2013届高考化学二轮总复习限时训练第12课时原电池、电解池的原理及应用新人教版(湖南专用)

1、-1 -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 CsHSO 固体为电解质传递其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+ C2=2HO,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B. b 极上的电极反应式为：Q+ 2HO+ 4e_=4OHC.每转移 0.1 mol 电子，消耗 1.12 L 的 H2D.H*由 a 极通过固体酸电解质传递到b 极Pb+ PbO+ 2HSO=2PbSOH2HQ 研读下图，下列判断不正确的是（）A. K 闭合时，d 电极反应式：PbSO+ 2HO 2e=Pb触4H+ sOB. 当电路中转移 0.2 mol 电子时，1中

2、消耗的 HSO 为 0.2 molC.K闭合时，n中 sO-向 c 电极迁移D.K 闭合一段时间后，n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：5MnO+ 2Ag+ 2NaCI=NaMnOi+2AgCI，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： Ag+ Cl 一 e =AgCl2.铅蓄电池的工作原理为:)-2 -B.每生成 1 mol Na2Mn；Oo转移 2 mol 电子C. Na*不断向“水”电池的负极移动D. AgCI 是还原产物4. （

3、2012 福建）将如图所示实验装置的 K 闭合，下列判断正确的是（）用饱和硫酸汕、酚駄溶潅畏湿的滤紙戈a寻V!籬覇話 壬则断辺溶液曙tJti-Mr/Lmol * L乜nSQ渚淞Ltitol * L 61150溶液甲乙A.Cu 电极上发生还原反应B.电子沿 ZnCu 路径流动C. 片刻后甲池中c（SO2）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*、Pb2十、K+ SO、NQ、Br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（）A.1:2 B.8：1C. 1 : 1 D . 80 : 1086. （2011 上海）用电解法提取氯化铜废液中的铜

4、，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. pH =a某电解质溶液中，插入两支惰性电极，通直流电一段时间后，溶液的则电解质可能是（）A.NaOH B. HSOC. AgNO D . NaSQ然后用惰pHa,-3 -8.（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

5、 向正极移动D.总反应为：2Li + 2H2O=2LiOHb H2T9.（2012 安徽）某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开闭合 Ki,两极均有气泡产生；一段时间后，断开Ki，闭合 K2,发现电流表 A 指针偏转。F 列有关描述正确的是（）A.断开 K诵由2,闭合 K1时，总反应的离子方程式为：2H+ 2Cl =12f+ HfB.断开 K2,闭合 K1时，石墨电极附近溶液变红C.断开 K1,闭合 Kz时，铜电极上的电极反应为：CI2+ 2e_=2CD.断开 Ki,闭合&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（）图 a图 b图 c 图 dA

6、. 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直流电鯨h铜含酚駄的轉和為盐水-4 -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， ZnMnO 干电池自放电腐蚀主要是由MnO 的氧化作用引起的-5 -11.某溶液中可能含有下列离子中的两种或几种：Ba21 、SO、SCT、HCO、Cl(1)当溶液中有大量 J 存在时，则不可能有SO、HCO 存在。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

7、质，对其溶液进行电 解，若两极分别放出气体，且体积比为 1 : 1,则电解质化学式是HCI、BaCL。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 CH 和Q,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+ 10OH = CO+ 7HO 。(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H ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为2NaCI+ 2HO 解 2NaOHF H2f+ Cl2f。(3)若每个电池甲烷通入量为1

8、 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 3.45X104C (法拉第常数F= 9.65X104C- mol1列式计算)，最多能产生的氯气体积为4 L(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:2O + 4HO+ 8e8OH 、 CH 8eKOH 溶额KOH 溶臧 MatlTOWW-6 -(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”)。Pt PtK PtCu AfiKU擀蔽CuSOi.K.SO.溶液AgNO3液ABC-7 -(4) C 中铜电极和银电极生成

9、物的物质的量之比为1：1。(5) 若 A 中 KCI 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 MgSQ 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，酸色一红色，碱色一黄色)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：2H+ 2e= Hf(写 2HO+ 2e= 20H + Hf也可)，M+ 2OH = Mg(OH

10、J。(3) 写出 B 管中发生反应的反应式：4OH 4e= 2HO+ Of(写 2HO-4e= 4+ Qf 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)。(3)写出 B 中阳极的电极反应式:40H4e=2H2O+ Qf-8 -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

11、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：NaCI 熔点为 801C；AICI3在 181C升华)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2AI + FezQ 高温 AI2Q+ 2Fe 和 4AI + 3SiO2高温2ALQ + 3Si 。(2)将 CI2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 CI2外还含有 HCI 和 AICI3;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NaCI。(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CI2+ 2OH

12、 = Cl+ CIO+ HO, H+ OH = HO。(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AICI；和AI2CI；形式存在，铝电极的主要电极反应式为AI + 7AICI；- 3e4AI2C-。(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O、CO 和 H2O 等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生。16.I.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 CH 的电极的电极反应式是CH + 10OH 8e-= CO-+ 7

13、HO , B(Ag)电极的电极反应式为 Ag+ e-= Ag 。(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-9 -液体体积为 0.5 L，且忽略前后体积变化)。n.某温度时，在体积为 2 L 的密闭容器中，三种气态物质AB、C 的物质的量随时间的变化如下表所示。-10 -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

14、方程式为A(g) + B(g) 2C(g) H=- 50 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Ti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H(T2Ti)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。-11 -第 12 课时 原电池、电解池的原理及应用1. D 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 Q + 4e+ 4J=2HO; C 没有告知标准状况。2 . C 解析： 本题考查电化学(原电池、电解池)的相关知识。K 闭合时I为电解池，n为电解

15、池，n中发生充电反应，d 电极为阳极发生氧化反应，其反应式为PbSQ + 2HO- 2e=Pb(2H4H+ SO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I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n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 PbO,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。3.B 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AgCI 是氧化产物，A、D 都不正确；在原电池中

16、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 NaMnO。中 Mn 元素的化合价是+ 18/5 价，所以每生成 1 mol NMnO。转移电子的物质的量为 (4 18/5)X5= 2 mol，因此选项 B 正确。4.A 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。5.A 解析： 本题是一道综合试题，既考查了电解规律，又考

17、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。6.B 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：Cu2+ 2e_ =Cu7.A 解析：电解后 A 的 pH 增大，B C 减小，D 不变。8.C 解析：负极 2Li 2e=2Li+正极 2HO+ 2e=2OH+HdOH 在正极生成向负极移动。9.D 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。电解断开 K2,闭合 K1时，装置为电解池，两极均有气泡产生，则反应为2CI + 2HO=Hd+ 2OH-12 -+ CI2f,石墨

18、为阳极，铜为阴极，因此石墨电极处产生CI2，在铜电极处产生 H2，附近产生OH,溶液变红，故AB 两项均错误；断开 K1、闭合&时，为原电池反应，铜电极反应为H-13 -2e+ 20H =2H0，为负极，而石墨电极反应为CI2+ 2e=2C，为正极，故 C 项错误，D项正确。10.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 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 MnO发生还原反应，体现还原性，

19、D 项错误。11.(1)SO2、HC( (2)SO4、sO(3)HCI、BaCh12 . (1)2O2+ 4H2O+ 8e=8OH CH 8e+ 10OH=cO+ 7HO (2)H22NaCI + 电解2HO=2NlaOHF H4+Cl2f(3)3.45X104C 4解析： 在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为：CH+ 2C2+ 2OH=C(3+ 3H2O,正极是：2Q + 4H2O+ 8e=8OH,负极是：CH 8e+ 10OH=C(O+ 7fQ(2)b 电极与通入甲烷的电极相连，作阴极，是放电，生成 H ;电解氯化钠溶液的总反2NaCI+2HO=2NlaOHF H4+Cl2To根据得失电

20、子守恒，可得： 1 mol CH48 mol e4 mol Cl2，故若每个电池甲烷通1= 3.45X104C(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)o13.(1)负(2)增大 减小 (3)4OH4e=2HO+ QT(4)1：1(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 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 Ag+ e=Ag 银电极为活性电极，电极反应为Ag e=Ago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)2H+

21、2e =HT(写 2H2O+ 2e =2OH + H2T也可),Mg + 2OH=Mg(OH)J(3)4OH 4e=2HO+ QT(写 2H2O- 4e=4H + OT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)2Al + FezQ高温=Al2Q+ 2Fe 4Al + 3SiO2高温=2Al2O3+ 3Si应方程式为:入量为 1 L(标准状况)，生成 4L Cl2;电解池通过的电量为1L22.4L/mol4X8X9.65X10 C- molAB C 全部为电解(2)HCl 和