专题四　主观题突破　电极反应式书写及电化学计算 2024年高考化学二轮复习课件+讲义

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1.[2023·北京，16(3)]近年研究发现，电催化CO2和含氮物质( 等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和，在电极上反应生成CO(NH2)2，电解原理如图所示。①电极b是电解池的______极。
电极b上发生H2O失电子生成O2的氧化反应，是电解池的阳极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是_____________________________________________。
2 ＋16e－＋CO2＋18H＋===CO(NH2)2＋7H2O
a极硝酸根离子得电子转化为尿素，再结合酸性环境可分析出电极反应式为2 ＋16e－＋CO2＋18H＋===CO(NH2)2＋7H2O。
2.[2021·湖南，16(4)(5)]氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。方法Ⅱ.氨电解法制氢气利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。
(4)电解过程中OH－的移动方向为__________(填“从左往右”或“从右往左”)。
由图可知，通NH3的一极氮元素化合价升高，发生氧化反应，为电解池的阳极，则另一电极为阴极，电解过程中OH－移向阳极，则从右往左移动。
(5)阳极的电极反应式为__________________________________。
2NH3－6e－＋6OH－
阳极NH3失电子发生氧化反应生成N2，结合碱性条件，电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。
3.[2021·山东，17(4)]利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：4Na2CrO4＋4H2O 2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑。则Na2Cr2O7在_____(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为_______。
由4Na2CrO4＋4H2O 2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑可知，电解过程中实质是电解水，阳极上OH－失去电子生成H2O和O2，阴极上H＋得到电子生成H2，由 ＋2OH－可知， 在c(OH－)减小的电极室中制得，即Na2Cr2O7在阳极室产生。
4.[2020·江苏，20(2)]HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。
①电池负极电极反应式为____________________________________；放电过程中需补充的物质A为_______(填化学式)。
由图示可知，燃料电池负极区是HCOO－―→ ，因在碱性条件下，故电极反应式为HCOO－＋2OH－－2e－=== ＋H2O。电池正极区发生反应：Fe3＋＋e－
===Fe2＋，Fe2＋又被通入的O2氧化为Fe3＋：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，同时还生成K2SO4，则需要补充的物质A为H2SO4。
②如图所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
2HCOOH＋2OH－＋O2
1.CO2＋H2S协同转化装置实现了对天然气中CO2和H2S的高效去除。电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应：①EDTA-Fe2＋－e－===EDTA-Fe3＋；②2EDTA-Fe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTA-Fe2＋。(1)阴极的电极反应为_______________________________。(2)协同转化总反应为________________________。
CO2＋2H＋＋2e－===CO
CO2＋H2S===CO＋H2O＋S
2.我国科学家最近发明了一种Zn-PbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：
回答下列问题：(1)电池中，Zn为_____极，B区域的电解质为______(填“K2SO4”“H2SO4”或“KOH”)。
根据图示可知，Zn电极失去电子生成Zn2＋，与溶液中的OH－结合形成 ，所以Zn电极为负极；在A区域的电解质为KOH，在B区域的电解质为K2SO4，C区域电解质为H2SO4。
(2)电池反应的离子方程式为___________________________________________。
(3)阳离子交换膜为图中的_____(填“a”或“b”)膜。
A区域是KOH溶液，OH－发生反应生成 ，为了维持溶液呈电中性，多余的K＋通过交换膜进入到B区域，由于阳离子交换膜只允许阳离子通过，因此a膜为阳离子交换膜。
(4)此电池中，消耗6.5 g Zn，理论上可产生的容量(电量)为_______毫安时(mAh)(1 ml电子的电量为1 F,1 F＝96 500 C·ml－1，结果保留整数)。
(5)已知E为电池电动势[电池电动势即电池的理论电压，是两个电极电位之差，E＝E(＋)－E(－)]，ΔG为电池反应的自由能变，则该电池与传统铅酸蓄电池相比较， ____ ； ____ (填“>”或“<”)。
由于Zn比Pb活动性强，正极材料都是PbO2，所以Zn-PbO2的电势差比Pb-PbO2的电势差大，则 ；不同电池的电势差越大，电池反应的自由能变就越小，由
于Zn-PbO2的电势差比Pb-PbO2的电势差大，所以 。