2024高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)專題講座五含解析新人教版選修4

PAGE3-專題講座(五)原電池電極反應(yīng)式的書寫一、一般電極反應(yīng)式的書寫二、“公式法”書寫新型化學(xué)電源電極反應(yīng)式“公式法”是書寫新型電池電極反應(yīng)式的最佳方法，以下為書寫步驟。第一步：依據(jù)題中信息，如總反應(yīng)方程式或原理圖中元素化合價的升降等，推斷還原劑和氧化產(chǎn)物、氧化劑和還原產(chǎn)物。其次步：依據(jù)電池負(fù)極反應(yīng)為“還原劑－ne－＋介質(zhì)氧化產(chǎn)物”，電池正極反應(yīng)為“氧化劑＋ne－＋介質(zhì)還原產(chǎn)物”書寫電極反應(yīng)式。(介質(zhì)常為H2O、H＋、OH－等)三、困難電極反應(yīng)式的書寫eq\x(\a\al(困難一極的,電極反應(yīng)式))＝eq\x(總反應(yīng)式)－eq\x(\a\al(較簡潔一極的,電極反應(yīng)式))示例：①總反應(yīng)：Li＋LiMn2O4=Li2Mn2O4。②寫出較簡潔一極的電極反應(yīng)式(正極或負(fù)極)：Li－e－=Li＋(負(fù)極)。③利用總反應(yīng)式減去上述較簡潔一極的反應(yīng)式，即得另一個電極的反應(yīng)式：LiMn2O4＋Li＋＋e－=Li2Mn2O4(正極)。[練習(xí)]________________________________________1．一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖，下列有關(guān)該電池的說法正確的是()A．反應(yīng)：CH4＋H2Oeq\o(→,\s\up14(催化劑))3H2＋CO，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B．電極A的電極反應(yīng)為H2＋COeq\o\al(2－,3)－2e－=H2O＋CO2C．電池工作時，COeq\o\al(2－,3)向電極B移動D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)解析：C元素化合價由－4價上升到＋2價，H元素化合價由＋1價降低到0價，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移6mol電子，A錯誤；負(fù)極還有CO參加電極反應(yīng)，B錯誤；電池工作時，陰離子移向負(fù)極，即COeq\o\al(2－,3)向電極A移動，C錯誤；B為正極，電極反應(yīng)為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)。答案：D2．電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如圖。下列說法不正確的是()A．O2在電極b上發(fā)生還原反應(yīng)B．溶液中OH－向電極a移動C．反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4∶5D．負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O解析：A項，氧氣在電極b發(fā)生還原反應(yīng)，則電極b為正極，電極a為負(fù)極，正確；B項，因為電極a為負(fù)極，則溶液中的OH－向負(fù)極移動，正確；C項，依據(jù)得失電子守恒，消耗NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4∶3，錯誤；D項，負(fù)極是氨氣發(fā)生氧化反應(yīng)變成氮氣，且OH－向電極a移動參加反應(yīng)，故電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O，正確。答案：C3．天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷(LiCoO2)，充電時LiCoO2中Li被氧化，Li＋遷移并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳(C6)中，以LiC6表示。電池反應(yīng)為LiCoO2＋C6eq\o(,\s\up14(充電),\s\do15(放電))CoO2＋LiC6，下列說法正確的是()A．充電時，電池的負(fù)極反應(yīng)為LiC6－e－=Li＋＋C6B．放電時，電池的正極反應(yīng)為CoO2＋Li＋＋e－=LiCoO2C．羧酸、醇等含活潑氫的有機物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)D．鋰離子電池的比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)低解析：充電時，Li被氧化，電池負(fù)極反應(yīng)為C6＋Li＋＋e－=LiC6，故A項錯誤；由于Li為活潑金屬，可與羧酸、醇等物質(zhì)反應(yīng)，故C項錯誤；由于Li的摩爾質(zhì)量較小，所以鋰電池的比能量應(yīng)較高，故D項錯誤。答案：B4．請回答下列問題。(1)如圖1所示原電池正極的反應(yīng)式為____________________。圖1圖2(2)通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意圖如圖2所示：①Pt電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。②寫出NiO電極的電極反應(yīng)式：_________________________________________________________________________________。解析：(1)Cu比Ag活潑，該原電池中Cu作負(fù)極，Ag作正極，正極為Ag＋得電子生成Ag。(2)①在原電池中，陰離子