高二化学原电池电解池综合练习题(附答案)

一、单选题

1.下图与金属腐蚀有关的说法正确的是( )

A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重 B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小 C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大 D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的

2.金属镍有广泛的用途。粗镍中含少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍。下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+3.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为2Li++FeS+2e-Li2S+Fe,有关该电池的下列说法中正确的是( )

A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价 B.该电池的总反应式为2Li+FeSC.负极的电极反应式为Al-3e-Li2S+Fe Al3+

2Li++FeS

2+

D.充电时,阴极发生的电极反应式为Li2S+Fe-2e-

4.锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2),充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+迁移并以原子形

充电式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示。电池反应为LiCoO2+C6放电CoO2+LiC6,下列说法正确

的是( )

A.充电时,电池的负极反应为LiC6-e-Li++C6

B.放电时,电池的正极反应为CoO2+Li++e-LiCoO2

C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质 D.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低

5.如图所示,装置A的烧杯中盛放的是0.1molL-1的H2SO4溶液,装置B的烧杯中盛放的是0.1molL-1的CuCl2溶液(两种溶液均足量),下列说法不正确的是( )

A.A为原电池,B为电解池 B.A为电解池,B为原电池

C.当装置A的烧杯中产生0.1mol气体时,装置B的烧杯中产生气体的物质的量也为0.1mol D.一段时间后,装置B的烧杯中溶液的浓度减小 6.在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应： H2S(g)＋3/2O2(g)=SO2(g)＋H2O(g) ΔH1 2H2S(g)＋SO2(g)=3/2S2(g)＋2H2O(g) ΔH2 H2S(g)＋1/2O2(g)=S(g)＋H2O(g) ΔH3

2S(g)=S2(g) ΔH4 则ΔH4的正确表达式为（ ） A.ΔH4＝2/3(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) C.ΔH4＝3/2(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)

B. ΔH4＝2/3(3ΔH3－ΔH1－ΔH2) D. ΔH4＝3/2(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)

7.锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为:2Zn+O2+4OH-+2H2O=2ZnOH4。下列说法正确的是( ) A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动. B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小 C.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e-=ZnOH4

D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)

8.全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Lix S88Li2Sx2x8。下列说法错误的是( )

2-2-

A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4 B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14g C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D.电池充电时间越长,电池中的Li2S2量越多

9.在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是( )

A.X是电源的负极

B.阴极的电极反应式是:H2O+2e-=H2+O2-,CO2+2e-=CO+O2- C.总反应可表示为:H2O+CO2通电H2+CO+O2

D.阴、阳两极生成的气体的物质是量之比是1:1

10.某模拟\"人工树叶”电化学实验装置如右图所示，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b极区向a极区迁移 C.每生成1molO2,有44gCO2被还原

+-D. a电极的反应为: 3CO2+18H-18e+C3H8O+5H2O

11.三室式电渗析法处理含Na2SO4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SO2-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能4进入中间隔室。

下列叙述正确的是( )

A．通电后中间隔室的SO2-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大 4B．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– = O2+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 12.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应

为:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6x<1。下列关于该电池的说法不正确的是( ) A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移 B.放电时,负极的电极反应式为LixC6xe-xLi++C6 C.充电时,若转移1mol e-,石墨(C6)电极将增重7x g

D.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2xe-Li1xCoO2xLi+ 13.已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-Q1 ； 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-Q2； H2O(g)=H2O(l) ΔH=-Q3

常温下，取体积比为4:1的甲烷和H2的混合气体112L（标准状况下），经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为（ ） A．4Q1+0.5Q2

B．4Q1+Q2+9Q3 D．4Q1+0.5Q2+9Q3

C+LiCoO2,锂硫电池的总反应为:2Li+S

C．-（4Q1+0.5Q2+9Q3）

14.已知:锂离子电池的总反应为:LixC+Li1-xCoO2

Li2S

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 C.理论上两种电池的比能量相同

B.锂硫电池充电时,锂电极上发生还原反应 D.如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

15.2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )

A.a为电池的正极

B.电池充电反应为LiMn2O4Li1xMn2O4xLi D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移

C.放电时,a极锂的化合价发生变化

二、填空题

16.人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图所示

（1）电源的负极为__________(填“A”或“B”)

（2）阳极室中发生的反应依次为__________、__________.

（3）电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将__________;若两极共收集到气体13.44L(标准状况),则除去的尿素为__________g(忽略气体的溶解)

17.如图所示,E为浸有Na2SO4溶液的滤纸,并加入几滴酚酞。A、B均为Pt片,压在滤纸两端,R、S为电源的电极。M、N为惰性电极。G为电流计,K为开关。试管C、D和电解池中都充满KOH溶液。若在滤纸E上滴一滴紫色的KMnO4溶液,断开K,接通电源一段时间后,C、D中有气体产生。

1.R为电源的__________,S为电源的__________。

2.A极附近的溶液变为红色,B极的电极反应式为__________。 3.滤纸上的紫色点移向__________(填\"A极\"或\"B极\")。

4.当试管C、D里的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,经过一段时间,C、D中气体逐渐减少,主要是因为__________,写出有关的电极反应式:__________

参考答案

1.答案：B

解析：图a中,铁棒发生化学腐蚀,靠近底端的部分与氧气接触少,腐蚀程度较轻,A项错误; 图b中开关由M置于N,Cu-Zn作正极,腐蚀速率减小,B项正确;

图c中接通开关时Zn作负极,腐蚀速率增大,但氢气在Pt上放出,C项错误; 图d中干电池自放电腐蚀是由NH4Cl产生的H+氧化作用引起的,D项错误。 2.答案：D

解析：镍精炼时,粗镍作阳极,发生氧化反应:Ni-2e-=Ni2+,由于Zn、Fe还原性大于镍,所以阳极同时还发生:Zn-2e-=Zn2+,Fe-2e-=Fe2+,Cu、Pt还原性小于镍,所以不反应,故A错误,D正确。纯镍作阴极,电解质溶液需含有Ni2+,由于Ni2+氧化性大于Zn2+、Fe2+,所以阴极反应有

Ni2++2e-=Ni和Cu2++2e-=Cu,故B、C错误。

3.答案：B

解析：由正极的电极反应式知,在负极上Li失去电子被氧化,所以Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为0,故A项错误;负极的电极反应式为Li-e-为2Li+FeS

Li+,故C项错误;该电池的总反应式

Li2S+Fe,故B项正确;由于充电时阴极发生还原反应,所以阴极的电极反应式为Li+e-

Li,故D项错误。 4.答案：B

解析：充电时为电解池,电池负极即为电解池阴极,发生还原反应:Li+C6+eLiC6,A项错误;放电时为原电池,电池正极发生还原反应,B项正确;单质锂较活泼,易与羧酸、醇等反应,C项错误;锂的相对原子质量小,密度小,所以锂离子电池的比能最高,D项错误。 5.答案：B

解析：由图中A、B两装置可知,A为原电池,B为电解池。A中的电池反应为Fe+H2SO4

FeSO4+H2↑,B中的电通由池反应为CuCl2

Cu+Cl2↑,则装置A、B产生气体的物质的

+

-

量关系为n(H2)=n(Cl2),电解CuCl2溶液时,CuCl2的量不断减少,故溶液的浓度减小。 6.答案：A

解析：将题中四个热化学方程式依次编号为①②③④,根据盖斯定律, ①×②+②×2-③×6=④×3,2SgS2g 3H42H12H26H3 ,即H47.答案：C

解析：K带正电荷,充电时K应该向阴极移动,A项错误。根据该电池放电的总反应可却,放电时消耗OH,则充电时, OH浓度应增大,B项错误。放电时, Zn为负极,失去电子生成ZnOH4其

电极反应为Zn4OH2e2H1H23H3,A正确。 32ZnOH4,C项正确。消耗1mol O2转移4mol电子,故转移

22mol电子时消耗0.5mol O2,0.5 mol O2在标准状况下的体积为11.2L,D项错误。 8.答案：D

解析：电池工作时,正极反应为x S8+16e-+16Li+=8Li2Sx,可发生2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4的还原反应,A正确;外电路流过0.02mol电子,则负极耗Li:0.02mol×7g/mol=0.14g,B正确;石墨烯具有良好的导电性,而S8没有,故石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性,C正确;电池充电时,a接电源的正极,发生氧化反应,故充电时间越长电池中Li2S2的量会越少,D错误。 9.答案：D

解析：H2OH2、CO2CO均为还原过程，X应为电源负极，A项正确；阴极电极反应式为

H2O+2e-=H2+O2-和CO2+2e-=CO+O2-，阳极电极反应式为2O2--4e-=O2，总反应为H2O+CO2通电H2+CO+O2，B、C项正确；阴、阳两极生成气体的物质的量之比为2:1，D项不

正确。 10.答案：B

解析：该装置含有外接电源,说明是电解过程,A错误; 电解时阳离子移向阴极区,B正确;

该装置总反应为3CO24H2O还原,C错误;

988C3H8OO2,由反应可知,每生成1mol O2有g CO2被

23a电极作阴极得电子,反应为: 3CO218H18eC3H8O5H2O,D错误。

11.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SO2-通过cd膜4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 O2,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; 12.答案：C

解析：由放电时电池总反应可知，放电时负极反应式为LixC6xe-C6xLi+，正极反应式为

Li1-xCoO2xe-xLi+=LiCoO2，在原电池内部阳离子由负极向正极迁移，A、B项均正确；充电时阴极反应式为C6xLi+xe-LixC6，阳极反应式为LiCoO2xe-Li1xCoO2xLi+，转移x mol e-，石墨电极增重7x g，若转移1mol e-，石墨电极将增重7g，C项不正确，D项正确。 13.答案：D

解析：依题意可知有4mol甲烷和1mol氢气,4mol甲烷完全燃烧生成液态水放出热量

4Q18Q3,1mol氢气全燃烧生成液态水放出热量0.5Q2Q3,共放出热量4Q10.5Q29Q3。

14.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。 15.答案：C

解析：题图所给出的是原电池装置。A项,由题图分析,金属锂易失电子,由原电池原理可知,含有锂的一端为原电池的负极.即b为负极,a为正极,正确;B项,电池充电时为电解池,反应式为原电池反应的逆反应,正确；C项,放电时,a极为原电池的正极,发生还原反应的是Mn元素,锂元素的化合价没有变化,错误；D项,放电时为原电池,锂离子应向正极(a极)迁移,正确。 16.答案：（1）B;

（2）2Cl--2e-=Cl2; CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl （3）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Cl2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-Cl2,CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl。 （3）阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2,阳极反应为2Cl--2e-=Cl2,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N2VCO213.44L2.688L,即5N2+CO2+6HCl可知,生成

nN2nCO20.12mol,根据方程式CONH22+3Cl2+H2O0.12mol N2时所消耗的CO(NH2)2也为0.12mol,其质量为

m[CO(NH2)2]=0.12mol60gmol-1=7.2g。 17.答案：（1）负极; 正极; （2）2H2O-4e-（3）B极;

（4）氢气和氧气在碱性环境下发生原电池反应,消耗了氢气和氧气; 2H2+4OH--4e-极),O2+2H2O+4e-4OH-(正极)

4H2O(负

4H++O2↑

解析：（1）试管C、D中产生气体的体积不相同,由此可以判断C中产生的气体是氢气,D中产生的气体是氧气,所以R为电源的负极,S为电源的正极。

（2）A极附近溶液变为红色,说明此处OH-浓度增大,电极反应是为2H2O+2e-为阴极,B极为阳极,B极的电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑。

H2↑+2OH-,则A极

（3）因为B极是阳极,所以显紫色的MnO-4向B极移动。