2021版新高考化学一轮复习 课后限时集训20 电能转化为化学能——电解 鲁科版.doc

课后限时集训20电能转化为化学能电解(建议用时：35分钟)一、选择题(18题只有一个正确答案，912题有一个或两个正确答案)1(2019广东名校联考)“水”电池是一种利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电的电池，其总反应为5mno22ag2nacl=na2mn5o102agcl，如图以“水”电池为电源电解酸性fecl2溶液，x电极附近溶液先变黄，下列有关分析不正确的是()a该装置只涉及两种能量之间的转化b在线路中安装电压调节装置，可通过现象判断fe2和cl的还原性强弱c“水”电池内na不断向正极移动d为负极，其电极反应式为agcle=agcla“水”电池工作时化学能转化为电能，同时伴随着热量的变化，a项错误；根据x电极附近溶液先变黄可知，先是fe2被氧化，后是cl被氧化，若在线路中安装电压调节装置，则可根据电压和现象判断fe2和cl的还原性强弱，b项正确；“水”电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故c项正确；结合上述分析，可知为“水”电池的负极，负极上ag失电子发生氧化反应，其电极反应式为agcle=agcl，d项正确。2用如图所示装置电解一段时间后，下列叙述错误的是()a电极、电极均为fe，a为nacl溶液，两电极间可能会出现白色沉淀b电极、电极均为石墨，a为fecl2溶液，电极附近溶液变成黄绿色c电极、电极均为pt，a为饱和na2so4溶液，电解质溶液中有晶体析出d电极、电极均为al，a为alcl3溶液，电极质量增加da项，电极、电极均为fe，a为nacl溶液，则在阳极、阴极分别生成亚铁离子和氢氧根离子，两电极间可能会出现白色沉淀，正确；b项，电极、电极均为石墨，a为fecl2溶液，电极上氯离子失电子变成氯气，而使其附近溶液变成黄绿色，正确；c项，电极、电极均为pt，a为饱和na2so4溶液，电解后水减少，电解质溶液中有晶体析出，正确；d项，电极、电极均为al，a为alcl3溶液，电极上氢离子得电子生成h2，电极质量不增加，错误。3(2019三晋质检)一种脱除废水中nh的电化学装置如图所示，下列说法正确的是()a该装置将化学能转变为电能b该装置工作时，cl向阴极移动cnh在阴极上被还原为n2，阴极周围溶液的ph增大d阳极的电极反应式为clh2o2e=clo2hd该装置为电解池，将电能转变为化学能，故a错误；电解池中阴离子向阳极移动，故b错误；用电解法处理含有nh的废水，阴极上是水电离出的氢离子得电子发生还原反应：2h2o2e=h22oh，阳极的电极反应式为clh2o2e=clo2h，clo、h再将nh氧化为n2，故c错误，d正确。4一种将co2和h2o转换为燃料h2、co及ch4的装置如图所示(电解质溶液为稀疏酸)。下列关于该装置的叙述错误的是()a该装置可将电能转化为化学能b工作时，电极a周围溶液的ph增大c电极b上生成ch4的电极反应式为co28h8e=ch42h2od若电极b上只产生1 mol co，则通过质子膜的h数为2nabco2和h2o转化为燃料的反应为非自发进行的氧化还原反应，该装置为电解装置。电极a为阳极，电极反应式为2h2o4e=o24h(或4oh4e=o22h2o，oh由水电离产生)，故电极a周围溶液的ph减小，b项错误。5高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以naclo4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是()a上述装置中，f极为光伏电池的正极b阴极的电极反应为2h2o4e=4ho2cd处得到较浓的naoh溶液，c处得到hclo4d若转移2 mol电子，理论上生成100.5 g hclo4c电解时na移向阴极区，则f为电源负极，a项错误；电解时，阳极反应为2h2o4e=4ho2，na移向阴极区，阳极区溶质逐渐由naclo4转化为hclo4；阴极反应为2h2o2e=h22oh，阴极区产生naoh，b项错误、c项正确；根据得失电子守恒，若转移2 mol电子，理论上生成201 g hclo4，d项错误。6(2019沈阳模拟)氯碱工业的原理改进方法如图所示：分两个阶段进行，下列说法错误的是()a在阶段中，a为电源正极、b为电源负极b阶段阴极反应：na0.44xmno2xexna=na0.44mno2c该方法比传统氯碱工业减少了阳离子交换膜，避免氢气和氯气混合，便于naoh提纯d阶段、的反应不能都在饱和食盐水的条件下进行a阶段中，左侧电极的电极反应式为2h2o2e=h22oh，则该电极为阴极，a为电源负极，b为电源正极，a项错误；阶段中，na0.44xmno2在阴极发生还原反应生成na0.44mno2，其电极反应式为na0.44xmno2xexna=na0.44mno2，b项正确；和传统氯碱工业相比，该方法减少了阳离子交换膜，阶段和阶段分别产生h2和cl2，便于naoh提纯，c项正确；若阶段在饱和食盐水中进行，则阴极和阳极分别产生h2和cl2，达不到改进目的，故阶段、的反应不能都在饱和食盐水中进行，d项正确。7(2019武汉模拟)某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如图所示，下列叙述正确的是()ay极的电极反应：pb2e=pb2b铅蓄电池工作时so向y极移动c电解池中发生的反应仅有2al6h2o2al(oh)33h2d每消耗103.5 g pb，理论上电解池阴极上有0.5 mol h2生成d根据电解池中fe电极上h2o转化为h2，发生还原反应，知fe电极为阴极，故x极为负极，y极为正极，y极的电极反应为pbo22e4hso=pbso42h2o，a项错误；原电池中阴离子向负极移动，因此铅蓄电池工作时so向x极移动，b项错误；根据图像可知al电极上既有铝离子生成，又有氧气放出，说明铝电极上发生的氧化反应有两个：al3e=al3、2h2o4e=o24h，因此电解池中发生的反应有2al6h2o2al(oh)33h2、2h2o2h2o2，c项错误。8(2019湖南四校联考)碳呼吸电池被誉为改变世界的创新技术，用碳呼吸电池为钠硫电池充电的装置如图所示。下列说法不正确的是()ab极是多孔碳电极b充电时，na通过固体氧化铝陶瓷向m极移动c随着反应的进行，碳呼吸电池中c2o浓度不断减小d充电过程中碳呼吸电池每消耗1 mol al，n极上可生成1.5x mol s单质c由题图可知，碳呼吸电池为原电池，钠硫电池充电装置为电解池，根据各电极上物质变化及固体氧化铝陶瓷可传导na进行分析：电极电极反应碳呼吸电池(原电池)al电极(负极)2al3c2o6e=al2(c2o4)3多孔碳电极(正极)2co22e=c2o总反应2al6co2=al2(c2o4)3钠硫电池充电装置(电解池)m极(阴极)nae=nan极(阳极)s2e=xs总反应na2sx=2naxs由上述分析知n极为阳极，应接外接电源的正极，故b极为碳呼吸电池的正极，即b极为多孔碳电极，a项正确；电解池中，阳离子向阴极移动，即na移向m极，b项正确；由碳呼吸电池的总反应知，c2o浓度不变，c项错误；由各电极上转移电子数相等可知，每消耗1 mol al，n极上可生成1.5x mol s单质，d项正确。9(2019惠州模拟)如图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图，下列说法正确的是()a甲池是化学能转化为电能的装置，总反应式为2ch3oh3o2=2co24h2ob乙池中的ag电极反应式为cu22e=cuc反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量cu(oh)2固体d当甲池中280 ml(标准状况下)o2参加反应时，乙池中理论上可析出1.6 g固体bd甲池是化学能转化为电能的装置，属于碱性燃料电池，总反应式为2ch3oh3o24koh=2k2co36h2o，a项错误；乙池ag电极上cu2放电，电极反应式为cu22e=cu，b项正确；根据乙池中总反应知，要使乙池恢复原状，可加入一定量cuo，c项错误；甲池中消耗280 ml(标准状况下)o2时转移电子0.05 mol，根据各电极上转移电子数相等知，乙池中理论上生成0.025 mol cu，所以析出固体的质量0.025 mol64 gmol11.6 g，d项正确。10(2019唐山模拟)某科研小组将含硫化氢的工业废气进行了资源化利用，将获得的电能用于制取“84”消毒液。已知：2h2s(g)o2(g)=s2(s)2h2o(l)h632 kjmol1。下图为该小组设计的原理图。下列说法正确的是()a电极a为燃料电池正极b电极b上发生的电极反应为o24e2h2o=4ohc电路中每流过4 mol电子，电池内部释放热能小于632 kjda极每增重32 g，导气管e将收集到气体11.2 l(标准状况)c电极a上h2s转化为s2，发生氧化反应，为燃料电池的负极，a项错误；电极b上o2转化为h2o，电极反应为o24e4h=2h2o，b项错误；电路中每流过4 mol电子，消耗1 mol o2，但该装置将化学能转化为电能，电池内部基本上不放出热量，故释放热能小于632 kj，c项正确；a极为负极，电极反应为2h2s4e=4hs2，电极c为阴极，电极反应为2h2e=h2，根据各电极上转移电子数目相等，可得关系式：s22h2，故导气管e收集到的h2在标准状况下的体积为222.4 lmol122.4 l，d项错误。11(2019山西五地市联考)以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：上述装置工作时，下列有关说法正确的是()ana由乙池穿过交换膜进入甲池b甲池电极反应为4co2h2o4e=4hcoo2c乙池电极接电池正极，气体x为h2dnaoh溶液y比naoh溶液z浓度大bd由题图可知，甲池逸出氧气，则甲池中的电极为阳极，乙池中的电极为阴极。a项，na向阴极移动，即na由甲池穿过交换膜进入乙池；b项，甲池电极上水放电生成氧气和氢离子，氢离子与碳酸根离子反应生成碳酸氢根离子，电极反应式为4co2h2o4e=4hcoo2；c项，乙池中的电极为阴极，应接电池负极，阴极上水放电生成氢气和氢氧根离子；d项，电解时，甲池得到碳酸氢钠，乙池得到氢氧化钠，则naoh溶液y比naoh溶液z浓度大。12.(2019试题调研)爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应为fenio22h2ofe(oh)2ni(oh)2。用其电解naoh浓溶液制备高铁酸钠(na2feo4)的装置如图所示。下列说法正确的是()a放电时，蓄电池fe电极上的电极反应式为fe2h2o2e=fe(oh)22hbx极为nio2极，ni电极发生还原反应c离子交换膜为阳离子交换膜d当生成1.66 g na2feo4时，通过离子交换膜的oh为0.06 mold放电时蓄电池为原电池，由方程式可知此电池为碱性电池，铁电极不能生成h，负极反应式为fe2e2oh=fe(oh)2，a项错误；制备na2feo4，需由fe作阳极失去电子，则y极是正极，所以x极是负极，而蓄电池中fe失电子，故fe作负极，因此x极为fe极，发生氧化反应，ni电极为阴极，发生还原反应，b项错误；电解池中，铁电极是阳极，电极反应式为fe6e8oh=feo4h2o，ni电极上氢离子放电，电极反应式为2h2o2e=h22oh，图中的离子交换膜为阴离子交换膜，c项错误；生成1.66 g即0.01 mol na2feo4，失去0.06 mol电子，为保持电荷守恒，通过离子交换膜的oh为0.06 mol，d项正确。二、非选择题13(2019合肥质检)如图所示，u形管内盛有100 ml的溶液，按要求回答下列问题：(1)断开k2，闭合k1，若所盛溶液为cuso4溶液，则a极为_极，b极的电极反应式为_。若所盛溶液为kcl溶液，则b极的电极反应式为_。(2)断开k1，闭合k2，若所盛溶液为滴有酚酞的足量nacl溶液，则：a电极附近可以观察到的现象是_，na移向_(填“a”或“b”)极。b电极上的电极反应式为_，总反应的化学方程式是_。反应一段时间后断开k2，若忽略溶液的体积变化和气体的溶解，b极产生气体的体积(标准状况)为11.2 ml，将溶液充分混合，常温下溶液的ph约为_。若要使电解质溶液恢复到原状态，需向u形管内加入或通入一定量的_。解析(1)断开k2，闭合k1时，该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子生成铜，发生还原反应，电极反应式为cu22e=cu；所盛溶液为kcl溶液时发生吸氧腐蚀，正极(b极)的电极反应式为o22h2o4e=4oh。(2)断开k1，闭合k2，若所盛溶液为滴有酚酞的nacl溶液，该装置是电解池。碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成的氢氧根离子导致溶液呈碱性，加入酚酞溶液后变红；溶液中的na向阴极移动，即向a电极移动；电解时，阳极b上氯离子放电生成氯气：2cl2e=cl2，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，所以电池总反应式为2nacl2h2o2naohh2cl2；由可知，b极产生(标准状况)11.2 ml cl2，生成0.001 mol naoh。故oh0.01 moll1，h moll11012 moll1，故ph12。两极逸出的气体分别是h2和cl2，故要使电解质溶液恢复到原状态，需向u形管内通入一定量的hcl气体。答案(1)负cu22e=cuo22h2o4e=4oh(2)溶液变红a2cl2e=cl22nacl2h2o2naohcl2h212hcl14电解法制取有广泛用途的na2feo4，同时获得氢气：fe2h2o2ohfeo3h2，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色feo，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知