原电池 电解池课件.docx

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原电池电解池课件

一．选择题（共11小题）

1．（2014•天津）化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是（　　）

A．

铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性

B．

用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染

C．

大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素

D．

含重金属离子的电镀废液不能随意排放

2．（2013秋•古冶区校级期中）下列气体不会造成大气污染的是（　　）

A．

二氧化硫

B．

氮气

C．

一氧化碳

D．

一氧化氮

3．（2013•奇台县校级四模）①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少．据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是（　　）

A．

①③②④

B．

①③④②

C．

③④②①

D．

③①②④

4．（2013•海南）下列叙述正确的是（　　）

A．

合成氨的“造气”阶段会产生废气

B．

电镀的酸性废液用碱中和后就可以排放

C．

电解制铝的过程中，作为阳极材料的无烟煤不会消耗

D．

使用煤炭转化的管道煤气比直接燃煤可减少环境污染

5．（2012春•桃城区校级期末）下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是（　　）

A．

在氧化﹣还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多

B．

同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强

C．

甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能

D．

将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极

6．（2010•海南）利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（　　）

A．

电解时以精铜作阳极

B．

电解时阴极发生还原反应

C．

粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu=Cu2++2e﹣

D．

电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥

7．（2014•长宁区一模）①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池．①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少．据此判断这四种金属活泼性由大到小的顺序是（　　）

A．

①③②④

B．

①③④②

C．

③④②①

D．

③①②④

8．（2014秋•潞西市校级期末）X、Y、Z、M代表四种金属元素．金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2+和Z2+离子共存的溶液时，Y先析出；又知M2+离子的氧化性强于Y2+离子．则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（　　）

A．

X＞Y＞Z＞M

B．

X＞Z＞Y＞M

C．

M＞Z＞X＞Y

D．

X＞Z＞M＞Y

9．（2009•上海）实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂．发生铝热反应之后．所得固体中含金属单质为l8g，则该氧化物粉末可能是（　　）

A．

Fe2O3和MnO2

B．

MnO2和V2O5

C．

Cr2O3和V2O5

D．

Fe3O4和FeO

10．（2004•上海）在含有Cu（NO3）2、Mg（NO3）2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（　　）

A．

Mg

B．

Cu

C．

Ag

D．

H2

11．（2000•上海）随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（　　）

A．

利用电池外壳的金属材料

B．

防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源造成污染

C．

不使电池中渗透的电解液腐蚀其他物品

D．

回收其中石墨电极

　二．解答题（共19小题）

12．（2013•山东）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应．

（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是　　　　　　

a．Fe2O3b．NaClc．Cu2Sd．Al2O3

（2）辉铜矿（Cu2S）可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O，该反应的还原剂是　　　　　　，当1molO2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为　　　　　　mol．向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是　　　　　　

（3）右图为电解精炼银的示意图，　　　　　　（填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为　　　　　　

（4）为处理银器表面的黑斑（Ag2S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，食盐水的作用为　　　　　　．

13．（2010•安徽）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：

某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下

（1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为　　　　　　．

（2）第③步反应的离子方程式是　　　　　　．

（3）第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有　　　　　　．若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：

　　　　　　、　　　　　　．

（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1g第③步反应中加入20.0mL3.0mol•L﹣1的H2SO4溶液．定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li2CO3，剩至少有　　　　　　Na2CO3参加了反应．

14．（2009•福建）从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取两种工艺品的流程如下：

请回答下列问题：

（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为　　　　　　．

（2）流程乙加入烧碱后生成SiO32﹣的离子方程式为　　　　　　．

（3）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入　　　　　　（填试剂名称）．

（4）滤液E、K中溶质的主要成份是　　　　　　（填化学式），写出该溶液的一种用途　　　　　　

（5）已知298K时，Mg（OH）2的容度积常数KSP=5.6×10﹣12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=13.00，则此温度下残留在溶液中的c（Mg2+）=　　　　　　．

15．（2008•宁夏）某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子．有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜．

填写下面空白．

（1）图中标号处需加入的相应物质分别是①　　　　　　、②　　　　　　、③　　　　　　、④　　　　　　、⑤　　　　　　．

（2）写出①处发生反应的离子方程式　　　　　　．写出③处发生反应的化学方程式　　　　　　．

（3）铁红的化学式为　　　　　　；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：

铁红　　　　　　；氧化铜　　　　　　．

16．（2015•枣庄校级模拟）某种钮扣电池的剖面结构如图所示．请回答下列问题：

（1）该电池中的合金是　　　　　　．

（2）氢氧化钾的构成粒子是　　　　　　，将其溶于水，溶液的pH　　　　　　（填“＞”“=”或“＜”）7．

（3）石墨由　　　　　　构成，将石墨用于电池中是因为它有良好的　　　　　　性．

（4）从该电池的结构分析，电池使用后不能随意丢弃的主要原因是　　　　　　．

17．（2015•滕州市校级二模）以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点．

（1）氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol•L﹣1的KOH溶液，电池反应为：

4NH3+3O2=2N2+6H2O．该电池负极的电极反应式为　　　　　　；每消耗1.7gNH3转移的电子数目为　　　　　　．

（2）用氨燃料电池电解CuSO4溶液，如右图所示，A、B均为铂电极，通电一段时间后，在A电极上有红色固体析出，则B电极上发生的电极反应式为　　　　　　；此时向所得溶液中加入8gCuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度，则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为　　　　　　L．

（3）纳米级氧化亚铜（Cu2O）是一种重要光电材料．现用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质制备纳米级氧化亚铜（Cu2O），电解反应为2Cu+H2O

Cu2O+H2↑铜棒上发生的电极反应式为　　　　　　．

18．（2015•衡水模拟）

（1）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐．电池反应正极电极反应式为　　　　　　；放电时，CO32﹣移向电池的　　　　　　（填“正”或“负”）极．

（2）碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O．常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c（H2CO3）=1.5×10﹣5mol•L﹣1．若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3⇌HCO3﹣+H+的平衡常数K1=　　　　　　．（已知：

10﹣5.60=2.5×10﹣6）

（3）常温下，0.1mol•L﹣1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液c（H2CO3）　　　　　　c（CO32﹣）（填“＞”、“=”或“＜”），原因是　　　　　　（用离子方程式和必要的文字说明）．

19．（2015•淄博一模）铝不仅作为建筑材料，在其它领域也有广泛的用途．

（1）铝﹣空气电池如图所示．在碱性溶液中，负极反应式为　　　　　　，每消耗2.70gAl，需耗氧气　　　　　　L（标准状况）．

（2）高铁碱性电池开始应用于电动汽车，它能储存比普通碱性电池多50%的电能．已知该电池的总反应：

2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2，则充电时，阳极电极反应式　　　　　　．

20．（2015•河南模拟）近年来LiFePO4材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一．回答下列问题：

（1）LiFePO4中Fe元素的化合价是　　　　　　．

（2）FeSO4•7H2O、（NH4）2HPO4、LiOH以物质的量之比1：

1：

为原料在高温下制备LiFePO4，该反应还生成一种正盐，该正盐的化学式为　　　　　　，反应方程式为　　　　　　．

（3）以FePO4、Li2CO3、单质碳为原料在高温下制备LiFePO4，该反应还生成一种气体且有毒，则反应方程式为　　　　　　，该反应中氧化剂为　　　　　　．

（4）磷酸铁锂动力电池（简称LFP）是一种高效、长寿命的二次电池，其工作原理为C6Li+FePO4

C6Li（1﹣x）+（1﹣x）FePO4+xLiFePO4，电池在充电时，阳极中的Li+通过聚合物隔膜向阴极迁移；在放电时，负极中的Li+通过隔膜向正极迁移．充电时的阴极反应式　　　　　　，若用该电池电解精炼铜，阴极质量增重12.8g时，则电池中经过聚合物隔膜的Li+数目为　　　　　　．

（5）某同学想，用于制备LiFePO4的原料磷酸铁（FePO4）可以通过铁盐与磷酸反应得到，反应如下：

Fe3++H3PO4=FePO4↓+3H+．结合以下条件判断，该反应　　　　　　（填“能”或“不能”）发生反应．

已知：

①一个反应的平衡常数大于1.0×105，则可看做能够完全发生．

②常温下：

磷酸三步电离合并后，H3PO4⇌3H++PO43﹣的电离常数Ka1﹣3=2.1×10﹣22

③Ksp=1.3×10﹣27．

21．（2015•淄博一模）氮氧化物是造成空气污染和雾霾天气的原因之一．

（1）可用NH3还原氮氧化物：

NH3+NO+NO2→N2+H2O（未配平），已知1molNO2和一定量的NO共消耗4molNH3，则反应中转移的电子总数为　　　　　　，参加反应的NO的物质的量为　　　　　　．

（2）可用甲烷催化还原氮氧化物．

CH4（g）+4NO2（g）⇌4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）K1△H1

CH4（g）+4NO（g）⇌2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）K2△H2

则CH4（g）+2NO2（g）⇌N2（g）+CO2（g）+22O（g）△H=　　　　　　（用△H1、△H2表示），该反应的化学平衡常数K=　　　　　　（用K1、K2表示）

（3）将CO和NO2通过燃料电池转化为CO2和N2，可实现除污和发电，该电池以Na2O为电解质，在熔融状态下传导O2﹣，其正极电极反应式为　　　　　　．

（4）如图所示，用电解方法消除酸性废水中的NO3﹣，电源正极为　　　　　　（填“a”或“b”），阴极反应式为　　　　　　．

22．（2015•美兰区校级模拟）

（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料．已知在

101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是：

　　　　　　．

（2）Li﹣SOCl2电池可用于心脏起搏器．该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4﹣SOCl2．电池的总反应可表示为：

4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2↑．请回答下列问题：

①SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成．如果把少量水滴到SOCl2中，反应的化学方程式为　　　　　　．

②组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是　　　　　　．

（3）如图是一个电化学过程示意图．

①锌片上发生的电极反应是　　　　　　．

②假设使用Li﹣SOCl2电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化为128g，则Li﹣SOCl2电池理论上消耗Li的质量　　　　　　g．

23．（2015•浙江校级模拟）

（1）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力．锂是制造化学电源的重要原料．如LiFePO4电池中某电极的工作原理如图：

该电池的电解质为能传导Li+的固体材料．放电时该电极是电池的　　　　　　极（填“正”或“负”），该电极反应式为　　　　　　．

（2）用此电池电解含有0.1mol/LCuSO4和0.1mol/LNaCl的混合溶液100mL，假如电路中转移了0.02mole﹣，且电解池的电极均为惰性电极，阳极产生的气体在标准状况下的体积是　　　　　　L．

24．（2015•枣庄一模）研究化学反应与能量的变化具有重要意义．

（1）已知2S02（g）+O2（g）⇌2S03（g）△H=﹣198kJ•mol﹣1的反应过程的能量变化如图1：

①反应通常用V2O5作为催化剂，加入V2O5会使图中的B点　　　　　　（填“升高”、“不变”或“降低”）．

②E2表示的意义为　　　　　　．

（2）如图2中的a和b为氢镍换可充电碱性电池的电极，该电池总反应式为2Ni（OH）2⇌H2+2NiO（OH）．

①为了实现铜与稀硫酸反应，用Z通入氧气的同时，将开关K与Y相连即可．石墨电极的反应式为　　　　　　，总反应的化学方程式为　　　　　　．

②不通入氧气，直接将K与X相连也能实现铜与稀硫酸反应．则氢镍碱性电池的负极为　　　　　　（填“a”或“b”），电解槽内总反应的离子方程式为　　　　　　．

③当给氢镍碱性电池充电时，该电池的阳极反应式为　　　　　　；氢镍电池放电时，负极附近的pH会　　　　　　（填“变大”、“不变”或“变小”）．

（3）若将图2中的稀硫酸换成CuS04溶液，并且将氢镍碱性电池的电极反接，将K连接X，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.2mol碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]后，恰好恢复到原来的浓度和pH（不考虑CO2的溶解），则电解过程中转移电子的物质的量为　　　　　　．

25．（2014秋•大连期末）如图是一个化学过程的示意图．已知甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O

请回答：

（1）甲池是　　　　　　（填“原电池”或“电解池”），通入CH3OH的电极作为　　　　　　极，通入O2的电极作为　　　　　　极，该电极反应式为　　　　　　．

（2）乙池是　　　　　　（填“原电池”或“电解池”），A电极名称为　　　　　　极，电极反应式为　　　　　　．

（3）甲池中溶液的pH　　　　　　（填“增大”、“减小”或“不变”）；乙池中溶液的pH　　　　　　（填“增大”、“减小”或“不变”）．

（4）当乙池中B（Ag）极的质量增加5.40g时，电路中转移电子的物质的量是　　　　　　mol，甲池中理论上消耗O2　　　　　　mL（标准状况下）．

26．（2015春•安阳校级月考）电能是现代社会应用最广泛的能源之一．如图所示的原电池装置中，其负极是　　　　　　，正极上能够观察到的现象是　　　　　　，正极的电极反应式是　　　　　　．原电池工作一段时间后，若消耗锌6.5g，则放出气体　　　　　　g．

27．（2015春•嘉兴校级月考）如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜．请按要求回答相关问题：

（1）甲烷燃料电池正极反应式为　　　　　　．

（2）石墨电极（C）的电极反应式为　　　　　　．

（3）若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体体积为　　　　　　L．

（4）丙中两根铜丝电极的质量均为64g，电解质为500mL0.1mol•L﹣1H2SO4溶液．电解一段时间后，a端收集到1.12L气体（标准状况下），取出电极，对电极进行干燥并称重，测得b电极的质量减少6.4g．求此时所得溶液的物质的量浓度．

28．（2014•重庆）氢能是最重要的新能源．储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一．

（1）氢气是清洁能源，其燃烧产物为　　　　　　．

（2）NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应生成NaBO2，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为　　　　　　，反应消耗1molNaBH4时转移的电子数目为　　　　　　．

（3）储氢还可借助有机物，如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢．

（g）

（g）+3H2（g）

在某温度下，向恒容密闭容器中加入环已烷，其起始浓度为amol•L﹣1，平衡时苯的浓度为bmol•L﹣1，该反应的平衡常数K=　　　　　　

（4）一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）．

①导线中电子转移方向为　　　　　　．（用A、D表示）

②生成目标产物的电极反应式为　　　　　　．

③该储氢装置的电流效率η=　　　　　　．（η=

×100%，计算结果保留小数点后1位．）

29．（2014•衡阳校级学业考试）锌银电池能量大、电压平稳，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器．电解质溶液是KOH溶液，电池总反应为Zn+Ag2O═ZnO+2Ag请回答下列问题：

①该电池的负极材料是　　　　　　；电池工作时，阳离子向　　　　　　（填“正极”或“负极”）移动；

②电极材料锌可由闪锌矿在空气中煅烧成氧化锌，然后用碳还原来制取，反应的化学方程式为ZnO+C

Zn+CO↑，此法为　　　　　　．

A．电解法　　B．热还原法　　C．热分解法．

30．（2014•乌鲁木齐二模）铁是人类生产和生活中必不可少的重要金属．

（1）要用铁片、锌片、和导线完成铁片镀锌的实验，铁片用于电源的　　　　　　极相连，电解质溶液是　　　　　　．

（2）FeSO4•7H2O俗称绿矾，是治疗缺铁性贫血的主要成分．治疗缺铁性贫血的药片上常涂有糖衣目的是　　　　　　．

（3）在FeCl3稀溶液中滴加KSCN溶液后呈红色，反应的离子方程式是　　　　　　；若先向FeCl3溶液中加入足量NaF溶液，再滴加KSCN溶液，溶液不呈红色，继续加入足量FeCl3溶液，溶液又呈现红色．请对上述实验现象作出解释　　　　　　．

1．B2．B3．B4．AD5．C6．BD7．B8．B9．AD10．C11．B

12．bdCu2S4氢气aNO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O作电解质溶液，形成原电池13．Al（OH）34LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O漏斗、玻璃棒、烧杯滤纸破损滤液超过滤纸边缘6.36g14．Al2O3+6H+═2Al3++3H2OSiO2+2OH-═SiO32-+H2O硫氰化钾（或苯酚溶液、氢氧化钠溶液等）NaHCO3制纯碱（或做发酵粉）5.6×10-10mol/L15．铁屑稀硫酸稀硝酸氢氧化钠氢氧化钠Fe+2H+=Fe2++H2↑；2Fe3++Fe=3Fe2+；Cu2++Fe=Cu+Fe2+；2Au3++3Fe=2Au+3Fe2+3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2OFe2O3用作红色涂料用作制造铜盐的原料16．钢K+、OH-＞碳原子导电电池里氧化汞的汞元素有毒，会污染土壤和空气17．2NH3+6OH--6e-═N2+6H2O0.3NA4OH--4e-═O2+2H2O1.122Cu-2e-+H2O=Cu2O+2H+18．O2+2CO2+4e-═2CO32-负4.2×10-7mol•L-1＞因为NaHCO3溶液中既存在电离平衡：

HCO3-⇌CO32-+H+，又存在水解平衡：

HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-，而HCO3-水解程度大于电离程度19．Al+4OH--3e-═[Al（OH）4]-1.68Fe2O3+10OH--6e-═2FeO42-+5H2O20．+2（NH4）2SO4FeSO4•7H2O+（NH4）2HPO4+LiOH

LiFePO4+（NH4）2SO4+8H2O2FePO4+Li2CO3+2C

2LiFePO4+3CO↑FePO4、Li2CO3C6Li（1-x）+xLi++xe-═C6Li0.4NA能21．12NA4mol

2NO2+8e-=N2+4O2-，a2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O22．N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624KJ/molSOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应Cu2++2e-=Cu2823．正FePO4+e-+Li+=LiFePO40.16824．降低2molS03完全分解反应的活化能或2molS和6molO生成2molS03释放的能量O2+2H2O+4e-=4OH-2Cu+2H2S04+O2=2CuS04+2H2OaCu+2H+

Cu2++H2↑OH-+Ni（OH）2-e-=NiO（OH）+H2O变小1.2mol25．原电池负正O2+2H2O+4e-═4OH-电解池阳4OH--4e-═O2↑+2H2O减小减小0.0528026．Zn铜片表面产生无色气泡2H++2e-=H2↑0.227．CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O2H++2e=H2↑4.4828．H2ONaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑4NA或2.408×1024

mol3•L-3A→DC6H6+6H++6e-=C6H1264.3%29．Zn正极B30．负ZnSO4或ZnCl2隔绝空气，防止药品被氧化Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3F-与Fe3+反应生成更为稳定的无色FeF63-．当再加入足量的FeCl3溶液时，溶液又呈红色，因为Fe3+与未反应的SCN-又生成Fe（SCN）3