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原电池的电极方程式典例1．查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际乙醇被氧化为CH3CHO，即：2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O。下列说法中不正确的是（）A．O2发生的反应是还原反应B．正极的电极反应式为O2+4e－+4H+=2H2OC．乙醇在正极发生还原反应D．其中一个电极的反应式为CH3CH2OH-2e－=CH3CHO+2H+典例2．分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是（）A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，正极反应式为6H2O+6e－==6OH－+3H2↑C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－==Fe2+D．④中Cu作正极，电极反应式为2H++2e－==H2↑典例3．一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开，写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”。如2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+，可拆写为氧化反应式：Cu－2e−===Cu2+，还原反应式：2Fe3++2e－===2Fe2+。据此，回答下列问题：（1）将反应3Cu+8H++2NO－3===3Cu2++2NO↑+4H2O拆写为两个“半反应式”，还原反应式：____________________________________________。（2）此原理可用于电化学。锌锰碱性电池广泛应用于日常生活，电池的总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)===Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)。该电池的正极反应式为___________________________________。一．原电池的电极方程式1．将反应2Fe3++2I－=2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。下列说法不正确的是（）A．盐桥中的K+移向FeCl3溶液B．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极2．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，下列叙述不正确的是（）A．放电时负极反应式为3Zn-6e−+6OH−=3Zn(OH)2B．充电时阳极反应式为2Fe(OH)3+10OH−-6e−=2FeO2−4+8H2OC．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原D．放电时正极附近溶液的碱性减弱3．钠离子电池成本低、安全性好，有望在未来取代锂离子电池，某新型可充电钠离子电池放电的工作原理如图所示。下列分析错误的是（）A．出于环保考虑，应尽量避免使用重金属（如Pb）作为钠的合金化元素二．对点增分集训B．放电时，Na+由右室移向左室C．放电时，正极反应式为：Na0.44MnO2+0.56e−+0.56Na+＝NaMnO2D．充电时，阴极质量变化4.6g时，外电路中通过0.1mole−4．综合如图判断，下列说法正确的是（）A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－=Fe2+B.装置Ⅰ中正极反应是O2+2H2O+4e－=4OH－C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D.放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH分别增大和减小5．可以将反应Zn+Br2ZnBr2设计成蓄电池，有下列四个电极反应：①Br2+2e−==2Br−②2Br−−2e−==Br2③Zn−2e−==Zn2+④Zn2++2e−==Zn，其中表示放电时的正极反应（即充电时的阳极）和放电时的负极反应的分别是（）A．②和③B．②和①C．③和①D．④和①6．可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性，其电池反应为Mg+2MnF3===2MnF2+MgF2。下列有关说法不正确的是（）A．镁为负极材料B．正极的电极反应式为MnF3+e－===MnF2+F－C．电子从镁极流出，经电解质流向正极D．每生成1molMnF2时转移1mol电子7．如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是（）A．分子组成为Cm(H2O)n的物质一定是糖类B．微生物所在电极区放电时发生还原反应C．放电过程中，H+从正极区移向负极区D．正极反应式为MnO2+4H++2e－=Mn2++2H2O8．铝是地壳中含量最多的金属元素，它性能稳定，供应充足，铝—空气电池具有能量密度高、工作原理简单、成本低、无污染等优点。铝—空气电池工作原理示意图如图：下列说法错误的是（）A．若是碱性电解质溶液中，则电池反应的离子方程式为：4Al+3O2+6H2O+4OH−=4Al(OH)−4B．若是中性电解质溶液中，则电池反应的方程式为：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3C．如果铝电极纯度不高，在碱性电解质溶液中会产生氢气D．若用该电池电解氯化钠溶液（石墨作电极），当负极减少5.4g时，阳极产生6.72L气体9．一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是()A．a电极发生还原反应，作电池的正极B．b电极反应式为2NO－3+10e－+12H+===N2↑+6H2OC．H+由右室通过质子交换膜进入左室D．标准状况下，电路中产生6molCO2同时产生22.4L的N210．（1）科研人员设想用如图所示装置生产硫酸。①上述生产硫酸的总反应方程式为____，b是____极（填“正”或“负”），b电极反应式为_____，a电极发生_____。（填“氧化反应”或“还原反应”）②生产过程中H+向___(填a或b)电极区域运动。（2）将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，可构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷的一极，其电极反应式为：_______，该燃料电池总反应式为：_____，电池在放电过程中溶液的pH将______（填“下降”或“上升”、“不变”）。11．用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO－3)已成为环境修复研究的热点之一。（1）Fe还原水体中NO－3的反应原理如图所示。作负极的物质是________。正极的电极反应式是______________。（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO－3的去除率和pH，结果如下：初始pHpH＝2.5pH＝4.5NO－3的去除率接近100%50%24小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态pH＝4.5时，NO－3的去除率低，其原因是_________________________。12．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(就是H+)和水分子通过。其工作原理的示意图如下，请回答下列问题：（1）该装置的能量转化形式为________。（2）Pt(a)电极是电池________（填“正”或“负”）极；（3）电解液中的H+向_____（填“a”或“b”）极移动；（4）如果该电池工作时消耗1molCH3OH，则电路中通过___mol电子。（5）比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化率高，其次是________。参考答案一、原电池的电极方程式典例1．【答案】C【解析】A．电池总反应2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O中，正极上O2得电子反应还原反应，故A正确；B．正极上O2得电子反应还原反应，电极反应式为O2+4e－+4H+=2H2O，故B正确；C．乙醇应该在负极上发生氧化反应，正极上是O2得电子发生还原反应，故C错误；D．乙醇在负极上发生氧化反应，电极反应式为CH3CH2OH-2e－=CH3CHO+2H+，故D正确；故答案为C。典例2．【答案】B【解析】①中电解质溶液为稀硫酸，Mg比Al活泼，Mg作负极，Al作正极；②中电解质溶液为NaOH溶液，Al失电子，作负极，Mg作正极；③中Fe在常温下遇浓硝酸钝化，作正极，Cu作负极；④中Fe发生吸氧腐蚀，作负极，Cu作正极。据分析，①中Mg作负极、②中Mg作正极，③中Fe作正极、④中Fe作负极，故A项错误；②中Mg作正极，发生还原反应，电极反应式为226HO6e6OH3H，故B项正确；③中Fe作正极，故C项错误；④中Cu作正极，电极反应式为22O2HO4e4OH，故D项错误。典例3．【答案】（1）8H++2NO－3+6e－===2NO↑+4H2O（2）2MnO2+2H2O+2e－===2MnOOH+2OH－【解析】（1）反应3Cu+8H++2NO－3===3Cu2+2NO↑+4H2O，其中Cu元素的化合价升高，被氧化，N元素的化合价降低，被还原，还原反应式为8H++2NO－3+6e－===2NO↑+4H2O；（2）电池的总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)===Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)，其中锰元素的化合价降低，发生还原反应，该电池的正极反应式为2MnO2+2H2O+2e－===2MnOOH+2OH－二、对点增分集训1.【答案】D【解析】A项，甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以向FeCl3溶液迁移，正确；B项，反应开始时，乙中I－失去电子，发生氧化反应，正确；C项，当电流计为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，正确；D项，当加入Fe2+，导致平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+，作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。2.【答案】D【解析】根据电池反应式知，放电时负极上锌失电子发生氧化反应，所以电极反应式为3Zn-6e−+6OH−=3Zn(OH)2，选项A正确；充电时，阳极电极反应式与放电时正极反应式正好相反，电极反应式为2Fe(OH)3+10OH−-6e−=2FeO2−4+8H2O，选项B正确；放电时，每转移3mol电子，正极被还原的K2FeO4的物质的量=3mol63=1mol，选项C正确；放电时，正极反应式为2FeO2−4+8H2O+6e−=2Fe(OH)3+10OH−，有氢氧根离子生成，则溶液碱性增强，选项D不正确；答案选D。3.【答案】D【解析】Pb是重金属元素有毒，易造成环境污染，A正确；根据图示原电池放电时，左室Mn的化合价降低，得电子，发生还原反应，因此层状晶体做正极，钠合金做负极，Na+向正极移动，即Na+由右室移向左室，B正确；原电池放电时放电时，层状晶体做正极，根据图示，正极反应式为：Na0.44MnO2+0.56e−+0.56Na+＝NaMnO2，C正确；充电时，阴极质量变化4.6g时，即有4.6g的钠元素质量发生变化，为0.2mol的钠离子变成钠单质，外电路中通过0.2mole−，D错误。4.【答案】B【解析】装置Ⅰ中锌比铁活泼，则负极为锌，反应式为Zn－2e－=Zn2+，装置Ⅱ中负极为铁，反应式为Fe－2e－=Fe2+，A错误；装置Ⅰ中电解质溶液呈中性，为氧气得电子的反应，正极反应为O2+2H2O+4e－=4OH－，B正确；装置Ⅰ中盐桥中的阳离子向左侧烧杯移动，装置Ⅱ中盐桥中的阳离子向右侧烧杯移动，C错误；放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大，D错误。5.【答案】A【解析】充电时，阳极上电解质溶液中的阴离子失去电子发生氧化反应，所以是溴离子失去电子发生氧化反应生成溴单质，电极反应式为2Br−−2e−=Br2；放电时，较活泼的金属锌失去电子发生氧化反应，电极反应式为Zn−2e−=Zn2+，故选A。6.【答案】C【解析】由电池反应知，镁作还原剂，发生氧化反应，镁极为负极，A项不符合题意；电池反应中，三氟化锰发生还原反应，B项不符合题意；电子由负极(镁极)流出经外电路流向正极，C项符合题意；锰元素由+3价降至+2价，D项不符合题意。7.【答案】D【解析】由图中信息可知，在微生物的作用下，有机物在负极被氧化为二氧化碳，正极上二氧化锰被还原为Mn2+，用了质子交换膜，说明电解质是酸性的。A.分子组成为Cm(H2O)n