高中關(guān)于化學(xué)原電池與電解池練習(xí)試題及解析

高中的對于化學(xué)原電池與電解池練習(xí)試題及分析高中的對于化學(xué)原電池與電解池練習(xí)試題及分析高中的對于化學(xué)原電池與電解池練習(xí)試題及分析化學(xué)專題6原電池與電解池[例1]以下對于銅電極的表達正確的選項是．銅鋅原電池中銅是正極B．用電解法精髓銅時粗銅作陰極C．在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陽極D．電解稀硫酸制H2、O2時銅作陽極[分析]本題經(jīng)過對銅電極的判斷，將原電池和電解池綜合在一起進行觀察，意在從中了解考生對電能與化學(xué)能轉(zhuǎn)變原理的理解。題目有必然的知識跨度，在觀察知識的同時，也考查了考生思想的嚴實性和整體性。在銅鋅原電池中，與銅對照，鋅易失去電子，所以鋅極是負極，則銅極是正極，選項A正確；精髓銅時，需將其中的銅變成銅離子，再在陰極還原成銅。所以在電解池中粗銅應(yīng)作為陽極，選項B錯誤；在工件上鍍銅時，需要將溶液中的銅離子還原成銅而聚積在工件上。用作向溶液中供給銅離子的公則必定作為陽極，選項C正確；電解硫酸時，金屬銅若是作為陽極，它將以銅離子的形式被溶解而進入電解液，當(dāng)電解液內(nèi)有H+、Cu2+兩種離子共存時，后者將在陰極放電。這樣陰極的生成物將是銅而不是氫氣，達不到制氫氣和氧氣的目的。選項D不對。[答案]A、C[例2]將質(zhì)量分數(shù)為0.052的NaOH溶液1L（密度為·cm-3）用鉑電極電解，當(dāng)溶液中NaOH的質(zhì)量分數(shù)改變了0.010時停止電解，則這時溶液中應(yīng)吻合的關(guān)系是NaOH的質(zhì)量分數(shù)陰極析出的物質(zhì)的質(zhì)量/g陽極析出的物質(zhì)的質(zhì)量/gA19152B15219CD[分析]本題觀察考生對電解原理的理解。在設(shè)計試題時有意供給了某些可應(yīng)用于速解的信息，借以觀察考生思想的敏捷性。老例解：由題設(shè)條件可知，1LNaOH溶液中含有的溶質(zhì)質(zhì)量為：1000mL×·cm-3×0.052=55.12g，電解稀硫酸事實上耗資了水，使溶液濃度增大，停止電解時溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為，停止電解時溶液的質(zhì)量為：g。則889被電解的水為：1060g-889g=171g。依照電解水的化學(xué)方程式不難算出：在陽極析出的氧氣為：g16152g，在陰極析出的氫氣為：171g219g，選項B正確；特別規(guī)1711818解：依照電解NaOH溶液事實上是電解水這一結(jié)論，可看出隨著電解的進行，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)增加，這樣，C、D兩項應(yīng)予否定。電解水是陽極析出的是氧氣，陰極析出的是氫氣，它們的物質(zhì)的量之比應(yīng)為2︰1，前者質(zhì)量大于后者，只有選項B吻合題意。[答案]B[例3]將質(zhì)量相等的銅片和鉑片插入硫酸銅溶液中，銅片與電源正極相連，鉑片與電源負極相連，以電流強度1A通電10min，爾后將電源反接，以電流`強度為2A連續(xù)通電10min。試回答：（1）銅電極和鉑電極質(zhì)量為橫坐標，時間為縱坐標，分別作出銅電極、鉑電極的質(zhì)量和時間的關(guān)系圖。（2）上述過程中發(fā)生的現(xiàn)象是：銅電極；鉑電極。（3）最后時辰兩電極的電極反響式：銅電極；鉑電極。[分析]作圖題是近來幾年來出現(xiàn)的一種新題型,這類題供給一些化學(xué)變化過程和必要的數(shù)據(jù)等條件,要修業(yè)生依照題中規(guī)定作出相關(guān)化學(xué)圖像。由于學(xué)生必定依照題中擬定的情況或數(shù)據(jù)，將化學(xué)知識按內(nèi)在聯(lián)系統(tǒng)攝成規(guī)律，并將其抽象為數(shù)學(xué)問題，利用數(shù)學(xué)工具解決化學(xué)問題，所以這類題對考生的深層次思想能力的觀察還是很有見效的。本題將電解原理和化學(xué)圖像相結(jié)合，對學(xué)生的化學(xué)知識的觀察更加深入。開始10min，陽極反響為：Cu-2e=Cu2+，陰極為：Cu2++2e=Cu。所以銅片質(zhì)量減少，鉑片質(zhì)量增加，銅片上所溶解的銅與鉑片上析出的銅的質(zhì)量相等。后10min，電源反接，表面附有銅的鉑片成為陽極，銅片成為陰極。又由于電流強度為開始的2倍，附著在鉑片上的銅在5min時即完好溶解，后5min，陽極的電極反響式為：4OH-—4e=O2↑+H2O，此時陽極鉑片質(zhì)量不發(fā)生變化。作為陰極的銅片在5min即恢復(fù)到開始時的質(zhì)量，后5min質(zhì)量連續(xù)增加。[答案]（1）m(Cu)/gm(Pt)/g101520t/min101520t/min2）由上述分析可知：銅片先變薄，后增厚；鉑片先有銅聚積，后銅溶解，銅溶解完，又有氣體產(chǎn)生。3）銅電極：Cu2++2e=Cu；鉑電極：4OH-—4e=O2↑+2H2O。[跨學(xué)科知識板塊浸透統(tǒng)整表]物理化學(xué)生物（1）電路的聯(lián)接（1）原電池的基根源理、電極反響、生物電現(xiàn)象（2）電流強度、電量正負極的判斷、外電路中電子物質(zhì)的之間的換算量的計算（3）電能與化學(xué)能之（2）電解的基根源理、電極反響、陰間的轉(zhuǎn)變關(guān)系陽極的判斷、電路中電子的物質(zhì)的量（4）電功、電功率、的計算電源電動勢等的計算（3）各樣合用電池4）原電池或電解池中相關(guān)物質(zhì)的生消量與耗資電量的計算[跨學(xué)科綜合能測試例釋][例題]某學(xué)生試圖用電解法依照電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來考據(jù)阿佛加德羅常數(shù)值，其實驗方案的要點為：①用直流電電解氯化銅溶液，所用儀器如圖：②在電流強度為I安培，通電時間為ts鐘后，精確測得某電極上析出的銅的質(zhì)量為mg。試回答：（1）連接這些儀器的正確序次為（用圖中注明儀器接線柱的英文字母表示。下同）E接，C接，接F。實驗線路中的電流方向為→→→C→→。（2）寫出B電極上發(fā)生反響的離子方程式，G試管中淀粉KI溶液變化的現(xiàn)象為，相應(yīng)的離子方程式是。（3）為精確測定電極上析出銅的質(zhì)量，所必要的實驗步驟的先后序次應(yīng)是。（選填以下操作步驟的編號）①稱量電解前電極的質(zhì)量②刮下電解后電極上的銅并沖刷③用蒸餾水沖刷電解后電極④低溫烘干電極后稱量⑤低溫烘干刮下的銅后稱量⑥再次烘干后稱量至恒重（4）已知電子的電量為1.6×10-19C。試列出阿佛加德羅常數(shù)的計算表達式：NA。[分析]本題將物理中電路連接與化學(xué)中儀器連接相結(jié)合，將電學(xué)知識與電解原理相結(jié)合，并設(shè)置一個利用電解方法來考據(jù)阿佛加德羅常數(shù)的嶄新情境，擁有必然的深度和靈便性。解題時應(yīng)將理化相關(guān)知識有機交融，方能解決相關(guān)問題。（1）由于U形管右側(cè)有一辦理氣體的支管，所以可判斷B電極為有Cl2生成的一極，即為陽極。顯然F應(yīng)與B連接，A為陰極，結(jié)合安培計接入線路的物理知識，A應(yīng)接C，D接E。（2）電解CuCl2，陰、陽兩極的電極反響式為：陰極：Cu2++2e=Cu；陽極：2Cl－-2e=Cl2↑生成的Cl2通入G試管，與KI反響，置換出I2，I2可使淀粉溶液表現(xiàn)藍色。（3）為了精確測定電極上析出的銅的質(zhì)量，顯然應(yīng)采用測定電解前后A電極的增重的方法。詳盡操作為：在電解前先稱量A電極的質(zhì)量，電解后先用蒸餾水沖刷電極（洗去附著的離子），爾后需將電極烘干（除去附著的水），為防范Cu被氧化，應(yīng)在低溫下烘干后再進行稱量，為防范誤差，還應(yīng)再低溫烘干稱量，直至恒重。（4）電解時，當(dāng)電流強度為IA，通電時間為ts鐘內(nèi)，經(jīng)過的總電量為：Q=ItC，經(jīng)過的電子的物質(zhì)的量為Itmol。由題意知陰極析出mgCu，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為1.61019NAmItm，由此式即可得NA2mol。由上述分析可建立等式：NA2641.6101964的表達式。[答案]（1）E接D、C接A、B接F；F→B→A→C→D→E（2）2Cl－-2e=Cl2↑；變藍色；Cl2+2I－=2Cl－+I2（3）①③④⑥（4）NA64It10192m[綜合能力測試]一、選擇題（每題4分，共64分）1．鋼鐵發(fā)生吸氧腐化時,正極上發(fā)生的電極反響是A.2H++2e==H2↑2++2e==FeC.2H2O+O2+4e==4OH-3++e==Fe2+2．以下現(xiàn)象與電化腐化沒關(guān)的是黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）簡單生銹銹質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹銀質(zhì)獎牌久置后表面變暗3．A、B、C是三種金屬,依照以下①、②兩個實驗,確定它們的還原性強弱序次為①將A與B浸在稀硫酸中用導(dǎo)線相連,A上有氣泡逸出,B逐漸溶解②電解物質(zhì)的量濃度相同的A、C鹽溶液時,陰極上先析出C(使用惰性電極)A.A>B>CB.B>C>AC.C>A>BD.B>A>C4．以下對于實驗現(xiàn)象的描述不正確的選項是．．．．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B．用鋅片做陽極，鐵片做做陰極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅C．把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快5．在外界供給相同電量的條件，Cu2+或Ag+分別按Cu2++2e→Cu或Ag++e→Ag在電極上放電，電極上析出銅的質(zhì)量為，則析出銀的質(zhì)量為A．6．100mL濃度為2mol/L的鹽酸跟過分的鋅片反響，為加快反響速率，又不影響生成的氫氣的總量，可采用的方法是A．加入適合的6mol/L的鹽酸B．加入數(shù)滴氯化銅溶液C．加入適合蒸餾水D．加入適合的氯化鈉溶液7．用兩支惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的時（設(shè)電解時陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化能夠忽略）的質(zhì)量大體是

pH從6.0變成，電極上析出銀A．27mgB．54mgC．108mgD．216mg8．氫鎳電池是近來幾年開發(fā)出來的可充電電池，它能夠取代會產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反響式是依照此反響式判斷，以下表達中正確的選項是A.電池放電時，電池負極周圍溶液的PH不斷增大B.電池放電時，鎳元素被氧化C.電池充電時，氫元素被還原D.電池放電時，

H2是負極9．用惰性電極電解M（NO3）x的水溶液，當(dāng)陰極上增重（標準情況）：從而可知M的原子量為

ag時，在陽極上同時產(chǎn)生

bL

氧氣A.

B.

C.

D.

b

b

b

b10．實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣,已知鉛蓄電池放電時發(fā)生以下反響:今若制得Cl20.050mol，這時電池內(nèi)耗資的H2SO4的物質(zhì)的量最少是11．將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個電解槽串通,在必然條件下通電一段時間后,析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為A.1:2:3B.3:2:1C.6:3:1D.6:3:212．右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,吻合這一情況的是13．將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，一組插入濃HNO3溶液中，一組插入稀NaOH溶液中，分別形成了原電池，則在這兩個原電池中，正極分別為AAl片、Cu片BCu片、Al片CAl片、Al片DCu片、Cu片14．鹽溶液電解時，在相同時間作用下，析出金屬物質(zhì)的量取決于A電極的性質(zhì)B電流強度C所加電壓D金屬離子的價數(shù)15．A、B、C三個電解槽，A槽是CuCl2水溶液，純銅片做陰極，B、C都是AgNO3水溶液，純銀絲做陰極，先將A、B槽并聯(lián)，再與C槽串通進行電解，當(dāng)B槽中銀絲質(zhì)量增加，C槽銀絲質(zhì)量增加0.216g時，A槽中銅片質(zhì)量增加為ABD16．鋰電池是新式高能電池，它以質(zhì)輕、容量大而碰到寬泛重視，目前已經(jīng)制成多種功能的鋰電池，某種鋰電池的總反響可表示為Li＋MnO2→LiMnO2，若該電池供給0.5C電量，則耗資正極資料的質(zhì)量約為（其他耗費忽略不計）AB7gC4.52×10－4Dg二、綜合題（共86分）17．（17分）工業(yè)上為了除去含Cr2O72-離子的酸性廢水，采用以下辦理方法：往工業(yè)廢水中加入適合的食鹽水1~2g/L；以鐵作為電極進行電解：鼓入空氣，經(jīng)過一段時間后，使廢水中的含鉻（有毒）量降到可排放的標準。其原理是：2-在電清除鉻過程中，溶液的pH不斷高升，使工業(yè)廢水由酸性變成堿性，再把三價鉻離子變成不溶性氫氧化物除去。依照上述原理回答以下問題：(1)用鐵作為電極電解時，電極反響式為：陽極，陰極；加入食鹽的目的是。(2)在水溶液中將Cr2O72-離子還原成Cr3+離子的還原劑為溶液中的離子，此氧化還原反響的離子方程式是。(3)在辦理廢水的過程中，溶液的pH不斷高升，由酸性變成堿性是經(jīng)過和途徑來實現(xiàn)的。(4)將Cr3+轉(zhuǎn)變成不溶性氫氧化物的離子方程式為，同時還有積淀生成。18．（30分）人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池，以滿足不相同的需要。在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中，電池發(fā)揮著越來越重要的作用，大至宇宙火箭、人造衛(wèi)星、空間電視轉(zhuǎn)播站、飛機、輪船，小至電腦、收音機、照相機、電話、助聽器、電子手表、心臟起搏器等，都離不開各式各樣的電池。以下每題中的電池即為寬泛使用于平常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)等方面的合用電池，請依照題中供給的信息，填寫空格。（1）電子表和電子計算器中所用的是鈕扣式的微型銀鋅電池，其電極分別為Ag2O和Zn，電解液為KOH溶液。工作時電池總反響為：Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。①工作時電流從極流向極（兩空均選填“Ag2O”或“Zn”）。②電極反響式為：正極，負極。③工作時電池正極區(qū)的pH（選填“增大”“減小”或“不變”）。（2）蓄電池在放電時起原電池作用，在充電時起電解池的作用。愛迪生蓄電池放電分別在充電和放電時發(fā)生的反響為：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。充電①放電時，正極為。正極的電極反響式為。②充電時，陰極的電極反響式為。③該蓄電池中的電解質(zhì)溶液應(yīng)為（選填“酸性”或“堿性”）溶液。3）1991年我國創(chuàng)始以鋁—空氣—海水電池為能源的新式海水標志燈已經(jīng)研制成功。這類燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水?dāng)?shù)分鐘就發(fā)出刺目的閃光，其能量比干電池高20~50倍。試寫出這類新式電池的電極反響式：正極，負極。（4）熔融鹽燃料電池擁有高的發(fā)電效率，所以碰到重視?？捎肔i2CO3和Na2CO3的熔融鹽混雜物作電解質(zhì)，CO為負極燃氣，空氣與CO2的混雜氣為正極助燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池。已知負極反響式為：2CO+2CO32-=4CO2+4e。則正極反響式為，總電池反響式為。（5）氫鎳電池是新式的二次電池，它的突出優(yōu)點是循環(huán)壽命長，1987年起在地球同步軌道條件下工作壽命高出10年。其正極為氧化鎳，負極為氫電極。電解質(zhì)溶液為密度3左右的氫氧化鉀水溶液。電池總反響為：H2+2NiOOH2Ni(OH)2。則放電時的電極反響式為：正極，負極。19．（6分）銀制器皿日久表面因生成硫化銀而變黑色。有人設(shè)計用原電池原理加以除去，其詳盡做法是：將必然濃度的食鹽水放入一鋁制容器中，再將表面變黑的銀器沉入其中，放置一段時間后，不但能褪去黑色，而且還不損失銀。試回答：（1）該原電池的負極反響式是；（2）該原電池的總反響式是。20．（13分）取Pt和Zn為電極資料埋入人體內(nèi)作為心臟起搏器的能源，它跟人體的體液中含有必然濃度的溶解O2、H+和Zn2+進行作用。（1）其正極的反響式為負極的反響式為（2）該電池在0.8V、40uw條件下進行工作，則工作電流為A。（3）將5g鋅埋入人體內(nèi)，則可保持多少年才需要第二次手術(shù)進行更換（取二位有效數(shù)字）？（4）心臟起搏器是一種人造心臟激勵器。它向心臟發(fā)送小的電脈沖，以使心臟有規(guī)則地跳動。大多數(shù)起搏器是由鋰電池或銀鋅電池驅(qū)動。有一種心臟起搏器中使用的新式Li—I2電池使用壽命可超出10年，其反應(yīng)可簡化為：2Li+I2=2LiI。則工作時負極的電極反響為，依照你所學(xué)的堿金屬的相關(guān)知識判斷：該新式鋰電池中能否用LiI水溶液作電解液？（選填“能”或“不能夠”）原因是。21．（10分）如右圖所示是某位同學(xué)設(shè)計的一個進行電解硫酸銅溶液實驗的電路。電源由10個電壓為1.5V的電池串通組成電池組，測得其總內(nèi)阻為Ω，電解質(zhì)溶液為500mL，的硫酸銅溶液，以鉑做電極。20min后a極增重（設(shè)電解過程中溶液體積保持不變，且不考慮電解池的反電動勢）。（1）M是極，b是極；（2）電解池的平均電阻是Ω；（3）若要使電解池中溶液恢復(fù)至電解前的狀態(tài)，可加入ACuSO4固體B水CCuODCu(OH)2（4）電解后溶液的pH值為。22．（10分）如右圖所示，一金屬桿ab在兩水平平行的導(dǎo)軌間向右做勻速直線運動，其速度為v＝1m/s，導(dǎo)軌電阻不計。導(dǎo)軌間的寬度為l＝1m，此間有一豎直向下的勻強磁場，磁感強度B＝1T，現(xiàn)用導(dǎo)線與插入電解槽中兩惰性電極CD相連，回路的總電阻為1Ω，電解液為CuSO4，問：l）哪一個電極為負極，析出何種物質(zhì)？2）寫出電解CuSO4水溶液的離子方程式。3）析出的物質(zhì)質(zhì)量為多少克？參照答案一、選擇題二、綜合題17．(1)陽極：Fe-2e=Fe2+，陰極：2H++2e=H2↑，加入食鹽