第四章 微点集训（八） 电极反应式的书写（Word）-【满分思维·同步精炼】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册同步测试教师用书（人教版）

微点集训（八）　电极反应式的书写　 原电池中电极反应式的书写 ｜思维点拨｜ 新型原电池电极反应式的书写方法 新型原电池电极反应式的书写方法：首先列出正、负极上反应物和该反应物得、失电子后生成的直接产物，并标出得、失电子的数目；然后分析电解质中是否有与该直接产物反应的微粒，如有，则写出直接产物与该微粒反应后的稳定产物，该稳定产物即为最终产物，反之该直接产物即为最终产物；最后根据电荷守恒和元素守恒配平相应电极反应式。 1.（2026·浙江宁波高二测试）科学家发明了一种新型Zn-CO2水介质电池，电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。 下列说法错误的是（　　） A.放电时，负极发生的反应为Zn－2e－＋4OH－[Zn（OH）4]2－ B.放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移电子的物质的量为2 mol C.充电时，电池总反应为2[Zn（OH）4]2－2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O D.充电时，阳极溶液中OH－浓度升高 解析：D　由题给装置图可知，放电时负极锌失去电子后结合OH－生成[Zn（OH）4]2－，负极反应为Zn－2e－＋4OH－[Zn（OH）4]2－，A项正确；放电时，正极上CO2得电子生成HCOOH，CO2中C元素的化合价为＋4价，HCOOH中C元素的化合价为＋2价，1 mol CO2转化为1 mol HCOOH时，转移2 mol电子，B项正确；充电时阴极上[Zn（OH）4]2－参与反应得到锌，阳极上H2O参与反应得到氧气，电池总反应为2[Zn（OH）4]2－2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O，C项正确；充电时，阳极上发生失电子的氧化反应：2H2O－4e－O2↑＋4H＋，氢氧根离子浓度降低，D项错误。 2.（2026·重庆高二月考）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（　　） A.正极反应为4H＋＋O2＋4e－2H2O B.温度越高，微生物促进反应中电子的转移速率越快 C.质子通过交换膜从负极区移向正极区 D.电池总反应为C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O 解析：B　C6H12O6在微生物的作用下将化学能转化为电能，形成原电池，根据图示可知，负极上C6H12O6失电子被氧化，其电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O6CO2↑＋24H＋，正极上氧气得电子被还原，其电极反应式为O2＋4e－＋4H＋2H2O，故A正确；高温会导致微生物失去生理活性，反而导致反应速率变慢，故B错误；原电池内电路中，阳离子向正极移动，所以质子通过交换膜从负极区移向正极区，故C正确；由以上分析可知，电池总反应为C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O，故D正确。 3.（2026·江苏苏州高二检测）回答下列问题： （1）将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图1是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极b作　　　　极，表面发生的电极反应为　　　　。 （2）浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图2所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。 ①X为　　　　极，Y极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②Y极生成1 mol Cl2时，　　　　mol Li＋移向　　　　（填“X”或“Y”）极。 （3）一种以肼（N2H4）为液体燃料的电池装置如图3所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质。负极的电极反应式为　　　　　　　　；正极的电极反应式为　　　　　　　　。电池的总反应式为　　　　　　　　　　　　　。 （4）Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池总反应式为2AgCl＋MgMg2＋＋2Ag＋2Cl－。 ①负极反应式为　　　　　　　　　　。 ②当有1 mol电子通过外电路时，正极质量减少　　　　 g。 答案：（1）正　CO2＋2e－＋2H＋HCOOH （2）①正　2Cl－－2e－Cl2↑　②2　X （3）N2H4－4e－＋4OH－N2↑＋4H2O　O2＋4e－＋2H2O4OH－　N2H4＋O2N2＋2H2O （4）①Mg－2e－Mg2＋　②35.5 解析：（1）在原电池中，电极b上CO2得电子转化为HCOOH，所以电极b是正极，电极反应式：CO2＋2e－＋2H＋HCOOH。（2）①X电极区加入稀盐酸，反应生成氢气，说明发生还原反应，则X电极为正极，Y电极为负极，负极发生氧化反应，电极反应式：2Cl－－2e－Cl2↑。②根据电极反应式2Cl－－2e－Cl2↑可知，Y极生成1 mol Cl2时，转移2 mol电子，则有2 mol Li＋移向正极即X极。（3）N2H4为液体燃料，空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质，该燃料电池总反应：N2H4＋O2N2＋2H2O，负极发生氧化反应，电极反应式：N2H4－4e－＋4OH－N2↑＋4H2O，正极发生还原反应，电极反应式：O2＋4e－＋2H2O4OH－。（4）根据Mg-AgCl电池总反应式：2AgCl＋MgMg2＋＋2Ag＋2Cl－，Mg作电源负极，发生氧化反应，AgCl作电源正极，发生还原反应。①Mg作电源负极，发生氧化反应，电极反应式：Mg－2e－Mg2＋。②AgCl作电源正极，发生还原反应：AgCl＋e－Ag＋Cl－，当有1 mol电子通过外电路时，正极失去1 mol氯离子，质量减少35.5 g。 电解池中电极反应式的书写 ｜思维点拨｜ 电解池中电极反应式的书写及注意事项 1.电解池中电极反应式的书写模板——“二判、二析、一写”。 2.规避“四个易错点”以确保电极反应式书写正确。 （1）书写电解池中的电极反应式时，如果实际放电的离子来自弱电解质的电离，应用弱电解质的化学式表示，在书写总反应时，也要使用弱电解质的化学式。 （2）要确保两极电子转移数目相等后再将两个电极反应式相加得到总反应，且总反应中应注明条件“电解”。 （3）电解水溶液时，应注意放电顺序中水电离的H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。 （4）放电后生成的微粒应能在电解质溶液中稳定存在。 4.电解法在金属精炼、保护环境、处理废水中起着十分重要的作用。电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应：Cr2＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr（OH）3形式除去。下列说法不正确的是（　　） A.阴极电极反应式：2H＋＋2e－H2↑ B.阳极电极反应式：Fe－2e－Fe2＋ C.当生成1 mol Cr（OH）3时，电路中转移电子的物质的量至少为3 mol D.电解过程中水解平衡右移，有Fe（OH）3沉淀生成 解析：C　A项，电解时，铁板作阴极，电解质溶液显酸性，电极反应式：2H＋＋2e－H2↑；B项，电解时，铁板作阳极，Fe失电子生成亚铁离子，电极反应式：Fe－2e－Fe2＋；C项，当生成1 mol Cr（OH）3时，消耗3 mol Fe2＋，则电路中转移电子的物质的量至少为6 mol；D项，电解过程中，氢离子浓度减小，Fe3＋的水解平衡右移，则有Fe（OH）3沉淀生成。 5.次磷酸钴[Co（H2PO2）2]可用作陶瓷颜料、釉药，电解法制备次磷酸钴的装置如图所示。下列说法错误的是（　　） A.a为电源的正极 B.膜Ⅰ与膜Ⅳ均为阳离子交换膜 C.阳极的电极反应式：Co－2e－＋2H2PCo（H2PO2）2 D.阴极的电极反应式：2H2O＋2e－2OH－＋H2↑ 解析：C　M为阳极，应接电源的正极，则a为电源的正极，A正确；膜Ⅰ与膜Ⅳ均为阳离子交换膜，B正确；Co（H2PO2）2在产品室生成，不是在阳极室生成，阳极的电极反应式为Co－2e－Co2＋，C错误；阴极的电极反应式为2H2O＋2e－2OH－＋H2↑，D正确。 6.（2026·浙江温州高二质检）某研究所构建了Zn-CO2新型二次电池，该电池以Zn和多孔Pd纳米片为两极材料，分别以KOH和NaOH溶液为电解液，工作原理如图所示。双极膜中的H2O解离成H＋和OH－。下列说法错误的是（　　） A.放电时，a极电势低于b极 B.放电时，总反应为Zn＋CO2＋2OH－＋2H2O[Zn（OH）4]2－＋HCOOH C.充电时，双极膜中H＋移向a极，OH－移向b极 D.充电时，用铅酸蓄电池作电源，Y极反应为Pb＋－2e－PbSO4 解析：D　放电时，b极为正极，a极为负极，放电总反应为Zn＋CO2＋2OH－＋2H2O[Zn（OH）4]2－＋HCOOH。由图示信息可知，放电时，b极为正极，a极为负极，b极电势高于a极，A正确；放电时，b极为正极，a极为负极，放电总反应为Zn＋CO2＋2OH－＋2H2O[Zn（OH）4]2－＋HCOOH，B正确；充电时，双极膜中OH－移向b极（阳极），H＋移向a极（阴极），C正确；充电时，b极失电子，则Y极为铅酸蓄电池的正极，Y极反应为PbO2＋＋2e－＋4H＋PbSO4＋2H2O，D错误。 串联装置分析及电极反应式的书写 ｜思维点拨｜ 串联电化学装置的分析 （1）判断电池类型 ①如果装置中有明显的外接直流电源，则属于多个电解池串联。 ②如果装置中没有明显的外接电源，但存在自发的氧化还原反应，则可能属于原电池—电解池串联装置。 （2）电极反应式的书写 根据各个电极上发生的反应来确定电极反应式。 对于原电池，正极发生还原反应，负极发生氧化反应。 对于电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。 7.（2026·浙江丽水高二测试）某研究小组将甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水，如图所示。下列有关说法错误的是（　　） A.电解饱和食盐水总反应的离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ B.闭合开关K后，b电极上有H2生成 C.燃料电池工作时，通入甲烷电极的电极反应式为CH4－8e－＋2H2OCO2＋8H＋ D.若燃料电池中甲烷通入量为11.2 L（标准状况下），且反应完全，理论上最多能产生氯气的体积为44.8 L（标准状况下） 解析：C　用惰性电极电解饱和食盐水，阴极上水电离出的H＋得到电子生成氢气，同时还生成OH－，阳极上是溶液中的Cl－失去电子生成氯气，总反应的离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑，故A正确；闭合开关K后，阴极（b电极）上水电离出来的H＋得到电子生成氢气，故B正确；通入甲烷的一极为负极，在碱性溶液中，甲烷失去电子转化为碳酸根离子，正确的电极反应式为CH4－8e－＋10OH－C＋7H2O，故C错误；1 mol甲烷完全反应转移8 mol电子，生成1 mol氯气转移2 mol电子，每个电极通过的电子的物质的量是相等的，所以该装置中消耗的甲烷和生成的氯气的物质的量之比为1∶4，标准状况下，体积之比等于物质的量之比，所以若燃料电池中甲烷通入量为11.2 L（标准状况下），且反应完全，理论上最多能产生标准状况下氯气的体积为 44.8 L，故D正确。 8.某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙三池中溶质足量），当闭合该装置的电键K时，观察到电流表的指针发生了偏转。请回答下列问题： （1）甲池属于　　　（填“原电池”或“电解池”，下同），乙池属于　　　　，丙池属于　　　　。 （2）通入CH3OH的A电极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）反应开始后，乙池中电极C的电极反应式为　　　　（填字母）。 a.Ag－e－Ag＋ b.Cu2＋＋2e－Cu c.4OH－－4e－O2↑＋2H2O （4）丙池中总反应的化学方程式为（N不放电）　　　　　　　　　　　　　，当电极F质量增加21.6 g，甲池消耗O2的体积（标准状况下）为　　　　L。 答案：（1）原电池　电解池　电解池 （2）CH3OH－6e－＋H2OCO2↑＋6H＋　（3）a （4）2H2O＋4Ag＋4Ag＋O2↑＋4H＋　1.12 解析：由题图可知，甲池属于甲醇燃料电池，即为原电池，通入甲醇的A电极为负极，通入O2的B电极为正极；乙池和丙池均为电解池，C、E电极为阳极，D、F电极为阴极。（1）由分析知甲池属于原电池，乙池为电解池，丙池为电解池。（2）由分析知，A电极为负极，则电极反应式为CH3OH－6e－＋H2OCO2↑＋6H＋。（3）由分析知，C电极为阳极，则电极反应式为Ag－e－Ag＋，故选a。（4）由分析知E电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－O2↑＋4H＋，F电极为阴极，电极反应式为Ag＋＋e－Ag，所以总反应为2H2O＋4Ag＋4Ag＋O2↑＋4H＋；结合电极反应式：Ag＋＋e－Ag，即电极F质量增加21.6 g时，生成银的物质的量为0.2 mol，转移电子的物质的量为0.2 mol，再结合甲池的正极反应O2＋4e－＋4H＋2H2O，所以甲池消耗O2的物质的量为0.05 mol，即体积（标准状况下）为0.05 mol×22.4 L·mol－1＝1.12 L。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $