1、 电极反应式的书写电极反应式的书写 1一种利用电化学变色的装置如图所示，其工作原理为：在外接电源下，通过在膜材料内部 Li定向 迁移， 实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节。 已知： WO3和 Li4Fe4Fe(CN)63均为无色透明晶体， LiWO3 和 Fe4Fe(CN)63均为蓝色晶体。下列有关说法错误的是 A当 a 接外接电源负极时，电致变色层、离子储存层都显蓝色，可减小光的透过率 B当 b 接外接电源负极时，离子储存层发生的反应为 Fe4Fe(CN)634Li4eLi4Fe4Fe(CN)63 C切换电源正负极使得蓝色变为无色时，Li通过离子导体层由离子储存层向电致变色层迁移 D该装
2、置可用于汽车的玻璃变色调光 2某锂离子电池充电时的工作原理如图所示，LiCoO2中的 Li+穿过聚内烯微孔薄膜向左迁移并嵌入石 墨（C6表示）中。下列说法错误的是 A充电时，阳极电极反应式为 LiCoO2-xe-=xLi+Lil-xCoO2 B放电时，该电池将化学能转化为电能 C放电时，b 端为负极，发生氧化反应 D电池总反应为 LixC6+Lil-xCoO2C6+LiCoO2 3最近我国科学家对“液流电池”的研究取得新进展，一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池工作原理如 下图所示。下列有关叙述错误的是 A放电时，a 极电势高于 b 极 B充电时，a 极电极反应为 I2Br+2e=2I+Br C
3、图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量 D导线中有 NA 个电子转移，就有 0.5 mol Zn2+通过隔膜 4 某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。 TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电， 充电时 Na2S4 还原为 Na2S。下列说法错误的是 A充电时，太阳能转化为电能，又转化为化学能 B放电时，a 极的电极反应式为：4S2-6e-=S42- C充电时，阳极的电极反应式为：3I-2e-=I3- DM 是阴离子交换膜 5 “太阳水”电池装置如图所示， 该电池由三个电极组成， 其中 a 为 TiO2电极， b 为 Pt 电极， c 为 WO3 电极，电解质溶液为 pH=3 的 Li2
4、SO4-H2SO4 溶液。锂离子交换膜将电池分为 A、B 两个区，A 区与大气 相通，B 区为封闭体系并有 N2 保护。下列关于该电池的说法错误的是 A若用导线连接 a、c，则 a 为负极，该电极附近 pH 减小 B若用导线连接 a、c，则 c 电极的电极反应式为 HxWO3-xe=WO3+ xH+ C若用导线连接 b、c，b 电极的电极反应式为 O2+4H+4e=2H2O D利用该装置，可实现太阳能向电能转化 6 某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。 TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电， 充电时 Na2S4 还原为 Na2S。下列说法错误的是 A充电时，太阳能转化为电能，又转化为化学
5、能 B放电时，a 极的电极反应式为：4S2-6e-=S42- C充电时，阳极的电极反应式为：3I-2e-=I3- DM 是阴离子交换膜 7“还原”用的 Sb 可由以下方法制得：用 Na2SNaOH 溶液浸取辉锑精矿(Sb2S3)，将其转化为 Na2SbS3(硫代亚锑酸钠)NaOH 溶液。按如图所示装置电解后，阴极上得到 Sb，阴极区溶液重新返回浸取 作业，阴极的电极反应式为_。 8.直接电解吸收也是脱硝的一种方法，用 6%的稀硝酸吸收 NOx生成 HNO2(一元弱酸)，再将吸收液导 入电解槽电解，使之转化为硝酸。电解装置如下图所示。 图中 b 应连接电源的_(填“正极”或“负极”)。 阳极的电
6、极反应式为_。 9.Journal of Energy Chemistry报道我国科学家设计 CO2熔盐捕获与转化的装置如图，电源负极为 _(填“a”或“b”)，d 极的电极反应式为_。 10.镁间二硝基苯电池对含有 NO 3的工业废水进行降解的示意图如图 2 所示。 已知：电池放电时，镁转化为氢氧化镁，间二硝基苯()则转化为间苯二胺 ()。则镁电极反应式为_。石墨电极上发生的反应为 _，降解 NO 3的电极反应式为_。理论上 每消耗 1 mol 间二硝基苯，有_mol NO 3被降解。 11.以固体氧化物为电解质(能传导 O2 )的新型 N 2H4燃料电池，属于环境友好电池(产物对环境无污
7、染)，其结构如图所示： 电极甲上发生的电极反应为_。 12.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图 1 所示。 图 1 电极 A 上 H2参与的电极反应为_。电极 B 上发生的电极反应为 _。电池工作时，CO2 3向电极_移动。 13.已知正十二烷可用作该工艺的萃取剂。用电化学制备正十二烷的方法为：向烧杯中加入 50mL 甲醇， 不断搅拌加入少量金属钠，再加入 11mL 正庚酸搅拌均匀，装好铂电极，接通电源反应，当电流明显减小时 切断电源，然后提纯正十二烷。已知电解总反应为： 2C6H13COONa+2CH3OH 通电 C12H26+2CO2+H2+2CH3ONa，则阳极的电极反应式为 _。 电
8、极反应式的书写电极反应式的书写 1一种利用电化学变色的装置如图所示，其工作原理为：在外接电源下，通过在膜材料内部 Li定向 迁移， 实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节。 已知： WO3和 Li4Fe4Fe(CN)63均为无色透明晶体， LiWO3 和 Fe4Fe(CN)63均为蓝色晶体。下列有关说法错误的是 A当 a 接外接电源负极时，电致变色层、离子储存层都显蓝色，可减小光的透过率 B当 b 接外接电源负极时，离子储存层发生的反应为 Fe4Fe(CN)634Li4eLi4Fe4Fe(CN)63 C切换电源正负极使得蓝色变为无色时，Li通过离子导体层由离子储存层向电致变色层迁移 D该装置可
9、用于汽车的玻璃变色调光 【答案】C 【解析】 A当 a 接外接电源负极时，电致变色层为阴极，发生电极反应 WO3+Li+e-=LiWO3，LiWO3为蓝色 晶体，b 极接正极，离子储存层为阳极，发生电极反应 Li4Fe4Fe(CN)63-4e=Fe4Fe(CN)634Li， Fe4Fe(CN)63为蓝色晶体，蓝色与无色相比，可减小光的透过率，A 选项正确； B当 b 接外接电源负极时，离子储存层为阴极，发生的电极反应为 Fe4Fe(CN)634Li4e Li4Fe4Fe(CN)63，B 选项正确； C切换电源正负极使得蓝色变为无色时，即 LiWO3变为 WO3，Fe4Fe(CN)63变为 Li
10、4Fe4Fe(CN)63， 电致变色层为阳极，离子储存层为阴极，则 Li+通过离子导体层由电致变色层移向离子储存层，C 选项错误； D该装置可实现变色，可用于汽车的玻璃变色调光，D 选项正确； 答案选 C。 2某锂离子电池充电时的工作原理如图所示，LiCoO2中的 Li+穿过聚内烯微孔薄膜向左迁移并嵌入石 墨（C6表示）中。下列说法错误的是 A充电时，阳极电极反应式为 LiCoO2-xe-=xLi+Lil-xCoO2 B放电时，该电池将化学能转化为电能 C放电时，b 端为负极，发生氧化反应 D电池总反应为 LixC6+Lil-xCoO2C6+LiCoO2 【答案】C 【解析】 充电时相当于电解
11、池，电解池在工作时，阳离子移向阴极，因此石墨极是阴极，含钴的是阳极，据此 来分析各选项即可。 【详解】 A.充电时，阳离子（ + Li）从阳极脱嵌，穿过薄膜进入阴极，嵌入石墨中，A 项正确； B.放电时相当于原电池，原电池是一类将化学能转化为电能的装置，B 项正确； C.根据分析，b 为电源正极，发生还原反应，C 项错误； D.根据分析，整个锂电池相当于 + Li在正极和负极之间不断嵌入-脱嵌的过程，D 项正确；答案选 C。 【点睛】 锂电池正极一般选用过渡金属化合物来制作，例如本题中的钴，过渡金属一般具有多种可变的化合价， 方便 + Li的嵌入和脱嵌 （ + Li嵌入时， 过渡金属化合价降低
12、， + Li脱嵌时， 过渡金属化合价升高， 因此无论 + Li 嵌入还是脱嵌，正极材料整体仍然显电中性）。 3最近我国科学家对“液流电池”的研究取得新进展，一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池工作原理如 下图所示。下列有关叙述错误的是 A放电时，a 极电势高于 b 极 B充电时，a 极电极反应为 I2Br+2e=2I+Br C图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量 D导线中有 NA 个电子转移，就有 0.5 mol Zn2+通过隔膜 【答案】B 【解析】在 a 电极上，I2Br-得电子生成 I-和 Br-，a 电极为正极；在 b 电极上，Zn 失电子生成 Zn2+进入 溶液，b 电极为负极。
13、 A放电时，a 极为正极，电势高于作负极的 b 极，A 正确； B充电时，a 极应为阳极，电极反应为 2I+Br-2e= I2Br-，B 错误； C图中贮液器中的溶液组成与电极区的溶液组成相同，相当于电极区的电解质溶液，可提高电池的容 量，C 正确； D导线中有 NA 个电子转移，依据关系式 Zn2e-，就有 0.5 mol Zn2+生成并通过隔膜(保持溶液的电 中性)，D 正确；故选 B。 4 某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。 TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电， 充电时 Na2S4 还原为 Na2S。下列说法错误的是 A充电时，太阳能转化为电能，又转化为化学能 B放电时，a 极
14、的电极反应式为：4S2-6e-=S42- C充电时，阳极的电极反应式为：3I-2e-=I3- DM 是阴离子交换膜 【答案】D 【解析】 TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，所以充电时，太阳能转化为电能，电能又能转化为化学能， 充电时 Na2S4还原为 Na2S，放电和充电互为逆过程，所以 a 是负极，b 是正极，在充电时，阳极失电子发生 氧化反应，3I-2e-=I3-，据此回答。 A.TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，所以充电时，太阳能转化为电能，电能又能转化为化学能， A 正确； B.充电时 Na2S4还原为 Na2S， 放电和充电互为逆过程， 所以 a 是负极， a 极的电极反
15、应式为： 4S2-6e-=S42-， B 正确； C.在充电时，阳极 I-失电子发生氧化反应，极反应为 3I-2e-=I3-，C 正确； D.通过图示可知，交换膜只允许钠离子自由通过，所以 M 是阳离子交换膜，D 错误；答案选 D。 5 “太阳水”电池装置如图所示， 该电池由三个电极组成， 其中 a 为 TiO2电极， b 为 Pt 电极， c 为 WO3 电极，电解质溶液为 pH=3 的 Li2SO4-H2SO4 溶液。锂离子交换膜将电池分为 A、B 两个区，A 区与大气 相通，B 区为封闭体系并有 N2 保护。下列关于该电池的说法错误的是 A若用导线连接 a、c，则 a 为负极，该电极附近
16、 pH 减小 B若用导线连接 a、c，则 c 电极的电极反应式为 HxWO3-xe=WO3+ xH+ C若用导线连接 b、c，b 电极的电极反应式为 O2+4H+4e=2H2O D利用该装置，可实现太阳能向电能转化 【答案】B 【解析】 A根据示意图可知，a 与 c 相连后，a 电极发生失电子的氧化反应所以作负极，考虑到电解质溶液为 pH=3 的 Li2SO4-H2SO4溶液，所以 a 极的电极反应式为： 22 2H O4eO4H ；由于生成 H+，所以 a 极附近的 pH 下降；A 项正确； B根据示意图可知，a 与 c 相连后，c 为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式应写作： 3x3
17、WOxHxe =H WO ；B 项错误； C根据示意图，b 与 c 若相连，b 极为正极发生氧气的还原反应，考虑到电解质溶液为 pH=3 的 Li2SO4-H2SO4溶液，所以电极反应式为： 22 O4H4e =2H O ；C 项正确； D连接 a 与 c 后，将太阳能转变成 B 中的化学能，再连接 b，c 后，就可将化学能再转变成电能，最 终实现了太阳能向电能的转化，D 项正确； 答案选 B。 6 某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。 TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电， 充电时 Na2S4 还原为 Na2S。下列说法错误的是 A充电时，太阳能转化为电能，又转化为化学能 B放电时，a
18、 极的电极反应式为：4S2-6e-=S42- C充电时，阳极的电极反应式为：3I-2e-=I3- DM 是阴离子交换膜 【答案】D 【解析】 TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，所以充电时，太阳能转化为电能，电能又能转化为化学能， 充电时 Na2S4还原为 Na2S，放电和充电互为逆过程，所以 a 是负极，b 是正极，在充电时，阳极失电子发生 氧化反应，3I-2e-=I3-，据此回答。 A.TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，所以充电时，太阳能转化为电能，电能又能转化为化学能， A 正确； B.充电时 Na2S4还原为 Na2S， 放电和充电互为逆过程， 所以 a 是负极， a 极的电
19、极反应式为： 4S2-6e-=S42-， B 正确； C.在充电时，阳极 I-失电子发生氧化反应，极反应为 3I-2e-=I3-，C 正确； D.通过图示可知，交换膜只允许钠离子自由通过，所以 M 是阳离子交换膜，D 错误；答案选 D。 7“还原”用的 Sb 可由以下方法制得：用 Na2SNaOH 溶液浸取辉锑精矿(Sb2S3)，将其转化为 Na2SbS3(硫代亚锑酸钠)NaOH 溶液。按如图所示装置电解后，阴极上得到 Sb，阴极区溶液重新返回浸取 作业，阴极的电极反应式为_。 【答案】SbS3 33e =Sb3S2 【解析】在电解池中阴极上发生还原反应，其电极反应式为：SbS3 33e =S
20、b3S2。 8.直接电解吸收也是脱硝的一种方法，用 6%的稀硝酸吸收 NOx生成 HNO2(一元弱酸)，再将吸收液导 入电解槽电解，使之转化为硝酸。电解装置如下图所示。 图中 b 应连接电源的_(填“正极”或“负极”)。 阳极的电极反应式为_。 【答案】负 HNO22e H 2O=3H NO 3 【解析】由实验目的知，a 极上 HNO2转化为 HNO3，N 元素化合价升高，发生氧化反应，则 a 极为阳 极，电极反应式为 HNO22e H 2O=3H NO 3。b 极为阴极，电极反应式为 2H 2e=H 2，应接外 加电源的负极。 9.Journal of Energy Chemistry报道我
21、国科学家设计 CO2熔盐捕获与转化的装置如图，电源负极为 _(填“a”或“b”)，d 极的电极反应式为_。 【答案】b CO2 34e =C3O2 【解析】由题图所示，c 电极上发生失电子的氧化反应，故 c 做阳极，则 a 为电源正极，b 为电源负极； d 极得电子，电极反应式为 CO2 34e =C3O2。 10.镁间二硝基苯电池对含有 NO 3的工业废水进行降解的示意图如图 2 所示。 已知：电池放电时，镁转化为氢氧化镁，间二硝基苯()则转化为间苯二胺 ()。则镁电极反应式为_。石墨电极上发生的反应为 _，降解 NO 3的电极反应式为_。理论上 每消耗 1 mol 间二硝基苯，有_mol
22、NO 3被降解。 【答案】Mg2e 2H 2O=Mg(OH)22H 2NO 36H2O10e =N 212OH 2.4 【解析】由图可知左池为原电池，Mg 为负极，石墨为正极；右池为电解池，Pt 为阳极、Ag-Pt 为阴 极。Mg 电极反应式为 Mg2e 2H 2O=Mg(OH)22H ；石墨电极反应式为 ，根据原子守恒配平后右侧 有 12 个负电荷，因此左侧得到 12 个 e-；降解 NO 3的电极反应式为 2NO 36H2O10e =N 212OH 。 根据电子得失守恒有关系式：，所以每消耗 1mol 间二甲苯，有 2.4molNO 3被降解。 11.以固体氧化物为电解质(能传导 O2 )
23、的新型 N 2H4燃料电池，属于环境友好电池(产物对环境无污 染)，其结构如图所示： 电极甲上发生的电极反应为_。 【答案】N2H42O2 4e=N 22H2O 7.8 【解析】结合该电池产物对环境无污染可知，产物为 N2和 H2O，电极甲上肼失去电子，发生氧化反 应，电极反应式为 N2H44e 2O2=N 22H2O。 12.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图 1 所示。 图 1 电极 A 上 H2参与的电极反应为_。电极 B 上发生的电极反应为 _。电池工作时，CO2 3向电极_移动。 【答案】H2CO2 32e =CO 2H2O O22CO24e =2CO2 3 A 【解析】电极 A
24、上 H2失电子，电解质中没有 OH ，用 CO2 3平衡电荷可得电极反应式为 H2CO 2 3 2e =CO 2H2O，电极 B 上 O2得电子，电极反应式为 O22CO24e =2CO2 3。电极 A 为负极，电极 B 为正极，内电路中阴离子向负极移动。 13.已知正十二烷可用作该工艺的萃取剂。用电化学制备正十二烷的方法为：向烧杯中加入 50mL 甲醇， 不断搅拌加入少量金属钠，再加入 11mL 正庚酸搅拌均匀，装好铂电极，接通电源反应，当电流明显减小时 切断电源，然后提纯正十二烷。已知电解总反应为： 2C6H13COONa+2CH3OH 通电 C12H26+2CO2+H2+2CH3ONa，则阳极的电极反应式为 _。 【答案】 2C6H13COO-2e- =C12H26+2CO2 【解析】 C6H13COONa 生成 C12H26，C 元素化合价升高，被氧化，为阳极反应，电极反应为：2C6H13COO-2e- =C12H26+2CO2。
