1、1考前强化练 16 信息型电极反应式的书写1.(2018 福建福州高三质量检测)金属钒(V)及其化合物有着广泛的用途。请回答以下问题:全钒液流电池是一种可充电电池,装置如图所示。若在放电过程中有 H+从 A 池移向 B 池,则:(1)放电过程中,起负极作用的是 (填“A”或“B”)池。 (2)充电过程中,阳极方程式为 。 答案 (1)A (2)VO 2+-e-+H2O V +2H+2解析 (1)根据放电过程中有 H+从 A 池移向 B 池,说明 A 是负极,B 是正极;(2)充电过程中,电池正极 B池连接电源正极,作电解池阳极,电极反应式为 VO2+-e-+H2O V +2H+。+22.(20
2、18 重庆第一中学、合肥八中、石家庄第一中学高三模拟)KMnO 4是一种重要的氧化剂,广泛用于化学分析和化工生产以及水处理工业。工业上可由软锰矿(主要成分为 MnO2)制备,目前有两种较为成熟的制法。“电解法”克服了“酸歧化法”理论产率偏低的问题,同时副产品 KOH 可用于软锰矿的焙烧。电解法制备高锰酸钾的实验装置示意图如下(图中阳离子交换膜只允许 K+通过)。(1)a 为 (填“正”或“负”)极,右室发生的电极方程式为 。 2(2)若电解开始时阳极区溶液为 1.0 L 0.40 molL-1 K2MnO4溶液,电解一段时间后,右室中为 65, 阴极区生成 KOH 的质量为 。 ()()答案
3、(1)负 Mn -e- Mn (2)17.92 g2-4 -4解析 (1)右侧阳极 Mn 失电子生成 Mn ,电极反应式为 Mn -e- Mn ;故连接阳极的2-4 -4 2-4 -4b 电极为电源正极,a 则为负极;(2)1.0 L 0.40 molL -1K2MnO4溶液物质的量为 0.4 mol,n(K)n(Mn)=21。 n(Mn)=0.4 mol,n(K)=0.8 mol。阳极反应为 Mn -e- Mn ,锰元素原子的物质2-4 -4的量不变,电解一段时间后 为 65,则 n(K)=0.48 mol。由此可知阴极区生成的 KOH 物质的()()量为 n(KOH)=n(K)=0.8 m
4、ol-0.48 mol=0.32 mol,质量为 0.32 mol56 g mol-1=17.92 g。3.(2018 天津十二重点中学高三联考)镓(Ga)位于周期表的第四周期,与 Al 同主族,主要存在Ga3+、Ga 两种离子形式 ,被广泛应用于电子工业。-2(1)用铝粉和 Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有 。 a.KClO3 b.KCl c.MnO 2 d.Mg(2)半导体材料氮化镓由 Ga 与 NH3在一定条件下发生置换反应生成。该过程每生成 1 mol GaN(s)放出热量 15.4 kJ。镓元素的原子序数为 ,写出该反应的热化学方程式: 。 (3)工业上用电解法精炼镓。具体原
5、理如图所示,已知:金属的活动性 ZnGaFeCu。电解精炼镓一段时间后形成的阳极泥主要有 。 已知精炼时阴极反应为 Ga +3e-+2H2O Ga+4OH-。阳极的电极反应方程式为 -2。 答案 (1)ad (2)31 2Ga(s)+2NH 3(g) 2GaN(s)+3H2(g) H=-30.8 kJmol-1(3)Fe 和 Cu Ga-3e -+4OH- Ga +2H2O-2解析 (1)做铝热反应实验时需使用 Mg 和 KClO3作引燃剂,ad 正确;(2)镓位于元素周期表中第四周期,与铝同主族,原子序数为 13+18=31;Ga 与 NH3在一定条件下发生置换反应生成氮化镓和氢气,生成 1
6、 mol GaN(s)放出热量 15.4 kJ,所以反应的热化学方程式为 2Ga(s)+2NH3(g) 2GaN(s)+3H2(g) H=-30.8 kJmol-1;(3)根据金属的活动性 ZnGaFeCu,锌先失电子变为离子,然后 Ga 失电子变为离子;等 Ga 反应完全后,剩余的铁和铜就落在底部形成阳极泥;粗镓作阳极,在阳极失电子,在碱性环境下生成 Ga ,电极反应方程式为 Ga-3e-+4OH- Ga +2H2O。-2 -24.(2018 陕西高三教学质量检测)燃煤能排放大量的 CO、CO 2、SO 2及 PM2.5(可入肺颗粒物),冬季空气污染严重也跟冬季燃煤量增大密切相关。SO2在一
7、定条件下可与氧气构成原电池。如图是利用该电池在铁表面镀铜的装置示意图:3(1)该电池的负极反应: ;质子膜(只允许 H+通过) (2)当甲中消耗 2.24 L O2(标准状况)时,乙中 (填“a”或“b”)增重 g。 答案 (1) SO2-2e-+2H2O 4H+S (2)a 12.82-4解析 (1)负极是 SO2失电子生成 S ,负极电极反应式是 SO2-2e-+2H2O 4H+S ;乙是在铁表2-4 2-4面镀铜的装置,a 与电源负极相连,a 是阴极,a 极反应式是 Cu2+2e- Cu;b 是阳极,阴极反应式是Cu-2e- Cu2+;所以乙中 a 极增重,当甲中消耗 2.24 L O2
8、(标准状况)时,转移电子 0.4 mol,根据Cu2+2e- Cu,a 极生成铜 0.2 mol,质量是 12.8 g。5.(1)(2018 云南师大附中适应性月考卷)硫化氢高温分解得到单质硫,钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na 2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体 Al2O3陶瓷(可传导 Na+)为电解质,电池的总反应为 2Na+xS Na2Sx(3x5),反应原理如下图所示;则电池放电时,正极反应式为: 。 (2)(2018 河北沧州教学质量监测)室内甲醛超标会危害人体健康,通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如下图所示,则 b 极的电极反应式
9、为 ,当电路中转移 410-4 mol 电子时,传感器内参加反应的 HCHO 为 mg。 答案 (1)xS+2e- (2)O 2+4e-+4H+ 2H2O 32-解析 (1)根据题意正极反应式为 xS+2e- 。(2)HCHO 转化为 CO2,碳元素由 0 价升高到+4 价,2-失去电子,被氧化,所以 a 为电池负极,b 为正极。酸性环境下,O 2在正极的电极反应为 O2+4e-+4H+2H2O;负极的电极反应为 HCHO-4e-+H2O CO2+4H +,每反应 1 mol HCHO 转移 4 mol 电子,当电路中转移 410-4 mol 电子时,参加反应的 HCHO 为 110-4 mol,其质量为 30 gmol-1110-4 mol=310-3g=3 mg。
