高中化学原电池知识练习题附答案.docx

1、高中化学原电池知识练习题附答案高中化学原电池知识练习题一、单选题1.最新报道 :科学家首次用 X 射线激光技术观察到 CO 与 O 在催化剂表面形成化学键的过程。反应 过程的示意图如下 :列说法正确的是 ( )A.CO 和 O生成 CO2是吸热反应B.在该过程中 ,CO 断键形成 C 和 OC.CO 和 O 生成了具有极性共价键的 CO2D.状态 I 状态 III 表示 CO 与 O2 反应的过程2.如图所示 ,a、b 是石墨电极 ,通电一段时间后 ,b 极附近溶液显红色。下列说法正确的是 ( )A.X 极是电源负极 ,Y 极是电源正极B.a 极上的电极反应是 2Cl-2e-=Cl 2C.电解

2、过程中 CuSO4溶液的 pH 逐渐增大D.b 极上产生 2.24L(标准状况下 )气体时 ,Pt极上有 6.4g Cu 析出3.海洋电池以铝合金为电池负极 ,金属 (Pt 、 Fe )网为正极 ,科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构。 它以海水为电解质溶液 ,靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能。海水中只含有 0.5%的溶解氧。不放入海洋时 ,铝极就不会在空气中被氧化 ,可以长期储存。用时 ,把电池放入海水中 ,便可供电 ,电池设计 使用周期可长达一年以上 ,避免经常更换电池的麻烦。即使更换 ,也只是换一块铝合金板 ,电池总反应 式: 4Al 3O2 6H 2O 4Al OH 3 。下列说法错误的是

3、 ( )A.负极铝被氧化B.海水温度升高 ,电池反应速率可能加快C.正极制成仿鱼鳃的网状结构的目的是增大正极材料和氧气的接触面积D.正极电极反应式为 O2 4H 4e 2H 2O4.三室式电渗析法处理含 Na2 SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极， ab、cd 均为离子交换膜， 在直流电场的作用下，两膜中间的 Na+ 和 SO4 可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能 进入中间隔室。下列叙述正确的是 ( )A通电后中间隔室的 SO42- 离子向正极迁移，正极区溶液 pH 增大B该法在处理含 Na2SO4废水时可以得到 NaOH 和 H2SO4产品C负极反应为 2H2O - 4e= O

4、2+4H+，负极区溶液 pH降低D当电路中通过 1mol 电子的电量时，会有 0.5mol 的 O2 生成5.支持海港码头基础的钢管桩 ,常用外加电流的阴极保护法进行防腐 ,工作原理如图所示 ,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是 ( )A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整6.一定条件下使用甲烷可以消除氮氧化物 (NO x)的污染。已知 : CH4(g)+4NO 2(g)=4NO(g)+CO 2(g)+2H 2O(g) H =-574k

5、J mol-1; CH 4(g)+4NO(g)=2N 2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=- 1160kJ mol -1。下列选项正确的是 ( )A.若在相同条件下用 0.2mol CH 4还原 NO2生成 N2,则该反应放出的热量为 173.4kJB.CH 4(g)+2NO 2(g)=N 2(g)+CO 2(g)+2H 2O(l) H=-867kJ mol -1C.CH 4催化还原 NOx生成 N2的过程中 ,若 x=1.6,则生成 1mol N 2时转移的电子为 3.2molD.若用标准状况下 4.48L CH4还原 NO2生成 N2,则整个过程中转移的电子为 3.2molA.石墨

6、与金刚石之间的转化是物理变化B.C(s, 石墨 )=C(s,金刚石 ) =+1.9kJ molC.金刚石的稳定性强于石墨D.断裂 1mol 石墨中的化学键吸收的能量比断裂 1mol 金刚石的化学键吸收的能量少8.已知:锂离子电池的总反应为 :LixC+ Li 1-x CoO2 C+ LiCoO 2 ,锂硫电池的总反应为 : 2Li+SLi 2S有关上述两种电池说法正确的是 ( )A.锂离子电池放电时 ,Li+ 向负极迁移 B.锂硫电池充电时 ,锂电极上发生还原反应C.理论上两种电池的比能量相同 D. 如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电9.下图是某同学设计的验证原电池和电解池的实验装置 ,下列有

7、关说法不正确的是 ( )C.关闭K2、打开 K 1,一段时间后 ,发现左侧试管收集到的气体比右侧略多 ,则 a为负极 ,b 为正极K2,打开 K1,一段时间后 ,用拇指堵住试管移出烧杯 ,向试管内滴入酚酞 ,发现左侧试管内溶液变红色 ,则 a为负极 ,b 为正极D.关闭 K 2,打开 K 1,一段时间后 ,再关闭 K1,打开 K2,电流计指针不会偏转10.已知下列热化学方程式(1)CH 3COOH l +2O2 g 2CO2 g +2H2O l H1 =-870.3 kJ mol-1(2)C s +O2 g CO2 g H2 =-393.5 kJ mol-1(3)H2 g +1/2O 2 g

8、H2O l H 3 =-285.8kJ mol-1则反应 2C s +2H2 g +O2 g CH 3 COOH (l)的 H 为( )-1 -1A.-488.3 kJ mol -1 B.-244.15 kJ mol -1-1 -1C.+488.3 kJ mol -1 D.+244.15 kJ mol -111.银质器皿日久表面会逐渐变黑 ,这是生成了 Ag 2S的缘故 ,根据电化学原理可进行如下处理 :在铝质 容器中加入食盐溶液 ,再将变黑的银器浸入该溶液中 ,一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的 是 ( )A.处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极 , Ag 2S被还原生成单质银C.

9、该过程中总反应为 2Al+3Ag 2S=6Ag+Al 2S3D.黑色褪去的原因是黑色 Ag 2S转化为白色 AgClE.下面有关电化学的图示，完全正确的是( )12.一种新型燃料电池 , 一极通入空气 ,另一极通入丁烷气体 ;电解质是掺杂氧化钇 (Y 2O3)的氧化锆 2-(ZrO 2) 晶体,在熔融状态下能传导 O 。下列对该项燃料电池说法正确的是 ( )2-A.在熔融电解质中 ,O2-由负极移向正极B.电池总反应式是 :2C4H10+13O2 8CO2+10H2O- 2-C.通入空气的一极是正极 , 电极反应为 :O2+4e- 2O2-D.通入丁烷的一极是正极 , 电极反应为 :C4H10

10、+26e- +13O2- 4CO2+5H2O13.某电池以 K2FeO4和 Zn为电极材料 ,KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是 ( )A.Zn 为电池的负极2B.正极反应式为 2FeO4 10H 6e Fe2O3+ 5H 2OC.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D.电池工作时 OH- 向负极迁移14.某固体酸燃料电池以 CsHSO4固体为电解质传递 H, 其基本结构如图。下列有关说法错误的是A.a 极为负极 , 电极上发生氧化反应B.电池总反应可表示为 2H2+O2=2H2OC.外电路中电子由 b 电极通过导线流向 a 电极 D.该装置工作时把电能转化为化学能 三、填空题15.研究电

11、化学过程的实验装置如图所示。1.甲池中通入 O2的一极作 极,丙池中 C(Pt) 电极作 极。2.通入 O2 的电极电极反应式为 , 通入 CH3OH的电极的电极反应式为 3.乙池中总反应的化学方程式为 。4.当乙池中 B(Ag) 电极的质量增加 5.40g 时,甲池中理论上消耗 O2 mL(标准状况下 )。16.回答下列问题 :1.图是 1mol NO2(g)和 1mol CO(g) 反应生成 CO2(g) 和NO(g)过程中的能量变化示意图 ,请写出 NO2 和 CO反应的热化学方程式 : 2.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 -1 CH3OH(g)+H2O(g

12、) CO2(g)+3H 2(g) H=+49.0kJ mol CH3OH g + 1O2 g CO2 g + 2H 2 g H 192.9kJ mol-1又知: H2O(g) H2O(l) H=- 44kJmol 则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为 。3.下表是部分化学键的键能数据 :化学键P-PP-OO=OP=O-1键能 /(kJ mol -1 )abcx已知 1mol P4（g） 完全燃烧生成 P4O10（g）放出的热量为 d kJ,P 4和P4O10的结构如图所示 ,则上表中 x= （ 用含有 a、 b、c、 d 的代数式表示 ） 。17.人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产

13、物中的尿素 ,原理如图所示3. 电解结束后 , 阴极室溶液的 pH 与电解前相比将 况）, 则除去的尿素为 g（ 忽略气体的溶解 ）四、实验题18.对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。1.以下为铝材表面处理的一种方法以铝材为阳极 , 在 H2SO4溶液中电解 ,铝材表面形成氧化膜 , 阳极电极反应式为 2.镀铜可防止铁制品腐蚀 , 电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 .3.利用下图装置可以模拟铁的电化学防护 .若 X为碳棒 , 为减缓铁的腐蚀 ,开关 K应置于 处。若 X为锌,开关 K置于 M处, 该电化学保护法称为 .参考答案1.答案： C解析： A 项，CO和 O生成 CO2是放热反

14、应； B项，观察反应过程的示意图知，该过程中， CO中 的化学键没有断裂形成 C和 O；C项， CO 和 O 生成的 CO2 分子中含有极性共价键； D 项，状态 I 状态 III 表示 CO 与 O 反应的过程。2.答案： B解析： b极附近溶液显红色 ,所以 b 极上的电极反应为 2H +2e-=H2 ,a极上的电极反应为 2Cl -2e- =Cl2则, Y 为电源负极 ,X 为电源正极 ,Pt为阳极 ,Cu为阴极 ,a为阳极 ,b为阴极 ,A 项错误 ,B 项正 确;2CuSO 4+2H 2O 2Cu+O2+2H2SO4,电解过程中 CuSO4溶液的 pH逐渐变小 ,C项错误 ;Pt极上

15、发生氧化反应 ,不会有 Cu 析出 ,D 项错误。3.答案： D解析： A.根据电池总反应式 : 4Al 3O2 6H2O 4Al OH 3 ,铝失电子作负极 ,被氧化 ,A 项正确;B.海水温度升高 ,化学反应速率加快 ,电池反应速率可能加快 ,B 项正确 ;C.正极制成仿鱼鳃的网状结构的目的是增大正极材料和氧气接触面积 ,C 项正确 ;D.氧气在正极得电子 ,海水呈中性 ,正极电极反应式为 O2 2H2O 4e 4OH ,D 项错误 ;选D。考点 :考查原电池的工作原理。4.答案： B解析：该装置为电解池。 H2O在正 （阳）极区放电 ,生成 O2和 H+,中间隔室中的阴离子 SO42-

16、通过 cd膜 移向正 （阳）极,故正（阳）极区得到 H2SO4,当电路中通过 1mol 电子时生成 0.25mol O 2,正（阳）极区溶液 pH 减小,H2O在负（阴）极区放电 ,生成 OH-和 H2,负（阴）极区溶液 pH 增大,A、C、D 项错误。 H2O在负 （阴）极区放电生成 H2和 OH -中间隔室中的阳离子通过 ab膜移向负 （阴）极,故负 （阴）极区可得到 NaOH, 而正 （阳 ）极区可得到 H2SO4,故 B 项正确 ;5.答案： C 解析：由图可知，高硅铸铁与直流电源的正极相连，作电解池的阳极， 钢管桩与直流电源的负极 相连，作电解池的阴极，通入保护电流使钢管桩 表面腐蚀

17、电流接近于零，钢管桩得到保护， A 正 确；通电后 ,外电路中电子 由高硅铸铁经导线流向正极，再由电源的负极经导线流向钢管桩，故通 电 后外电路中电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩， B 正确；高硅铸铁为惰性 辅助阳极，只起到传 递电流的作用，不会被损耗 ,C错误 ;通入的保护电流 要根据海水中电解质的浓度、温度等环境条件 变化进行调整，从而有效保 护钢管桩， D 正确。6.答案： A解析：根据盖斯定律 ,由 + 得:2CH 4(g)+4NO 2(g)=2N 2(g)+2CO 2(g)+4H 2O(g) H =-1734kJ mol-1,A 项正确 ;B项中 H 2O应该为气态 ,B项错误;C项中

18、转移的电子为 1mol (3.2-0) 2=6.4mol,C 项错误 ;标 准状况下 4.48L CH 4还原 NO2 生成 N2,转移的电子为 0.2mol 8=1.6mol,D 项错误。7.答案： B 解析：石墨与金刚石是两种不同的单质 ,二者之间的转化是化学变化 ,A 项错误 ;由图可知 ,1mol 金刚石的能量比 1mol 石墨的能量高 395.4kJ -393.5kJ=1.9kJ,故有 C(s,石墨)=C(s,金刚石 ) =+1.9kJ m- ol 1,B 项正确 ;金刚石的能量高于石墨的能量 ,物质的能量越高越不稳定 ,C 项错误 ;C(s,石墨 )=C(s, 金刚石 ) =+1.

19、9kJ -1m,1oml ol 石墨的总键能比 1mol金刚石的总键能大 1.9kJ,D 项错误。8.答案： B解析：锂离子电池放电时 Li+ (阳离子 )向正极迁移 ,A 项错误 ;锂硫电池放电时负极反应为锂失去电子 变为锂离子 ,发生氧化反应 ,则充电时 ,锂电极上发生还原反应 ,B 项正确 ;比能量是指参与电极反应的 单位质量的电极材料放出电能的大小 ,二者的比能量不同 ,C 项错误 ;题中装置不能表示用锂离子电池给锂硫电池充电 ,锂电极和硫电极互换位置后可以表示用锂硫电池给锂离子电池充电 ,D 项错误。9.答案： D解析：关闭 K2、打开 K1,是电解 NaCl 溶液的过程 ,反应方程

20、式为2NaCl+2H 2O 2NaOH+Cl 2 +H2 ,C-在l 阳极上放电生成 Cl2,H+在阴极上放电生成 H 2,则两极都有气泡产生 ;且由于 Cl 2可以溶于水 ,则收集到的 Cl 2的体积略小于 H2的体积 ,则与外电源 b 极相连的石 墨棒作电解池的阳极 ,则 b极为正极 ;左侧试管中溶液变红色 ,说明左侧试管中溶液呈碱性 ,则 H+放电, 则左侧石墨棒为电解池的阴极 ,则 a 为外电源的负极 ;一段时间后 ,打开 K2,关闭 K1,可以构成原电池 , 放电时会引起检流计指针发生偏转。故 A、B、C均正确 ,D 错误,故应选 D。10.答案： A解析：根据盖斯定律 ,由(2)

21、2+(3) 2-(1)得 2C s +2H2 g +O2 g CH 3 COOH (l) H=(-1 -1 -1 -1393.5kJ mol-1 ) 2+(-285.8kJ mol-1 ) 2-(-870.3kJ mol-1 )=-488.3kJ mol-1 .11.答案： B解析：处理过程中 ,银器为正极 , Ag 2S被还原为 Ag,致使该过程中银器质量减小 ,A 错;该过程是在溶 液中进行 , Al 2S3会发生双水解 ,所以总方程式应为 2Al+ 3Ag 2S+ 6H 2O =6Ag+ 2Al(OH) 3+3H2S ,C 错;黑色褪去是由于 Ag2S 转化为 Ag,D 错。12.答案：

22、 D解析： A、由图可知 ,金属性 Zn Cu ,则原电池中 Zn 作负极 ,故 A错误;B、与电源负极相连的为阴极 ,粗铜的精炼中粗铜作阳极 ,由图可知 ,粗铜作阴极 ,故 B错误;C、与电源负极相连的为阴极 ,铁片镀锌 ,铁片应作阴极 ,由图可知 ,铁片作阳极 ,故 C错误;D、电流由正极流向负极 , 由图可知 , 碳棒为阳极 , 电解食盐水在阳极生成氯气 , 氯气与碘化钾淀粉溶液反应使溶液变蓝 ,在阴极生成氢气 ,溶液变红 ,故D正确; 故选 D.13.答案： BC解析：在原电池中 ,阴离子向负极移动 ,A 项错误;燃料电池的反应本质一般是燃料的燃烧反应 ,B 项 正确;通入空气的一极为

23、正极 ,C项正确;通入丁烷的为负极 ,D 项错误。14.答案： AD解析：由电极材料为 K2FeO4和 Zn可知,Zn 作负极,A项正确 ;K 2FeO4作正极 ,得电子发生还原反应 ,则2正极反应式为 2FeO42 6e 5H2O Fe2O3 +10OH -, 在碱性溶液中 , 电极反应式中不能出现+H,B 项错误 ; 该电池放电时的总反应为 3Zn+2K2FeO4+5H2O 3Zn(OH)2+Fe2O3+4KOH,反应消耗 H2O,且 生成 KOH,故电解质溶液浓度增大 ,C 项错误 ; 根据原电池原理可知 , 溶液中的阴离子向负极移动 , 则 该电池工作时 OH- 向负极迁移 ,D 项正

24、确。15.答案： CD 解析：根据原电池工作原理 , 通氢气一极为负极 ,A 项正确 ;从图可以看出 , 电池的总反应为 2H2+O2=2H2O,B项正确;原电池中 ,电子从负极经导线到正极 ,C 项错误;该装罝为原电池 ,是化学能转 化成电能的装置 ,D 项错误。16.答案： 1.正; 阳; 2. O2+4e-+2H2O 4OH ; CH 3OH+ 8OH - 6e- CO32- + 6H 2O3.2H 2O+4AgNO3 4Ag+O2+4HNO34.280解析：甲池属于燃料电池 , 通入燃料 CH3OH的电极作负极 , 电极反应为 CH3OH+8O-H-6e - CO23- +6H2O,通

25、入 O2的电极作正极 ,电极反应为 O2+4e- +2H2O 4OH-,进而可判断出 A为阳极,B为阴极 ,C为阳 极,D 为阴极。乙池中阳极、阴极的电极反应式分别为 :2H 2O-4e- O2+4H+、 Ag+e- Ag,则总反应的化学方程式为 2H2O+4AgNO3 4Ag+O2+4HNO3。当乙池中 B(Ag)电极的质量增加 5.40g 时, 转移的电子为 5.40g -1 = 0.05mol , 甲池中理论上消耗 O2 的体积为108g mol -10.05mol -122.4L mol-1 = 0.28L = 280mL 。4-117.答案： 1.NO2(g)+CO(g) CO2(g

26、)+NO(g) H=- 234kJmol3 -12. CH3OH g + O2 g CO2 g +2H 2O(l) H 764.7kJ mol-1213. d 6a 5c 12b4-1解析： 1. 观察图像 , 该反应的热化学方程式为 NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g) H=134kJmol -1-1 -1368kJ mol =- 234kJmol2.根据盖斯定律 ,由 3 - 2+2可得 :3CH3OH g + O2 g2CO2 g +2H2O l H=3 -192.9kJ mol-1 -2 49.0kJ mol-1+ -44kJ mol-1 2=-764.7kJ mol-1

27、 。-13.P 4(g)+5O 2(g) P4O10(g) H=-d kJmol -1 ,由于反应热 =反应物键能总和 -生成物键能总和 ,故16a+5c-(4 x+12b)=- d, 可得 x d 6a 5c 12b418.答案： 1.B; 2.2Cl -2e - Cl2; CO(NH2) 2+3Cl 2+H2O N2+CO2+6HCl3.不变 ; 7.2解析： 1. 根据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律 , 结合本题图中的电极产物 H2和 Cl 2可以判断出 A 为电源的正极 ,B 为电源的负极 ;2.阳极室中发生的反应依次为 2Cl - -2e - Cl 2,CO(NH2

28、) 2+3Cl 2+H2O N2+CO2+6HCl。3.阴极反应为 2H2O+2e- 2OH- +H2,阳极反应为 2Cl - -2e - Cl 2,同时在阳极室发生反应-+CO(NH2)2+3Cl2+H2O N2+CO2+6HCl, 根据上述反应可以看出在阴、阳极上产生的 OH-、H+的数目相等 ,+-阳极室中反应产生的 H+通过质子交换膜进入阴极室与 OH-恰好反应生成水 , 所以阴极室中电解前后 溶液的 pH不变 ;由上述反应可以看出 ,转移 6mol e -时,阴极产生 3mol H2, 阳极产生 1mol N2和 1mol CO2, 故电解收集到的 13.44L 气体中 V N 2

29、V CO2 13.44L 2.688L , 即5n N2 n CO2 0.12mol ,根据方程式 CO NH2 2 +3Cl2+H2O N2+CO2+6HCl 可知,生成-10.12mol N 2时所消耗的 CO(NH2) 2也为 0.12mol, 其质量为 mCO(NH2) 2=0.12mol 60gmol =7.2g 。 -+19.答案： 1.2Al+3H 2O-6e - =Al 2O3+6H+2+ 2+2.用铜作阳极可补充溶液中消耗的 Cu2+, 保持溶液中 Cu2+浓度恒定3.N; 牺牲阳极的阴极保护法解析： 1. 活泼金属作阳极 , 阳极材料本身失电子被氧化 , 其氧化产物为 Al 2O3, 由此可得阳极的电极反 -+应式为 2Al+3H2O-6e =Al 2O3+6H 。3.若X为碳棒,则只能用外加电流的阴极保护法 ,此时开关 K应置于 N处.若X为Zn,K置于 M处,其 保护原理为牺牲阳极的阴极保护法 .