1、专题09 原电池、电解池1下列设备工作时，将化学能直接转化为电能的是()A.硅太阳能电池B.氢氧燃料电池C.电解水消毒装置D.热电发电【解析】：硅太阳能电池可将太阳能转化为电能，A项错误；氢氧燃料电池可将化学能转化为电能，B项正确；电解装置可将电能转化为化学能，C项错误；热电发电过程中将热能转化为电能，D项错误。【答案】：B2如图是铺设输气管道(钢铁管道)的工地现场。白色塑料袋中盛装的是镁合金阴极保护填料，工人正在通过导线将镁合金填料焊接在管道上。下列说法正确的是()A工作时电流由镁合金流向钢铁管道B焊接点的焊料及导线可以使用导电性能较好的铜C镁合金填料可以用锡合金填料代替D镁合金填料工作时的
2、电极反应式为Mg2e=Mg2【答案】：D3下列叙述中正确的是()A用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl2e=Cl2B氢氧燃料电池的负极反应式：O22H2O4e=4OHC粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，阳极反应式为Cu2e=Cu2D在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应【解析】：原电池的负极失电子，发生的是氧化反应，B项错误；粗铜精炼时，纯铜应该连接电源的负极，C项错误；在电解池的阴极上阳离子得到电子，发生还原反应，D项错误。【答案】：A4下列有关原电池、电解池和电化学腐蚀的说法正确的是()A图a是原电池，可以实现化学能转化为电能B图b电解一段时间后，加入适量C
3、uO固体，可以使硫酸铜溶液恢复到原浓度C图c装置可以防止铁钉生锈D图d在轮船铁质外壳上镶嵌锡块，可减缓船体的腐蚀速率【答案】：B5.2015年7月10日至7月13日，第14届国际消费电子博览会在青岛举办。一种太阳能电池的工作原理如图所示，电解质为铁氰化钾K3Fe(CN)6和亚铁氰化钾K4Fe(CN)6的混合溶液。下列说法不正确的是()AK移向催化剂bB催化剂a表面发生的化学反应：Fe(CN)e=Fe(CN)CFe(CN)在催化剂b表面被氧化D电解质溶液中的Fe(CN)和Fe(CN)浓度基本保持不变【解析】：由电子流向可知a为负极，发生失电子的氧化反应：Fe(CN)e=Fe(CN)；b为正极，发
4、生Fe(CN)e=Fe(CN)；只有C选项错误。【答案】：C6制备单质锰的实验装置如图所示，阳极以稀硫酸为电解液，阴极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液，电解装置中大箭头表示溶液中阴离子移动的方向。下列说法不正确的是()AM是电源的负极B左侧气孔逸出的气体可能为副产物H2C电解槽中发生的总反应为MnSO42H2OMnO2H2H2SO4D若用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，阳极可能得到MnO2【答案】：C7一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中有机废水中有机物用C6H10O5表示。下列有关说法正确的是()Ab电极为该电池的负极Bb电极附近溶液的pH减小Ca电极反应式：C6H10O524e7
5、H2O=6CO224HD中间室：Na移向左室，Cl移向右室【解析】：b电极上有N2生成，N2为NO的还原产物，故b电极反应式为2NO12H10e=N26H2O，b电极发生还原反应，是电池的正极，A项错误；b电极发生的反应消耗H，故该电极附近溶液的pH增大，B项错误；a电极为负极，C6H10O5失电子生成CO2，C项正确；因左侧为Cl交换膜，Cl只能在左室与中间室之间交换，右侧为Na交换膜，故Na只能在右室与中间室之间交换，D项错误。 【答案】：C8铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为Fe3Cr2Fe2Cr3。下列说法一定正确的是()A电池充电时，阴极的电极反
6、应式为Cr3e=Cr2B电池放电时，负极的电极反应式为Fe2e=Fe3C电池放电时，Cl从负极穿过选择性透过膜移向正极D电池放电时，电路中每通过0.1 mol电子，Fe3浓度降低0.1 molL1【答案】：A9已知反应：2CrO2HCr2OH2O。某科研小组用如图电解装置，由Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7溶液。下列有关叙述正确的是()ACrO生成Cr2O的反应为非氧化还原反应，不能通过电解方法获得Ba为电源正极Cd口流出的NaOH溶液的浓度与c口通入的NaOH溶液的浓度相同DNa从右侧通过阳离子交换膜进入左侧【解析】：电解装置右侧发生Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的反应，尽管Cr
7、元素化合价无变化，但该反应必须在酸性环境中才能发生，故可以通过电解方法获得，A项错误；右侧反应时所需的H来源于H2O的电解，电极反应式为2H2O4e=O24H，故右侧电极为阳极，阳极连接电源正极，即b为电源正极，a为电源负极，B项错误；左侧电极反应式为2H2O2e=H22OH，故d口流出的NaOH溶液的浓度比c口通入的NaOH溶液的浓度大，C项错误；电解时，阳离子从阳极流向阴极，D项正确。【答案】：D10Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是A. Mg电极是该电池的正极B. H2O2在石墨电极上发生氧化反应C. 石墨电
8、极附近溶液的pH增大D. 溶液中Cl向正极移动【答案】C11一种用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是A该电池工作时，每消耗22.4L NH3转移3mol电子B电子由电极A经外电路流向电极BC电池工作时，OH向电极B移动D电极B上发生的电极反应为：O2+ 4H+ 4e2H2O【答案】B【解析】A、温度、压强未知，无法计算22.4L NH3的物质的量，A错误；B、该电池中氧气得到电子所在电极B为正极，电极A为负极，电子由电极A经外电路流向电极B，B正确；C、电池工作时，OH向负极移动，C错误；D、该电池电解质为碱性，电极B上发生的电极反应为：O2+ 2H2O+
9、4e4OH-，D错误。答案选B。12科学家设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。下列说法不正确的是( )A通入N2的电极发生的电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH4+B反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸C该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极D通入H2的电极为负极，A为NH4Cl【答案】C13某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2 + O2 = 2H2O，下列有关说法正确的是A电子通过外电路从b极流向a极 Bb极上的电极反应式为：O2
10、+2H2O +4e=4OHC每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2 DH+由a极通过固体酸电解质传递到b极【答案】D【解析】A.燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极，则a是负极，通入氧化剂的电极b是正极，电子从负极a沿导线流向正极b，故A错误；Bb是正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，故B错误；C温度和压强未知，导致气体摩尔体积未知，所以无法计算氢气体积，故C错误；D放电时，a是负极、b是正极，阳离子氢离子从负极a通过固体酸电解质传递到b极，故D正确；故选D。14工业上可利用下图所示电解装置吸收和转化SO2（A、B均为惰性电极）。下列说法正确的是AA电极接电源的正极BA极区
11、溶液的碱性逐渐增强C本装置中使用的是阴离子交换膜DB极的电极反应式为SO22e2H2O = SO424H【答案】B15如图，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在 F极附近显红色则下列说法正确的是A若用乙烷、空气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，则B极的电极反应式为：O22H2O4e4OHB欲用(丙)装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液C(丁)装置中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷DC、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量比为1122【答案】C16某小组同学用如图所示装置研究电化学原理。下列关于该原电池的说法不正确的是A原电池
12、的总反应为FeCu2+ =Fe2+CuB盐桥中是KNO3 溶液，则盐桥中NO3移向乙烧杯C其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为2H2e=H2D反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过0.2 mol电子。【答案】B【解析】A.根据图示可知，在该原电池中，负极是Fe，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，石墨为正极，在正极上发生反应：Cu2+2e-=Cu，实验总反应方程式是FeCu2+ =Fe2+Cu，正确； B盐桥中是KNO3 溶液，则根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，盐桥中NO3移向正电荷较多的甲烧杯，错误；C. 其他条件不变
13、，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，由于溶液中阳离子获得电子的能力H+ NH4+，在正极石墨电极反应式为2H2e=H2，正确；D反应前，电极质量相等，由于阳极发生反应：Fe-2e-=Fe2+，每转移2mol电子，负极减少质量56g，在正极发生反应：Cu2+2e-=Cu，质量增加64g，两个电极质量相差120g，则电解一段时间后，两电极质量相差12 g，(12120)2mol= 0.2 mol，正确。17一种碳纳米管能够吸附氢气，用这种材料吸氢后制备的二次电池(充放电电池)工作原理如下图所示，该电池的电解质为6 molL1KOH溶液，下列说法中正确的是A放电时K移向碳电极B放电时电池负极的电
14、极反应为H22e= 2HC充电时镍电极的电极反应为Ni(OH)2 + OHe= NiO(OH) + H2OD该电池充电时将碳电极与电源的正极相连，发生氧化反应【答案】C18电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电后，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色又逐渐变浅。（已知：3I2+ 6OH= IO3+5I+3H2O ， IO3离子无色）；下列说法不正确的是A右侧发生的电极反应式：2H2O+2e= H2+2OH-Ba为电源正极C电解结束时，右侧溶液中没有IO3D用阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式为：KI + 3H2O KIO3+3H2【答案】
15、C【解析】A、左侧溶液变蓝色，生成I2，左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-，故A正确；B、左侧溶液变蓝色，生成I2，左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，所以a为电源正极，故B正确；C、一段时间后，蓝色变浅，发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，中间为阴离子交换膜，右侧I-、OH-通过阴离子交换膜向左侧移动，保证两边溶液呈电中性，左侧的IO3-通过阴离子交换膜向右侧移动，故右侧溶液中含有IO3-，故C错误；D、左侧电极为阳极，电极反应为：2I-2e-=I2，同时发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，右侧电极为阴极，电极反应式
16、为：2H2O+2e-=H2+2OH-，故总的电极反应式为：KI+3H2OKIO3+3H2，故D正确；故选C。19用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液一段时间后，向剩余溶液中加入适量水能使溶液恢复到电解前浓度的是ANaCl BH2SO4 CCuCl2 DAgNO3【答案】B20利用LiOH可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，如右图，两极区电解质溶液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法错误的是AB极区电解质溶液为LiOH溶液B阳极电极反应式为2Cl-2e=Cl2C电解过程中主要是H+通过阳离子交换膜向B电极迁移D电极A连接电源的正极【答案】C【解析】A.B极区生成H2，同时生成Li
17、OH，则B极区电解液为LiOH溶液，A项正确；B.电极A为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，根据放电顺序，阳极上Cl-失去电子，阳极电极反应式为：2Cl-2e-=Cl2，B项正确；C.在电解池中阳离子向阴极移动，所以电解过程中主要是Li+向B电极迁移，C项错误；D.电极A为阳极，所以电解A连接电源的正极，D项正确；答案选C。21早在1807年化学家戴维用电解熔融氢氧化钠制得钠，反应原理为：4NaOH(熔融)= 4NaO22H2O；后来盖吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠，反应原理为：3Fe4NaOH=Fe3O42H24Na。下列有关说法正确的是A电解熔融氢氧化钠制钠，阳极发生电极反应为：Na
18、+e= NaB盖吕萨克法制钠原理是利用铁的还原性比钠强C若戴维法与盖吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数比为2:1D工业上常用电解熔融氯化钠法制钠（如图），电解槽中石墨极为阳极，铁为阴极【答案】D22科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。下列关于该电池叙述错误的是（ ）A电池工作时，是将太阳能转化为电能B 铜电极为正极，电极反应式为：CO28e8HCH42H2OC电池内部H+透过质子交换膜从左向右移动D为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量盐酸【答案】D23全钒液流储能电池利用不同价态离子对的氧化还原反应来实
19、现化学能和电能的相互转化，充电时，惰性电极M、N分别连接电源的正极和负极。电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是A充电过程中，N电极附近酸性减弱B充电过程中，N电极上V3+被还原为V2+C.放电过程中，H+由N电极向M电极移动D放电过程中，M电极反应为V02+ 2H+e一= V02+ +H20【答案】A【解析】A、充电过程中，N电极是阴极，氢离子移向阴极，故附近酸性增强，A项错误；B、充电过程中，N电极是阴极，发生反应：V3+e-=V2+，B项正确；C、放电过程中，N极是负极，H+由N电极向M电极移动，C项正确；D、放电过程中，M电极为正极，反应为V02+ 2H+e一= V02+ +H20，
20、D项正确；答案选A。24根据下图回答，下列说法不正确的是A此装置用于电镀铜时，电解一段时间，硫酸铜溶液的浓度不变B若a为纯铜，b为粗铜，该装置可用于粗铜的电解精炼 C燃料电池中正极反应为O24e2H2O = 4OHD电子经导线流入b电极【答案】B25下图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除a、b外，其余电极均为石墨电极。甲为铅蓄电池，其工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，其两个电极的电极材料分别为PbO2和Pb。闭合K，发现g电极附近的溶液先变红，20min后，将K断开，此时c、d两极上产生的气体体积相同；据此回答：（1）a电极的电极材料是 （填“PbO2”或“P
21、b”）。（2）丙装置中发生电解的总反应方程式为 。（3）电解20min时，停止电解，此时要使乙中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质及其物质的量是 。（4）20min后将乙装置与其他装置断开，然后在c、d两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，则此时c电极为 极，d电极上发生反应的电极反应式为 。（5）电解后取a mL丁装置中的溶液，向其中逐滴加入等物质的量浓度的CH3COOH溶液，当加入b mL CH3COOH溶液时，混合溶液的pH恰好等于7（体积变化忽略不计）。已知CH3COOH的电离平衡常数为1.7510-5，则a/b = 。【答案】（1）PbO2，（2分）；（2）2H2O2H2+
22、O2（2分）；（3）0.1molCu(OH)2或0.1molCuO、0.1mol H2O（3分）（4）负（1分），O2 +4H+4e-=2H2O （2分）（5）175/176（3分）26（1）已知Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，设计成原电池，构造如图所示，试问CuSO4溶液放在 （填“甲”或“乙”）烧杯，盐桥中的Cl-移向 （填“甲”或“乙”）烧杯；（2）已知C(s)+ O2(g ) = CO2(g) H393.5kJ/molCO(g)+ O2(g) = CO2(g) H283.0kJ/mol请写出C转化为CO的热化学方程式： 。（3）电解饱和食盐水是重要的化工产业，它被称为“氯碱工业”。
23、在教材化学1、化学2、化学反应原理中均有提及，请写出电解饱和食盐水的化学反应方程式 ，其中右图是化学反应原理中电解饱和食盐水工业中所采用的离子交换膜电解槽示意图，部分图标文字已被除去，请根据图中残留的信息（通电以后Na+的移动方向）判断电极2的名称是 ，并写出电极1的电极反应式 。【答案】（12分）（1）乙，甲 ；（2）C(s)+ O2(g) = CO(g) H110.5kJ/mol（3）2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 阴极，2Cl-2e-=Cl2 。2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2；根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，根据Na+由电极1区向电极2区移动
24、，可知电极2的名称是阴极，电极1是阳极，电极1的电极反应式是2Cl-2e-=Cl2 。27如图是一个化学过程的示意图。(1)图中甲池是_装置(填“电解池”或“原电池”)，其中OH移向_极(填“CH3OH”或“O2”)。(2)写出通入CH3OH的电极的电极反应式：_。(3)向乙池两电极附近分别滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为_极(填“A”或“B”)，并写出此电极的反应式：_。(4)乙池中总反应的离子方程式：_。(5)常温下，当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时，乙池的pH是_(若此时乙池中溶液的体积为500 mL)；此时丙池某电极析出1.60 g某金属，则丙中的某盐溶液可能是_(填
25、序号)。aMgSO4BCuSO4cNaCl DAgNO3【答案】：(1)原电池CH3OH(2)CH3OH6e8OH=CO6H2O(3)A2H2O4e=O24H(4)4Ag2H2O4AgO24H(5)1bd28第三代混合动力车可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应，生成1 mol水蒸气放热569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为_。(2)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主
26、要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图所示，其总反应式为H22NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为_。(3)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为2CuH2OCu2OH2，阴极的电极反应式是_。用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1 mol H2被消耗时，Cu2O的理论产量为_ g。【答案】：(1)C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 121.9 kJmol1(2)增大NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH(3)2H2O2e=H22OH144
