高三化学原电池电解池练习题(附答案)
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高三化学原电池电解池练习题
一、单选题
1.某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )
A.该装置将化学能转化为光能和电能 B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移 C.每生成1mol O2,有44g CO2被还原
D.a电极的反应为:3CO2+18H+-18e-=C3H8O+5H2O
2.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是( )
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO24)减小
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡 3.如图是一电池,下列有关说法正确的是( )
A.该电池负极反应为:Fe-e=Fe
2+
-3+
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B.当有6.02×10个电子转移时,Fe电极减少56g C.石墨电极上发生氧化反应 D.盐桥中K移向FeCl3溶液
4.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
+
23
A.反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子
--B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH-2e=2H2O
C.电池工作时,CO3向电极B移动
-2-D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e=2CO3
2-5.某粗铜产品中含有Zn、Ag、Au等杂质，如图所示，用CH3OH-碱性燃料电池电解硫酸铜溶液。闭合电键K进行电解。下列说法中不正确的是( )
2A． 左池负极反应式为CH3OH -6e-+8OH-= CO3+ 6H2O
B． 通电一段时间后，Ag、Au杂质金属沉积在电解槽底部 C． 若粗铜电极质量减少6.4g，则纯铜电极增重大于6.4g D． 电解过程中右池纯铜和粗铜分别为阴极和阳极
6.如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图,下列有关说法中不正确的是( )
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A.装置中出口①处的物质是氯气,出口②处的物质是氢气 B.该离子交换膜只能让阳离子通过,不能让阴离子通过 C.装置中发生反应的离子方程式为:2Cl+2HD.该装置是将电能转化为化学能
7.二甲醚汽车发动机具有显著的节能减排效果,其核心是燃料电池,如图为该电池工作的原理示意图。下列有关说法错误的是( )
-+通电Cl2+H2
-+A.负极上的电极反应式为CH3OCH3-12e+3H2O=2CO2+12H
+-B.放电时正极上的电极反应式为4H+O2+4e=2H2O
C.每消耗0.5mol O2就有2mol电子通过质子交换膜 D.电池总反应为CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O
8.某新型电池NaBH4(B的化合价为+3价)和H2O2作原料,该电池可用作深水勘探等无空气环境电源,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.电池工作时Na从b极区移向a极区 B.b极上的电极反应式为:H2O2+2e+2H=2H2O
+
-+
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---BH-C.每消耗3mol H2O2,转移3mol e D.a极上的电极反应式为: 4＋8OH-8e=BO2＋6H2O
-
9.三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO2-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能4进入中间隔室。
下列叙述正确的是( )
A．通电后中间隔室的SO2-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大 4B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C．负极反应为2H2O − 4e– = O2+4H+，负极区溶液pH降低 D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成
10.全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Lix S88Li2Sx2x8。下列说法错误的是( )
A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4 B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14g C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D.电池充电时间越长,电池中的Li2S2量越多 二、填空题
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11.科学家预言,使用燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径,近几年开发的甲醇燃料电池常采用铂(Pt)作电极,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过,其工作原理如图所示。请回答下列问题:
(1)Pt(a)电极是电池的_____(填“正”或“负”)极,Pt(b)电极上发生_____(填“氧化”或“还原”)反应,Pt(b)电极的电极反应为__________。 (2)电池的总反应为_______________。
(3)如果该电池工作时电路中通过6mol电子,则消耗CH3OH______mol。
12.化学电池在日常生活中有着广泛的应用 1.下列相关说法正确的是( )
A.通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少,可以判断该电池的优劣 B.二次电池又称充电电池或蓄电池,这类电池可无限次重复使用 C.除氢气外,甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料
D.近年来,废电池必须进行集中处理的问题被提上日程,其主要原因是电池外壳的金属材料需要回收
2.纯电动车采用了高效耐用的新型可充电电池, 该电池的总反应式为: 3Zn+2K2FeO4+8H2O
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
①该电池放电时负极的电极反应式为__________
②放电时每转移3mol电子,正极有__________mol K2FeO4被还原。
③下图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。则该电池负极的电极反
应式为__________,正极的电极反应式为__________
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13.从NO、SO、H、Cu、Ba2、Ag、Cl等离子中选出适当的离子组成电解质,采
3242用惰性电极对其溶液进行电解。
1.两极分别放出H2和O2时,电解质的化学式可能是________________。 2.若阴极析出金属,阳极放出O2,电解质的化学式可能是________________。 3.两极分别放出气体,且体积比为1:1,电解质的化学式可能是________________。
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参考答案
1.答案：B
解析：由模拟”人工树叶”电化学实验装置图知为电解装置,故为电能转化为化学能,A选项错误;b侧连接电源的正极为阳极,a侧连接电源的负极为阴极,在电解池中H+向阴极移动,B选项正确;右侧H2OO2发生的是氧化反应,每生成1mol O2,转移4mol e-,C3H8O中碳的化合价是-2价,故
3CO2C3H8O,转移18mol e,依据得失电子守恒,反应中2CO23O2,生成1mol O2消耗
-2+-molCO2,C选项错误;a电极发生的是还原反应:3CO2+18H+18e=C3H8O+5H2O,D选项错误。 32.答案：C
解析：题中所述锌铜原电池中，Zn为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+;Cu为正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu,发生还原反应。Zn2+通过阳离子交换膜向正极移动；乙池溶液中消耗的Cu2+与由甲池迁移过来的Zn2+的物质的量相同，则乙池溶液质量增加。溶液中的阴离子无法通过阳离子交换膜。故选C。 3.答案：D
解析：该原电池中,铁作负极,石墨作正极,A.负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为:Fe-2e=Fe,A错误;B.当有6.02×10电子转移时,Fe电极减少的质量
2+
23
2+
-
6.021023156gmol128g,B错误;C.石墨作正极,正极上铁离子得电子发生还原2316.0210gmol2反应,C错误;D.盐桥中K移向正极电解质溶液,即移向FeCl3溶液,D正确;选D. 4.答案：D
解析：CH4中的C为-4价,反应后生成的CO中C为+2价,每消耗1molCH4转移6mole-,A项错误;从示意图上可以看出,电池工作过程中没有OH-参与电极反应,B项错误;该燃料电池中,电极B为正极,电极A为负极,电池工作时,CO3移向负极,C项错误;在电极B上O2得到电子与CO2反应转化为
2-CO3,D项正确。
2-+
5.答案：C
2解析：左池为原电池,负极发生氧化反应,甲醇失去电子在碱性条件下生成CO3和H2O,负极反应式
为CH3OH-6e-+8OH-
2 CO3+ 6H2O故A正确;通电一段时间后,比Cu不活泼的Ag、Au杂质金
属不能被氧化.沉积在电解槽底部形成阳极泥,故B正确;比Cu 活泼的金属杂质Zn优先于Cu被氧化,Zn的相对原子质量比Cu大, 转移电子数相同时,若粗铜电极质量减少6.4 g,则纯铜电极质S增加小于6.4g,故C不正确;电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极, 故D正确: 6.答案：C
解析：由图看出①处为电解池阳极产生氯气,②处为电解池阴极产生氢气,A对。该离子交换膜只能让阳离子通过,不能让阴离子通过,能防止氯气与碱反应,且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液,B对。
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C项电解反应式不对,电解饱和食盐水有烧碱生成且H2O应写化学式,C错。电解装置是将电能转化为化学能的装置,D对。 7.答案：C
解析：原电池工作时,还原剂在负极上失电子,氧化剂在正极上得电子,A、B项正确;电子只能沿外电路运动,C项错误;由该电池的工作原理示意图可知,该电池的总反应为CH3OCH3和O2反应生成
H2O和CO2,D项正确。
8.答案：D
解析：A、根据装置图看着，电极b为过氧化氢转化为氢氧根离子的反应，O元素淀粉化合价降低，发生还原反应，所以b为正极，则钠离子向正极移动，从a区向b区移动，错误；B、b电极为过氧化氢是得到电子生成水和氢氧根离子，错误；C、过氧化氢中的O元素的化合价从-1价降低到-2价，整体得到2个电子，所以每消耗3mol过氧化氢，转移电子的物质的量是6mol，错误；
D、BH4中的H元素的化合价为-1价，反应后为+1价， 所以a极发生氧化反应，BH4失去电
子，与氢氧根离子结合生成BO2和H2O，正确，答案选D。 9.答案：B
解析：该装置为电解池。H2O在正(阳)极区放电,生成O2和H+,中间隔室中的阴离子SO2-通过cd膜4移向正(阳)极,故正(阳)极区得到H2SO4,当电路中通过1mol电子时生成0.25mol O2,正(阳)极区溶液pH减小,H2O在负(阴)极区放电,生成OH-和H2,负(阴)极区溶液pH增大,A、C、D项错误。H2O在负(阴)极区放电生成H2和OH-中间隔室中的阳离子通过ab膜移向负(阴)极,故负(阴)极区可得到NaOH,而正(阳)极区可得到H2SO4,故B项正确; 10.答案：D
解析：电池工作时,正极反应为x S8+16e-+16Li+=8Li2Sx,可发生2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4的还原反应,A正确;外电路流过0.02mol电子,则负极耗Li:0.02mol×7g/mol=0.14g,B正确;石墨烯具有良好的导电性,而S8没有,故石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性,C正确;电池充电时,a接电源的正极,发生氧化反应,故充电时间越长电池中Li2S2的量会越少,D错误。 11.答案：(1)负;还原;O24H4e2H2O (2)2CH3OH3O22CO24H2O (3)1
解析：根据题意可知,该电池处于酸性介质中,因此反应过程中负极上CH3OH的氧化产物为CO2,负极的电极反应为CH3OH6eH2OCO26H,正极上O2的还原产物为H2O,正极的电极反应为O24H4e2H2O,原电池工作时的总反应为2CH3OH3O22CO24H2O。由电池的负极的电极反应知,当电路中有6mol电子通过时,消耗1molCH3OH。 12.答案：1.A; 2.①Zn-2e+2OH=Zn(OH)2
--
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②1
③CH3CH2OH+H2O-4e=CH3COOH+4H; O2+4e+4H=2H2O
解析：1.二次电池可以多次使用,但不可能无限次重复使用,B项错误;O2可用作燃料电池的氧化剂,而不是燃料,C项错误;废旧电池进行集中处理的主要原因是电池中含有汞、镉、铅等重金属,它们会对土壤、水源造成污染,D项错误
2.①放电时,负极的电极反应式为Zn-2e+2OH=Zn(OH)2
②根据电池总反应式可知,2mol K2FeO4被还原时有6mol电子移,故放电时每转移3mol电子,有1mol K2FeO4被还原
③由信息可知电解质溶液呈酸性,正极上O2得到电子生成H2O,由CH3CH2OH、CH3COOH中碳元素的平均化合价分别为-2、0,可得负极的电极反应式为CH3CH2OH+H2O-4e=CH3COOH+4H在酸性条件下,正极的电极反应式为O2+4e+4H=2H2O 13.答案：1.HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2 2.AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4 3.HCl、BaCl2
解析：1.当生成H2、O2时,相当于电解水,可能是含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐的电解,符合要求的有HNO3、H2SO4、BaNO32。
2.若有金属析出、O2放出,则是不活泼金属的含氧酸盐的电解,符合要求的有CuNO32、
-+
-+
---+
-+
CuSO4、AgNO3。
3.两极分别放出气体且体积比为1:1,则应是放出H2、Cl2,符合要求的有HCl、BaCl2。
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