高考化学二轮复习训练题：填空逐空特训05《电化学填空》（含答案）

(五)电化学填空特训

1．电解CO制备CH4，电解质为碳酸钠溶液，工作原理如图所示，写出阴极区电极反应式________________。

答案　CO＋6e－＋5H2O===6OH－＋CH4

解析　由此电解原理可知，阳极失去电子生成二氧化碳气体，加入碳酸钠，碳酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，阴极CO得到电子生成甲烷气体，据此离子反应方程式为4CO＋3CO＋5H2O===6HCO＋CH4，阴极区电极反应式为CO＋6e－＋5H2O===6OH－＋CH4。

2．工业上用镍作为阳极，电解0.05～0.1 mol·L－1NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液，可得到高纯度、球形的超细镍粉。当其他条件一定时，NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示。NH4Cl的浓度最好控制为________；当NH4Cl浓度大于15 g·L－1时，阴极有气体生成，导致阴极电流效率降低，写出相应的电极反应式：____________。

答案　10 g·L－1　2H＋＋2e－===H2↑(或2NH＋4＋2H2O＋2e－===H2↑＋2NH3·H2O)

解析　 对阴极电流效率和镍的成粉率达到最大，根据图示，NH4Cl的浓度为10 g·L－1，根据电解原理，阴极产生的气体是H2，因此电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。

3．电化学在生产生活中有广泛的应用。

(1)高铁电池因其储电容量大而开始应用于电动汽车。已知该电池放电时的总反应为2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2，则电解质溶液可能为________(填字母)。

A．KOH 溶液　　　B．H2SO4　　　C．稀HNO3

(2)甲醇燃料电池能大幅度地提高甲醇的利用率，其工作原理如图1所示，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它能传导O2－。工作时O2－向________(填“正极”或“负极”)移动，负极的电极反应式为________________。

(3)铝－空气电池装置如图2所示，该电池的负极是________(填“铝电极”或“空气电极”)，毎消耗0.54 g Al，需消耗标准状况下的空气______L(设空气中O2的体积分数为20%)。

答案　(1)A　(2)负极　CH3OH＋3O2－－6e－===CO2＋2H2O　(3)铝电极　1.68

解析　(1)根据电池放电时的总反应为2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2，生成物Fe2O3、ZnO能够被酸溶解，电解质溶液应该选KOH 溶液。

(2)甲醇燃料电池中充入甲醇的电极是负极，通入氧气的电极是正极，工作时O2－向负极移动，负极上甲醇发生氧化反应，电极反应式为CH3OH＋3O2－－6e－===CO2＋2H2O。

(3)铝－空气电池的负极是铝电极，空气电极是正极；0.54 g Al的物质的量为＝0.02 mol，反应后转移电子0.06 mol，需要氧气的物质的量为＝0.015 mol，需消耗标准状况下的空气的体积为0.015 mol×22.4 L·mol－1÷20%＝1.68 L。

4．一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示：

(1)中间室的Cl－移向________(填“左室”或“右室”)，处理后的含硝酸根废水的pH________(填“降低”或“升高”)。

(2)若图中有机废水中有机物用C6H12O6表示， 请写出左室发生反应的电极反应式：________________。

答案　(1)左室　升高　(2)C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋

解析　由图可知，左室中有机物被氧化为二氧化碳气体，所以左室为燃料电池的负极区；右室中硝酸根被还原为氮气，右室为正极区，电池工作时，中间室海水中的阴离子(主要为氯离子)向负极区移动，阳离子(主要为钠离子)向正极区移动，实现了海水的淡化。(1)中间室的Cl－移向左室，正极的电极反应为2NO＋10e－＋6H2O===N2＋12OH－，所以处理后的含硝酸根废水的pH升高。(2)有机废水中有机物用C6H12O6表示，左室发生反应的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋ 。

5．某高校的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：

上述电解反应在温度小于900 ℃时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸盐及碳酸钙，阴极的电极反应式为3CO2＋4e－===C＋2CO，则阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。

答案　2CO－4e－===2CO2↑＋O2↑

解析　阳极发生氧化反应生成氧气，电极反应为2CO－4e－===2CO2↑＋O2↑。

6．CH4燃料电池利用率很高，装置中添加1 L 2 mol·L－1的KOH溶液为电解质，持续缓慢通入标准状况下甲烷22.4 L～33.6 L时负极反应式为________________。

答案　CH4－8e－＋9CO＋3H2O===10HCO

解析　n(KOH)＝2  mol·L－1×1 L＝2 mol，该装置是燃料电池，负极上甲烷失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，22.4 L≤V(CH4)≤33.6 L时，根据原子守恒得1 mol≤n(CO2)≤1.5 mol，反应生成碳酸氢钾，负极反应式为CH4－8e－＋9CO＋3H2O===10HCO。

7．如图在碱性条件下，在阴极上电解NaBO2可制得硼氢化钠，写出阴极室的电极反应式________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　BO＋6H2O＋8e－===BH＋8OH－

解析　在阴极上电解NaBO2可制得硼氢化钠，则阴极室BO得电子发生还原反应生成BH，则电极反应式为BO＋6H2O＋8e－===BH＋8OH－。

8．亚磷酸(H3PO3)与足量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3。电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸，装置示意图如图：

阴极的电极反应式为________________；产品室中反应的离子方程式为________________。

答案　2H＋＋2e－===H2↑　HPO＋2H＋===H3PO3

解析　阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；产品室中HPO和氢离子结合生成亚磷酸，反应的离子方程式为HPO＋2H＋===H3PO3。