上分专题3 新型化学电池电极反应式的书写及判断-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学必修第二册（苏教版）

上分专题3新型化学电池电极反应式的书写及判断 题课堂@ 命题密钥 电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，以新型化学电源为命题背景考查原电池的工 作原理的题型是高考的必考点。通常考查电池电极的判断、电极及电池反应式的书写、电子 的移动方向、电解质溶液中离子的移动方向及有关计算，题目难度一般较大。 考点觉醒 ·原电池工作原理 (1)一般工作原理 外电路电子 沿着导线传递 e 氧化失去e 极 正极得到e还原 反应 反应 移 内电路 移 阴离子电解质 阳离子 (2)以铜、锌、稀硫酸原电池为例 电子从负极流出，流入正极 Zn-2e =Zn2 2H'+2e=H,t Zn 负极 正极Cu 外电路电子的定向移动 静电作用 Zn2 Zn2 伊 n Zn2 内电路离子的定向移动 Zn2 Zn2 稀硫酸 ●电极反应式的书写 (1)电极反应式书写的一般步骤 列物质 负极发生氧化反应 参加反应的微粒 标得失 正极发生还原反应 和得失电子数 看环境 在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极 配守恒 产物，即看H、OH、H,O等是否参加反应，遵 守电荷守恒、质量守恒、得失电子守恒 两式加 两电极反应式相加，与总反应式对照验证 验总式 (2)电极反应式书写的注意事项 ①H在碱性环境中不存在； ②02在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H,生成H,0,在中性或碱性环境结合H0,生 成OH; ③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反 应式减去较易写出的一极的电极反应式，得到较难写出的另一极的电极反应式。 黑白题·上分秘籍9 实战演练 1.*金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 负载( 金 OH M2+ M A.金属M作电池负极 B.电解质是熔融的MO C.正极的电极反应为02+4e+2H2040HD.电池反应为2M+02+2H20=2M(OH)2 2.*1情境创新(2024·湖北武汉高一期末)热激活电池主要用于导弹、火箭以及应急电子仪器 供电，是一种电解质受热熔融即可开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放 电后的两极产物分别为Li,Si3和LiMn2O4。已知：LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量 分数的关系如图2所示。下列说法正确的是 () 800 火药 &600 oa iCl和KCl混合物 接400 200 00.20.40.60.81 KCI的物质的量分数 图1 图2 A.放电时，Li向a极区移动 B.放电时，负极的电极反应是2MnO2-e+Li=LiMn204 C.该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化，使电池开始工作 D.为降低电池的启动温度，应尽量提高混合物中KC1的物质的量分数 3.*(2025·四川资阳高一期末)双氧水在工业上被称为绿色氧化剂。一种双腔室H,02燃料 电池构造如图所示，下列说法错误的是 ( ) A.复合材料电极为正极 负载 B.离子交换膜的作用是隔离酸碱，又能维持电解质溶液电荷 H,SO,溶液 KOH溶液 平衡 C.Pt电极上发生的反应为H202-2e一2H+02↑ H,02 H,0 料电 换 D.H,02在电池反应中体现了氧化性和还原性 +H0 膜 02 4.**(2025·河南南阳高一期末)研究人员研制出一种可在 一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极，用A1CI:和有机 阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A.放电时，铝为负极，石墨为正极 B.放电时的负极反应：A1+7A1Cl4-3e=4AL2C1 C.放电时，有机阳离子向铝电极方向移动 10化学1必修第二册·SJ D.放电时，电子经导线由铝电极移向石墨电极 用电器 AICL 金属钠 00e00000200 三H.02 至c HCO -C0, 有机电解液 A1,CL,有机阳离子 钠超离子导体电解质水溶液 (第4题) (第5题) 5.(2025·河北石家庄高一期末)在碳中和愿景下，全球范围内可再生能源不断开发。一种 新研发的电池系统是通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示（钠超离子导 体只允许Na通过)。下列说法错误的是 () A.Na通过钠超离子导体由a极区移动到b极区 B.b电极上的电极反应为2C02+2H,0+2e一2HC03+H2 C.工作一段时间b电极附近可能有白色固体析出 D.该电池中的有机电解液可选用乙醇 6.*碱酸混合锌-硝酸根离子电池具有电压高、放电功率大等优点，其工作原理如图所示，工作 时，H,O在双极膜（允许H和OH穿梭）界内解离成H和OH。下列说法正确的是() A.放电时，双极膜内的OH会移向b室 B.每转移0.2mol电子，负极质量减少13g C.放电时，总反应为60H+7H20+N03+4Zn=4[Zn(0H)4]2+NH4 D.放电一段时间后，a室溶液pH会增大 质子交换膜 用电器 双极膜 费 HCOO +H NH a b H+ Zn NO OH HCHO NO: a室 b室 石墨电极 锌电极 H,O HO NH: KOH溶液 KOH溶液 TZn(OH)P HKNOHNO KOH溶液 OH 左室 混合溶液 右室 (第6题) (第7题)》 7.*|社会热点(2025·黑龙江龙东高一期末)我国学者发明了一种新型多功能甲醛(HCH0) 硝酸盐电池（如图所示），可同时处理废水中的HCHO和NO,,电池总反应为8HCHO+NO,+ 7OH一NH,↑+8HC00+4H2↑+2H,0。下列说法错误的是 () A.电池工作过程中，H通过质子交换膜向电极b移动 B.电池工作过程中，电极a附近区域电解液的pH减小 C.电极b上发生的电极反应为NO?+6H,0+8e=NH,↑+90H D.当电极a流出1mol电子时，生成标准状况下H2的体积为5.6L 黑白题·上分秘籍1团应前后气体体积不变，容器内混合气体的压强保持不变，不能说明 反应达到平衡状态，C错误：容器内各气体的浓度不再改变说明反 应达到平衡状态，D正确。 上分专题3新型化学电池电极反应式的书写 及判断 1.B 2.C解析：该热激活电池放电时，a电极上Li13Si4发生失电子的反应 生成Li,Si3,b电极上Mn02发生得电子的反应生成LiMn204,则a极 为负极，b极为正极。放电时阳离子向正极移动，故放电时i向b 极区移动，A错误；放电时，负极的电极反应是3Li13Si4-11e 4Li,Si3+11Lit,B错误；火药燃烧放热，该电池中火药燃烧的目的是 提供热能将电解质熔化，使电池开始工作，C正确：由图2可知，为降 低电池的启动温度，混合物中KCI的物质的量分数既不能太低也不 能太高，应控制在0.6，D错误。 3.C解析：由图可知，复合材料电极是燃料电池的正极，酸性条件下， 过氧化氢在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为 H202+2e+2H一2H20,铂电极为负极，碱性条件下过氧化氢在 负极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为H202 -2e+20H=2H20+02↑，总反应为2H202=2H20+02↑，电 池工作时钾离子通过离子交换膜由铂电极移向复合材料电极， C错误。 4.C解析：由装置图可知，放电时，铝是活泼的金属，铝为负极，被氧化 生成A1,Cl;,电极反应式为1+7A1C1:-3e=4Al,Cl5;石墨为正 极，电极反应式为CnA1Cl4+e一Cn+A1CIa。原电池工作时，阳离子 向正极移动，因此有机阳离子向石墨电极方向移动，C错误。 5.D解析：由电池工作原理示意图可知，反应中Na被氧化为钠离子， 为原电池的负极，则a电极反应式为Na-e一Na,b为正极，b电 极反应式为2C02+2H20+2e=2HC03+H2,原电池工作时，阳离 子向正极移动，电解液中钠离子和碳酸氢根离子达到饱和时， 以NaHCO3晶体析出。钠和乙醇能发生置换反应，该电池中的有机 电解液不可选用乙醇，D错误。 6.C解析：由题图可知，放电时，锌为原电池负极，碱性条件下失去电 子发生氧化反应生成四羟基合锌酸根离子，电极反应式为Zn-2e+ 40H一[Z(0H),]2,石墨电极为正极，酸性条件下硝酸根离子 在正极得电子转化为铵根离子，电极反应式为NO?+8e+10H 一NH4+3H20,H20在双极膜解离成H*和OH,H通过阳离子交 换膜进人b室，OH通过阴离子交换膜进入a室。根据分析，A错 误；负极的电极反应式为Zn-2e+40H一[Zn(0H)4]2,每转移 0.2mol电子，负极减少0.1 mol Zn,即6.5g,B错误；根据分析，放电 时，总反应为60H+7H20+N03+4Zm一4[Zn(0H)4]2+NH, C正确；根据负极的电极反应式：Zn-2e+40H—[Zn(0H)4]2,a 室每消耗4 mol OH的同时有2 mol OH通过阴离子交换膜进入a 室，放电一段时间后，OH浓度下降，所以pH会减小，D错误。 7.D解析：由原电池中电子移动方向可知，电极b为正极，NO,得到 电子生成NH3,电极反应式为NO3+6H20+8e=NH3↑+90H;电 极a为负极，HCHO失去电子生成HCOO和H2,负极电极反应式 为2HCH0+40H-2e一2HC00+H2↑+2H20。根据电极反应 式2HCH0+40H-2e=2HC00+H2↑+2H20,当电极a流出 1mol电子时，生成0.5molH2,标准状况下的体积为11.2L,D错误。 必修第二册·SJ 上分专题4非金属氧化物对环境的 污染与防治 1.C2.D3.A 4.A解析：根据题图可知，在300℃时，S02和H2反应生成H2S,在 100~200℃时，H2S和S02反应生成S和水，故X为H2S,硫酸铜和 硫化氢反应生成硫化铜沉淀和硫酸，可用C$0,溶液检验X气体生 成，A正确；S02可以和水反应生成H2S03,H2S03可以被氧气氧化 为H2S04,B错误；在100-200℃时，S02中S元素化合价降低，H2S 中s元素化合价升高，反应的化学方程式为2H2S+S02 3S↓+2H20,不属于置换反应，C错误；浓硝酸处理工业尾气中 的S0,会生成氨氧化物，污染环境，D错误。 5.A解析：酸雨为pH<5.6的雨水，A错误；由题图可知，除S02、N0的 总反应分别为2S02+02+2H20紫外线2H2S01、4N0+302+2H, 装外线4HN0,B正确；催化剂可以改变化学反应速率，C正确；氨 催化剂 氧化物转变为硝酸、二氧化硫转变为硫酸，则尾气中含有的大量有害 物质经过科学的处理可以转化为多种有实用价值的物质，D正确。 6.(1)①光化学烟雾、酸雨（答案合理即可）②2xC0+2N0,催化剂 2xC02+N2(2)①Ba0②5(3)①催化作用②温度是30℃，pH 是2.0 解析：(1)②汽车尾气催化转化装置中C0和NO,反应生成氮气和二 氧化碳。(2)①由图可知，储存时，部分N0发生反应的化学方程式 为2N0+02一2NO2,Ba0与NO2反应生成Ba(NO3)2,储存NO.的 物质是Ba0;②还原过程中，H2与Ba(N03)2反应，H2转化成水，H 元素化合价从0价升至+1价，Ba(NO3)2转化成N2,N元素化合价 从+5价降至0价，根据电子得失守恒，生成1molN2需要还原性尾 气H2的物质的量为5mol。 上分专题5常见有机物的同分异构体的书写 与判断 1.C 解析：异丁烷[(CH3)2CHCH3]一氯代物有2种； CH3CH2CHCH2CH3一氯代物有3种； 一氯代物有 CH,CH3 4种：立方烷( 一氯代物有1种。 2.D解析：CH2的同分异构体有CHCH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)2 CH 和C(CH3)4共3种，A错误；CH3CHCH2一CH3和 CH3-CH-CH3 CH?一CH2的分子式和结构均相同，是同一种物质，不互为同 分异构体，B错误：碳原子数小于10的烷烃中，一氯代物不存在同分 异构体的烃有CH4、CH,CH3、C(CH3)4和(CH3)3CC(CH3)3共4 种，C错误；C3H。C12能表示4种沸点不同的物质即4种同分异构体： CHC2CH2CH3、CH3CCl2CH3、CH2 CICHCICH3和CH2CICH2CH2Cl, D正确。 3.C解析：该分子为对称结构，则该烃的二氯代物同分异构体有2 种，A错误：充分燃烧等质量的不同烃，烃的含氢量越高，耗氧量越 多，充分燃烧等质量的M和甲烷，甲烷消耗氧气的物质的量为 黑白题50