届高考化学电解原理的有关计算和新型化学电源有关计算试题专攻10页Word下载.docx
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C．0.6molD．0.8mol
4．（2017·
高考全国卷Ⅱ，T11）用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。
下列叙述错误的是（ ）
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
5.
利用右图所示装置，以NH3做氢源，可实现电化学氢化反应。
下列说法错误的是（ ）
A．a电极为阴极
B．b电极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋
C．电解一段时间后，装置内H＋数目增多
D．每消耗1molNH3，理论上可生成1.5mol
6．按如图所示装置连接，X、Y均为惰性电极，常温下，当Zn极质量减少3.25g时，X极生成气体840mL（标准状况），若此时烧杯中溶液的体积为500mL，则此时烧杯中溶液的pH（不考虑生成气体溶于水及与溶液的反应）（ ）
A．11B．12
C．13D．14
7．电解法降解NO
的原理如图所示，总反应为4NO
＋4H＋
2N2↑＋5O2↑＋2H2O。
下列说法正确的是（ ）
A．电子通过盐桥向正极方向移动
B．电源的正极反应式为AsO
＋2H＋＋2e－===AsO
＋H2O
C．导线中通过1mole－时，理论上有1.2molH＋通过质子交换膜
D．AgPt电极附近溶液的pH减小
8．用a、b两个质量相等的Pt电极电解AlCl3和CuSO4的混合溶液[n（AlCl3）∶n（CuSO4）＝1∶9]。
t1时刻a电极得到混合气体，其中Cl2在标准状况下为224mL（忽略气体的溶解）；
t2时刻Cu全部在电极上析出。
下列判断正确的是（ ）
A．a电极与电源的负极相连
B．t2时刻，两电极的质量相差3.84g
C．电解过程中，溶液的pH不断增大
D．t2时刻后，b电极的电极反应是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
9．电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。
测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，以下说法错误的是（ ）
A．a极与电源的正极相连
B．产物丙为硫酸
C．离子交换膜d为阳离子交换膜
D．a电极的反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
10.
以石墨电极电解200mLCuSO4溶液，电解过程中电子转移物质的量n（e－）与产生气体总体积V（g）（标准状况）的关系如图所示。
下列说法中正确的是（ ）
A．电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为2mol/L
B．当n（e－）＝0.4mol时，所得溶液中c（H＋）＝2mol/L
C．当n（e－）＝0.6mol时，V（H2）∶V（O2）＝3∶2
D．向电解后的溶液中加入16gCuO，则溶液可恢复为电解前的浓度
电解原理的有关计算
1.
选A。
根据电解规律可知，阴极反应：
Cu2＋＋2e－===Cu，增重0.064gCu，设此时溶液中氢离子的物质的量为x，根据总反应方程式：
2Cu2＋＋2H2O
2Cu＋O2↑＋4H＋
2×
64g 4mol
0.064g x
x＝0.002mol，c（H＋）＝
＝4×
10－3mol/L。
2.
选C。
根据金属活动性顺序表可知：
Ag和Cu排在H后面，而Zn和Pb排在H以前，所以Ag＋、Cu2＋的氧化性比H＋大，应优先于H＋放电而析出。
因为0.01molAg的质量小于0.02molCu的质量，所以C项正确。
3.
电解硫酸铜溶液时，开始电解硫酸铜和水生成铜、氧气和硫酸，后来电解水生成氢气和氧气，如果只按照第一阶段的电解，反应只需要加入氧化铜或碳酸铜就可以，但是现在加入的是碱式碳酸铜，相当于加入了0.2mol氧化铜和0.1mol水，这0.1mol水应该是第二阶段的反应产物，该阶段转移了0.2mol电子，第一阶段转移了0.4mol电子，所以共转移0.6mol电子。
4.
利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；
阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；
电解质溶液呈酸性，阴极上应是H＋放电，C项错误；
在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。
A项，由所示装置图可知，b电极上NH3转化为N2，所以b电极为阳极，a电极为阴极，正确；
B项，b电极的电极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋，正确；
C项，a电极的电极反应式为
＋6e－＋6H＋===3
，结合b电极的电极反应式可知，电解过程中H＋数目不变，错误；
D项，由两个电极的电极反应式可得数量关系
，所以每消耗1molNH3，理论上生成1.5mol
，正确。
6.
装置中若转移1mol电子，如果全部生成氯气则有0.5mol氯气生成，如果全部生成氧气则有0.25mol氧气生成。
现n（Zn）＝3.25g÷
65g·
mol－1＝0.05mol，转移电子为0.1mol，X极生成气体的物质的量为0.84L÷
22.4L·
mol－1＝0.0375mol，说明生成气体为氯气和氧气的混合物，设生成xmol氯气，ymol氧气，则x＋y＝0.0375，2x＋4y＝0.1，解之得x＝0.025，y＝0.0125，由2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，可知生成0.05molNaOH，则c（OH－）＝0.1mol·
L－1，pH＝13。
7.
选B。
由题中信息，右端装置为电解池且Ag Pt电极为阴极，左端装置为电源且该装置右边惰性电极为负极。
电子不能通过盐桥，A项错误；
正极反应式为AsO
＋H2O，B项正确；
阴极电极反应式为4NO
＋24H＋＋20e－===2N2↑＋12H2O，阳极电极反应式为10H2O－20e－===5O2↑＋20H＋，因此，导线中通过1mole－时，理论上有1molH＋通过质子交换膜，C项错误；
同时可推知Ag Pt电极附近溶液的pH增大，D项错误。
8.
根据a电极得到Cl2，即2Cl－－2e－===Cl2↑，则a电极为阳极，与电源的正极相连，A错误；
根据生成Cl2的体积可求得原混合溶液中含Cl－0.02mol，故CuSO4为0.06mol，t2时刻b电极上Cu完全析出，其电极质量增加0.06mol×
64g/mol＝3.84g，B正确；
Cl－和Cu2＋放电时，溶液pH增大（考虑Cu2＋水解），当OH－（水电离）和Cu2＋放电时，溶液酸性增强，pH减小，C错误；
t2时刻后，b电极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，D错误。
9.
选D。
由气体甲与气体乙的体积比约为1∶2可知，甲为氧气，a电极发生反应：
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，乙为氢气，b电极发生反应：
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
则a极与电源的正极相连，产物丙为硫酸，产物丁为氢氧化钠，c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜。
电解CuSO4溶液时，阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，由图示可知阴极上还有氢离子放电，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。
A.当转移0.4mol电子时Cu完全析出，n（Cu2＋）＝
＝0.2mol，根据Cu原子守恒得c（CuSO4）＝c（Cu2＋）＝
＝1mol/L，错误；
B.当转移0.4mol电子时，生成n（H2SO4）＝0.2mol，所以c（H＋）＝
＝2mol/L，正确；
C.当转移0.4mol电子时生成的气体完全是氧气，当转移电子0.4～0.6mol之间时生成的气体是氢气和氧气，则生成n（O2）＝
＝0.15mol，生成n（H2）＝
＝0.1mol，相同条件下，气体摩尔体积相等，所以其体积之比等于物质的量之比，则V（H2）∶V（O2）＝0.1mol∶0.15mol＝2∶3，错误；
D.要使电解后的溶液恢复原状，应该采用“析出什么加入什么”原则加入物质，根据以上分析知，阴极上析出Cu、H2，阳极上析出O2，所以只加入CuO不能使溶液恢复原状，错误。
新型化学电源
（一）
1．一种石墨烯锂硫电池（2Li＋S8===Li2S8）工作原理如图。
下列有关该电池说法正确的是（ ）
A．B电极发生还原反应
B．A电极上发生的一个电极反应为2Li＋＋S8＋2e－===Li2S8
C．每生成1molLi2S8转移0.25mol电子
D．电子从B电极经过外电路流向A电极，再经过电解质流回B电极
2．锌碘液流电池具有高电容量、对环境友好、不易燃等优点，可作为汽车的动力电源。
该电池采用无毒ZnI3水溶液做电解质溶液，放电时将电解液储罐中的电解质溶液泵入电池，其装置如图所示。
下列说法不正确的是（ ）
A．M是阳离子交换膜
B．充电时，多孔石墨接外电源的正极
C．充电时，储罐中的电解液导电性不断增强
D．放电时，每消耗1molI
，有1molZn2＋生成
3．（2018·
高考全国卷Ⅱ，T12）我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na CO2二次电池，将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。
A．放电时，ClO
向负极移动
B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C．放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2CO
＋C
D．充电时，正极反应为Na＋＋e－===Na
4．以氨作为燃料的燃料电池，具有能量效率高的特点，另外氨气含氢量高，易液化，方便运输和贮存，是很好的氢源载体。
NH3O2燃料电池的结构如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a极为电池的正极
B．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
C．当生成1molN2时，电路中通过的电子的物质的量为3mol
D．外电路的电流方向为从a极流向b极
CO无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。
一种CO尾气分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇氧化钠，其中O2－可以在固体介质NASICON中自由移动。
下列说法中错误的是（ ）
A．负极的电极反应式为CO＋O2－－2e－===CO2
B．工作时电极b作正极，O2－由电极a向电极b移动
C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高
某新型电池工作原理如图所示，放电时总反应为Al＋3NiO（OH）＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni（OH）2，下列说法错误的是（ ）
A．放电时，正极的电极反应式为
NiO（OH）＋e－＋H2O===Ni（OH）2＋OH－
B．充电时，阴极的电极反应式为
AlO
＋3e－＋2H2O===Al＋4OH－
C．放电时，Na＋向负极移动
D．充电时，当电路中通过2mol电子时，阳极质量减少2g
7．H2S是一种剧毒气体，对H2S废气资源化利用的途径之一是回收能量并得到单质硫，反应原理为2H2S（g）＋O2（g）===S2（s）＋2H2O（l） ΔH＝－632kJ·
mol－1。
如图为质子膜 H2S燃料电池的示意图。
A．电池工作时，电流从电极a经过负载流向电极b
B．电极a上发生的电极反应式为2H2S－4e－===S2↓＋4H＋
C．当反应生成64gS2时，电池内部释放632kJ热量
D．当电路中通过4mol电子时，有4molH＋经质子膜进入负极区
新型化学电源
（一）
在原电池中，电解质中的阳离子移向正极，所以A是正极，发生还原反应，B是负极，发生氧化反应，故A错误；
A是正极，发生得电子的还原反应：
2Li＋＋S8＋2e－===Li2S8，故B正确；
正极反应式：
2Li＋＋S8＋2e－===Li2S8，每生成1molLi2S8转移2mol电子，故C错误；
电子从B电极经过外电路流向A电极，但是电子不会经过电解质，故D错误。
金属锌是负极，多孔石墨是正极，由于放电时电解液中两种离子I
/I－应在正极与储罐中循环，结合I
＋2e－===3I－知Zn2＋应通过M转移到正极上，故M是阳离子交换膜，A正确；
充电时原电池的正极与电源正极相连，B正确；
充电时正极的电极反应式为3I－－2e－===I
，离子浓度减小，导电性减弱，C错误；
负极上电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，由电极反应式知D正确。
电池放电时，ClO
向负极移动，A项正确；
结合总反应可知放电时需吸收CO2，而充电时释放出CO2，B项正确；
放电时，正极CO2得电子被还原生成单质C，即电极反应式为3CO2＋4e－===2CO
＋C，C项正确；
充电时阳极发生氧化反应，即C被氧化生成CO2，D项错误。
选项A，a极上NH3发生氧化反应生成N2，a极是原电池的负极，A错误；
选项B，负极发生氧化反应失去电子，2molNH3变为1molN2失去6mol电子，所以电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，B正确；
选项C，生成1molN2失去6mol电子，C错误；
选项D，外电路的电流方向是从正极到负极，即从b极流向a极，D错误。
根据题意可知，a电极为负极，电极反应式为CO＋O2－－2e－===CO2，b电极为正极，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，总反应为2CO＋O2===2CO2。
工作时电子由电极a通过传感器流向电极b，O2－由电极b向电极a移动。
传感器中通过的电流越大，说明单位时间内通过的电子越多，尾气中CO的含量越高。
选项A，由放电时总反应方程式及工作原理图知，铝电极是负极，NiO（OH）电极是正极，放电时，正极上NiO（OH）得到电子转化为Ni（OH）2，正确；
选项B，充电时，铝电极连接电源的负极，作阴极，AlO
转化为Al，正确；
选项C，放电时，Na＋向正极移动，错误；
选项D，充电时，阳极每消耗1molNi（OH）2就生成1molNiO（OH），电路中通过1mol电子，阳极质量减少1g，正确。
H2S发生氧化反应，电极a是负极，电子从电极a经过负载流向电极b，电流方向与电子流向相反，A错误；
电极a上H2S发生氧化反应生成S2，电极反应式为2H2S－4e－===S2↓＋4H＋，B正确；
燃料电池中化学能主要转化为电能，C错误；
当电路中通过4mol电子时，有4molH＋经质子膜进入正极区，D错误。
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