高二化学原电池电解池综合练习题附答案.docx

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高二化学原电池电解池综合练习题附答案

高二化学原电池电解池综合练习题

、单选题

1.下图与金属腐蚀有关的说法正确的是()

 

A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重

B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小

C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大

D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的

2.金属镍有广泛的用途。

粗镍中含少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍。

下列

叙述正确的是(已知:

氧化性Fe2+

A.阳极发生还原反应,其电极反应为:

Ni2++2e-=Ni

B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

2+2+

C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+

D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

3.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为2Li++FeS+2e-

Li2S+Fe,有关该电池的下列说法中正确的是()

A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价

B.该电池的总反应式为2Li+FeSLi2S+Fe

C.负极的电极反应式为Al-3e-Al3+

D.充电时,阴极发生的电极反应式为Li2S+Fe-2e-2Li++FeS

4.锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2),充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+迁移并以原子形

充电

式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示。

电池反应为LiCoO2+C6?

CoO2+LiC6,下列说法正确放电

的是()

A.充电时,电池的负极反应为LiC6-e-Li++C6

+-

B.放电时,电池的正极反应为CoO2+Li+eLiCoO2

C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质

D.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低

5.如图所示,装置A的烧杯中盛放的是0.1molL-1的H2SO4溶液,装置B的烧杯中盛放的是0.1molL的CuCl2溶液(两种溶液均足量),下列说法不正确的是()

A.A为原电池,B为电解池

B.A为电解池,B为原电池

C.当装置A的烧杯中产生0.1mol气体时,装置B的烧杯中产生气体的物质的量也为0.1mol

D.一段时间后,装置B的烧杯中溶液的浓度减小

6.在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:

H2S(g)+3/2O2(g)=SO2(g)+H2O(g)ΔH1

B.ΔH4=2/3(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)

D.ΔH4=3/2(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)

电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为:

2Zn+O2+4OH

2H2S(g)+SO2(g)=3/2S2(g)+2H2O(g)ΔH2H2S(g)+1/2O2(g)=S(g)+H2O(g)ΔH32S(g)=S2(g)ΔH4则ΔH4的正确表达式为(

A.ΔH4=2/3(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)

C.ΔH4=3/2(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)

7.锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源

2-

+2H2O=2ZnOH4。

下列说法正确的是()

A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动.

B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小

2-

C.放电时,负极反应为:

Zn+4OH--2e-=ZnOH4

D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)

8.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:

16LixS88Li2Sx2x8。

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

9.在固态金属氧化物电解池中

高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方

式,基本原理如图所示。

下列说法不正确的是()

 

A.X是电源的负极

B.阴极的电极反应式是

-2--2-

:

H2O+2e-=H2+O2-,CO2+2e-=CO+O2-

通电

C.总反应可表示为:

H2O+CO2H2+CO+O2

D.阴、阳两极生成的气体的物质是量之比是1:

1

10.某模拟"人工树叶”电化学实验装置如右图所示,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1molO2,有44gCO2被还原

D.a电极的反应为:

3CO2+18H+-18e-C3H8O+5H2O

11.三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SO4可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能

进入中间隔室。

列叙述正确的是()

A.通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移,正极区溶液pH增大

B.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

12.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。

放电时电池的总反应为:

Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6x<1。

下列关于该电池的说法不正确的是()A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移

B.放电时,负极的电极反应式为LixC6xe-xLi++C6

C.充电时,若转移1mole,石墨(C6)电极将增重7xg

D.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2xe-Li1xCoO2xLi+

13.已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-Q1;

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-Q2;

H2O(g)=H2O(l)ΔH=-Q3

常温下,取体积比为4:

1的甲烷和H2的混合气体112L(标准状况下),经完全燃烧后恢复到常温,则放出的热量为()

A.4Q1+0.5Q2B.4Q1+Q2+9Q3

C.-(4Q1+0.5Q2+9Q3)D.4Q1+0.5Q2+9Q3

14.已知:

锂离子电池的总反应为:

LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2,锂硫电池的总反应为:

2Li+S

Li2S

有关上述两种电池说法正确的是()

A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移

C.

B.锂硫电池充电时,锂电极上发生还原反应

D.如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

()

理论上两种电池的比能量相同15.2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。

下列叙述错误的是

 

(1)电源的负极为(填“A”或“B”)

(2)阳极室中发生的反应依次为、.

;若两极共收集到气体13.44L(标准

(3)电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将

状况),则除去的尿素为g(忽略气体的溶解)17.如图所示,E为浸有Na2SO4溶液的滤纸,并加入几滴酚酞。

A、B均为Pt片,压在滤纸两端,R、S为电源的电极。

M、N为惰性电极。

G为电流计,K为开关。

试管C、D和电解池中都充满KOH溶液。

C、D中有气体产生。

1.R为电源的,S为电源的。

2.A极附近的溶液变为红色,B极的电极反应式为

3.滤纸上的紫色点移向(填"A极"或"B极")。

4.当试管C、D里的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,经过一段时间,C、D中气体逐渐减少,主要是因为,写出有关的电极反应式:

参考答案

1.答案:

B

解析:

图a中,铁棒发生化学腐蚀,靠近底端的部分与氧气接触少,腐蚀程度较轻,A项错误;图b中开关由M置于N,Cu-Zn作正极,腐蚀速率减小,B项正确;

图c中接通开关时Zn作负极,腐蚀速率增大,但氢气在Pt上放出,C项错误;

图d中干电池自放电腐蚀是由NH4Cl产生的H+氧化作用引起的,D项错误。

2.答案:

D

解析:

镍精炼时,粗镍作阳极,发生氧化反应:

Ni-2e-=Ni2+,由于Zn、Fe还原性大于镍,所以阳极同时还发生:

Zn-2e-=Zn2+,Fe-2e-=Fe2+,Cu、Pt还原性小于镍,所以不反应,故A错误,D正确。

纯镍作阴极,电解质溶液需含有Ni2+,由于Ni2+氧化性大于Zn2+、Fe2+,所以阴极反应有

2+-2+-

Ni2++2e-=Ni和Cu2++2e-=Cu,故B、C错误。

3.答案:

B

解析:

由正极的电极反应式知,在负极上Li失去电子被氧化,所以Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为0,故A项错误;负极的电极反应式为Li-e-Li+,故C项错误;该电池的总反应式为2Li+FeSLi2S+Fe,故B项正确;由于充电时阴极发生还原反应,所以阴极的电极反应式为Li+e-

Li,故D项错误。

4.答案:

B

+-

解析:

充电时为电解池,电池负极即为电解池阴极,发生还原反应:

Li++C6+e-LiC6,A项错误;放电时为原电池,电池正极发生还原反应,B项正确;单质锂较活泼,易与羧酸、醇等反应,C项错误;锂的相对原子质量小,密度小,所以锂离子电池的比能最高,D项错误。

5.答案:

B

解析:

由图中A、B两装置可知,A为原电池,B为电解池。

A中的电池反应为

Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,B中的电通由池反应为CuCl2Cu+Cl2↑则,装置A、B产生气体的物质的

量关系为n(H2)=n(Cl2),电解CuCl2溶液时,CuCl2的量不断减少,故溶液的浓度减小。

6.答案:

A解析:

将题中四个热化学方程式依次编号为①②③④,根据盖斯定律,①×②+②×2-

2

③×6=④×3,2SgS2g3H42H12H26H3,即H4H1H23H3,A正确。

3

7.答案:

C

解析:

K带正电荷,充电时K应该向阴极移动,A项错误。

根据该电池放电的总反应可却,放电时

2

消耗OH,则充电时,OH浓度应增大,B项错误。

放电时,Zn为负极,失去电子生成ZnOH24其2

电极反应为Zn4OH2eZnOH4,C项正确。

消耗1molO2转移4mol电子,故转移2mol电子时消耗0.5molO2,0.5molO2在标准状况下的体积为11.2L,D项错误。

8.答案:

D

解析:

电池工作时,正极反应为xS8+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。

9.答案:

D

解析:

H2OH2、CO2CO均为还原过程,X应为电源负极,A项正确;阴极电极反应式为

-2--2-2--

H2O+2e-=H2+O2-和CO2+2e-=CO+O2-,阳极电极反应式为2O2--4e-=O2,总反应为通电

H2O+CO2H2+CO+O2,B、C项正确;阴、阳两极生成气体的物质的量之比为2:

1,D项不

正确。

10.答案:

B解析:

该装置含有外接电源,说明是电解过程,A错误;

电解时阳离子移向阴极区,B正确;

988

该装置总反应为3CO24H2OC3H8OO2,由反应可知,每生成1molO2有gCO2被

23

还原,C错误;

a电极作阴极得电子,反应为:

3CO218H18eC3H8O5H2O,D错误。

11.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SO42-通过cd膜移向正(阳)极,故正(阳)极区得到H2SO4,当电路中通过1mol电子时生成0.25molO2,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;

12.答案:

C解析:

由放电时电池总反应可知,放电时负极反应式为LixC6xe-C6xLi+,正极反应式为

Li1-xCoO2xe-xLi+=LiCoO2,在原电池内部阳离子由负极向正极迁移,A、B项均正确;充电

时阴极反应式为C6xLixeLixC6,阳极反应式为LiCoO2xeLi1xCoO2xLi,转移xmole-,石墨电极增重7xg,若转移1mole-,石墨电极将增重7g,C项不正确,D项正确。

13.答案:

D解析:

依题意可知有4mol甲烷和1mol氢气,4mol甲烷完全燃烧生成液态水放出热量4Q18Q3,1mol氢气全燃烧生成液态水放出热量0.5Q2Q3,共放出热量4Q10.5Q29Q3。

14.答案:

B

解析:

锂离子电池放电时Li+(阳离子)向正极迁移,A项错误;锂硫电池放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子,发生氧化反应,则充电时,锂电极上发生还原反应,B项正确;比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小,二者的比能量不同,C项错误;题中装置不能表示用锂离子电池

给锂硫电池充电,锂电极和硫电极互换位置后可以表示用锂硫电池给锂离子电池充电,D项错误。

15.答案:

C解析:

题图所给出的是原电池装置。

A项,由题图分析,金属锂易失电子,由原电池原理可知,含有锂的

一端为原电池的负极.即b为负极,a为正极,正确;B项,电池充电时为电解池,反应式为原电池反应的逆反应,正确;C项,放电时,a极为原电池的正极,发生还原反应的是Mn元素,锂元素的化合价没有变化,错误;D项,放电时为原电池,锂离子应向正极(a极)迁移,正确。

16.答案:

(1)B;

(2)2Cl--2e-=Cl2;CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl

(3)不变;7.2

解析:

(1)根据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律,结合本题图中的电极产物

H2和Cl2可以判断出A为电源的正极,B为电源的负极;

(2)阳极室中发生的反应依次为2Cl--2e-Cl2,CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl。

(3)阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2,阳极反应为2Cl--2e-=Cl2,同时在阳极室发生反应CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl,根据上述反应可以看出在阴、阳极上产生的OH-、H+的数

目相等,阳极室中反应产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与OH-恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液的pH不变;由上述反应可以看出,转移6mole-时,阴极产生3molH2,阳极产生1molN2和13.44L

1molCO2,故电解收集到的13.44L气体中VN2VCO22.688L,即

5

nN2nCO20.12mol,根据方程式CONH22+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl可知,生成

0.12molN2时所消耗的CO(NH2)2也为0.12mol,其质量为

-1

m[CO(NH2)2]=0.12mol60gmol=7.2g。

17.答案:

(1)负极;正极;

(2)2H2O-4e-4H++O2↑

(3)B极;

(4)氢气和氧气在碱性环境下发生原电池反应,消耗了氢气和氧气;2H2+4OH--4e-4H2O(负

极),O2+2H2O+4e-4OH-(正极)

解析:

(1)试管C、D中产生气体的体积不相同,由此可以判断C中产生的气体是氢气,D中产生的气体是氧气,所以R为电源的负极,S为电源的正极。

(2)A极附近溶液变为红色,说明此处OH-浓度增大,电极反应是为2H2O+2e-H2↑+2OH-,则A极为阴极,B极为阳极,B极的电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑。

3)因为B极是阳极,所以显紫色的MnO-4向B极移动。

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