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-e+H2O
+
2+
-
V+2H
+
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VO-e+H2O
2+
-
V+2H。
+
2.(2018重庆第一中学、合肥八中、石家庄第一中学高三模拟)KMnO4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)若电解开始时阳极区溶液为1.0 L 0.40 mol·L K2MnO4溶液,电解一段时间后,右室中6∶5,阴极区生成KOH的质量为 。 答案(1)负 Mn
-e
-
-1
为
Mn (2)17.92 g
,电极反应式为Mn
-1
解析(1)①右侧阳极Mn失电子生成Mn-e
-
Mn;故连接阳极的b电极
为电源正极,a则为负极;(2)1.0 L 0.40 mol·LK2MnO4溶液物质的量为0.4 mol,n(K)∶n(Mn)=2∶1。n(Mn)=0.4 mol,n(K)=0.8 mol。阳极反应为Mn
-e
-
Mn,锰元素原子的物质的量不变,电
1
解一段时间后为6∶5,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 mol-0.48 mol=0.32 mol,质量为0.32 mol×56 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Ga、Ga
两种离子形式,被广泛应用于电子工业。
3+
(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.MnO2 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。具体原理如图所示,已知:金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu。
①电解精炼镓一段时间后形成的阳极泥主要有 。 ②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 。 答案(1)ad (2)31 2Ga(s)+2NH3(g)ΔH=-30.8 kJ·mol (3)①Fe和Cu ②Ga-3e+4OH
---1
2GaN(s)+3H2(g)
Ga+2H2O
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 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)
-1
2GaN(s)+3H2(g)
ΔH=-30.8 kJ·mol;(3)①根据金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu,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;②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。
4.(2018陕西高三教学质量检测)燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2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:
2
(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 12.8
,负极电极反应式是SO2-2e+2H2O
2+
--
解析(1)负极是SO2失电子生成S4H+S
+
;乙是在铁表面镀
-
铜的装置,a与电源负极相连,a是阴极,a极反应式是Cu+2e
2+
Cu;b是阳极,阴极反应式是Cu-2e
2+
-
Cu;所以乙中a极增重,当甲中消耗2.24 L O2(标准状况)时,转移电子0.4 mol,根据Cu+2eCu,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(Na2Sx)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(3 + 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极的电极反应式为 ,当电路中转移4×10 mol电子时,传感器内参加反应的HCHO为 mg。 -4 答案(1)xS+2e - (2)O2+4e+4H -+ 2H2O 3 - 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,失 - 去电子,被氧化,所以a为电池负极,b为正极。酸性环境下,O2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 + 3 电路中转移4×10 mol电子时,参加反应的HCHO为1×10 mol,其质量为30 g·mol×1×10 mol=3×10g=3 mg。 -4-4-1-4 -3 4
2020最新版高考化学大二轮优选习题 考前强化练16 信息型电极反应式的书写
