高中化学复习知识点电解池概念及组成.docx

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高中化学复习知识点电解池概念及组成

高中化学复习知识点：

电解池概念及组成

一、单选题

1．如下图所示装置中，属于电解池的是（）

A．

B．

C．

D．

2．下列装置工作时都伴随有能量的变化，其中由电能转化为化学能的是（）

A．电解水

B．风光互补路灯

C．太阳能热水器

D．干电池

3．有关下图的说法正确的是

A．构成原电池时Cu极反应为：

Cu﹣2e－＝Cu2+

B．构成原电池时溶液中SO42－移向Cu极

C．要使Fe极不被腐蚀，Cu片换Zn片或a接直流电源负极

D．形成电解池，Cu电极不可能溶解

4．观察如图装置，下列说法正确的是

A．a、b接电流表，该装置为原电池

B．a、b接直流电源，该装置为电解池

C．a、b接直流电源，铁可能不易被腐蚀

D．a、b接电流表或接直流电源，铁都可能是负极

5．一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示（电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极）。

该装置工作时，下列说法不正确的是

A．电极丁的反应式为MnO42--e-=MnO4-

B．电极乙附近溶液的pH减小

C．KOH溶液的质量分数：

c%＞a%＞b%

D．导线中流过2mol电子时，理论上有2molK+移入阴极区

6．某同学为了使反应2HCl＋2Ag=2AgCl＋H2↑能进行，设计了如下所示的四个实验方案，你认为可行的方案是（　　）

A．

B．

C．

D．

7．FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解制备钽粉（Ta），其原理如图所示。

下列说法正确的是

A．该装置将化学能转化为电能

B．a极为电源的正极

C．Ta2O5极发生的电极反应为Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—

D．石墨电极上生成22.4LO2，则电路中转移的电子数为4×6.02×1023

8．下列叙述中，正确的是（　　）

①电解池是将化学能转变成电能的装置　②原电池是将电能转变成化学能的装置　③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化　④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现　⑤Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，反应既可以在原电池中实现，也可以在电解池中实现，其他条件相同时，二种装置中反应速率相同

A．①②③④B．③④C．③④⑤D．④

9．下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是

A．风力发电B．火力发电C．燃料电池D．电解炼铝

10．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是

A．原电池中失去电子的一极为负极

B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极

C．原电池中相对活泼的一极为正极

D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极

二、综合题

11．甲醇水蒸气重整制氢方法是目前比较成熟的制氢方法，且具有良好的应用前景。

甲醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图所示：

（1）已知一定条件下

反应I：

CH3OH（g）==CO（g）+2H2（g）ΔH1＝+90.7kJ/mol

反应III：

CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）ΔH3＝+49.5kJ/mol

该条件下反应II的热化学方程式是___。

（2）已知反应II在进气比[n（CO）：

n（H2O）]不同时，在不同温度（T1、T2）下，测得相应的CO的平衡转化率见图。

①比较T1、T2的大小，并解释原因___。

②A点对应的化学平衡常数是___。

③T1温度时，按下表数据开始反应建立平衡。

CO

H2O

H2

CO2

起始浓度（mol/L）

2

1

0

0

t时刻浓度（mol/L）

1.2

0.2

0.8

0.8

反应进行到t时刻时，判断v（正）、v（逆）的大小关系为：

v（正）__v（逆）（填“>”“<”或“=”）。

④当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是___。

（3）在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中，电解活化CO2可以制备乙醇，原理如图所示。

①阴极的电极反应式是___。

②从电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是___。

12．

（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）如下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。

参考答案

1．C

【解析】

【分析】

【详解】

A.电解池是把电能转化为化学能的装置，A没有电源，属于原电池，故A错误；B.B装置也没有电源，故B错误；C.C为电解氯化铜溶液的装置图，故C正确；D.没有形成闭合回路，不能构成电池，故D错误；答案：

C。

2．A

【解析】

【分析】

【详解】

A．水在通电条件下发生分解反应生成氢气和氧气，是电能转化为化学能，A符合题意；

B．风能、太阳能转化为电能，B不符合题意；

C．太阳能热水器能将太阳能转化为热能，C不符合题意；

D．电池中的化学能转化为电能，D不符合题意。

答案选A。

3．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．构成原电池时，铜电极上，Cu2+得到电子发生还原反应，析出单质铜覆盖在正极表面，即Cu2++2eˉ=Cu，A错误；

B．构成原电池时，SO42－移向负极，Fe失去电子，作负极，B错误；

C．保护Fe极的方法就是使其作正极或阴极，可以与比Fe活泼的金属构成原电池，或者与直流电源的负极相连，C正确；

D．形成电解池，Cu电极为阳极，Cu电极可溶解，D错误。

答案选C。

4．C

【解析】

【详解】

A、如果液体c为乙醇等非电解质，则不符合构成原电池的条件，故A错误；

B、如果液体c为乙醇等非电解质，该电路为断路，不能构成电解池，故B错误；

C、连接直流电源，如果让铁作阴极，按照电解原理，铁不被腐蚀，故C正确；

D、如果接电流表，构成原电池，铁作负极，如果接直流电源，构成电解池，两极的名称为阴阳极，故D错误。

5．C

【解析】A、在燃料电池中，氧气作正极，所以通入空气的极是正极，电极丁是阳极，锰酸根离子失去电子转化为高锰酸根，电极反应式为：

MnO42－－e－=MnO4－，A正确；B、通入燃料的极是负极，电极乙是负极，丙电极是阴极，氢原子的氢离子放电产生氢气，氢气在负极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为H2－2e－+2OH－＝2H2O，因此电极乙附近溶液的pH减小，B正确；C、燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即c%大于b%，负极消耗氢氧根离子，所以b%＞a%，得到c%＞b%＞a%，C错误；D、导线中有2mol电子通过时，理论上阴极就生成2molOH-，需有2molK＋移入阴极区，D正确，答案选C。

6．C

【解析】

【详解】

由2HCl＋2Ag=2AgCl＋H2↑可知该反应不是自发的氧化还原反应，故只能设计成电解池；H元素的化合价由+1价降低到0价，得到电子，发生还原反应，阴极上的电极反应为：

2H++2e-=H2↑，银元素的化合价从0价升高到+1价，发生氧化反应，银作阳极，电极反应为：

Ag-e-=Ag+，所以银作阳极，盐酸作电解质溶液，形成电解池；答案选C。

【点睛】

解答本题是需要根据总反应判断装置是原电池还是电解池，再根据得失电子判断电极；判断时①电极：

阴极是与电源负极相连，得到电子，发生还原反应；阳极是与电源正极相连，失去电子，发生氧化反应。

②电子和离子的移动方向（惰性电极）。

特别需要注意的是：

①金属活动性顺序中银以前的金属（含银）作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极（如Zn、Fe、Cu、Ag等）；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂（Pt）、石墨等；②电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。

7．C

【解析】

【分析】

电解池工作时O2-向阳极移动，则石墨电极为阳极，电源的b极为正极，电解池的阴极发生还原反应，据此分析解题。

【详解】

A．该装置是电解池，是将电能转化为化学能，故A错误；B．电解池工作时O2-向阳极移动，则石墨电极为阳极，电源的b极为正极，a极为电源的负极，故B错误；C．Ta2O5极为阴极，发生还原反应，其电极反应为Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—，故C正确；D．石墨电极上生成的22.4LO2没有指明是标准状况，则其物质的量不一定是1mol，转移电子数也不一定是4×6.02×1023，故D错误；故答案为C。

【点睛】

本题考查电解原理的应用，判断电源的电极是解题关键，在电解池中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，再结合电解池的阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应分析，难点是气体摩尔体积的应用，只有指明气体的状态，才能利用22.4L/mol计算气体的物质的量。

8．B

【解析】

【详解】

①电解池是将电能转变成化学能的装置，故①错误；

②原电池是将化学能转变成电能的装置，故②错误；

③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电发生电能和化学能的转化，一定发生化学变化，故③正确；

④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现，如铜和稀硫酸的反应，铜为阳极被氧化，可生成硫酸铜，故④正确；

⑤Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag，为氧化还原反应，可以在原电池中实现，也可以在电解池中实现，电解池中存在电源，因此在原电池和电解池中的反应速率不相同，故⑤错误；

故选B。

9．D

【解析】

【详解】

A、该过程将风能转化为电能，A不符合题意；

B、该过程将化学能转化为电能，B不符合题意；

C、该过程将化学能转化为电能，C不符合题意；

D、该过程将电能转化为化学能，D符合题意；

故选D。

10．C

【解析】

【详解】

A．在原电池中较活泼的电极失去电子，为负极，A正确；

B．电解池中电极的名称与外接电源的连接有关，与直流电源负极相连的一极为阴极，B正确；

C．原电池中相对活泼的一极为负极，不活泼的一极为正极，C错误；

D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极，D正确；

答案选C。

11．H2O（g）+CO（g）=H2（g）+CO2（g）ΔH=-41.2kJ·mol-1T1

【解析】

【详解】

（1）由题目所给反应过程图可知，反应II为H2O（g）+CO（g）=H2（g）+CO2（g），根据盖斯定律，可知反应II=反应III-反应I，则该反应的ΔH=-41.2kJ·mol-1；

（2）①该反应（或者反应II）的ΔH<0，升高温度平衡逆向移动；图像表明，进气比相同时，温度由T1变为T2时CO转化率减小，平衡逆向移动，可知T1

②根据题目所给信息可列三段式

则反应平衡常数K=

；

③t时刻时，

，所以v（正）

④根据题目信息可知进气比越大，反应温度越低；

（3）①阴极2CO2放电，电极反应式为2CO2+12e-+12H+=CH3CH2OH+3H2O；

②电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是蒸馏

12．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-=Cu28g

【解析】

【分析】

（1）根据肼和反应热的关系计算出其燃烧热，并写出其相应的热化学方程式；

（2）①根据SOCl2与NaOH溶液反应的生成物确定SOCl2与水反应的生成物，根据与水反应生成物的性质判断反应现象，从而写出与水反应的方程式；

②根据类比钠的活泼性判断锂的活泼性，根据锂的活泼性以及SOCl2的性质分析；

（3）①锌片连接电源的负极，作阴极，发生还原反应；

②根据同一闭合回路中转移电子数目相等，分析解答。

【详解】

（1）32.0g肼的物质的量为n（N2H4）=32.0g÷32g/mol=1mol，1molN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气放出热量624kJ，所以其热化学反应方程式为：

N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624kJ/mol；

（2）①根据NaOH和SOCl2生成Na2SO3和NaCl两种盐可知：

SOCl2和水生成酸或酸性氧化物，根据原子守恒得，SOCl2和水生成SO2和HCl，反应方程式为为：

SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑；

②由于锂和钠是同一主族的元素，二者化学性质具有相似性，钠和空气中的氧气、水蒸气反应，因此锂和空气中的氧气、水蒸气也能反应；且SOCl2也可与水反应，所以组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行；

（3）①根据装置图可知：

锌片与外接电源的负极连接，作阴极，发生还原反应，电极反应式为：

Cu2++2e-=Cu；

②铜片连接电源的正极，作阳极，发生氧化反应，Cu是+2价的金属，铜片质量变化128g，转移电子的物质的量n（e-）=

×2=4mol，Li是+1价的金属，所以反应消耗Li的质量质量为m（Li）=4mol×7g/mol=28g。

【点睛】

本题考查了能量转化关系的知识。

物质发生反应放出能量的多少既与反应物的多少有关，也与物质的存在状态有关，在书写热化学方程式时，要注明状态，反应热要与反应的物质向对应。

在同一闭合回路中电子转移数目相等，要结合物质的稳定性与原子结构判断电池使用的条件。