为：CH3CH2OH3H 2O 12e =2CO212H D微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量答案 C解析 燃料电池，燃料在负极反应，氧气在正极反应。氧气在正极发生还原反应，电流由正极流向负极，A 、B 正确；由图可知负极反应物为 CH3CH2OH(碳平均显2 价)，生成物为 CH3COOH(碳平均显 0 价) ，由质子交换膜可知溶液呈酸性，负极的电极反应式为：CH3CH2OH4e H 2O=CH3COOH4H ，C 项错误。17.2016无锡一模 硼化钒(VB 2)空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图，该电池工作时反应为：4VB2 11O2=4B2
19、O32V 2O5。下列说法正确的是( )A电极 a 为电池负极B图中选择性透过膜只能让阳离子透过C电子由 VB2 极经 KOH 溶液流向 a 电极DVB 2 极发生的电极反应为：2VB2 22OH 22e =V2O52B 2O311H 2O答案 D解析 由“负氧正还”可知 VB2在负极反应：2VB2 22e 22OH =2B2O3V 2O511H 2O(假设 V、B 均为 0价进行配平) ，A 项错误，D 项正确；正极 O2反应：O2 4e 2H2O=4OH ，OH 透过阴离子交换膜由正极移向负极，B 项错误；外电路中电子由 VB2极经负载流向电极 a，内电路(溶液)中是离子的定向移动，C 项
20、错误。题组一 基础大题18金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到 100 mL 稀硫酸和硫酸铁的混合溶液中，铜片完全溶解( 不考虑盐的水解及溶液体积的变化) 。(1)写出铜溶解于上述混合溶液的离子方程式：_。(2)若铜完全溶解时，溶液中的 Fe3 ，Cu 2 ，H 三种离子的物质的量浓度相等，且测得溶液的 pH1，则溶解铜的质量是_g，溶液中的 c(SO )_mol/L。24(3)若欲在如图所示的装置中发生(1) 中的反应，则 X 极是_(填 “正”或“负”)极，电极反应式：_。Y 极的材料名称是 _，电极反应式：_。答案 (1)Cu2Fe 3 =Cu2 2
21、Fe 2(2)0.64 0.5(3)负 Cu2e =Cu2碳(石墨、金、铂、银) 2Fe 3 2e =2Fe2解析 (1)Cu 与稀硫酸不反应， Cu 与 Fe3 发生氧化还原反应生成 Cu2 与 Fe2 ，故 Cu 溶解于混合溶液中离子方程式为Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe2 。(2)溶解 Cu 的质量 m(Cu)0.1 mol/L0.1 L64 g/mol0.64 g；结合(1)中的反应可知，该溶液中 c(Fe2 )0.2 mol/L，利用“电荷守恒”可知 2c(SO )3c (Fe3 )2c (Fe2 )2c (Cu2 )c (H )，24故可求出 c(SO )。24(3)由图示可知
22、X 极为电子流出极，故 X 极为负极；负极材料为Cu，发生氧化反应，结合电池总反应 Cu 2Fe3 =Cu2 2Fe 2可知，负极反应式为 Cu2e =Cu2 ；Y 为正极材料，其活泼性要弱于铜且不能与 Fe2(SO4)3反应，因此选用石墨、铂等均可，发生的电极反应为 Fe3 的还原反应。19某研究性学习小组根据反应2KMnO410FeSO 48H 2SO4=2MnSO45Fe 2(SO4)3K 2SO48H 2O 设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为 1 molL1 ，溶液的体积均为 200 mL，盐桥中装有饱和 K2SO4 溶液。回答下列问题：(1)此原电池的正极是石
23、墨_( 填“a”或“b”)，发生_反应。(2)电池工作时，盐桥中的 SO 移向_(填“甲”或24“乙”) 烧杯。(3)两烧杯中的电极反应式分别为甲_，乙_。(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO 4 浓度变为 1.5 molL1 ，则反应中转移的电子为_mol。答案 (1)a 还原(2)乙(3)MnO 5e 8H =Mn2 4H 2O 45Fe2 5e =5Fe3(4)0.5解析 (1) 根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO 4作氧化剂，发生还原反应，故石墨 a 是正极。(2)电池工作时，SO 向负极移动，即向乙烧杯移动。24(3)甲烧杯中的电极反应式为MnO 5e 8H =Mn2 4H
24、2O；乙烧杯中的电极反应式为 45Fe2 5e =5Fe3 。(4)溶液中的 MnSO4浓度由 1 molL1 变为 1.5 molL1 ，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的 MnSO4的物质的量为 0.5 molL1 0.2 L0.1 mol，转移的电子物质的量为 0.1 mol50.5 mol。题组二 高考大题202015全国卷 酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO 2、ZnCl 2 和 NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生 MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：溶解度/(g/100 g 水)温度/化
25、合物 0 20 40 60 80 100NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3ZnCl2 343 395 452 488 541 614化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3Ksp 近似值 1017 1017 1039回答下列问题：(1)该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为_。(2)维持电流强度为 0.5 A，电池工作 5 分钟，理论上消耗锌_ g。( 已知 F96500 Cmol 1 )(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有 ZnCl2和 NH4Cl，二者可通过_分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、_和_，欲从中得到较纯
26、的 MnO2，最简便的方法为_，其原理是_。(4)用废电池的锌皮制备 ZnSO47H2O 的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀 H2SO4 和 H2O2 溶解，铁变为_，加碱调节至 pH 为_时，铁刚好沉淀完全( 离子浓度小于 1105 molL1 时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至 pH 为_ 时，锌开始沉淀(假定 Zn2 浓度为 0.1 molL1 )。若上述过程不加 H2O2 后果是_，原因是_。答案 (1)MnO 2H e =MnOOH 2MnO2Zn2H =2MnOOHZn 2 (注：式中 Zn2 可写为Zn(NH3) 、Zn(NH 3)2Cl2 等，H 可写为
27、NH )24 4(2)0.05(3)加热浓缩、冷却结晶 碳粉 MnOOH 空气中加热 碳粉转变为 CO2，MnOOH 氧化为 MnO2(4)Fe3 2.7 6 Zn 2 和 Fe2 分离不开 Fe(OH)2 和 Zn(OH)2的 Ksp 相近解析 (1) 该电池为酸性锌锰干电池，电极反应式为负极：Zn2e =Zn2 ，正极：2MnO 22e 2H =2MnOOH。(2)电量 QIt 0.5 A560 s150 C，则 m(Zn)65 gmol1 0.05 g。150 C96500 Cmol 12(3)由表格中信息可知，ZnCl 2的溶解度受温度影响较大，NH4Cl 的溶解度受温度影响较小，故可
28、通过加热浓缩、冷却结晶的方法分离。(4)KspFe(OH)3c (Fe3 )c3(OH )110 5 c3(OH )110 39 ，c (OH )10 11.3 molL1 ，pOH11.3，则pH 2.7。 KspZn(OH)2c (Zn2 )c2(OH )0.1c 2(OH )110 17 ，c (OH )10 8 molL1 ， pOH8，则 pH6。因Zn(OH)2和 Fe(OH)2的 Ksp接近，若不用 H2O2将 Fe2 氧化为Fe3 ，沉淀 Zn2 时，Fe 2 也可转化为 Fe(OH)2沉淀，而使制得的ZnSO47H2O 不纯净。21高考填空小组合。(1)2014四川高考MnO
29、 2 可作超级电容器材料。用惰性电极电解 MnSO4 溶液可制得 MnO2，其阳极的电极反应式是_。MnO 2 是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是_。(2)2013全国卷某锂离子电池正极材料有钴酸锂 (LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6CxLi xe =LixC6。充放电过程中，发生 LiCoO2 与 Li1x CoO2 之间的转化，写出放电时电池反应方程式：_。(3)2013四川高考以 Al 和 NiO(OH)为电极，NaOH 溶液为电解液组成一种新型电池，放电时 NiO(OH)转化为 Ni(OH)2，该电池反应的化学方
30、程式是_。(4)2013北京高考NO x是汽车尾气中的主要污染物之一，通过NOx传感器可监测 NOx的含量，其工作原理示意图如下：Pt 电极上发生的是_(填“氧化”或“还原”)反应。写出 NiO 电极的电极反应式：_。答案 (1) Mn2 2H 2O2e =MnO2 4HMnO 2H 2Oe =MnO(OH)OH (2)Li1x CoO2Li xC6=LiCoO26C(3)Al 3NiO(OH)NaOHH 2O=NaAlO23Ni(OH)2(4)还原 NOO 2 2e =NO2解析 (1) 阳极发生氧化反应，由 MnSO4制得 MnO2，锰元素化合价升高，MnSO 4在阳极反应，根据原子守恒，
31、反应物中有H2O 参加，再根据电荷守恒，生成物中还有 H ，配平电极反应式。MnO 2在正极得电子，Mn 元素化合价降到3 价，由于是碱性溶液，应生成 MnO(OH)，则正极电极反应式为MnO2H 2Oe =MnO(OH)OH 。(2)基本思路：书写电池反应式，首先要分析化合价变化，找出氧化剂和还原剂。还原剂在负极反应信息“充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6CxLi xe =LixC6”，所以放电时还原剂作原电池负极，则还原剂为 LixC6,6 个碳原子化合价升高了 x氧化剂在正极反应抓住信息“充放电过程中，发生 LiCoO2 与Li1x CoO2 之间的转化” ，分析 LiCoO2、Li
32、 1x CoO2中 Li 元素化合价不变，Co 元素的化合价分别为3、(3x) ，所以 Li1x CoO2 在正极发生得电子的还原反应，为氧化剂，化合价降低了 x两种写法：依据原电池电极反应式相加进行改写正极：电极反应式的书写过程：依据得失电子守恒可知Li1x CoO2 xe LiCoO 2，只能用 Li 配平电荷可知Li1x CoO2 xe xLi =LiCoO2。负极：Li xC6xe =6CxLi 。电池反应式：上述两极电极反应式得失电子数相同，两电极反应式相加即可。直接书写原电池的电池反应一定属于氧化还原反应，所以可以依据氧化还原反应方程式的书写方法进行书写。步骤 1：首先根据信息写出
33、：氧化剂还原剂 还原产物氧化产物，即 Li1x CoO2Li xC6 LiCoO 2C 。步骤 2：依据化合价守恒配平，Li1x CoO2 LixC6 LiCoO2C。步骤 3：依据元素守恒配平，Li1x CoO2 LixC6=LiCoO26C 。(3)由题意可写出该电池反应的化学方程式为AlNaOH3NiO(OH)H 2O=NaAlO23Ni(OH) 2。(4)此装置为原电池，通入氧化剂(O 2)的为正极( 或依据阴离子O2 向负极移动判断)，正极发生得电子的还原反应；负极 NO 失电子生成 NO2，电极反应为 NOO 2 2e =NO2。题组三 模拟大题222017石家庄调研SO 2、CO
34、、CO 2、NO x是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。(1)利用电化学原理将 CO、SO 2 转化为重要化工原料，装置如图所示：若 A 为 CO，B 为 H2，C 为 CH3OH，则通入 CO 的一极为_极。若 A 为 SO2，B 为 O2，C 为 H2SO4，则负极的电极反应式为_。若 A 为 NO2，B 为 O2，C 为 HNO3，则正极的电极反应式为_。(2)碳酸盐燃料电池，以一定比例 Li2CO3 和 Na2CO3 低熔混合物为电解质，操作温度为 650 ，在此温度下以镍为催化剂，以煤气(CO、 H2 的体积比为 11)直接做燃料，其工作原
35、理如图所示。电池总反应为_。以此电源电解足量的硝酸银溶液，若阴极产物的质量为 21.6 g，则阳极产生气体标准状况下体积为_L。电解后溶液体积为 2 L，溶液的 pH 约为 _。(3)某研究小组用 N2O4 生产新型硝化剂 N2O5。现以 H2、O 2、熔融盐 Na2CO3 组成燃料电池，采用电解法制备 N2O5，装置如图所示，其中 Y 为 CO2。在该电极上同时还引入CO2 的目的是_。电解过程中，生成 N2O5 的电极反应方程式为_。答案 (1) 正 SO 22e 2H 2O=SO 4H 24O 24e 4H =2H2O(2)CO H2O 2=CO2H 2O1.12 1(3)在电极上与 O
36、2 共同转化为 CO ，保持熔融盐成分不变23N 2O42HNO 32e =2N2O52H 解析 (1) 一氧化碳和氢气反应转化为甲醇的过程中氢元素的化合价升高，碳元素的化合价降低，因此氢气被氧化做负极，一氧化碳被还原做正极。二氧化硫、氧气和水反应生成硫酸过程中，硫元素化合价升高，二氧化硫被氧化做负极。二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸过程中，氧元素的化合价降低，氧气被还原做正极。(2)一氧化碳和氢气按物质的量 11 混合，再与氧气反应生成二氧化碳和水。电解硝酸银溶液阴极反应为 Ag e =Ag，阳极反应为 4OH 4e =2H2OO 2，生成 21.6 g 银时转移 0.2 mol电子，根据电子守恒可知，阳极生成氧气 0.05 mol，其在标准状况下的体积为 1.12 L。生成氢离子 0.2 mol，氢离子的浓度为0.1 mol/L，溶液的 pH1。0.2 mol2 L(3)燃料电池工作时燃料失电子，做负极，因此氢气做负极，失去电子被氧化，转化为氢离子，氢离子和碳酸根离子结合，最终转化为二氧化碳和水，氧气做正极，得到电子被还原，转化为氧负离子，氧负离子和二氧化碳结合，最终转化为碳酸根离子，进而保证了电解质熔融盐成分不变。四氧化二氮转化为五氧化二氮，氮元素化合价升高，发生氧化反应。
