高考化学大题逐空突破系列（全国通用）09 常考题空9 原理大题中电极反应书写集训 （附答案解析）

②A极为正极，正极得电子，发生还原反应，电极反应式为＋2e－＋H＋→14．(1)CH3OH－6e－＋3O2－=CO2＋2H2O(2)eq\f(16g,32g·mol－1)×6×6.02×1023mol－1×1.6×10－19C15．CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋13.4解析：甲烷燃料电池中，甲烷在负极被氧化，电解质为硫酸，负极反应式：CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋，该电池的能量转换效率为86.4%，甲烷的燃烧热为－890.3kJ·mol－1,1mol甲烷燃烧输出的电能为eq\f(890.3×103J×86.4%,3.6×106J·kW·h－1)≈0.214kW·h，比能量＝eq\f(电池输出电能kW·h,燃料质量kg)＝eq\f(0.214kW·h,16×10－3kg)≈13.4kW·h·kg－1。16．(1)①正②SO2＋2H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋(2)①CO＋H2＋O2=CO2＋H2O②1(3)①氧气可以和二氧化碳共同转化为碳酸根离子，保持熔融盐的成分不变②N2O4＋2HNO3－2e－=2N2O5＋2H＋解析：(1)①燃料电池中，通入氧化剂的电极是正极、通入还原剂的电极是负极，题给反应中碳元素化合价由＋2价变为－2价、氢元素化合价由0价变为＋1价，所以CO是氧化剂，则通入CO的电极为正极。②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。(2)①该燃料电池中，负极上一氧化碳、氢气失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，正极上是氧气得电子发生还原反应，电池总反应为一氧化碳、氢气与氧气反应生成二氧化碳和水，总反应方程式为CO＋H2＋O2=CO2＋H2O。②电解足量的硝酸银溶液，阳极为氢氧根失电子生成氧气，阴极电极反应式为Ag＋＋e－=Ag，产物的质量为21.6g，其物质的量为0.2mol，转移电子是0.2mol，阳极电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，产生氧气的物质的量是0.05mol，则消耗氢氧根的物质的量为0.2mol，则溶液中氢离子为0.2mol，c(H＋)＝eq\f(0.2mol,2L)＝0.1mol·L－1，所以溶液的pH为1。(3)①在正极上氧气得电子生成的氧离子可以和二氧化碳结合为碳酸根离子，可以保持熔融盐的成分不变。②N2O5中氮元素的化合价是＋5价，而硝酸中氮元素也是＋5价，因此应该在左侧生成N2O5，即在阳极区域生成，则生成N2O5的电极反应式为N2O4＋2HNO3－2e－=2N2O5＋2H＋。17．负极：CH3CH2OH－4e－＋H2O=4H＋＋CH3COOH，正极：O2＋4e－＋4H＋=2H2O18．负极：Al－3e－=Al3＋，正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－19．负极(电极a)：H2－2e－＋2OH－=2H2O，正极(电极b)：2H＋＋2e－=H2↑20．阳极：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，阴极：C6H6＋6e－＋6H＋=C6H1221．阳极：CuCl－e－＋Cl－=CuCl2，阴极：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－22．阳极：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，阴极：Ni2＋＋2e－=Ni23．阳CrOeq\o\al(2－,4)解析：由4Na2CrO4＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑可知，电解过程中实质是电解水，阳极上OH－失去电子生成H2O和O2，阴极上H＋得到电子生成H2，由2CrOeq\o\al(2－,4)＋H2OCr2Oeq\o\al(2－,7)＋2OH－可知，Cr2Oeq\o\al(2－,7)在c(OH－)减小的电极室中制得，即Na2Cr2O7在阳极室产生；电解过程中，阳极室中c(OH－)减小，CrOeq\o\al(2－,4)水解平衡正向移动，c(CrOeq\o\al(2－,4))减小，c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))增大，为提高制备Na2Cr2O7的效率，CrOeq\o\al(2－,4)通过离子交换膜移向阳极。24．(1)2H2O－4e－=O2↑＋4H＋(2)阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2POeq\o\al(－,2)穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2(3)POeq\o\al(3－,4)H2POeq\o\al(－,2)或H3PO2被氧化解析：(1)阳极发生氧化反应，在反应中OH－失去电子，电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。(2)H2O放电产生H＋，H＋进入产品室，原料室的H2POeq\o\al(－,2)穿过阴膜扩散至产品室，二者发生反应：H＋＋H2POeq\o\al(－,2)H3PO2。(3)如果撤去阳膜，H2POeq\o\al(－,2)或H3PO2可能会被氧化。25．(1)①阳②H＋(2)Ⅰ.加热pH<6时的吸收液，分解的过程中还发生反应：2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋O2=2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，2HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋O2=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋，且加热加快化学反应速率，造成再生吸收液中c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))降低，使SO2的吸收率降低Ⅱ.①B②B室中的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))和HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))在电场作用下通过阴膜进入A室，A室中通过双极膜的H＋和溶液中的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))反应生成HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，提高HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的浓度③Ⅱ中的方法可直接获得再生吸收液，减少因加热氧化生成大量的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，而降低再生吸收液对SO2的吸收率；Ⅱ中的方法可获得含较高浓度的HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的溶液，进而获得比Ⅰ中的浓度高的SO2解析：本题考查双极膜的应用，涉及电解原理。(1)①根据题图甲，X极发生氧化反应生成氧气，所以X极是阳极；②Y极氢离子得电子生成H2，说明Y极为阴极，电解质溶液中阳离子移向阴极，所以双极膜的右侧得到的是H＋。(2)Ⅰ.加热pH<6时的吸收液，分解的过程中SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))会被空气中的氧气氧化，发生反应：2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋O2=2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，2HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋O2=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋，且加热加快化学反应速率，造成再生吸收液中c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))降低，使SO2的吸收率降低。Ⅱ.①右侧电极为阴极，阴极氢离子得电子生成氢气，OH－进入B室，OH－和HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))反应生成SOeq\