大单元四 微专题2 电极反应式的书写及电化学计算【精讲精练】-2026届高三化学二轮复习●大概念专题突破（新高考通用）

大单元四 电化学 微专题2 电极反应式的书写及电化学计算 【真题再现●明考向】 1.(2025·北京卷节选)铅酸电池工作原理为：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 充电时，阴极发生的电极反应为_________________________________________。 【答案】PbSO4＋2e－===Pb＋SO 【解析】充电时，阴极发生还原反应，PbSO4得到电子变成Pb，其发生的电极反应为PbSO4＋2e－===Pb＋SO。 2.(2025·湖南卷节选)在温和条件下，将CO转化为C4烃类具有重要意义。采用电化学—化学串联催化策略可将CO高选择性合成C4H10，该流程示意图如下： 回答下列问题： (1)电解池中电极M与电源的_______极相连。 (2)CO放电生成C2H4的电极反应式为____________________________________。 【答案】(1)正　(2)2CO＋8e－＋6H2O===C2H4＋8OH－ 【解析】(1)由图可知，N电极上CO转化为C2H4，C元素化合价下降，发生还原反应，N为阴极，则M为阳极，与电源正极相连。(2)CO发生得电子的还原反应转化为C2H4，电解液是碱性环境，电极反应式为2CO＋8e－＋6H2O===C2H4＋8OH－。 3.(2024·浙江6月选考)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示，正极上的电极反应式是____________________________________________________________________。 该电池以3.2 A恒定电流工作14分钟，消耗H2体积为0.49 L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为________。[已知：该条件下H2的摩尔体积为24.5 mol·L-1；电荷量q(C)＝电流I(A)×时间(s)；NA＝6.0×1023 mol-1；e＝1.60×10-19 C。] 【答案】O2＋4e－＋2CO2===2CO　70% 【解析】根据题干信息，该燃料电池中H2为负极，O2为正极，熔融碳酸盐为电解质溶液，故正极的电极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2CO。该条件下，0.49 L H2的物质的量为n(H2)＝＝0.02 mol，工作时，H2失去电子：H2－2e－===2H＋，所带电荷量为2×0.02×6.0×1023×1.60×10-19 C＝3 840 C，工作电荷量为3.2×14×60 C＝2 688 C，则该电池将化学能转化为电能的转化率为×100%＝70%。 4.(2024·重庆卷节选)Pb(CH2CH3)4(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为Pb，阴极为碳钢，电解液为溶有格氏试剂(CH3CH2MgCl⥫⥬CH3CH＋MgCl＋)的有机体系。 (1)阳极上生成Pb(CH2CH3)4的电极反应式为______________________________ ______________________________________________。 (2)为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的CH3CH2Cl，其原理是__________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)为减少铅污染，Pb(CH2CH3)4被限制使用。(CH3O)2CO是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所示(Pt/C为催化剂)。总反应化学方程式为__________________________________________；外电路转移1 mol电子时，理论上可生成(CH3O)2CO的物质的量为________mol。 【答案】(1)Pb－4e－＋4CH3CH===Pb(CH2CH3)4　(2)阴极MgCl＋得到电子发生还原反应生成镁单质：MgCl＋＋2e－===Mg＋Cl－，在阴极区不断加入适量的CH3CH2Cl，发生反应CH3CH2Cl＋Mg===CH3CH2MgCl，实现阴极产物的循环利用　(3)2CH3OH＋CO2===(CH3O)2CO＋H2O　0.5 【解析】(1)电解池的阳极为Pb，阳极上Pb失去电子发生氧化反应生成Pb(CH2CH3)4，电极反应式为Pb－4e－＋4CH3CH===Pb(CH2CH3)4。(2)阴极MgCl＋得到电子发生还原反应生成镁单质：MgCl＋＋2e－===Mg＋Cl－，在阴极区不断加入适量的CH3CH2Cl，发生反应CH3CH2Cl＋Mg===CH3CH2MgCl，实现阴极产物的循环利用。(3)由题图可知，A极二氧化碳得到电子发生还原生成CO和CH3O－：2CH3OH＋CO2＋2e－===2CH3O－＋CO＋H2O，CO和CH3O－再和Pt2+反应生成(CH3O)2CO：2CH3O－＋CO＋Pt2+===(CH3O)2CO＋Pt，则总反应为二氧化碳和甲醇反应生成(CH3O)2CO和水：2CH3OH＋CO2===(CH3O)2CO＋H2O；反应中电子转移为(CH3O)2CO～2e－，则外电路转移1 mol电子时，理论上可生成(CH3O)2CO的物质的量为0.5 mol。 【核心梳理●明方向】 1.电极反应式的书写 (1)根据物质变化书写电极反应式 (2)根据总反应式书写电极反应式 步骤一：根据电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne－)。 步骤二：找出正(阴)、负(阳)极，失电子的电极为负(阳)极；确定溶液的酸碱性。 步骤三：写电极反应式。 负(阳)极反应：还原剂－ne－===氧化产物 正(阴)极反应：氧化剂＋ne－===还原产物 2.守恒法在电化学计算中的应用 (1)电子守恒和电荷守恒列关系式 ①电子守恒：两极得失电子数相等。 ②电荷守恒：1个电子对应1个正电荷(或负电荷)。 ③常用关系式：O2～4e－～4Ag～2Cu～2H2～2Cl2～4OH－～4H＋～Mn＋。 (2)几个注意问题 ①气体体积相关计算时，必须注明标准状况。 ②计算含交换膜电化学装置中某一区域质量变化，注意离子的迁移。 【考点突破●提能力】 1.(2025·河南五市一模联考节选)电解催化CO2制甲醇装置如图所示： 铜电极上电解催化CO2制甲醇的电极反应式为_____________________________ ______________________________________________。 【答案】CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O 2.(2025·天津宁河一模节选)研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示。温度小于900 ℃时进行电解反应，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，阳极的电极反应为2CO－4e－===2CO2↑＋O2↑，则阴极的电极反应为___________________________________。 【答案】3CO2＋4e－===C＋2CO 【解析】温度小于900 ℃时进行电解反应，碳酸钙先分解为CO2和CaO，电解质为熔融碳酸钠，熔融碳酸钠中的碳酸根离子移向阳极，阴极得电子发生还原反应生成碳，则阴极的电极反应为3CO2＋4e－===C＋2CO。 3.(2025·四川巴中一模节选)二氧化碳也可用电化学方法进行还原，下面是二氧化碳在电极表面被还原为产品M的示意图。 (1)写出该电极反应式：__________________________________________________。 (2)在二氧化碳流速为20 mL·min-1(已换算成标准状况)，阴极板面积为100 cm2条件下，测得M的生成速率为6.0×10-5 mol·cm-2·h-1，则二氧化碳的转化率为________。 【答案】(1)CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH　(2)11.2% 【解析】(1)由题图可知，CO2在电极表面得电子，结合H＋生成HCOOH，电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH。(2)阴极板面积为100 cm2，M(即HCOOH)的生成速率为 6.0×10-5 mol·cm-2·h-1，则1 h内生成M的物质的量为6.0×10-5 mol·cm-2·h-1×100 cm2×1 h＝6.0×10-3 mol，根据电极反应式CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH，生成1 mol HCOOH消耗1 mol CO2，则消耗CO2的物质的量为6.0×10-3 mol，在标准状况下，CO2的流速为20 mL·min-1，则1 h内通入CO2的物质的量为＝ mol，二氧化碳的转化率α＝×100%＝11.2%。 4.(2025·重庆一模节选)电解CO2可以制取CH3OH，其电解原理如图所示。双极膜内为水，电解时双极膜内的水解离成H＋和OH－，分别向两侧发生迁移。 (1)电源的负极是________(填“A”或“B”)。 (2)催化电极的电极反应式为____________________________________________。 (3)当催化电极生成48 g CH3OH时，阳极室溶液增加的质量为________g。 【答案】(1)B　(2)CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O　(3)81 【解析】(1)电解时CO2生成CH3OH得电子化合价降低，作阴极连电源的负极B，即电源的负极是B。(2)催化电极为阴极，阴极的电极反应式为CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O。(3)当催化电极生成48 g CH3OH时，48 g CH3OH物质的量为1.5 mol，电路中转移9 mol e－，双极膜向阳极室移动9 mol OH－，阳极室发生反应4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，放出O2的物质的量＝2.25 mol，阳极室溶液增加的质量为9 mol×17 g·mol-1－2.25 mol×32 g·mol-1＝81 g。 【限时训练】（限时：60分钟） 　电极反应式的书写及电化学计算 (满分：63分) 1.(3分)(2025·江西一模)乙醇和水蒸气在高温下重整得到CO、H2和CO2的混合气体，通过碱溶液吸收、干燥得到CO和H2体积比1∶3的混合气体，由该混合气体组成的碱性燃料电池如图所示。 放电过程中，b极的电极反应式为_________________________________________。 【答案】CO＋3H2＋10OH－－8e－===CO＋8H2O 【解析】b极为负极，发生氧化反应，CO和H2失电子，碱性条件下分别生成碳酸根离子和水，故电极反应式为CO＋3H2＋10OH－－8e－===CO＋8H2O。 2.(6分)(2025·广西来宾一模)通过电催化将CO2转化为CH3OH的装置如图所示。 (1)Pt电极是________(填“阴极”或“阳极”)。 (2)若忽略电解液体积变化，电解过程中阴极室的浓度基本不变，写出阴极电极反应式：_____________________________________________________________。 【答案】(1)阳极　(2)CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O 【解析】根据电催化将CO2转化为CH3OH的装置图可知，CO2转化为CH3OH时化合价降低，得到电子，为阴极反应；(1)因通入CO2的电极为阴极，则Pt电极为阳极；(2)若忽略电解液体积变化，电解过程中阴极室的浓度基本不变，说明未消耗NaHCO3，则阴极电极反应式为CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O。 3.(3分)微生物燃料电池是在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，其中HS－在硫氧化菌作用下转化为SO的电极反应式是________________________________________________________。 【答案】HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋ 【解析】由题图可知，HS－→SO，S元素的化合价升高，失电子，发生氧化反应，a极作负极，电极反应式为HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋。 4.(6分)(2025·山东淄博一模)电解制锰如图所示，则b极的电极反应式为__________________________________________________________。电解时需保持阴极室溶液pH不宜过低的原因是_______________________________________ ______________________________________________。 【答案】2H2O－4e－===O2↑＋4H＋　pH过低，电解液中c(H＋)增大，氧化性增强，H＋优先在阴极放电 【解析】电解制锰过程中，Mn2+在阴极得到电子生成Mn，则a为阴极，b为阳极，阳极水失去电子生成氧气，则b极的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。电解时需保持阴极室溶液pH不宜过低的原因是pH过低，电解液中c(H＋)增大，氧化性增强，H＋优先在阴极放电。 5.(6分)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用，回答下列问题： (1)正极反应式为______________________________________________。 (2)每消耗92 g NO2转移电子数为________。 【答案】(1)O2＋2N2O5＋4e－===4NO　(2)2NA 【解析】(2)根据电极反应：4NO2＋4NO－4e－===4N2O5可知，每消耗92 g NO2(即 2 mol NO2)，转移电子数为2NA。 6.(6分)(2025·湖南岳阳一模)近年来新兴的生物电催化技术运用微生物电解池也可实现弱酸环境下CO2甲醇化，工作原理如图所示。 已知：法拉第效率(FE)的定义(X代表CH3OH)如：FE(X)＝×100% (1)实验测得，阴极区溶液酸性提高，阴极上会产生气体a导致法拉第效率降低，气体a的分子式为___________。 (2)阴极生成甲醇的电极反应式为________________________________________。 【答案】(1)H2　(2)CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O 【解析】(1)结合图示可知，H＋通过质子交换膜流向阴极区，因此右侧电极区为阴极，当溶液酸性增强，阴极法拉第效率降低，则通过电极的电子部分生成了其他气体，结合题意可得电极反应式应为2H＋＋2e－===H2↑，因此气体a的分子式为H2；(2)结合图示可知，右侧电极区为阴极，CO2在阴极得到电子生成甲醇，因此阴极电极反应式为CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O。 7.(6分)应用电化学原理，硝酸盐亚硝酸盐氨，实现了高效合成氨，装置如图。 (1)生成NO的电极反应式是_____________________________________________。 (2)当电路中有2 mol电子通过时，一定量的NO被还原生成0.6 mol NO和______ mol NH3。 【答案】(1)NO＋2e－＋H2O===NO＋2OH－　(2)0.1 【解析】(1)从装置图分析其电解质溶液呈碱性，则生成NO的电极反应式是NO＋2e－＋H2O===NO＋2OH－。(2)根据电极反应式NO＋2e－＋H2O===NO＋2OH－，NO被还原生成0.6 mol NO转移电子为1.2 mol，则NO被还原生成NH3转移电子为2 mol－1.2 mol＝0.8 mol，由电极反应式NO＋8e－＋6H2O===NH3↑＋9OH－可计算生成的NH3物质的量为0.1 mol。 8.(3分)(2025·安徽一模节选)空间站中通过电解回收再生的水为宇航员提供氧气。某科技小组模拟用一种新型的纳米硅基锂电池电解水为宇航员提供O2，其电池反应式为xFeS2＋4LixSixFe＋2xLi2S＋4Si，工作原理示意图如下： (电解液由锂盐和有机溶剂组成) 电池工作时，理论上为宇航员提供标准状况下11.2 L的氧气时，正极材料的质量变化为________g。 【答案】32 【解析】根据电池反应式为xFeS2＋4LixSixFe＋2xLi2S＋4Si可知，放电时，负极反应式为4LixSi－4xe－===4Si＋4xLi＋，负极材料LixSi转化为Si，Li元素进入电解液；正极反应式为xFeS2＋4xe－===xFe＋2xS2-，正极材料FeS2转化为Fe，S元素进入电解液。 电解水的过程中，生成1 mol氧气转移4 mol电子，则有如下计量关系：4xe－～xO2～2xS2-，正极材料变化2xS2-的质量，因此生成标准状况下11.2 L(0.5 mol)氧气时，正极质量变化×32 g·mol-1＝32 g。 9.(6分)(2025·江苏一模)电催化CO2还原制备碳氢化合物，其装置原理如图所示。 (1)电池工作过程中，阴极生成C3H6的电极反应式为__________________________ ______________________________________________。 (2)每转移2 mol电子，阳极室溶液质量减少________g。 【答案】(1)3CO2＋18H＋＋18e－===C3H6＋6H2O　(2)18 【解析】(1)从电催化CO2还原制备碳氢化合物装置图可知，装置中使用了质子交换膜，左侧惰性电极发生H2O－e－―→O2↑＋H＋氧化反应，该电极为阳极，右侧石墨烯电极发生CO2＋e－―→C3H6或C2H4等碳氢化合物，为还原反应，该电极为阴极，其中生成C3H6的电极反应式为3CO2＋18H＋＋18e－===C3H6＋6H2O。(2)左侧惰性电极为阳极，发生电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，且H＋由阳极室通过质子交换膜移向阴极室，每转移2 mol电子，生成0.5 mol O2，移走2 mol H＋，阳极室溶液质量减少 0.5 mol×32 g·mol-1＋2 mol×1 g·mol-1＝18 g。 10.(9分)少量的SO2经Na2CO3溶液洗脱处理后，所得洗脱液主要成分为Na2CO3、NaHCO3和Na2SO3，利用生物电池技术，可将洗脱液中的Na2SO3转化为单质硫(以S表示)回收。 (1)该装置中，正极的电极反应式为________________________________________ ______________________________________________。 (2)一段时间后，若洗脱液中SO的物质的量减少了1 mol，则理论上HCO减少了________ mol。 【答案】(1)SO＋4e－＋6HCO===S↓＋3H2O＋6CO　(2)2 【解析】(1)该装置中，正极的电极反应式为SO＋4e－＋6HCO===S↓＋3H2O＋6CO。(2)当消耗1 mol亚硫酸根离子，转移4 mol电子，同时消耗6 mol碳酸氢根离子，生成6 mol碳酸根离子，根据电荷守恒，则有4 mol H＋通过质子交换膜移向正极，4 mol氢离子可以结合4 mol的碳酸根离子生成 4 mol的碳酸氢根离子，则理论上碳酸氢根离子减少了2 mol。 11.(9分)中国科学院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体LaHx，某小组据此设计了如图装置，以电化学方法进行反应：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol-1。 (1)电极a为电源的________(填“正极”或“负极”)。 (2)生成CH3OH的电极反应式为________________________________________ ______________________________________________。 (3)若反应：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol-1(副反应)也同时发生，出口Ⅱ为CO、CH3OH、CO2的混合气，且n(CO)∶n(CH3OH)＝1∶3，则惰性电极2的电流效率η为________(η＝×100%)。 【答案】(1)负极　(2)CO2－6e－＋6H－===CH3OH＋H2O　(3)90% 【解析】(1)由信息可知，电解池装置中的离子导体可以传输氢负离子，氢气在惰性电极1上放电生成氢负离子，氢负离子在惰性电极2上失电子变为氢原子，然后氢原子将二氧化碳还原为甲醇和水，则电极a为电源的负极。(2)在惰性电极2上氢负离子失电子变为氢原子，然后氢原子将二氧化碳还原为甲醇和水，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式：CO2－6e－＋6H－===CH3OH＋H2O。(3)若副反应也同时发生，出口Ⅱ为CO、CH3OH、CO2的混合气，且n(CO)∶n(CH3OH)＝1∶3，假设生成1 mol CO和 3 mol CH3OH，转移电子1 mol×2＋3 mol×6＝20 mol，则惰性电极2的电流效率η为×100%＝90%。 学科网（北京）股份有限公司 $ 大单元四 电化学 微专题2 电极反应式的书写及电化学计算 【真题再现●明考向】 1.(2025·北京卷节选)铅酸电池工作原理为：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 充电时，阴极发生的电极反应为_________________________________________。 2.(2025·湖南卷节选)在温和条件下，将CO转化为C4烃类具有重要意义。采用电化学—化学串联催化策略可将CO高选择性合成C4H10，该流程示意图如下： 回答下列问题： (1)电解池中电极M与电源的_______极相连。 (2)CO放电生成C2H4的电极反应式为____________________________________。 3.(2024·浙江6月选考)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示，正极上的电极反应式是____________________________________________________________________。 该电池以3.2 A恒定电流工作14分钟，消耗H2体积为0.49 L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为________。[已知：该条件下H2的摩尔体积为24.5 mol·L-1；电荷量q(C)＝电流I(A)×时间(s)；NA＝6.0×1023 mol-1；e＝1.60×10-19 C。] 4.(2024·重庆卷节选)Pb(CH2CH3)4(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为Pb，阴极为碳钢，电解液为溶有格氏试剂(CH3CH2MgCl⥫⥬CH3CH＋MgCl＋)的有机体系。 (1)阳极上生成Pb(CH2CH3)4的电极反应式为______________________________ ______________________________________________。 (2)为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的CH3CH2Cl，其原理是__________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)为减少铅污染，Pb(CH2CH3)4被限制使用。(CH3O)2CO是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所示(Pt/C为催化剂)。总反应化学方程式为__________________________________________；外电路转移1 mol电子时，理论上可生成(CH3O)2CO的物质的量为________mol。 【核心梳理●明方向】 1.电极反应式的书写 (1)根据物质变化书写电极反应式 (2)根据总反应式书写电极反应式 步骤一：根据电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne－)。 步骤二：找出正(阴)、负(阳)极，失电子的电极为负(阳)极；确定溶液的酸碱性。 步骤三：写电极反应式。 负(阳)极反应：还原剂－ne－===氧化产物 正(阴)极反应：氧化剂＋ne－===还原产物 2.守恒法在电化学计算中的应用 (1)电子守恒和电荷守恒列关系式 ①电子守恒：两极得失电子数相等。 ②电荷守恒：1个电子对应1个正电荷(或负电荷)。 ③常用关系式：O2～4e－～4Ag～2Cu～2H2～2Cl2～4OH－～4H＋～Mn＋。 (2)几个注意问题 ①气体体积相关计算时，必须注明标准状况。 ②计算含交换膜电化学装置中某一区域质量变化，注意离子的迁移。 【考点突破●提能力】 1.(2025·河南五市一模联考节选)电解催化CO2制甲醇装置如图所示： 铜电极上电解催化CO2制甲醇的电极反应式为_____________________________ ______________________________________________。 2.(2025·天津宁河一模节选)研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示。温度小于900 ℃时进行电解反应，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，阳极的电极反应为2CO－4e－===2CO2↑＋O2↑，则阴极的电极反应为___________________________________。 3.(2025·四川巴中一模节选)二氧化碳也可用电化学方法进行还原，下面是二氧化碳在电极表面被还原为产品M的示意图。 (1)写出该电极反应式：__________________________________________________。 (2)在二氧化碳流速为20 mL·min-1(已换算成标准状况)，阴极板面积为100 cm2条件下，测得M的生成速率为6.0×10-5 mol·cm-2·h-1，则二氧化碳的转化率为________。 4.(2025·重庆一模节选)电解CO2可以制取CH3OH，其电解原理如图所示。双极膜内为水，电解时双极膜内的水解离成H＋和OH－，分别向两侧发生迁移。 (1)电源的负极是________(填“A”或“B”)。 (2)催化电极的电极反应式为____________________________________________。 (3)当催化电极生成48 g CH3OH时，阳极室溶液增加的质量为________g。 【限时训练】（限时：60分钟） 　电极反应式的书写及电化学计算 (满分：63分) 1.(3分)(2025·江西一模)乙醇和水蒸气在高温下重整得到CO、H2和CO2的混合气体，通过碱溶液吸收、干燥得到CO和H2体积比1∶3的混合气体，由该混合气体组成的碱性燃料电池如图所示。 放电过程中，b极的电极反应式为_________________________________________。 2.(6分)(2025·广西来宾一模)通过电催化将CO2转化为CH3OH的装置如图所示。 (1)Pt电极是________(填“阴极”或“阳极”)。 (2)若忽略电解液体积变化，电解过程中阴极室的浓度基本不变，写出阴极电极反应式：_____________________________________________________________。 3.(3分)微生物燃料电池是在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，其中HS－在硫氧化菌作用下转化为SO的电极反应式是________________________________________________________。 4.(6分)(2025·山东淄博一模)电解制锰如图所示，则b极的电极反应式为__________________________________________________________。电解时需保持阴极室溶液pH不宜过低的原因是_______________________________________ ______________________________________________。 5.(6分)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用，回答下列问题： (1)正极反应式为______________________________________________。 (2)每消耗92 g NO2转移电子数为________。 6.(6分)(2025·湖南岳阳一模)近年来新兴的生物电催化技术运用微生物电解池也可实现弱酸环境下CO2甲醇化，工作原理如图所示。 已知：法拉第效率(FE)的定义(X代表CH3OH)如：FE(X)＝×100% (1)实验测得，阴极区溶液酸性提高，阴极上会产生气体a导致法拉第效率降低，气体a的分子式为___________。 (2)阴极生成甲醇的电极反应式为________________________________________。 7.(6分)应用电化学原理，硝酸盐亚硝酸盐氨，实现了高效合成氨，装置如图。 (1)生成NO的电极反应式是_____________________________________________。 (2)当电路中有2 mol电子通过时，一定量的NO被还原生成0.6 mol NO和______ mol NH3。 8.(3分)(2025·安徽一模节选)空间站中通过电解回收再生的水为宇航员提供氧气。某科技小组模拟用一种新型的纳米硅基锂电池电解水为宇航员提供O2，其电池反应式为xFeS2＋4LixSixFe＋2xLi2S＋4Si，工作原理示意图如下： (电解液由锂盐和有机溶剂组成) 电池工作时，理论上为宇航员提供标准状况下11.2 L的氧气时，正极材料的质量变化为________g。 9.(6分)(2025·江苏一模)电催化CO2还原制备碳氢化合物，其装置原理如图所示。 (1)电池工作过程中，阴极生成C3H6的电极反应式为__________________________ ______________________________________________。 (2)每转移2 mol电子，阳极室溶液质量减少________g。 10.(9分)少量的SO2经Na2CO3溶液洗脱处理后，所得洗脱液主要成分为Na2CO3、NaHCO3和Na2SO3，利用生物电池技术，可将洗脱液中的Na2SO3转化为单质硫(以S表示)回收。 (1)该装置中，正极的电极反应式为________________________________________ ______________________________________________。 (2)一段时间后，若洗脱液中SO的物质的量减少了1 mol，则理论上HCO减少了________ mol。 11.(9分)中国科学院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体LaHx，某小组据此设计了如图装置，以电化学方法进行反应：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol-1。 (1)电极a为电源的________(填“正极”或“负极”)。 (2)生成CH3OH的电极反应式为________________________________________ ______________________________________________。 (3)若反应：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol-1(副反应)也同时发生，出口Ⅱ为CO、CH3OH、CO2的混合气，且n(CO)∶n(CH3OH)＝1∶3，则惰性电极2的电流效率η为________(η＝×100%)。 学科网（北京）股份有限公司 $