2013屆高考化學(xué)二輪總復(fù)習(xí)限時(shí)訓(xùn)練 第12課時(shí) 原電池、電解池的原理及應(yīng)用 新人教版（湖南專用）

1、PAGE PAGE - 10 -第12課時(shí)原電池、電解池的原理及應(yīng)用1.某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H，其基本結(jié)構(gòu)見下圖，電池總反應(yīng)可表示為：2H2O2=2H2O，下列有關(guān)說法正確的是()A電子通過外電路從b極流向a極Bb極上的電極反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OHC每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2DH由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極2.鉛蓄電池的工作原理為：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。研讀下圖，下列判斷不正確的是()AK閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式：PbSO42H2O2e=PbO24HSOeq oal(2,4)B當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí)，

2、中消耗的H2SO4為0.2 molCK閉合時(shí)，中SOeq oal(2,4)向c電極遷移DK閉合一段時(shí)間后，可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極3.(2011安徽)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列“水”電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說法正確的是()A正極反應(yīng)式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子CNa不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)DAgCl是還原產(chǎn)物4.(2012福建)將如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合，下列判斷正確的是()ACu電極上發(fā)生

3、還原反應(yīng)B電子沿ZnabCu路徑流動(dòng)C片刻后甲池中c(SOeq oal(2,4)增大D片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色5.在盛有水的電解槽中加入等物質(zhì)的量的Ag、Pb2、K、SOeq oal(2,4)、NOeq oal(,3)、Br，然后用惰性電極電解，通電片刻，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為()A12 B81C11 D801086.(2011上海)用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是()A用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片B用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片C用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物D用帶火星的木條檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物7.pHa某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極，通直流電一段時(shí)間后，溶液的

4、pHa，則電解質(zhì)可能是()ANaOH BH2SO4CAgNO3 DNa2SO48.(2011福建)研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是()A水既是氧化劑又是溶劑B放電時(shí)正極上有氫氣生成C放電時(shí)OH向正極移動(dòng)D總反應(yīng)為：2Li2H2O=2LiOHH29.(2012安徽)某興趣小組設(shè)計(jì)如下微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時(shí)間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是()A斷開K2，閉合K1時(shí)，總反應(yīng)的離子方程式為：2H

5、2Cleq o(=,sup7(通電)Cl2H2B斷開K2，閉合K1時(shí)，石墨電極附近溶液變紅C斷開K1，閉合K2時(shí)，銅電極上的電極反應(yīng)為：Cl22e=2ClD斷開K1，閉合K2時(shí)，石墨電極作正極 10.(2012山東)下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是()eq o(sup7(),sdo5(圖a)eq o(sup7(),sdo5(圖b)eq o(sup7(),sdo5(圖c) eq o(sup7(),sdo5(圖d)A圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B圖b中，開關(guān)由M改置于N時(shí)，CuZn合金的腐蝕速率減小C圖c中，接通開關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D圖d中，ZnMn

6、O2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的 11.某溶液中可能含有下列離子中的兩種或幾種：Ba2、H、SOeq oal(2,4)、SOeq oal(2,3)、HCOeq oal(,3)、Cl。(1)當(dāng)溶液中有大量H存在時(shí)，則不可能有SOeq oal(2,3)、HCOeq oal(,3)存在。(2)當(dāng)溶液中有大量Ba2存在時(shí)，溶液中不可能有SOeq oal(2,4)、SOeq oal(2,3)存在。(3)采用惰性電極從上述離子中選出適當(dāng)離子組成易溶于水的電解質(zhì)，對(duì)其溶液進(jìn)行電解，若兩極分別放出氣體，且體積比為11，則電解質(zhì)化學(xué)式是HCl、BaCl2。 12.(2012海南)新型高效的甲

7、烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為2O24H2O8e8OH、CH48e10OHCOeq oal(2,3)7H2O。(2)閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生。其中b電極上得到的是H2，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為2NaCl2H2O解2NaOHH2Cl2。(3)若每個(gè)電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上通過電解池的電量為3.45104C(法拉第常數(shù)F9.65104Cmol1列式計(jì)算)，最多能

8、產(chǎn)生的氯氣體積為4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 13.在如圖所示的裝置中，若通入直流電5 min時(shí)，銅電極質(zhì)量增加2.16 g。請(qǐng)回答：(1)電源中X電極為直流電源的負(fù)極。(2)pH變化：A：增大；C：減小(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)寫出B中陽極的電極反應(yīng)式：4OH4e2H2OO2。(4)C中銅電極和銀電極生成物的物質(zhì)的量之比為11。(5)若A中KCl溶液的體積為200 mL，電解后，溶液的pH為13(設(shè)電解前后溶液體積無變化)。 14.下圖是一個(gè)用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時(shí)溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6.88.0，酸色紅色，堿色黃色)回

9、答下列問題：(1)下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是(填編號(hào))。A管溶液由紅變黃 B管溶液由紅變黃A管溶液不變色 B管溶液不變色(2)寫出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：2H2eH2(寫2H2O2e2OHH2也可)，Mg22OHMg(OH)2。(3)寫出B管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：4OH4e2H2OO2(寫2H2O4e4HO2也可)。(4)檢驗(yàn)a管中氣體的方法是用拇指按住管口，取出試管，靠近火焰，放開拇指，有爆鳴聲，管口有藍(lán)色火焰。(5)檢驗(yàn)b管中氣體的方法是用拇指按住管口，取出試管，放開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會(huì)復(fù)燃。(6)電解一段時(shí)間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)

10、象是溶液呈紅色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)。 15.(2011廣東)由熔鹽電解法獲得的粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁。工藝流程如下：(注：NaCl熔點(diǎn)為801 ；AlCl3在181 升華)(1)精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時(shí)它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關(guān)的化學(xué)方程式為2AlFe2O3高溫Al2O32Fe和4Al3SiO2高溫2Al2O33Si。(2)將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的主要成分除Cl2外還含有HCl和AlCl3；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中

11、肯定存在NaCl。(3)在用廢堿液處理氣體A的過程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl22OHClClOH2O，HOHH2O。(4)鍍鋁電解池中，金屬鋁為陽極，熔融鹽電鍍液中鋁元素和氯元素主要以AlCleq oal(,4)和Al2Cleq oal(,7)形式存在，鋁電極的主要電極反應(yīng)式為Al7AlCleq oal(,4)3e4Al2Cleq oal(,7)。(5)鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是致密的氧化鋁膜能隔絕鋼材與空氣中的O2、CO2和H2O等接觸，使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生。 16.下圖是一個(gè)化學(xué)過程的示意圖。(1)請(qǐng)回答圖中甲、乙池的名稱。甲池是原電池裝置，

12、乙池是電解池裝置。(2)寫出電極反應(yīng)式：通入CH4的電極的電極反應(yīng)式是CH410OH8eCOeq oal(2,3)7H2O，B(Ag)電極的電極反應(yīng)式為AgeAg。(3)當(dāng)乙池中B(Ag)極的質(zhì)量增加5.40 g時(shí)，攪拌丙池，丙池溶液的pH為13(丙池中液體體積為0.5 L，且忽略前后體積變化)。.某溫度時(shí)，在體積為2 L的密閉容器中，三種氣態(tài)物質(zhì)A、B、C的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下表所示。t/min0248101214A/mol2.01.61.31.11.01.01.0B/mol2.01.61.31.11.01.01.0C/mol00.81.41.82.02.02.0(4)若在第8分鐘時(shí)測(cè)得

13、反應(yīng)放出了45 kJ的熱量，則體系中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為A(g)B(g)2C(g)H50 kJ/mol。(5)此反應(yīng)在此條件下的平衡常數(shù)是4。(6)下圖為該反應(yīng)在T1溫度時(shí)，C的濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線。若其他條件不變，在T2(T2T1)溫度時(shí)發(fā)生該反應(yīng)，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中畫出T2溫度時(shí)C的濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線。第12課時(shí)原電池、電解池的原理及應(yīng)用1D解析： 首先明確a為負(fù)極，這樣電子應(yīng)該是通過外電路由a極流向b，A錯(cuò)；B選項(xiàng)反應(yīng)應(yīng)為O24e4H=2H2O；C沒有告知標(biāo)準(zhǔn)狀況。2C解析： 本題考查電化學(xué)(原電池、電解池)的相關(guān)知識(shí)。K閉合時(shí)為電解池，為電解池，中發(fā)生充電反應(yīng)，d電極為陽極發(fā)生

14、氧化反應(yīng)，其反應(yīng)式為PbSO42H2O2e=PbO24HSOeq oal(2,4)所以A正確。在上述總反應(yīng)式中，得失電子總數(shù)為2e，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol 電子時(shí)，可以計(jì)算出中消耗的硫酸的量為0.2 mol，所以B對(duì)。K閉合一段時(shí)間，也就是充電一段時(shí)間后可以作為原電池，由于c表面生成Pb，放電時(shí)作電源的負(fù)極，d表面生成PbO2，作電源的正極，所以D也正確。K閉合時(shí)d是陽極，陰離子向陽極移動(dòng)，所以C錯(cuò)。3B解析：由電池總反應(yīng)可知銀失去電子被氧化得氧化產(chǎn)物，即銀作負(fù)極，產(chǎn)物AgCl是氧化產(chǎn)物，A、D都不正確；在原電池中陽離子在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以陽離子向電池的正極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；化合物N

15、a2Mn5O10中Mn元素的化合價(jià)是18/5價(jià)，所以每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為(418/5)52 mol，因此選項(xiàng)B正確。4A解析：Zn作原電池的負(fù)極，Cu作原電池的正極，Cu電極發(fā)生還原反應(yīng)。B選項(xiàng)電子流向是負(fù)極到正極，但ab這一環(huán)節(jié)是在溶液中導(dǎo)電，是離子導(dǎo)電，電子并沒沿此路徑流動(dòng)。C選項(xiàng)中硫酸根離子濃度基本保持不變。D選項(xiàng)中是濾紙a點(diǎn)是陰極，氫離子放電，溶液中氫氧根暫時(shí)剩余，顯堿性變紅色。5A解析： 本題是一道綜合試題，既考查了電解規(guī)律，又考查了離子的共存；Ag、Pb2、SOeq oal(2,4)、Br等不能共存，最終溶液為硝酸鉀溶液，實(shí)為電解水，A對(duì)。6B解

16、析：用電解法提取氯化銅廢液中的銅時(shí)，銅必須作陰極，陽極是銅或惰性電極，陰極的反應(yīng)式為：Cu22e=Cu。7A解析：電解后A的pH增大，B、C減小，D不變。8C解析：負(fù)極2Li2e=2Li正極2H2O2e=2OHH2OH在正極生成向負(fù)極移動(dòng)。9D解析：本題考查原電池及電解池工作原理，旨在考查考生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。斷開K2，閉合K1時(shí)，裝置為電解池，兩極均有氣泡產(chǎn)生，則反應(yīng)為2Cl2H2Oeq o(=,sup7(電解)H22OHCl2，石墨為陽極，銅為陰極，因此石墨電極處產(chǎn)生Cl2，在銅電極處產(chǎn)生H2，附近產(chǎn)生OH，溶液變紅，故A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤；斷開K1、閉合K2時(shí)，為原電池反應(yīng)，銅電極反應(yīng)為

17、H22e2OH=2H2O，為負(fù)極，而石墨電極反應(yīng)為Cl22e=2Cl，為正極，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。10B解析：圖a中，鐵棒發(fā)生化學(xué)腐蝕，靠近底端的部分與氧氣接觸少，腐蝕程度較輕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖b中開關(guān)由M置于N，CuZn作正極，腐蝕速率減小，B對(duì)；圖c中接通開關(guān)時(shí)Zn作負(fù)極，腐蝕速率增大，但氫氣在Pt上放出，C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖d中干電池放電時(shí)MnO2發(fā)生還原反應(yīng)，體現(xiàn)還原性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11(1)SOeq oal(2,3)、HCOeq oal(,3)(2)SOeq oal(2,4)、SOeq oal(2,3)(3)HCl、BaCl212(1)2O24H2O8e=8OHCH48e10OH=COeq oa

18、l(2,3)7H2O(2)H22NaCl2H2Oeq o(=,sup7(電解)2NaOHH2Cl2(3)3.45104C4解析：(1)在堿性溶液中，甲烷燃料電池的總反應(yīng)式為：CH42O22OH=COeq oal(2,3)3H2O，正極是：2O24H2O8e=8OH，負(fù)極是：CH48e10OH=COeq oal(2,3)7H2O。(2)b電極與通入甲烷的電極相連，作陰極，是H放電，生成H2；電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為：2NaCl2H2Oeq o(=,sup7(電解)2NaOHH2Cl2。(3)根據(jù)得失電子守恒，可得：1 mol CH48 mol e4 mol Cl2，故若每個(gè)電池甲烷通入量為

19、1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，生成4L Cl2；電解池通過的電量為eq f(1L,22.4L/mol)89.65104Cmol13.45104C(題中雖然有兩個(gè)燃料電池，但電子的傳遞量只能用一個(gè)池的甲烷量計(jì)算)。13(1)負(fù)(2)增大減小(3)4OH4e=2H2OO2(4)11(5)13解析：本題為電化學(xué)知識(shí)中多池連接問題。裝置中有外接電源，則A、B、C全部為電解池。關(guān)鍵：各電極流過的電量相等，電解池之間為陰極與陽極相連。銅電極質(zhì)量增加，為陰極，電極反應(yīng)為Age=Ag，銀電極為活性電極，電極反應(yīng)為Age=Ag。則Y為電源正極；流過的電量n(e)n(Ag)0.02 mol。其他依次可解。14(1)(2)2H2e=H2(寫2H2O2e=2OHH2也可)，Mg22OH=Mg(OH)2(3)4OH4e=2H2OO2(寫2H2O4e=4HO2也可)(4)用拇指按住管口，取出試管，靠近火焰，放開拇指，有爆鳴聲，管口有藍(lán)色火焰(5)用拇指按住管口，取出試管，放開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會(huì)復(fù)燃(6)溶液呈紅色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)15(1)2AlFe2O3eq o(=,sup7(高溫)Al2O32Fe4Al3SiO2eq o(=,sup7(高溫)2Al2O33Si(2)HCl和AlCl3NaCl(3)Cl22OH=ClClOH2O，HOH=H2O(4)陽Al7AlCl