高中化学电解池Word下载.docx

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（2）某种铅酸蓄电池具有廉价、长寿命、大容量的特点，它使用的电解质是可溶性的甲基磺酸铅，电池的工作原理：

Pb+PbO2+4H+

2Pb2++2H2O

放电时，正极的电极反应式为_________；

充电时，Pb电极应该连接在外接电饭的___（填“正极”或“负极”）。

（3）乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇（CH3CH2OH）的一种反应原理为：

2CO（g）+4H2（g）

CH3CH2OH（g）+H2O（g）△H=-256.1kJ/mol

己知：

CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ/mol

以CO2（g）与H2（g）为原料也可合成乙醇，其热化学方程式为：

___________。

（4）饮用水中的NO3-主要来自NH4+。

已知在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。

两步反应的能量变化示意图如下：

试写出1molNH4+（aq）全部氧化成NO3-（aq）的热化学方程式：

____________。

3、（4分）电解饱和食盐水可以产生氯气、氢气和氢氧化钠，氯气与石灰乳反应可制漂白粉：

2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O。

（1）请写出电解饱和食盐水的化学方程式，若为氧化还原反应则用单线桥标出电子转移的方向和数目_______________。

（2）若电解饱和食盐水时消耗NaCl58.5g，试计算理论上最多可得到氯气的体积（标准状况）为多少__________？

（3）若将1mol氯气通入石灰乳中，理论上可得到Ca（ClO）2的质量是多少_______？

4、（4分）海水中含有大量的氯化镁，从海水中提取镁的生产流程如下图所示：

回答下列问题：

（1）在海水中加入氧化钙生成氢氧化镁的化学方程式_______________________。

操作①的名称________。

（2）加入试剂①，反应的离子方程式为___________________。

（3）操作②的名称__________。

（4）经操作③最终可得金属镁，该反应的化学方程式是________________。

5、（4分）某实验的实验装置如图所示，回答下列有关该实验的问题。

（1）该实验所用的石墨棒须经过预处理；

先经高温火焰灼烧到红热，再迅速浸入冷水中。

这种预处理的目的是：

_________________________--__。

（2）要使发光二极管发亮，实验时的操作顺序是：

先关闭S1，打开S2，电解一段时间后，再打开S1，关闭S2，请写出整个实验过程中的能量转化形式_____

（3）写出下列操作时的电极反应式，并注明电极名称：

①按下开关S1：

C1附近发生2H2O+2e—=H2↑+2OH-的电极反应

②断开开关S1，迅速按下开关S2：

（提示：

此时C1附近溶液显碱性，C2附近溶液显酸性）C2____，_____

6、（4分）能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。

（1）天然气和可燃冰（mCH4·

nH2O）既是高效洁净的能源，也是重要的化工原料，

①甲烷分子的空间构型为__________，可燃冰（mCH4·

nH2O）属于________晶体。

②已知25℃、101kPa时，1g甲烷完全燃烧生成液态水放出55.65kJ热量，则该条件下反应

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）的△H=______kJ·

mol-1

（2）用甲烷-氧气碱性（KOH溶液）燃料电池作电源，电解CuCl2溶液。

反应装置如下图所示：

①b电极名称为___________，d电极的电极反应式为_________。

②假设CuCl2溶液足量，当某电极上析出3.2g金属Cu时，理论上燃料电池消耗氧气在标准状况下的体积是______mL。

（3）在相同条件下，下面各组热化学方程式中，△H1<

△H2的是________。

（填字母）

A组：

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H12H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H2

B组：

S（g）+O2（g）=SO2（g）△H1S（s）+O2（g）=SO2（g）△H2

C组：

C（s）+1/2O2（g）=CO（g）△H1C（s）+O2（g）=CO2（g）△H2

D组：

CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H12CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2

（4）25℃，10lkPa条件下，14gN2和3gH2应生成NH3的能量变化如下图所示：

①x=1127；

②25℃101kPa下，N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）△H=-92kJ·

mol-1。

则y=___________。

（5）金属材料的腐蚀是人类面临的严重问题，金属的防腐对节约能源、保护环境起着十分重要的作用。

下列三个装置中，铁被腐蚀速率由快到慢的顺序为_________（填字母）。

7、（4分）

（1）工业上利用N2和H2合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨（N2H4）等。

8、（4分）利用化学反应可以为人类提供能源，也可用来解决环境问题。

（1）已知某些化学键的键能数据如下：

H-H

O=O

O-H

键能kJ·

495

463

①写出H2与O2反应生成水蒸气的热化学方程式____________；

②利用该反应设计成燃料电池，已知该电池每发1kW·

h电能生成360g水蒸气，则该电池的能量转化率为_____%（结果保留三位有效数字）。

（2）三室式电渗析法可以处理含K2SO4的废水，原理如图所示，两极均为惰性电极，ab为阳离子交换膜，cd为阴离子交换膜。

①阴极区的pH______（填“升高”或“降低”） 

；

②阳极发生的电极反应式为__________；

③当电路中通过1 

mol电子的电量时，阴极上生成气体的体积为_____L（标准状况）。

9、（4分）铁、铝等金属单质及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。

（1）金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应，由下列物质冶炼相应金属单质时采用电解法的是_________。

a.Fe2O3b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3

（2）某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。

为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述_______（填装置序号）装置原理进行防护；

装置③中总反应的离子方程式为______________________________________________。

（3）利用甲醇（CH3OH）、氧气组成燃料电池，电解质溶液为碱性，电池工作时负极反应式为_____________。

（4）氨气也可作为燃料电池的燃料源制成高效率无污染的燃料电池系统，总反应式为：

（未配平），写出此碱性燃料电池的负极反应式：

_______。

（5）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。

与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为_________________________。

（6）科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率高无污染，多用于航天航空。

如图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导阳极生成的O2-（O2+4e-＝2O2-），d电极上的电极反应式为_____________________。

10、（4分）目前流通的第五套人民币硬币材料分别为：

1元硬币为铜芯镀镍合金，5角硬币为铜芯镀铜合金，1角硬币为硬铝合金．请回答：

（题目中的百分含量均为质量分数）

（1）钢是含碳量为0.03%～2%的________（填物质类别名称）．

（2）如图所示的装置中，甲、乙、丙三个烧杯分别盛放足量的溶液，电极及溶液如下表所示：

电极

a

b

c

d

e

f

石墨

铜

钢

溶液

NaCl溶液

CuSO4溶液

通电后电极a上可产生能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体．

①上述装置中M极为直流电源的________极（填“正”或“负”），电极b上发生的电极反应式为________。

②若在钢币上镀铜，应选择_________烧杯（填“乙”或“丙”），当电极a上生成标准状况下气体2240mL时，理论上可在电极________（填字母）上镀铜________g．

（3）工业上以铝土矿（主要成分Al2O3•nH2O，含少量的氧化铁和石英等杂质）为原料生产铝．为除去铝土矿样品中氧化铁和石英杂质，要将粉碎、筛选后的铝土矿样品溶解在足量的氢氧化钠溶液中处理，请写出有关反应的离子方程式________．

（4）已知硬铝中含Cu：

2.2%～5%、Mg：

0.2%～3%、Mn：

0.3%～1.5%、Si：

0.5%，其余是Al．1角硬币单枚质量为2.20克，若想制得1角硬币1百万枚，理论上至少需要含Al2O390%的铝土矿约________吨（小数点后保留一位数字）．

二、单选题（本题共计20小题，共计100分）

11、（5分）下列叙述中，正确的是（）

A．钢铁腐蚀的负极反应为：

Fe-3e-=Fe3+

B．Mg-Al及NaOH溶液构成的原电池中负极材料为Mg

C．无隔膜电解饱和NaCl溶液所得产物之一是“84”消毒液中的有效成分NaClO

D．H2-O2燃料电池中电解液为H2SO4，则正极反应式为：

O2+4e-=2O2-

12、（5分）粗铜中一般含有锌、铁、银、金等杂质。

在下图所示的装置中，甲池的总反应方程式为2CH3OH＋3O2＋4KOH＝2K2CO3＋6H2O。

接通电路一段时间后，纯Cu电极质量增加了3.2g。

在此过程中，下列说法正确的是

A．乙池中CuSO4溶液的浓度不变

B．甲池中理论上消耗标准状况下空气的体积是2.8L（空气中O2体积分数以20%计算）

C．甲池是电能转化为化学能的装置，乙池是化学能转化为电能的装置

D．甲池通入CH3OH一极的电极反应为：

CH3OH-6e-＋2H2O＝CO32-＋8H＋

13、（5分）（题文）500mLNaNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（NO3-）＝6mol·

L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体22.4L（标准状况下），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是（）

A．原混合溶液中c（Na+）＝6mol·

L-1B．电解后溶液中c（H+）＝4mol·

L-1

C．上述电解过程中共转移8mol电子D．电解后得到的Cu的物质的量为2mol

14、（5分）下列图示与对应的叙述相符的是（）

A．图甲表示某吸热反应在无催化剂（a）和有催化剂（b）时反应的能量变化

B．图乙表示常温下，0.1mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.1mol/L醋酸溶液的滴定曲线

C．图丙表示某可逆反应的反应速率随时间的变化关系，t0时刻改变的条件是使用了催化剂

D．图丁表示一定质量冰醋酸加水稀释过程中、溶液导电能力变化曲线，且醋酸电离程度：

a<

b<

15、（5分）全钒液流电池工作原理如图所示。

在电解质溶液中发生的电池总反应为：

VO2＋（蓝色）＋H2O＋V3＋（紫色）

VO2＋（黄色）＋V2＋（绿色）＋2H＋。

下列说法正确的是（）

A．当电池无法放电时，只要更换电解质溶液，不用外接电源进行充电就可正常工作

B．放电时，负极反应为VO2++2H＋＋e-＝VO2＋＋H2O

C．放电时，正极附近溶液由紫色变绿色

D．放电过程中，正极附近溶液的pH变小

16、（5分）按如图甲装置进行实验，若乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量，下列叙述不正确的是（）

A．E表示生成铜的物质的量

B．E表示反应消耗水的物质的量

C．F表示反应生成氧气的物质的量

D．F表示生成硫酸的物质的量

17、（5分）关于下列各装置图的叙述中，不正确的是

A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液

B．装置②为原电池，总反应是：

Fe+2Fe3+＝3Fe2+

C．图③所示柱形图，纵坐标表示第二周期元素最高正价随原子序数的变化

D．图④所示曲线，表示该反应是放热反应

18、（5分）利用石墨电极电解1mol/L氯化钠溶液，并收集阳极气体检验其成分。

已知：

O2能使酸性的淀粉KI溶液变蓝，不能使中性的淀粉KI溶液变蓝。

实验：

①将气体通入中性的淀粉KI溶液中，溶液变蓝。

②用足量NaOH溶液充分洗气，气体体积减少，将剩余气体通入中性的淀粉KI溶液中，溶液颜色不变，再向溶液中滴加2滴H2SO4溶液，溶液变蓝。

③向酸性的淀粉KI溶液中通入空气，溶液颜色不变。

下列对实验现象的解释或推测不合理的是（）

A．根据实验现象可以判断电解时阳极的电极反应式为：

2Cl－—2e－

Cl2↑

B．根据实验可以得出反应物的浓度和溶液的pH会影响物质的氧化性

C．根据实验可以得出中性条件下，氧化性Cl2＞O2

D．NaOH溶液洗气时发生反应的离子方程式为：

2OH－＋Cl2

Cl－＋ClO－＋H2O

19、（5分）某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，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a极区向b极区迁移

C．每生成1molO2，约有29gCO2被还原

D．a电极的反应为：

3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O

20、（5分）石灰石是许多工业的原料之一，但制取下列物质不需用石灰石的是（）

A．制漂白粉B．炼铁C．制生石灰D．制烧碱

21、（5分）下列说法正确的是（）

A．用惰性电极电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液的pH不变

B．用惰性电极电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小

C．用惰性电极电解Na2SO4溶液，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为2∶1

D．原电池是将电能转化为化学能的装置

22、（5分）下列说法正确的是（）

A．H2O2具有强氧化性可用于杀菌消毒

B．热的碳酸钠溶液去污能力强，所以蒸干碳酸钠溶液得到NaOH固体

C．在铜的电解精炼过程中，若转移1mol电子，则阳极溶解32gCu

D．油脂在酸性条件下易水解，可用于制作肥皂

23、（5分）工业上采用的一种污水处理方法如下：

保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe（OH）3．Fe（OH）3具有吸附性，可吸附污物而沉积下来，有净化水的作用．阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用．某科研小组用该原理处理污水，设计装置如图所示．下列说法正确的是（）

A．为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时，循环的物质A为CO2

B．甲装置中阴极的反应为Fe﹣2e﹣═Fe2+

C．为了增加污水的导电能力，应向污水中如入适量的NaOH溶液

D．当乙装置中有1.6gCH4参加反应，则C电极理论上生成气体在标准状况下为4.48L

24、（5分）连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，是一种强还原剂。

工业常用惰性电极电解亚硫酸氢钠的方法制备连二亚硫酸钠，原理装置如图所示，下列说法正确的是（）

A．N电极应该接电源的负极

B．装置中所用离子交换膜为阴离子交换膜

C．H2SO4溶液浓度a%等于b%

D．M电极的电极反应式为:

2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O

25、（5分）下列说法不正确的是（）

A．在接触室里用98.3%的浓硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸雾便于SO3吸收完全

B．工业制玻璃和炼铁过程中都要加入石灰石，目的是除去杂质二氧化硅

C．工业制备和提纯硅的三步化学反应都是氧化还原反应

D．氯碱工业得到的产品可以用来制盐酸

26、（5分）最近我国科学家设计了一种

协同转化装置，实现对天然气中

和

的高效去除。

示意图如右所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：

（）

①

②

该装置工作时，下列叙述错误的是（）

A．阴极的电极反应：

B．协同转化总反应：

C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低

D．若采用

取代

，溶液需为酸性

27、（5分）按如图甲装置进行实验，若乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量，下列叙述不正确的是（）

28、（5分）按下图的装置进行实验，若图中x轴表示阴极的电子的量，则y轴可能表示（）

A．Cu2+物质的量浓度B．Fe棒的质量C．C棒的质量D．Cl-物质的量浓度

29、（5分）用铂作电极电解某金属氯化物MCln的水溶液，当阳极产生amol气体时，阴极析出mg金属，则金属的相对原子质量是（）

A．

B．

C．

D．

30、（5分）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。

锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：

Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）==Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s），

下列说法错误的是（）

A．电池工作时，锌失去电子

B．电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极

C．电池正极的电极反应式为：

2MnO2（s）+H2O

（1）+2e-=Mn2O3（s）+2OH-（aq）

D．外电路中每通过0.4mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

1、（4分）

【答案】

（1）H2（g）+Cl2（g）==2HCl（g）△H=-183kJ/mol

（2）CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2OCu2++2e－===Cu0.56L

（3）2I-+2H2O=I2+H2↑+2OH-O2+4e-+4H+=2H2O4OH--4e－=O2↑+2H2O

【解析】

（1）根据方程式：

H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）；

ΔH=E（反应物）-E（生成物）=436+243-2×

431=－183kJ/mol，热化学方程式为：

H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）ΔH＝－183kJ/mol。

（2）①该燃料电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。

②将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuCl2溶液中，铁棒接甲烷燃料电池负极，石墨棒接该电池正极，所以铁棒为阴极，电极反应式：

Cu2++2e－===Cu，

电解CuCl2溶液时，阴极上铜离子得电子生成铜，其电子来源于甲烷失去的电子

根据CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，Cu2++2e－===Cu则有CH4-8e--4Cu关系，故石墨棒增加了6.4克是Cu的质量，则消耗CH4的体积在标准状况下为（6.4g╳22.4L/mol）÷

（64g/mol╳4）=0.56L。

（3）①闭合K2、断开K1，则构成电解池。

A、B两极产生的气体体积之比为2:

1，所以气体分别是氢气和氧气。

则A是阴极，B是阳极。

所以m是阳极，n是阴极，y是电源的负极，x是电源的正极，D是阳极，C是阴极。

丙为用碘化钾溶液润湿的滤纸电解时离子方程式：

2I-+2H2O=I2+H2↑+2OH-

②甲池中A、B极均部分被气体包围，此时，当闭合K1，断开K2时，甲池形成原电池，A极为原电池的负极，B极为正极，发生氧化反应，在酸性环境中电极反应式为：

O2+4e-+4H+=2H2O。

乙池形成电解池，C极的电极为阳极，OH-在阳极放电生成O2，电极反应式为：

4OH--4e－=O2↑+2H2O

2、（4分）

【答案】

2NH3-2e-+O2-=N2H4+H2OPbO2+2e-+4H+=Pb2++2H2O负极2CO2（g）+6H2（g）=C2H5OH（g）+3H2O（g）△H=