阶段培优卷一 电极反应式的书写-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2019）

阶段培优卷一 电极反应式的书写 1.解题步骤 变式2 (2024·广东广州期中)微型纽扣电池在现代生 (1)判断电池类型:根据图形或题目信息,明确考查原 活中有广泛应用。下图是一种银铎电池,其电极分别 电池还是电解池。 是Ag。O和Zn,电解质溶液为KOH溶液。总反应为 (2)判断电极名称。常见的电极名称判断方法如下 AgO十Zn--ZnO十2Ag,其中一个电极反应为 依据项目 负极的判断方法 AgO+HO+2e---2Ag+2OH。 电极材料 活泼金属或燃料电池中通燃料的一极 化学反应 还原剂所在电极(氧化反应) 各种流向 电子流出极、电流流入极、阴离子流向极 反应现象 溶解或变细的电极 (3)书写电极反应式。 (1)正极材料为 书写原电池的电极反应式的步骤(一电子、二电荷、三 (2)写出另一电极的电极反应式 原子): (3)在电池使用的过程中,电解质溶液中KOH的物质 ①根据题意先写出总反应方程式(明确电解质溶液是 的量怎样变化? (增大、减小、不变)。 否参与反应),然后将还原剂和氧化产物单独列出写 (4)当电池工作时通过电路对外提供了1mol电子,计 成半反应式,作为负极反应式,注意要确保得失电子 守恒。 算消耗的负极的质量 ②观察书写的半反应式前后的离子,通过添加H、 (5)利用下列反应:Fe+2Fe*--3Fe,选择适当的 OH 或熔融盐的离子使式子前后的电荷守恒。 材料和试剂设计一个原电池。 ③最后通过添加水使反应前后的原子守恒。 ①请在原电池示意图中,标出电极名称、电极材料和 [例1] (2024·浙江温州高一下月考)(1)由Fe、Cu与 电解质溶液。 稀疏酸组成的原电池中,负极反应式为 电极名称: 电极名称: ,正极反应式为 电极材料: 电极材料: 电池总反应为 (2)由Ph.Cu与稀盐酸组成的原电池:其正极反应式 电解质溶液: 为 ,负极反应式为 (3)由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池,其负极反应式 ②正极反应式: 为 ③电解质溶液中,阳离子向 极移动。 变式1 (2024·福建潼州检测)如 变式3 现有如下两个反应: 图所示,是原电池的装置图。请 A.H.sO.+MgO--MgSO.+H.O 回答: B. 2FeCl. +Fe--3FeCl. (1)若溶液C为稀H.SO.,电流 溶液C (1)根据两反应本质判断, 表指针发生偏转,B电极材料为 (填“A”或“B”)反 Fe且作负极,则A电极上发生 应能设计成原电池。 的电极反应式为 ;在反应中溶 (2)如果不能设计成原电池,原因是 液中的阴离子移向 (填“A”或“B”),反 (填 应进行一段时间后溶液C中c(H) (3)如果可以设计成原电池,则负极反应为 “升高”“降低”或“基本不变”)。 ,正极反应为 (2)若需将反应Cu+2Fe-2Fe*+Cu*设计成 如图所示的原电池装置,则负极材料为 (4)若该电池外电路中有6.02×10{}个电子转移,则 正极的电极反应式为 电解质溶液质量增加了 g 23 [例2] (2024·江苏南通月考)一个完整的氧化还原反 [例3] 某化学兴趣小组为了探究铅电极在原电池中的 应的方程式可以拆开,写成两个“半反应式”,一个是 作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果如下: 氧化反应式,另一个是还原反应式。如2Fe*+Cu 编号 电极材料 电解质溶液 -2Fe^+Cu*的拆写结果是:氧化反应为Cu一 电流计指针偏转方向 2eCu,还原反应为2Fe3+2e--2Fe2,原 Fe,Al 稀礁酸 1 偏向Fe 电池的电极反应式也可利用此方法书写。请回答下 稀疏酸 A1,Mg 列问题: 1 偏向Aì (1)微型纽扣电池在现代生活中广泛应用,有一种银 A1,石墨 稀疏酸 偏向石墨 碎电池,其电极分别是Ag。O和Zn,电解质溶液为 KOH,电池总反应为Ag。O十Zn--2Ag十ZnO,据 NaOH溶液 A1.Mg 偏向Mg 此判断AgO是 极,电极反应式为 ;乙n是 极,电极反应式为 根据上表记录的实验现象,回答下列问题: 。放电时,电解质溶液中 (1)实验1、2中A1的作用是否相同? OH-移向 极。 (2)有人以化学反应:2Zn+O+4H--2Zn+ 2H.O为基础设计一种原电池,移入人体内作为心脏 写出实验1中铅电极上发生的电极反应式: 。实验2中,Mg为 起搏器的能源,它们靠人体内血液中溶有一定浓度的 极,电 O. 、H、Zn进行工作。则该原电池负极的电极反应 极反应式为 式为 极,石墨为 ,正极的电极 (2)实验3中,A1为 极, 反应式为 ,若电池 电池总反应式为 工作过程中有5.6L.O.(标准状况下)参于反应,则转 (3)实验4中,A1为 极,原因为 移电子的物质的量为 ,负极的电极反应式为 变式4 减性辞干电池比普通铎电池的使用寿命长 且性能高,电池反应为:Zn+2MnO。+2H.O- 变式6 书写下列电极反应式。 2MnOOH十Zn(OH)。,其中正极电极反应式为 -B 变式5 已知某固体酸燃料电池以CsHSO.固体为电解 质传递H,其基本结构见图,电池总反应可表示为 2H+O--2HO. c 质子膜(只允许H通过) ,多孔不锈钢 a极 (1)图中若A为NH.,B为O.,C为HNO。,则负极的 一固体酸膜 电极反应式为 石墨 10H-0 (2)腊(N。H.)-空气燃料电池是一种环保型碱性燃料 电池,电解质为20%~30%的KOH溶液,其负极的 电极反应式为 a极发生反应类型为 ,b极的电极反应 ,放电过程 式为 中溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”) 2.书写电极反应式应注意介质的影响 (3)甲醇也可以通过微生物电催化反应合成,装置如 ①中性溶液的反应物中若是H得电子或OH失电 图所示。石墨电极上的电极反应式为 子,H和OH均来自水的电离,但生成物中可能有 H和OH。 质子 ②酸性溶液反应物、生成物中均无OH:破性溶液反 交换膜 C 应物、生成物中均无H;水溶液中不能出现O}。 H0 ) 0 ③熔融盐电池中,有时熔融盐的离子也会参与反应 24发生氧化反应：正极上得电子，发生还原反应，根据方程式知， 阶段培优卷一电极反应式的书写 Fe+得电子，生成Fe+,电极反应式为：2Fe+十2e 例1答案：(1)Fe-2e—Fe+2Ht十2e—H2个Fe十 2F+,电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质，所以电解 2H-Fe2++H2↑ 质是可溶性的铁盐，可用氧化铁作电解质，如图所示： (2)2H++2e-H2↑P%-2e-P%2+ (3)Cu-2e-Cu*+ 石墨/铜 解析：(l)由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池中，Fe比Cu金属 性强，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e一Fe+;Cu作正 极，电极反应式为2H+2e一H2↑，正极反应式与负极反 氯化铁 溶液 应式相加，即得总反应式。(2)由Pb、C与稀盐酸组成的原电 ②正极，铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为：F*十 池中，Cu作正极，电极反应式为2H+2e一H2个：Pb作负 e-Fe+: 极，电极反应式为Pb一2e—Pb+,(3)常温下，A1漫浓确 ③在原电池中，阳离子移向正极，即铁离子移向正极。 酸飩化，由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池中，Cu作负极，负极 变式3答案：(1)B(2)A反应是非氧化还原反应，没有电子的 的电极反应式为Cu-2eCu2+。 转移(3)Fe-2e—Fe+Fe3++e—Fe+ 变式1答案：(1)2H++2e一H2↑B降低 (4)28 (2)Cu Fe++e--Fe+ 解析：(1)原电池反应必须是自发进行的氧化还原反应，A反 解析：若溶液C为稀H2SO4,电流表指针发生偏转，B电极材 应中各元素化合价不变，所以不是氧化还原反应，不能设计成 料为Fe且作负极，Fe一2e一Fe2+,则A电极上发生的电极 原电池：B反应中FeCL,中Fe的化合价由十3变为+2。单质 反应式为2H十2e一H2↑，在反应中溶液中的阴离子移 铁中Fe的化合价由0变为+2，所以有电子转移，能设计成原 向负极即B,反应进行一段时间后溶液C中c(H)降低； 电池； (2)若需将反应Cu十2Fe+一2Fe+十Cu2+设计成如图所示 (2)根据(1)知，A反应是非氧化还原反应，没有电子的转移， 的原电池装置，则Cu发生氧化反应，即Cu作负校，则负极材 所以A反应不能设计成愿电池： 料为Cu,正极发生还原反应，该电极的电极反应式为Fe++ (3)负校极发生氧化反应，电极反应为Fe一2e—Fe2+;正极发 e-Fet. 生还原反应，电极反应为Fe+十e一Fe2+: 变式2 答案：(1)Ag0 (4)由电极反应Fe-2e一Fc2+可知，若导线上转移电子 (2)Zn+20H-2e-Zn0+H20 2mol,则电解质溶液增重56g,所以外电路中有6.03×10 (3)不变 个电子转移时，即转移1mol电子，电解质溶戒增重28g。 (4)32.5g (5)① [点睛]1.能够形成原电池的条件是：①能发生氧化还 原反应：②有电解质溶液：③能形成闭合回路：④有活 石墨/铜 泼性不同的正负极材料。 2.“加减法”书写电极反应式的步骤 氯化铁 ①先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物 溶液 质，并写出得失电子的数目。 ②Fe3++e一Fe+③正 ②分析电解质溶液是否参与反应，通过添加溶液中可 解析：总反应为Ag2O十Zn一ZnO十2Ag,AgO变成Ag, 能存在的离子使反应前后电荷守恒。 Ag的化合价从十1变为0，化合价降低，则该电极反应化合价 ③正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若 降低、被还原，是正极； 已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极 (1)由分析可知，Zn为负极，Ag0为正极； 的电极反应式，然后在得失电子守恒的基础上，将总反 (2)Ag:O+H2O十2e一2Ag十20H为正极反应，负极失 应式减去较易书写的一极的电极反应式，即得到较难 电子，被氧化，则负极反应为：Zn十2OH-2e—Zn0 书写的另一极的电极反应式。 +H2O: (3)从总反应Ag0+Zn—ZnO+2Ag来看，反应不涉及 [例2]答案：(1)正Ag0+2e+H,0一2Ag+2OH KOH,KOH的物质的量不变： 负Zn-2e+20H-Zn0+H20负 (4)根据Zn十2OH+2e-ZnO+H20可知转移2mol电 (2)Zm-2e—Zn+02+4H++4e-2H201mol 子时消耗1 mol Zn,则电路通过1mol电子消耗0.5 mol Zn, 解析：(1)微型纽扣电池电校分别是Ag:0和Z,电解质溶液 消耗的负极的质量m-0.5mol×65g/mol=32.5g: 为KOH,根据电池总反应：AgO+Zn一2Ag+ZnO可知， (5)①原电池中失电子的物质作负极，根据方程式知，铁作负 Ag2O在反应中化合价降低，发生还原反应，做正极，电极反应 极，比铁活泼性小的金属或导电的非金属作正被：铁失电子， 式为Ag:O+2e十H20—2Ag十2OH;Zn发生氧化反 ·15· 应，做负极，电极反应式为Zn一2e十2OH一ZO十H,0.3.B解析：有机物种类繁多的原因是有机物分子中碳原子能与 放电时，OH在负极参加反应，所以电解质溶液中OH移向 其他原子形成4对共用电子，且碳原子之间的连接方式可以 负极； 是链状，也可以是环状，B项正确。 (2)心脏起搏器总反应为：2Zn十O2十4H+一2Zn2++ 4.D解析：由正丁烷的球棍摸型可以写出其分子式为C,Ho, 2H20,人体内血液中溶有一定浓度的O2、H,Z2+,作电解 分子中4个碳原子形成的碳链呈锯齿状：分子中的4个碳原 质溶液，则该原电池Z为负极，发生氧化反应，电极反应式 子形成3个碳碳单键，10个氢原子形成10个礦氢单键，共形 为：Zn一2e一Zm+:O2在正极发生还原反应，电极反应式 成13个共价钝。 为：O2+4H++4e一2H2O。当电池工作过程中有5.6L 5,C解析：A.有机物种类繁多的主要原因是碳原子成键方式 O2(标准状况下)参于反应时，则转移电子的物质的量为 的多样性和有机物存在同分异构现象，故A错误；B.烃类分子 5.6L 中的磯原子与氢原子是通过极性键结合的，故B错误：C,烧烃 ne)=4m(0,)=22.4L/ma×4=1mol. 又叫饱和烃，每一个碳原子之间都以碳碳单键结合，碳原子的 变式4答案：MnO2+e+H,O—MnOOH+OH 剩余价键都与氢原子相结合，故C正确：D.同分异构现象的广 变式5答案：a极为负极，发生氧化反应O2+4H++4e 泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因，不是性一原因，故 -2H20 D错误。 解析：电池总反应为2H,十O:一2H20可知氢气发生氧化 6。A解析：Cg是由同种元素组成的碳的单质，与石墨、金刚石 反应，氧气发生还愿反应，则a极为负极，发生氧化反应，b极 互为同素异形体，A错误，B,C正确；环状分子Cs含有碳碳单 为正极，根据题意以CsHSO。国体为电解质传遭H+,可知为 键和碳碳三键，碳原子间的结合方式有2种，D正确， 酸性介质，电极反应式为O2十4H++4e—2H20. CH, [例3]答案：(1)实验1、2中A1的作用不同，实验1中，A1作原 7.A解析：符合题意的烷烃有CH,一CH2C一CH,—CH 电池的负极，实验2中Al作原电池的正极A1一3e C:H A+负Mg-2e—Mg2+ CH, (2)负正2A1+3H,S0,一Al2(S0,)3+3H2↑ (3)负A1可以和NaOH溶液发生反应AI一3e十4OH 和CH,CHCH一CH,CH,。 —[AI(OH),] C2Hg 解析：(1)由实验1,2的现象可知，实验1中A1为原电池的负 8.C解析：AO2和“O2属于同种单质，不是同素异形体，A 极，实验2中A1为原电池的正校。实验1中铝电校上发生的 错误；B.正戊烷和异戊烷互为同分异构体，B错误；C.甲烷为 电极反应式为Al-3e一A+;实验2中Mg为负极，电极 的 反应式为Mg-2e一Mg2+。(2)由实验3的现象可知，A 正四面体构型，其二澳代物只有一种结构，故H—C一H和 为原电池的负极，石墨为原电池的正极，负极发生氧化反应， Br 电校反应式为A1一3e一A3+,正极发生还原反应，电极反 Br 应式为2H十2e一H2↑，电池总反应式为2A1+3H,SO, H一C-Br是同一种物质，C正确； 一A12(S0,)3十3H2↑。(3)实验4中电流计指针偏向Mg, H Mg作正极，A作负极，Al可以和NaOH溶液发生氧化还原 D.CH,一CHCH,CH2和H,CCH一CH,均为异戊 反应2A1+2NaOH+6HO—2Na[AI(OH),]+3H2↑，Mg 与NaOH溶液不反应，负极的电极反应式为Al一3e+ CH, H,C-CH: 40H—[A1(OH),]。 烷，是同种物质，D错误。 变式6答案：(1)NH,-8e+3HO一NO,+9H [名师点拨] (2)N2H,-4e+4OH—N2↑+4H0减小 (1)结构不同意珠着同分异构体不一定是同类物质，如 (3)CO2+6e+6H*-CH,OH+H2O CH,CHCH-CH2和CH2CH,。 课时达标检测12有机化合物成键特点、烷烃结构 CH2-CH, (2)烷烃中，甲烷、乙烷、丙烷不存在同分异构体，其他烷 1.A解析：碳原子最外层有4个电子，可形成4对共用电子，即 烃均存在同分异构体，同分异构现象是有机物种类繁多 形成4个共价键，A项正确，C项错误；碳原子与其他原子形 的原因之一。 成的共价健是极性健，B项错误：碳原子最外层有4个电子，既 不容易得到电子也不容易失去电子，即难形成离子健，D项 9.B解析：A.该分子为有机物，分子中的碳原子形成了4条共 错误。 价键，从左边氧原子开始推新，第一个碳碳健为璞碳叁健，第 2.C解析：C项中碳原子形成了5个共价键，违背了碳原子的4 二个碳碳键为单健，第三个为三键，同理可推出①为碳碳叁 个共价键的成键特点。 键，A项错误：B.②为碳碳单键，B项正确：C.③与其相连的碳 ·16·