届二轮复习 原电池与电解池的组合 专题卷全国通用.docx

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届二轮复习原电池与电解池的组合专题卷全国通用

原电池与电解池的组合

1.用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如图所示。

下列说法中正确的是（　　）

A．燃料电池工作时，正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-

B．a极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出

C．a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出

D．a、b两极均是石墨时，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等

2.某同学组装了如图所示的电化学装置。

电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则（　　）

A．电流方向：

电极Ⅳ→

→电极Ⅰ

B．电极Ⅰ发生还原反应

C．电极Ⅱ逐渐溶解

D．电极Ⅲ的电极反应：

Cu2＋＋2e－===Cu

3.如下图所示，其中甲池的总反应式：

2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。

下列说法正确的是（　　）

A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置

B．甲池中通入CH3OH一极的电极反应为CH3OH－6e－＋2H2O===

＋8H＋

C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu（OH）2固体，能使CuSO4溶液恢复到原浓度

D．甲池中消耗280mL（标准状况下）O2，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体

4.用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水（含Cl－、Br－、Na＋、Mg2＋）的装置如图所示（a、b为石墨电极）。

下列说法中正确的是（　　）

A．电池工作时，正极反应式：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．电解时，a电极周围首先放电的是Br－而不是Cl－，说明当其他条件相同时前者的还原性强于后者

C．电解时，电子流动路径是：

负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极

D．忽略能量损耗，当电池中消耗0.02gH2时，b极周围会产生0.04gH2

5.某兴趣小组以废弃的易拉罐、漂白粉、NaOH等为原料制造了一种新型环保电池，并进行相关实验，如图所示。

电池的总反应方程式为2Al＋3ClO－＋2OH－===3Cl－＋2A

＋H2O。

下列说法正确的是（　　）

A．电池的负极反应式为ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－

B．当有0.1molAl完全溶解时，流经电解液的电子数为1.806×1023个

C．往滤纸上滴加酚酞试液，b极附近颜色变红

D．b极附近会生成蓝色固体

6.在下列装置中，MSO4和NSO4是两种常见金属的易溶盐。

当K闭合时，

从右到左通过交换膜移向M极，下列分析正确的是（　　）

A．溶液中c（M2＋）减小

B．N的电极反应式：

N－2e－===N2＋

C．X电极上有H2产生，发生还原反应

D．反应过程中Y电极周围生成白色胶状沉淀

7.空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池。

下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是（　　）

A．当有0.1mol电子转移时，a极产生标准状况下1.12LH2

B．左端装置中化学能转化为电能，右端装置中电能转化为化学能

C．c极上发生的电极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．d极上进行还原反应，右端装置B中的H＋可以通过隔膜进入A

8.如下图所示是某太空空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH溶液为电解液，下列有关说法中正确的是（　　）

向日面时背日面时

A．该能量转化系统工作时，需不断补充H2O

B．该转化系统的能量本质上来源于太阳能

C．水电解系统中的阴极反应：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．燃料电池放电时的负极反应：

H2－2e－===2H＋

9.按下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（　　）

A．Cu电极上发生还原反应

B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动

C．片刻后甲池中c（

）增大

D．片刻后可观察到滤纸b点变红色

10.为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。

其反应原理如下：

电池：

Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq）===2PbSO4（s）＋2H2O（l）；

电解池：

2Al＋3H2O

Al2O3＋3H2↑，电解过程中，以下判断正确的是（　　）

11.某化学学习小组学习电化学后，设计了下面的实验装置图：

下列有关该装置图的说法中正确的是（　　）

A．合上电键后，盐桥中的阳离子向甲池移动

B．合上电键后，丙池为电镀银的电镀池

C．合上电键后一段时间，丙池中溶液的pH增大

D．合上电键后一段时间，当丙池中生成标准状况下560mL气体时，丁池中理论上最多产生2.9g固体

12.某课外小组分别用如图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。

请回答：

Ⅰ．用图1所示装置进行第一组实验。

（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是　　（填字母序号）。

A.铝B.石墨C.银D.铂

（2）N极发生反应的电极反应式为　　。

Ⅱ．用图2所示装置进行第二组实验。

实验过程中，观察到与第一组实验不同的现象：

两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。

查阅资料得知，高铁酸根离子（FeO

）在溶液中呈紫红色。

（3）电解过程中，X极区溶液的pH　　（填“增大”“减小”或“不变”）。

（4）电解过程中，Y极发生的电极反应之一为Fe﹣6e﹣+8OH﹣===FeO

+4H2O若在X极收集到672mL气体，在Y极收集到168mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少　　g。

（5）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为2K2FeO4+3Zn====Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2，该电池正极发生的反应的电极反应式为　　。

13.下图是一个电化学过程的示意图。

已知甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH

2K2CO3＋6H2O，请回答下列问题：

（1）写出图中甲、乙两池的名称：

甲池是________装置，乙池是________装置。

（2）写出下列电极的名称：

通入CH3OH的电极名称是________，B（石墨）电极的名称是________。

（3）写出下列电极反应式：

通入O2电极：

________________________________________________；

A（Fe）电极：

_____________________________________________________。

（4）乙池中反应的化学方程式为__________________________________________________

________________________________________________________________________。

14.某同学设计一个燃料电池（如下图所示），目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。

根据要求回答相关问题：

（1）通入氢气的电极为________（填“正极”或“负极”），负极的电极反应式为____________________。

（2）石墨电极为________（填“阳极”或“阴极”），反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，________（填“铁极”或“石墨极”）区的溶液先变红。

（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将________（填“增大”“减小”或“不变”）。

精铜电极上的电极反应式为____________________________

________________________________________________________________________。

15.铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。

（1）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_______________________________________________________。

（2）用CH4或其他有机物、O2为原料可设计成原电池，以CnH2nOn、O2为原料，H2SO4溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为______________________________________。

（3）图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。

图2电池负极区的电极反应为___________________________________；

若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现________色，c位置的电极反应式为________________，若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是________（填A或B）电极。

16.科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。

如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2－（O2＋4e－===2O2－）。

（1）c电极的名称为________，d电极上的电极反应式为

________________________________________________________________________。

（2）如图2所示用惰性电极电解100mL0.5mol·L－1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为_______________，若a电极产生56mL（标准状况）气体，则所得溶液的pH＝________（不考虑溶液体积变化），若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入________（填字母）。

a．CuOb．Cu（OH）2

c．CuCO3d．Cu2（OH）2CO3

17.下图是一个电化学过程的示意图，回答下列问题：

（1）甲池是__________________装置，乙装置中电极A的名称是________________________。

（2）甲装置中通入CH4的电极反应式为__________________________________，乙装置中电极B（Ag）的电极反应式为________________________________，丙装置中D极的产物是____________（写化学式）。

（3）一段时间，当丙池中产生112mL（标准状况）气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在25℃时的pH＝________（已知：

NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500mL）。

若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入________（写化学式）。

18.某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。

当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。

请回答下列问题：

（1）甲池为____________（填“原电池”、“电解池”或“电镀池”），通入CH3OH一极的电极反应式为__________________________。

（2）乙池中A（石墨）电极的名称为________（填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”），总反应式为______________________________________。

（3）当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL（标准状况），丙池中________极析出________g铜。

（4）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________（填“增大”、“减小”或“不变”）；丙中溶液的pH将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

19.如图所示，某同学设计一个甲醚（CH3OCH3）燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。

（1）通入氧气的电极为________极，写出电极反应式__________________________________

________________________________________________________________________。

（2）铁电极为________极，石墨电极（C）的电极反应式为

________________________________________________________________________。

（3）反应一段时间后，乙装置中生成NaOH主要在______________________________________

（填“铁极”或“石墨极”）区，简述理由是______________________________________

________________________________________________________________________。

（4）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中阳极上电极反应式为______________________________，反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将________（填“增大”、“减小”或“不变”）

20.按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：

（1）判断装置的名称：

A池为_________________________________________________，

B池为________________________________________________________________________。

（2）锌极为________极，电极反应式为______________________________________________；

铜极为________极，电极反应式为________________________；石墨棒C1为________极，电极反应式为________________________________；石墨棒C2附近发生的实验现象为________________________________________________________________________，

反应结束后，B池溶液的pH值________。

（增大、减小、不变，忽略气体溶于水）。

（3）当C2极析出224mL气体（标准状况下），锌的质量________（增加或减少）________g。

21.如图所示装置中电极a、b均为碳棒，两烧杯中所盛溶液均为500mL1.0mol·L－1。

（1）A为________池，（填“原电”或“电解”），其中的Ag极为________极，发生________（填“氧化”或“还原”）反应。

（2）B装置中的电极b极为________极，电极反应式为__________________________________，

总反应的化学方程式为____________________________________________________。

经过一段时间后，B装置中溶液的碱性________（填“增强”、“减弱”或“不变”）

（3）若工作一段时间后，当Zn片质量减少3.25g时，a极逸出的气体在标准状况下的体积为________L。

22.已知甲池的总反应式：

2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O

（1）请回答图中甲、乙两池的名称。

甲池是________装置；乙池是________装置。

（2）请回答下列电极的名称：

通入CH3OH的电极名称是________________，B（石墨）电极的名称是________________。

（3）写出电极反应式：

通入O2的电极的电极反应式是________________。

（4）乙池中反应的化学方程式为_____________________________________________。

（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2________mL（标准状况下）

23.某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解池原理进行实验探究。

图1

图2

请回答：

Ⅰ.用图1所示装置进行第一组实验。

（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是________（填序号）。

A．铝B．石墨C．银D．铂

（2）N极发生反应的电极反应为________。

（3）实验过程中，

________（填“从左向右”、“从右向左”或“不”）移动；滤纸上能观察到的现象有__________________。

Ⅱ.用图2所示装置进行第二组实验。

实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。

查阅资料发现，高铁酸根（Fe

）在溶液中呈紫红色。

（4）电解过程中，X极区溶液的pH________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe－6e－＋8OH－===Fe

＋4H2O和________________________________________________________________________。

（6）若在X极收集到672mL气体，在Y极收集到168mL气体（均已折算为标准状况下的气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少________g。

（7）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应：

2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2，该电池正极发生的反应的电极反应为________________。

24.现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2。

写出石墨Ⅰ电极上发生反应的电极反应式_____________________________________

________________________________________________________________________。

在电解池中生成N2O5的电极反应式为_________________________________________

________________________________________________________________________。

25.已知H2O2是一种弱酸，在强碱性溶液中主要以

形式存在。

目前研究比较热门的Al－H2O2电池，其电池总反应为2Al＋3

===2A

＋OH－＋H2O。

现以AlH2O2电池电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制备氢气（右池中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极）。

试回答下列问题：

（1）电极b是________极，电极反应式为______________________________________________。

（2）右池是________池，电极c的电极反应式为________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）通电2min后，Al电极的质量减轻2.7g，则产生氮气的体积为________L（标准状况）。

答案解析

1.C

【解析】因该燃料电池是在酸性电解质中工作，所以正极反应为O2+4e﹣+4H+===2H2O，A错误；a与电池正极相连，a为电解池阳极，b与电池的负极相连，b为电解池阴极，所以应该是a极的铁溶解，b极上析出Cu，B错误；a极是粗铜，b极是纯铜时，为粗铜的精炼，电解时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出，符合精炼铜原理，C正确；a、b两极均是石墨时，电解CuSO4溶液时，a极产生的气体为O2，产生1molO2需4mol电子，所以需要燃料电池的2molH2，二者的体积并不相等，D错误。

2.A

【解析】电极Ⅰ是原电池的负极，电极Ⅱ是原电池的正极，电极Ⅲ是电解池的阳极，电极Ⅳ是电解池的阴极，故电流方向：

电极Ⅳ→

→电极Ⅰ，A正确；电极Ⅰ发生氧化反应，B错误；电极Ⅱ是原电池的正极，发生还原反应，有单质铜析出，C错误；电极Ⅲ是电解池的阳极，发生氧化反应，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，D错误。

3.D

【解析】甲池为原电池，作为电源，将化学能转化为电能，A错误；根据原电池的形成条件，通入CH3OH的一极为负极，通入O2的一极为正极，在碱性介质中，负极反应：

CH3OH－6e－＋8OH－===

＋6H2O，B错误；乙池总反应：

2CuSO4＋2H2O

2Cu↓＋O2↑＋2H2SO4应加入CuO，C错误；丙池中：

MgCl2＋2H2O

Mg（OH）2↓＋Cl2↑＋H2↑，消耗0.0125molO2，转移0.05mol电子，生成0.025molMg（OH）2，其质量为1.45g。

4.B

【解析】氢氧燃料电池中，正极上放电的是氧气，在酸性电解质环境下，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，A错误；还原性强的离子在阳极先放电，电解时，a电极周围首先放电的是Br－而不是Cl－，所以还原性：

Br－＞Cl－，B正确；电子在导线中移动，不能在溶液中移动，C错误；燃料电池和电解池中转移的电子数是相等的，当电池中消耗0.02gH2，根据电极反应：

H2－2e－===2H＋，转移电子0.02mol，b极的电极反应为2H＋＋2e－===H2，产生0.02gH2，D错误。

5.C

【解析】由电池总反应方程式可知，Al发生了氧化反应，作负极，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===A

＋2H2O，A错误；在电流回路中，导线依靠电子，电解质溶液依靠离子构成电流回路，电解液中无电子通过，B错误；滤纸上石墨极和正极相连，为阳极，2Cl－－2e－===Cl2↑，铜极和电源负极相连，为阴极，水电离产生的H＋放电，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，b极附近OH－浓度增大，所以往滤纸上滴加酚酞试液，b极附近颜色变红，C正确；b极（Cu）作为阴极，不参与反应，b极附近无Cu（OH）2生成，D错误。

6.C

【解析】右池两电极相同，且逸出气体，可知左池为原电池，右池为电解池。

当K闭合时，根据

的移向，可判断M极为负极，N极为正极，则Y为阳极，X为阴极，电极反应式分别为负极：

M－2e－===M2＋，c（M2＋）增大，A错误；正极：

N2＋＋2e－===N，B错误；阳极（Y）：

2Cl－－2e－===Cl2↑，发生氧化反应，阴极（X）：

2H＋＋2e－===H2↑（或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－），发生还原反应，C正确；在X极（阴极））附近Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓，D错误。

7.A

【解析】左图为电解池，右图为原电池，B错误；由电源判断a为阴极，电解质溶液为酸性，电极反应式：

4H＋＋4e－===2H2↑，H2～2e－，A正确；c电极贮存氧气，d电极贮存氢气，电解质溶液为酸性，d是负极，失电子发生氧化反应：

2H2－4e－===4H＋，c为正极，得电子发