《2025年零失误分层训练高中化学必修第二册人教版黑吉辽内蒙古专版》

9.【题型二、三】化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1) 下图为氢氧燃料电池的构造示意图，由此判断X极为电池的负极，${OH^-}$向负(填“正”或“负”)极做定向移动，Y极的电极反应式为$O_2 + 2H_2O + 4e^-\xlongequal\ 4OH^-$，电路中每转移$0.2\ {mol}$电子，标准状况下正极上消耗气体的体积是1.12${L}$。

(2) 为了验证${Fe^3+}$与${Cu^2+}$氧化性强弱，设计一个实验装置，下列装置既能产生电流又能达到实验目的的是 。

答案： 9.
(1)负 $O_2 + 2H_2O + 4e^-\xlongequal\ 4OH^-$
(2)B[提示：
(1)$H_2$作还原剂，是负极，$X$极为电池的负极，$OH^-$向负极做定向移动，$O_2$得电子，是正极，$Y$极的电极反应式为$O_2 + 2H_2O + 4e^-\xlongequal\ 4OH^-$，电路中每转移$0.2mol$电子，标准状况下正极上消耗气体的体积是$0.2mol×\frac{22.4L· mol^{-1}}{4}=1.12L$。
(2)锌较活泼，能与$Fe^{3+}$反应，能形成原电池，但是不能证明$Fe^{3+}$与$Cu^{2+}$氧化性强弱，A错误；$Fe^{3+}$与$Cu$反应，能形成原电池，也能验证$Fe^{3+}$与$Cu^{2+}$氧化性强弱，B正确；铁遇到浓硝酸后钝化，$Cu$作负极，能形成原电池，但是不能证明$Fe^{3+}$与$Cu^{2+}$氧化性强弱，C错误；两电极相同，不能形成原电池，D错误。]

1. 肼(${N2H4}$)-空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质溶液是$20\%\sim30\%$的${KOH}$溶液。电池总反应为${N2H4 + O2 \xlongequal{} N2 + 2H2O}$。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是 (C)

A.负极的电极反应式为${N2H4 + 4OH^- + 4e^- \xlongequal{} 4H2O + N2}$
B.正极的电极反应式为${O2 + 4H^+ + 4e^- \xlongequal{} 2H2O}$
C.溶液中阴离子向负极移动
D.溶液中$c({OH^-})$保持不变

答案： 1.C[提示：原电池中负极发生氧化反应，碱性条件下负极的电极反应式为$N_2H_4 + 4OH^- - 4e^-\xlongequal\ 4H_2O + N_2$，A项错误；在碱性条件下，正极的电极反应式为$O_2 + 2H_2O + 4e^-\xlongequal\ 4OH^-$，B项错误；原电池工作时，阴离子向负极移动，C项正确；电池的总反应方程式为$N_2H_4 + O_2\xlongequal\ N_2 + 2H_2O$，反应生成水，$c(OH^-)$减小，D项错误。]

2. 减排是各个国家都在为之努力的事，${CO2}$和${SO2}$的处理是许多科学家都在着力研究的重要。有学者想以如图所示装置利用原电池原理将${CO2}$、${SO2}$转化为重要的化工原料。

(1) 若A为${CO2}$，B为${H2}$，C为${CH3OH}$，电池总反应式为${CO2 + 3H2 \xlongequal{} CH3OH + H2O}$，则正极的电极反应式为$CO_2 + 6H^+ + 6e^-\xlongequal\ CH_3OH + H_2O$。
(2) 若A为${SO2}$，B为${O2}$，C为${H2SO4}$，则负极的电极反应式为$SO_2 + 2H_2O - 2e^-\xlongequal\ SO_4^{2-} + 4H^+$，电池的总反应为$2SO_2 + O_2 + 2H_2O\xlongequal\ 2H_2SO_4$。

答案： 2.
(1)$CO_2 + 6H^+ + 6e^-\xlongequal\ CH_3OH + H_2O$
(2)$SO_2 + 2H_2O - 2e^-\xlongequal\ SO_4^{2-} + 4H^+$ $2SO_2 + O_2 + 2H_2O\xlongequal\ 2H_2SO_4$[提示：
(1)$H_2$在负极失去电子，酸性条件下该电池负极的电极反应式为$H_2 - 2e^-\xlongequal\ 2H^+$，$CO_2$在正极上得到电子，一分子$CO_2$得到6个电子，转化为$CH_3OH$，故可得正极的电极反应式为$CO_2 + 6H^+ + 6e^-\xlongequal\ CH_3OH + H_2O$。
(2)$SO_2$在负极失去电子，可得负极的电极反应式为$SO_2 + 2H_2O - 2e^-\xlongequal\ SO_4^{2-} + 4H^+$。$O_2$在正极上获得电子，可得正极的电极反应式为$O_2 + 4H^+ + 4e^-\xlongequal\ 2H_2O$，使正、负极得失电子总数相等并将正、负极电极反应式相加，可得电池的总反应式为$2SO_2 + O_2 + 2H_2O\xlongequal\ 2H_2SO_4$。]