原電池、電解池的原理及應(yīng)用限時(shí)訓(xùn)練

1、原電池、電解池的原理及應(yīng)用限 時(shí)訓(xùn)練第12課時(shí) 原電池、電解池的原理及應(yīng)用1.某固體酸燃料電池以 CsHSC固體為電解質(zhì)傳遞 H , 其基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖，電池總反應(yīng)可表示為：2H + q=2HO,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）一帶扎不鎊鋼、石墨L|A. 電子通過(guò)外電路從b極流向a極B. b極上的電極反應(yīng)式為： Q + 2H0+ 4e_=40HC每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2D. H由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極2.鉛蓄電池的工作原理為：Pb + PbQ +2HSQ=2PbSO 2HO。研讀下圖，下列判斷不正確的 是（）A. K閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式：PbSO 2H2Q- 2e =Pb

2、耐 4H + SOB. 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí)，I中消耗的H2SQ 為 0.2 molC. K閉合時(shí)，H中SQ向c電極遷移D. K閉合一段時(shí)間后，H可單獨(dú)作為原電池，d電 極為正極3.（2011安徽）研究人員最近發(fā)明了一種 “水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差 別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為：5MnQH2Ag+ 2NaCI=NsMnOo+ 2AgCI,下列“水”電池在海 水中放電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A. 正極反應(yīng)式：Ag+ Cl e =AgCIB. 每生成1 mol Na 2MnO轉(zhuǎn)移2 mol電子c. Na不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)D. AgCI是還原產(chǎn)物4

3、.（2012 福建）將如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合， 下列判斷正確的是（）川咆和臓醜鈉、Bast乂卜 Culuw * LZdSOWlinnL L CnSOjffi甲ZaA. Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B. 電子沿Znf af bf Cu路徑流動(dòng)C片刻后甲池中c（SOT）增大D.片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色5. 在盛有水的電解槽中加入等物質(zhì)的量的Ag+、Pb2 +、K+、SO、NO、Br,然后用惰性電極電解，通 電片刻，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為（）A. 1 : 2 B . 8 ：1C. 1 : 1 D . 80 : 1086. （2011 上海）用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是（）A

4、. 用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片B. 用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片C用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物D. 用帶火星的木條檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物7. pH = a某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極，通直流電一段時(shí)間后，溶液的（ ）A. NaOH B. H2SQpHa,則電解質(zhì)可能是C. AgNQ D . NaSQ8.（2011 福建）研究人員研制出一種鋰水電池， 可作為魚(yú)雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板 為電極材料，以LiQH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放 電。關(guān)于該電池的下列說(shuō)法不正確的是（）A. 水既是氧化劑又是溶劑B. 放電時(shí)正極上有氫氣生成C放電時(shí)QH向正極移動(dòng)D.總反應(yīng)為：2Li

5、+ 2H2Q=2LiQHH HJ9.（2012 安徽）某興趣小組設(shè)計(jì)如下微型實(shí)驗(yàn) 裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開(kāi)K2,閉合Ki,兩極均有氣泡產(chǎn)生;段時(shí)間后，斷開(kāi)Ki,閉合K2,發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)?！币粅鬥痕電源卜|石fit1V和食孟水下列有關(guān)描述正確的是（）A.斷開(kāi)&,閉合Ki時(shí)，總反應(yīng)的離子方程式為: 2H+ + 2C1_ 通=12 f+ H fB.斷開(kāi)&,閉合K時(shí)，石墨電極附近溶液變紅C斷開(kāi)Ki,閉合&時(shí)，銅電極上的電極反應(yīng)為:C12+ 2e_ =2CD.斷開(kāi)K,閉合&時(shí)，石墨電極作正極10.（2012 山東）下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是()圖a圖b圖c圖dA. 圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠

6、近底端腐蝕 越嚴(yán)重B. 圖b中，開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí)，Cu Zn合金的 腐蝕速率減小C圖c中，接通開(kāi)關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上 放出氣體的速率也增大D 圖d中，ZnMnO干電池自放電腐蝕主要是由 MnO的氧化作用引起的11. 某溶液中可能含有下列離子中的兩種或幾種： B、H、SO、SO、HCO、Cl 。(1) 當(dāng)溶液中有大量 H存在時(shí)，則不可能有 sO、 HCO 存在。(2) 當(dāng)溶液中有大量 BaT存在時(shí)，溶液中不可能有 sO、sO存在。(3) 采用惰性電極從上述離子中選出適當(dāng)離子組成易溶于水的電解質(zhì)，對(duì)其溶液進(jìn)行電解，若兩極分別放 出氣體，且體積比為1 : 1,則電解質(zhì)化學(xué)式是HCI、BaC

7、l2。12. (2012 海南)新型高效的甲烷燃料電池采用 鉑為電極材料，兩電極上分別通入 CH和Q，電解質(zhì)為 KOH容液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示。三三_I-一二一二一一回答下列問(wèn)題:(1) 甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為2Q + 4HC 8e_ = 80H 、CH 8e_ + 10OH = COT +7H2O。(2) 閉合K開(kāi)關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生。其 中b電極上得到的是 H2 ，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng) 方程式為 2NaCI+ 2HQ解 2NaQI+ H2 f + CI2 f 。(3) 若每個(gè)電池甲烷通入量為 1 L(

8、標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上通過(guò)電解池的電量為3.45 X 104C(法拉第常數(shù)F= 9.65 X 104C mol 1列式計(jì)算),最多能 產(chǎn)生的氯氣體積為 4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。13. 在如圖所示的裝置中，若通入直流電5 min時(shí)， 銅電極質(zhì)量增加2.16 g。請(qǐng)回答： X電獺YABC(1) 電源中X電極為直流電源的 負(fù) 極。(2) pH變化：A: 增大；C:減小(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3) 寫(xiě)出B中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：4OH 4e=2H2O+ Qf 。(4) C中銅電極和銀電極生成物的物質(zhì)的量之比為1 :1(5)若A中KCI溶液的體積為200 mL,電解后，溶 液的pH為13

9、 (設(shè)電解前后溶液體積無(wú)變化)。14. 下圖是一個(gè)用鉑絲作電極，電解稀的MgSC溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑， 此時(shí)溶液呈紅 色。(指示劑的pH變色范圍：6.88.0 ,酸色一紅色， 堿色一黃色)回答下列問(wèn)題：(1) 下列關(guān)于電解過(guò)程中電極附近溶液顏色變化的 敘述正確的是(填編號(hào))。A管溶液由紅變黃B管溶液由紅變黃A管溶液不變色 B管溶液不變色(2) 寫(xiě)出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：2H+ + 2e=H4(寫(xiě) 2H2O+ 2e_ = 20H + f 也可),M& + + 20H = Mg(0H2 J 。(3) 寫(xiě)出B管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：4OH 4e=2HO+ Qf (寫(xiě) 2HO-4e=

10、4H+ + Q f 也可)。(4) 檢驗(yàn)a管中氣體的方法是 用拇指按住管口， 取出試管，靠近火焰，放開(kāi)拇指，有爆鳴聲，管口有藍(lán) 色火焰。(5) 檢驗(yàn)b管中氣體的方法是 用拇指按住管口， 取出試管，放開(kāi)拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會(huì) 復(fù)燃 。(6) 電解一段時(shí)間后，切斷電源，將電解液倒入燒 杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是溶液呈紅色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)。15.(2011 廣東)由熔鹽電解法獲得的粗鋁含有 一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除 去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁。工藝流程如 下:4麗兩嚴(yán)閥魁鹽噩履忸制品|(注：NaCI 熔點(diǎn)為 801 C； AICI3 在 181 C

11、升華)(1) 精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂， 防止精煉時(shí)它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)， 相關(guān)的化學(xué)方程式為2AI + FeQ高溫 ALQ + 2Fe和 4AI + 3SiO2 高溫 2AI2Q+ 3Si(2) 將CI2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡 上浮除去。氣泡的主要成分除 CI2外還含有 HCI和 AICI3；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在NaCI 。(3) 在用廢堿液處理氣體 A的過(guò)程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CI2+ 2OH = CI + CIO + H2Q H+ + OH=H2O 。(4) 鍍鋁電解池中，金屬鋁為 陽(yáng) 極，熔融鹽電

12、鍍液中鋁元素和氯元素主要以 AICI :和AI2CI ；形式存 在，鋁電極的主要電極反應(yīng)式為 AI + 7AICI一 3e_ = 4AI2CI7 。(5) 鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止 鋼材腐蝕，其原因是致密的氧化鋁膜能隔絕鋼材與空氣中的Q、CO和H2O等接觸，使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕 不能發(fā)生16. I .下圖是一個(gè)化學(xué)過(guò)程的示意圖屮池乙池請(qǐng)回答圖中甲、乙池的名稱。甲池是原電池乙池是電解池裝置(2) 寫(xiě)出電極反應(yīng)式：CH + 10OH 8e通入CH4的電極的電極反應(yīng)式是=CO + 7H2O , B(Ag)電極的電極反應(yīng)式為Ag+ e=Ag 。(3) 當(dāng)乙池中B(Ag)極的質(zhì)量增加5

13、.40 g時(shí)，攪拌 丙池，丙池溶液的pH為13 (丙池中液體體積為0.5 L,且忽略前后體積變化)。n .某溫度時(shí)，在體積為2 L的密閉容器中，三種 氣態(tài)物質(zhì)A、B、C的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下表所示。t/m in0248101214A/m2.1.1.1.1.1.1.ol0631000B/m2.1.1.1.1.1.1.ol0631000C/m00.1.1.2.2.2.ol848000(4) 若在第8分鐘時(shí)測(cè)得反應(yīng)放出了 45 kJ的熱量， 則體系中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為A(g) + B(g)2C(g) H= 50 kJ/mol。(5) 此反應(yīng)在此條件下的平衡常數(shù)是4 。(6) 下圖為該反應(yīng)在

14、Ti溫度時(shí)，C的濃度隨時(shí)間變 化的趨勢(shì)曲線。若其他條件不變，在T2(T2Ti)溫度時(shí)發(fā) 生該反應(yīng)，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中畫(huà)出T2溫度時(shí)C的濃度隨時(shí)間 變化的趨勢(shì)曲線。第12課時(shí) 原電池、電解池的原理及應(yīng)用1. D解析：首先明確a為負(fù)極，這樣電子應(yīng)該 是通過(guò)外電路由a極流向b, A錯(cuò)；B選項(xiàng)反應(yīng)應(yīng)為Q + 4e + 4H+ =2HO C沒(méi)有告知標(biāo)準(zhǔn)狀況。2. C解析：本題考查電化學(xué)(原電池、電解池) 的相關(guān)知識(shí)。K閉合時(shí)I為電解池，H為電解池，H中 發(fā)生充電反應(yīng)，d電極為陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，其反應(yīng)式 為PbS耐2HO- 2e =Pb釧4H+ + SO所以A正確。在 上述總反應(yīng)式中，得失電子總數(shù)為 2e,當(dāng)電

15、路中轉(zhuǎn)移 0.2 mol電子時(shí)，可以計(jì)算出I中消耗的硫酸的量為0.2 mol ,所以B對(duì)。K閉合一段時(shí)間，也就是充電一 段時(shí)間后H可以作為原電池，由于 c表面生成Pb,放 電時(shí)作電源的負(fù)極，d表面生成PbO,作電源的正極， 所以D也正確。K閉合時(shí)d是陽(yáng)極，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)， 所以C錯(cuò)。3. B解析：由電池總反應(yīng)可知銀失去電子被氧化 得氧化產(chǎn)物，即銀作負(fù)極，產(chǎn)物 AgCl 是氧化產(chǎn)物， A、 D都不正確；在原電池中陽(yáng)離子在正極得電子發(fā)生還原 反應(yīng)，所以陽(yáng)離子向電池的正極移動(dòng)， C 錯(cuò)誤；化合物 NaMnOo中Mn元素的化合價(jià)是+ 18/5價(jià)，所以每生成1 mol Na2MnOo轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量

16、為 （4 18/5） X 5= 2 mol，因此選項(xiàng)B正確。4. A解析：Zn作原電池的負(fù)極，Cu作原電池的 正極，Cu電極發(fā)生還原反應(yīng)。B選項(xiàng)電子流向是負(fù)極到 正極，但ab這一環(huán)節(jié)是在溶液中導(dǎo)電，是離子導(dǎo)電， 電子并沒(méi)沿此路徑流動(dòng)。C選項(xiàng)中硫酸根離子濃度基本 保持不變。D選項(xiàng)中是濾紙a點(diǎn)是陰極，氫離子放電， 溶液中氫氧根暫時(shí)剩余，顯堿性變紅色。5. A 解析： 本題是一道綜合試題，既考查了電 解規(guī)律，又考查了離子的共存； Ag+、Pb2+、SO24、Br 等不能共存，最終溶液為硝酸鉀溶液，實(shí)為電解水， A 對(duì)。6. B 解析：用電解法提取氯化銅廢液中的銅時(shí)， 銅必須作陰極， 陽(yáng)極是銅或惰性電

17、極， 陰極的反應(yīng)式為：2+ Cu2 + 2e =Cu。7. A解析：電解后A的pH增大，B、C減小，D 不變。8. C 解析：負(fù)極 2Li 2e=2Li+正極 2H2C+ 2e =2OH+ Hz fOH在正極生成向負(fù)極移動(dòng)。9. D 解析：本題考查原電池及電解池工作原理，旨在考查考生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。斷開(kāi) Kz,閉合 Ki時(shí)，裝置為電解池，兩極均有氣泡產(chǎn)生，則反應(yīng)為2CI + 2H0電=解=2 f+ 20H + CM,石墨為陽(yáng)極，銅為陰 極，因此石墨電極處產(chǎn)生 C12，在銅電極處產(chǎn)生 ，附 近產(chǎn)生0H,溶液變紅，故 A B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤；斷開(kāi)K1、 閉合K2時(shí)，為原電池反應(yīng)，銅電極反應(yīng)為H2

18、2e + 20H =2H0為負(fù)極，而石墨電極反應(yīng)為 C12+ 2=2Cl 乙為正極，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。10. B解析：圖a中，鐵棒發(fā)生化學(xué)腐蝕，靠近底端的部分與氧氣接觸少，腐蝕程度較輕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖b中開(kāi)關(guān)由M置于N, Cu Zn作正極，腐蝕速率減小， B對(duì)；圖c中接通開(kāi)關(guān)時(shí)Zn作負(fù)極，腐蝕速率增大， 但氫氣在Pt上放出，C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖d中干電池放電時(shí) MnO發(fā)生還原反應(yīng)，體現(xiàn)還原性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11. (1)SO、HCO (2)SO：、SO (3)HCI、BaCk12. (1)202 + 4H2O+ 8e =8OH CH 8e + 1OOH =C(3 + 7H2O (2)H 2 2NaCl+

19、 2H0電解=NaO+ H f + Cl2f (3)3.45 X 104C 4解析：(1)在堿性溶液中，甲烷燃料電池的總反應(yīng) 式為：CH+ 2Q+ 20H =C3 + 3HQ 正極是：20 + 4H0 + 8e =80H,負(fù)極是：CH 8e + 10OH =Cb + 7HQ(2) b電極與通入甲烷的電極相連，作陰極，是H放電，生成Hz ;電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為：2NaCI+ 2H0 電解=2NaO+ H4+ Cl 2 f。(3)根據(jù)得失電子守恒，可得：1 mol CH8 mol e 4 mol Cl 2,故若每個(gè)電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，生成4L Cl 2;電解池通過(guò)的電量為

20、1L22.4L/molX 8X 9.65 X 104C mol 1 = 3.45 X 104C（題中雖然有兩個(gè)燃料電池， 但電子的傳遞量只能用一個(gè)池的甲烷量計(jì) 算)。13(1) 負(fù) (2) 增大 減小 (3)4OH 4e=2H2O + QT (4)1 ：1(5)13解析：本題為電化學(xué)知識(shí)中多池連接問(wèn)題。裝置中 有外接電源，則 A、B、C 全部為電解池。關(guān)鍵：各電極 流過(guò)的電量相等， 電解池之間為陰極與陽(yáng)極相連。銅電 極質(zhì)量增加，為陰極，電極反應(yīng)為Ag + J =Ag銀電 極為活性電極，電極反應(yīng)為Ag e =A&。則Y為電源 正極；流過(guò)的電量 n(e) = n(Ag) = 0.02 mol。其他

21、依 次可解。14(1) (2)2H2e=H2T (寫(xiě) 2H2Q2e=2OH+ H2 T 也可)，M& + + 2OH =Mg(OH)J (3)4QH4e =2HQ+ O T (寫(xiě) 2H2Q 4e =4H + O T 也可) (4) 用拇指按住管口，取出試管，靠近火焰，放開(kāi)拇指， 有爆鳴聲，管口有藍(lán)色火焰 (5) 用拇指按住管口，取 出試管，放開(kāi)拇指， 將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會(huì)復(fù) 燃 (6) 溶液呈紅色，白色沉淀溶解 ( 或大部分溶解 )15 . (1)2Al + FeQ 高溫=AbO + 2Fe 4Al + 3Si2 =l=2Al 2O3 + 3Si (2)HCl 和 AlCl 3 NaCI(3) Cl