届高考化学二轮复习原电池的电极方程式和电解池的串联问题专题卷.docx

1、届高考化学二轮复习原电池的电极方程式和电解池的串联问题专题卷原电池的电极方程式和电解池的串联问题原电池的电极方程式1某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是（ ）(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)AFe作正极，发生氧化反应B负极反应：2H+ 2e=H2C工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变D工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl)增大【解析】此原电池的负极是铁，发生氧化反应，正极是石墨，H在此发生还原反应，右池中氢离子在石墨棒上被还原为H2不断逸出，使溶液酸性减弱，所以溶液的pH有变化。【答案】D2如图所示，杠杆AB两端分别挂有大小相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水

2、中保持平衡，然后小心地向水槽中分别滴入CuSO4浓溶液和FeSO4浓溶液。一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)（ ）A杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低B杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高C当杠杆为导体时，A端低B端高D当杠杆为导体时，A端高B端低【解析】当杠杆为导体时，构成原电池，Fe球作负极，Cu球作正极，电极反应式分别为负极：Fe2e=Fe2，正极：Cu2+ 2e=Cu，铜球质量增加，铁球质量减少，杠杆A端低B端高。【答案】D3某同学做如下实验：装置图1图2现象电流表指针未发生偏转电流表指针发生偏转下列说法正确的是（ ）A“电流表指针未发

3、生偏转”，说明铁片、铁片均未被腐蚀B用K3Fe(CN)3溶液检验铁片、附近溶液，可判断电池的正、负极C铁片、所处的电解质溶液浓度相同，二者的腐蚀速率相等D铁片的电极反应式为Fe3e=Fe3+ 【解析】对比两个盐桥的双液装置，图1中因两溶液中氯化钠的浓度相等，因此发生的是普通的化学腐蚀，且腐蚀速率相等。图2中因两溶液中氯化钠的浓度不相等，因此发生的是电化学腐蚀，且浓度大的一极是负极，发生的反应是Fe2e=Fe2+ ，可以用K3Fe(CN)3检验Fe2+ 的存在，若产生蓝色沉淀，就证明含有Fe2+ ，B正确。【答案】B4利用人工光合作用合成甲酸的原理为2CO2+ 2H2O2HCOOH+ O2，装置

4、如下图所示。下列说法不正确的是（ ）A该装置将太阳能转化为化学能和电能B电极1周围pH增大C电极2上发生的反应为CO2+2H+ +2e=HCOOHDH+ 由电极1室经过质子膜流向电极2室【解析】在太阳能作用下CO2和H2O转化为HCOOH和O2，并且有电子流动，太阳能转化为化学能和电能，A正确；电极1流出电子，反应式是2H2O4e=4H+ +O2，周围pH减小，B错误；根据总反应方程式推出电极2上发生的反应为CO2+2H+ +2e=HCOOH，C正确；电极1反应产生H+ ，电极2反应消耗H+ ，故H+ 由电极1室经过质子膜进入电极2室，D正确。【答案】B5我国科学家研发出一种新型的锂离子电池，

5、放电时有关离子转化关系如下图所示，下列说法正确的是（ ）ALi+ 透过膜除允许 Li+ 通过外，还允许H2O分子通过B放电时，进入贮罐的液体发生反应：S2O+ 2Fe2+ =2Fe3+ + 2SOC充电时，钛电极与外电源的负极相连D充电时，电池内部发生的总反应为 Li+ Fe3+ = Li+ + Fe2+ 【解析】Li+ 透过膜只允许Li+ 通过，故A错误；钛电极是电池的正极，充电时，应该与外电源的正极相连，故C错误；放电时电池总反应为Li+ Fe3+ =Li+ +Fe2+ ，则充电时发生的总反应为Li+ +Fe2+ Li+Fe3+ ，故D错误。【答案】B6一种以NaBH4和H2O2为原料的新

6、型电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）A电池的正极反应为H2O2+ 2e=2OHB电池放电时Na+ 从a极区移向b极区C电子从电极b经外电路流向电极aDb极室的输出液经处理后可输入a极室循环利用【解析】由图分析可知，通入a电极的为BH，其中的B失电子，化合价升高，生成BO，因此a为电池的负极。b为电池的正极，H2O2中O由1价降到2价发生还原反应，反应式为H2O2+ 2e=2OH，A正确；原电池工作时，电解质溶液中的阳离子由负极区向正极区移动，B正确；电子由负极流出，正极流入，即ab，C错误；正极区产生的OH经处理后输入a极室可循环使用，D正确。【答案】C7“直接煤燃料电池”能够将煤

7、中的化学能高效、清洁地转化为电能。用熔融Na2CO3作电解质的直接煤燃料电池的工作原理如下图所示。下列有关说法正确的是（ ）A该电池的总反应为C+ O2=CO2B煤直接燃烧发电比直接煤燃料电池发电的能量利用率高C进入反应室的煤块粉碎成粉末状对反应速率和限度均无影响D电子由电极b沿导线流向电极a，入口A加入的物质为煤粉【解析】A项，在原电池中阴离子移向电源负极，由图中CO移向左边可知a为负极，电极反应为C+2CO4e=3CO2，b为正极，电极反应为O2+ 2CO2+4e=2CO，所以该电池的总反应为C+O2=CO2，故A正确；B项，煤直接燃烧发电会有部分化学能转变为热能、光能，所以比直接煤燃料电

8、池发电的能量利用率低，故B错误；C项，将煤块粉碎成粉末状，有利于在电极a附近参与反应，加快了反应速率，故C错误；D项，a为负极，电子由负极a沿导线流向正极b，故D错误。【答案】A8液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如下图所示。下列有关叙述正确的是（ ）A该燃料电池放电时，正极发生氧化反应，pH变大Ba极的反应式：N2H4+ 4OH4e=N2+ 4H2OC放电时，电流从a极经过负载流向b极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜【解析】根据原电池的工作原理，正极得电子，发生还原反应，通空气的一极为正极，反应式为O2+2H2O+ 4e=4OH，pH

9、增大，故A错误；通肼的一极为负极，反应式为N2H4+4OH4e=N2+4H2O，故B正确；根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，电流的方向和电子移动的方向相反，即电流从b极经过负载流向a极，故C错误；根据电极反应式，OH应从正极流向负极，交换膜应选用阴离子交换膜，故D错误。【答案】B9微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，下图是利用一种微生物将废水中的尿素CO(NH2)2转化为对环境无害物质的装置。下列叙述错误的是（ ）AM电极有CO2和N2生成BH+ 透过质子交换膜由左向右移动C微生物促进了反应中电子的转移DN电极反应式为O2+2H2O+4e=4OH【解析】因为

10、是质子交换膜，因此反应的环境呈酸性，有O2的一边(N)是正极反应区，即O2+ 4H+ + 4e=2H2O。尿素CO(NH2)2转化为对环境无害物质，M极反应为CO(NH2)2+ H2O6e=CO2+ N2+ 6H+ ，H+ 应该透过质子交换膜由左向右移动；在微生物的作用下，此装置构成原电池，加速了反应的进行，促进了反应中电子的转移。综上，A、B、C正确，D错误。【答案】D10科学家预言，燃料电池是21世纪获得电能的重要途径。甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，在硫酸电解质溶液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。试回答以下问题：（1）配平电池放电时发生的化学方程式：CH3OH+

11、_O2_CO2+_H2O。（2）在硫酸电解质溶液中，CH3OH失去电子，此电池的正极发生的反应是_，负极发生的反应是_。（3）电解质溶液中的H+ 向_极移动，向外电路释放电子的电极是_极。【解析】（1）根据得失电子守恒配平反应方程式，注意CH3OH中的H显+1价，O显2价。（2）电极反应的书写应注意电解质溶液，本题给出的是酸性溶液。(3)由电极反应可知，H+ 在正极被消耗，在负极生成，所以H+ 向正极移动。【答案】（1）2324（2）3O2+12H+ +12e=6H2O2CH3OH+2H2O12e=2CO2+12H+ （3）正负11用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO)已成为环境修复研究的

12、热点之一。（1）Fe还原水体中NO的反应原理如图所示。作负极的物质是_。正极的电极反应式是_。（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO的去除率和pH，结果如下：初始pHpH2.5pH4.5NO的去除率接近100%OH，所以在C电极上发生氧化反应：2Cl2e=Cl2。甲装置中总的化学方程式是2NaCl+2H2OCl2+H2+2NaOH。（3）丙装置在通电一段时间后，阳极X电极上发生的电极反应式是2Cl2e=Cl2。（4）如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64 g，n(Cu)0.01mol。则n(e)0.02mol。由于在整个闭合回路中电子转移数目相等，所以铁电极上产生的氢气为0.01mo

13、l，在标准状况下为0.224L。【答案】（1）负阴（2）氧化2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2（3）2Cl2e=Cl2（4）0.2247如下图所示，通电5min后，电极5的质量增加2.16g，请回答下列问题：（1）电源：a是_极，C槽是_池。A槽的阴、阳极电极反应：_。C槽的阴、阳极电极反应：_。（2）如果B槽中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2+的物质的量浓度为_。（3）室温下如果A槽溶液是200 mL足量的食盐水(电解过程中溶液体积不变)，则通电后溶液的pH为_。【解析】（2）电极5发生的电极反应，Ag+

14、e=Ag，n(Ag)0.02mol，可知电路上通过0.02mol电子。B槽电极4产生O2，n(O2)0.005mol，则B槽电极3产生的H2为0.005mol0.005mol，由于2H+2e=H2，所以Cu2+得到电子物质的量为0.01mol，所以n(Cu2+)0.005mol，c(Cu2+)0.025molL1。（3）A中c(OH)0.100molL1，故pH13。【答案】（1）负电镀阴极：2H+2e=H2；阳极：2Cl2e=Cl2阴极：Ag+e=Ag；阳极：Age=Ag+（2）0.025molL1（3）138某研究性学习小组将下列装置如图连接，D、F、X、Y都是铂电极，C、E是铁电极。将电

15、源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。试回答下列问题：（1）电源B端的名称是_(填“正极”或“负极”)。（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是_。（3）设电解质溶液过量，则同一时间内C、D电极上参加反应的单质与生成的单质的物质的量之比是_。（4）欲用丙装置将粗铜(含少量铁、锌等杂质)精炼，G极材料应该是_(填“粗铜”或“精铜”)，电解液中原电解质的物质的量浓度将_(填“变大”、“变小”或“不变”)。（5）丁装置的现象是_。（6）设装置甲中溶液的体积在电解前后都是500mL，当装置乙中F极所产生气体的体积为4.48L(标准状况)时，甲池中所生成物质的物质的量浓度为_ molL1。【解析

16、】（1）电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明是氢离子放电，溶液呈碱性，F极为阴极，也就是说B为负极。（2）铁为阳极，失去电子，溶液中的铜离子得到电子，则总反应式：CuSO4+FeCu+FeSO4。（3）由（2）可知铁、铜的物质的量相同。（4）粗铜的精炼，电解质溶液为CuSO4溶液，阳极G应该为粗铜，由于其中一些杂质金属放电，导致溶液中的铜离子的浓度减小。（6）由关系式H2FeSO4可知装置甲中所生成的FeSO4的物质的量浓度为0.4molL1。【答案】（1）负极（2）CuSO4+FeCu+FeSO4（3）11（4）粗铜变小（5）Y极附近红褐色变深（6）0.49电浮选凝聚法是工

17、业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.06.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。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。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如下图所示：请回答下列问题：（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此 时，应向污水中加入适量的_。aH2SO4 bBaSO4 cNa2SO4 dNaOH（2）电解池阳极的电极反应分别是_；4OH4e=2H2O+O2。（3）电极反应和的生成物反应得到Fe(O

18、H)3沉淀的离子方程式是_。（4）该熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4+4CO8e=5CO2+2H2O。正极的电极反应是_。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。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质的化学式是_。（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8 L(标准状况)气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况)_L。【解析】（1）保持污水的pH在5.06.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水、显中性的盐，答案选c。（2）活泼金属电极作电解池的阳极时，电极本身放电，所以阳极的电极反应为Fe2e=Fe2+。（3）Fe2+具有还原性，能被氧气氧化为Fe3+，则反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是4Fe2+10H2O+O2=4Fe(OH)3+8H+。（4）燃料电池中，正极反应一定是氧气得电子的过程，该电池的电解质是熔融碳酸盐，所以正极的