【学海导航】高考化学二轮总复习 第12课时 原电池、电解池的原理及应用限时训练 新人教版.DOC

第12课时原电池、电解池的原理及应用1.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：2h2o2=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：o22h2o4e=4ohc每转移0.1 mol电子，消耗1.12 l的h2dh由a极通过固体酸电解质传递到b极2.铅蓄电池的工作原理为：pbpbo22h2so4=2pbso42h2o。研读下图，下列判断不正确的是()ak闭合时，d电极反应式：pbso42h2o2e=pbo24hsob当电路中转移0.2 mol电子时，中消耗的h2so4为0.2 molck闭合时，中so向c电极迁移dk闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为正极3.(2011安徽)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5mno22ag2nacl=na2mn5o102agcl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()a正极反应式：agcle=agclb每生成1 mol na2mn5o10转移2 mol电子cna不断向“水”电池的负极移动dagcl是还原产物4.(2012福建)将如图所示实验装置的k闭合，下列判断正确的是()acu电极上发生还原反应b电子沿znabcu路径流动c片刻后甲池中c(so)增大d片刻后可观察到滤纸b点变红色5.在盛有水的电解槽中加入等物质的量的ag、pb2、k、so、no、br，然后用惰性电极电解，通电片刻，氧化产物和还原产物的物质的量之比为()a12 b81c11 d801086.(2011上海)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是()a用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片b用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片c用氢氧化钠溶液吸收阴极产物d用带火星的木条检验阳极产物7.pha某电解质溶液中，插入两支惰性电极，通直流电一段时间后，溶液的pha，则电解质可能是()anaoh bh2so4cagno3 dna2so48.(2011福建)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以lioh为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()a水既是氧化剂又是溶剂b放电时正极上有氢气生成c放电时oh向正极移动d总反应为：2li2h2o=2liohh29.(2012安徽)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开k2，闭合k1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开k1，闭合k2，发现电流表a指针偏转。下列有关描述正确的是()a断开k2，闭合k1时，总反应的离子方程式为：2h2clcl2h2b断开k2，闭合k1时，石墨电极附近溶液变红c断开k1，闭合k2时，铜电极上的电极反应为：cl22e=2cld断开k1，闭合k2时，石墨电极作正极 10.(2012山东)下列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，cuzn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，znmno2干电池自放电腐蚀主要是由mno2的氧化作用引起的 11.某溶液中可能含有下列离子中的两种或几种：ba2、h、so、so、hco、cl。(1)当溶液中有大量h存在时，则不可能有so、hco存在。(2)当溶液中有大量ba2存在时，溶液中不可能有so、so存在。(3)采用惰性电极从上述离子中选出适当离子组成易溶于水的电解质，对其溶液进行电解，若两极分别放出气体，且体积比为11，则电解质化学式是hcl、bacl2。 12.(2012海南)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入ch4和o2，电解质为koh溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为2o24h2o8e8oh、ch48e10ohco7h2o。(2)闭合k开关后，a、b电极上均有气体产生。其中b电极上得到的是h2，电解氯化钠溶液的总反应方程式为2nacl2h2o解2naohh2cl2。(3)若每个电池甲烷通入量为1 l(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为3.45104c(法拉第常数f9.65104cmol1列式计算)，最多能产生的氯气体积为4l(标准状况)。 13.在如图所示的装置中，若通入直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g。请回答：(1)电源中x电极为直流电源的负极。(2)ph变化：a：增大；c：减小(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)写出b中阳极的电极反应式：4oh4e2h2oo2。(4)c中铜电极和银电极生成物的物质的量之比为11。(5)若a中kcl溶液的体积为200 ml，电解后，溶液的ph为13(设电解前后溶液体积无变化)。 14.下图是一个用铂丝作电极，电解稀的mgso4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的ph变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是(填编号)。a管溶液由红变黄 b管溶液由红变黄a管溶液不变色 b管溶液不变色(2)写出a管中发生反应的反应式：2h2eh2(写2h2o2e2ohh2也可)，mg22ohmg(oh)2。(3)写出b管中发生反应的反应式：4oh4e2h2oo2(写2h2o4e4ho2也可)。(4)检验a管中气体的方法是用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰。(5)检验b管中气体的方法是用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃。(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)。 15.(2011广东)由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：(注：nacl熔点为801 ；alcl3在181 升华)(1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为2alfe2o3高温al2o32fe和4al3sio2高温2al2o33si。(2)将cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除cl2外还含有hcl和alcl3；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在nacl。(3)在用废碱液处理气体a的过程中，所发生反应的离子方程式为cl22ohclcloh2o，hohh2o。(4)镀铝电解池中，金属铝为阳极，熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以alcl和al2cl形式存在，铝电极的主要电极反应式为al7alcl3e4al2cl。(5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是致密的氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的o2、co2和h2o等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生。 16.下图是一个化学过程的示意图。(1)请回答图中甲、乙池的名称。甲池是原电池装置，乙池是电解池装置。(2)写出电极反应式：通入ch4的电极的电极反应式是ch410oh8eco7h2o，b(ag)电极的电极反应式为ageag。(3)当乙池中b(ag)极的质量增加5.40 g时，搅拌丙池，丙池溶液的ph为13(丙池中液体体积为0.5 l，且忽略前后体积变化)。.某温度时，在体积为2 l的密闭容器中，三种气态物质a、b、c的物质的量随时间的变化如下表所示。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分钟时测得反应放出了45 kj的热量，则体系中发生反应的热化学方程式为a(g)b(g)2c(g)h50 kj/mol。(5)此反应在此条件下的平衡常数是4。(6)下图为该反应在t1温度时，c的浓度随时间变化的趋势曲线。若其他条件不变，在t2(t2t1)温度时发生该反应，请在坐标图中画出t2温度时c的浓度随时间变化的趋势曲线。第12课时原电池、电解池的原理及应用1d解析： 首先明确a为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b，a错；b选项反应应为o24e4h=2h2o；c没有告知标准状况。2c解析： 本题考查电化学(原电池、电解池)的相关知识。k闭合时为电解池，为电解池，中发生充电反应，d电极为阳极发生氧化反应，其反应式为pbso42h2o2e=pbo24hso所以a正确。在上述总反应式中，得失电子总数为2e，当电路中转移0.2 mol 电子时，可以计算出中消耗的硫酸的量为0.2 mol，所以b对。k闭合一段时间，也就是充电一段时间后可以作为原电池，由于c表面生成pb，放电时作电源的负极，d表面生成pbo2，作电源的正极，所以d也正确。k闭合时d是阳极，阴离子向阳极移动，所以c错。3b解析：由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物，即银作负极，产物agcl是氧化产物，a、d都不正确；在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应，所以阳离子向电池的正极移动，c错误；化合物na2mn5o10中mn元素的化合价是18/5价，所以每生成1 mol na2mn5o10转移电子的物质的量为(418/5)52 mol，因此选项b正确。4a解析：zn作原电池的负极，cu作原电池的正极，cu电极发生还原反应。b选项电子流向是负极到正极，但ab这一环节是在溶液中导电，是离子导电，电子并没沿此路径流动。c选项中硫酸根离子浓度基本保持不变。d选项中是滤纸a点是阴极，氢离子放电，溶液中氢氧根暂时剩余，显碱性变红色。5a解析： 本题是一道综合试题，既考查了电解规律，又考查了离子的共存；ag、pb2、so、br等不能共存，最终溶液为硝酸钾溶液，实为电解水，a对。6b解析：用电解法提取氯化铜废液中的铜时，铜必须作阴极，阳极是铜或惰性电极，阴极的反应式为：cu22e=cu。7a解析：电解后a的ph增大，b、c减小，d不变。8c解析：负极2li2e=2li正极2h2o2e=2ohh2oh在正极生成向负极移动。9d解析：本题考查原电池及电解池工作原理，旨在考查考生对知识的综合应用能力。断开k2，闭合k1时，装置为电解池，两极均有气泡产生，则反应为2cl2h2oh22ohcl2，石墨为阳极，铜为阴极，因此石墨电极处产生cl2，在铜电极处产生h2，附近产生oh，溶液变红，故a、b两项均错误；断开k1、闭合k2时，为原电池反应，铜电极反应为h22e2oh=2h2o，为负极，而石墨电极反应为cl22e=2cl，为正极，故c项错误，d项正确。10b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，cuzn作正极，腐蚀速率减小，b对；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中干电池放电时mno2发生还原反应，体现还原性，d项错误。11(1)so、hco(2)so、so(3)hcl、bacl212(1)2o24h2o8e=8ohch48e10oh=co7h2o(2)h22nacl2h2o2naohh2cl2(3)3.45104c4解析：(1)在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为：ch42o22oh=co3h2o，正极是：2o24h2o8e=8oh，负极是：ch48e10oh=co7h2o。(2)b电极与通入甲烷的电极相连，作阴极，是h放电，生成h2；电解氯化钠溶液的总反应方程式为：2nacl2h2o2naohh2cl2。(3)根据得失电子守恒，可得：1 mol ch48 mol e4 mol cl2，故若每个电池甲烷通入量为1 l(标准状况)，生成4l cl2；电解池通过的电量为89.65104cmol13.45104c(题中虽然有两个燃料电池，但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算)。13(1)负(2)增大减小(3)4oh4e=2h2oo2(4)11(5)13解析：本题为电化学知识中多池连接问题。装置中有外接电源，则a、b、c全部为电解池。关键：各电极流过的电量相等，电解池之间为阴极与阳极相连。铜电极质量增加，为阴极，电极反应为age=ag，银电极为活性电极，电极反应为age=ag。则y为电源正极；流过的电量n(e)n(ag)0.02 mol。其他依次可解。14(1)(2)2h2e=h2(写2h2o2e=2ohh2也可)，mg22oh=mg(oh)2(3)4oh4e=2h2oo2(写2h2o4e=4ho2也可)(4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)15(1)2alfe2o3al2o32fe4al3sio22al2o33si(2)hcl和alcl3