2024届高三化学高考备考一轮复习练习：电化学原理的综合应用

电化学原理的综合应用练习一、选择题（共10题）1.用铅蓄电池电解AgNO3、Na2SO4的溶液，a、b、c、d电极材料均为石墨。已知铅蓄电池的总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))2PbSO4(s)＋2H2O(l)，通电时a电极质量增加，下列说法正确的是()A.电路中通过1mol电子时，Y电极质量增加48gB.放电时铅蓄电池负极的电极反应式为PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－=PbSO4(s)＋2H2O(l)C.c、d电极产生气体的物质的量之比为1∶2D.X极为负极2.以铅酸蓄电池为电源，石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如下图。若一段时间后Y电极上有6.4g红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是()A.a为铅酸蓄电池的负极B.电解过程中SOeq\o\al(2－,4)向右侧移动C.电解结束时，左侧溶液质量增重8gD.铅酸蓄电池工作时，正极电极反应式为PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)3.铜片、锌片和稀硫酸组成的铜锌原电池，工作一段时间后，铜片上有4.48L气体(标准状况)放出，下列说法中正确的是()A.外电路中转移电子0.2molB.铜为负极，有12.8g铜溶解C.锌为正极，有13g锌溶解D.反应过程中消耗0.4mol氢离子4.如图所示a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法中正确的是()A.X是负极，Y是正极B.Cu电极上产生了无色、无味的气体C.当b极产生标况下2.24L的气体时，Pt电极上生成了6.4g的铜单质D.电解一段时间后，CuSO4溶液的浓度减小5.四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成(CH3)4NOH，其工作原理如图所示(a、b为石墨电极，c、d、e为离子交换膜)，下列说法正确的是()A.M为正极B.c、e均为阳离子交换膜C.b极电极反应式：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋D.制备1mol(CH3)4NOH，a、b两极共产生11.2L气体(标准状况下)6.用石墨烯锂硫电池电解制备Fe(OH)2的装置如图所示。电池放电时的反应为16Li＋xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)，电解池两极材料分别为Fe和石墨，工作一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀。下列说法不正确的是()A.X是铁电极，发生氧化反应B.电子流动的方向：B→Y，X→AC.正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4D.锂电极减重0.14g时，电解池中溶液减重0.18g7.已知：E为电池电动势(即电池的理论电压，是两个电极电位之差E＝E＋－E－)。科学家最近发明了一种Zn－PbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下，下列说法不正确的是()A.Zn为负极，B区域的电解质为K2SO4B.阳离子交换膜为图中的a膜C.正极的电极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4＋2H2OD.与传统铅酸蓄电池相比较两个电极电位之差EZn－PbO2<EPb－PbO28.某地海水中主要离子的质量浓度如下表，现利用“电渗析法”对海水进行淡化，技术原理如图所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是()离子Na＋K＋Ca2＋Mg2＋Cl－SOeq\o\al(2－,4)HCOeq\o\al(－,3)质量浓度/(mg·L－1)9360832001100160001200118A.甲室的电极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑B.淡化过程中易在戊室形成水垢C.乙室和丁室中部分离子的浓度增大，淡水的出口为bD.当戊室收集到22.4L(标准状况)气体时，通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为2mol9.一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是()A.甲为正极，丙为阴极B.丁极的电极反应式为MnOeq\o\al(2－,4)－e－=MnOeq\o\al(－,4)C.KOH溶液的质量分数：c%＞b%＞a%D.标准状况下，乙电极上每消耗22.4L气体时，理论上有4molK＋移入阴极区10.采用乙醇－水－硫酸作电解质溶液，以对硝基苯甲酸()为原料，通过电解的方法可制备对氨基苯甲酸()，电解装置如图所示(箭头表示电解池工作时离子的迁移方向)。下列有关说法错误的是()A.该装置中的阳离子交换膜为质子交换膜B.乙醇－水－硫酸电解质溶液中的乙醇为溶剂C.电极N为阴极，电极反应为＋6H＋+6e－→＋2H2OD.在反应过程中，储液罐甲中的pH始终保持不变二、非选择题（共4题）11.某化学兴趣小组的同学用如下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合K时，观察到电流表的指针发生了偏移。请回答下列问题：(1)乙装置的名称是________；Zn为________极。(2)写出电极反应：Cu极：____________________________________________；石墨棒极：__________________________________________________。(3)当甲中产生0.1mol气体时，乙中产生的气体在标准状况下的体积应为________。(4)若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，闭合K一段时间后，乙中溶液的颜色________(填“变深”“变浅”或“不变”)。(5)若乙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，闭合K一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；乙中溶液的pH将________。(6)若乙中电极不变，将其溶液换成饱和Na2SO4溶液，闭合K一段时间，当阴极上有amol气体生成时，同时有ωgNa2SO4·10H2O析出，假设温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数应为________________(用含ω、a的表达式表示，不必化简)。12.肼(N2H4)－空气碱性燃料电池放电效率高，以该电池为电源模拟工业制烧碱，装置如图所示：回答下列问题：(1)乙装置的能量转化形式主要是________。(2)乙装置中离子交换膜的类型是________(填字母)。A.质子交换膜 B.阳离子交换膜C.阴离子交换膜(3)铂电极的名称是________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)。(4)写出铜电极的电极反应式：_____________________________________。(5)电解过程中，石墨电极附近溶液的pH减小，其原因是_________________________(用化学用语和必要的文字说明)。(6)若铂电极上有4.48LO2(标准状况)发生反应，装置的电流效率为80%，理论上制备纯度为96%的烧碱________g(结果保留1位小数)。13.如图1所示，A为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。B为浸透饱和硫酸钠和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽，其电极材料、电解质溶液见图。(1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为_____________________________。(2)关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向d端移动，则电源a端为________极，通电一段时间后，观察到滤纸c端出现的现象是________________。(3)D装置中有200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)，(电解前后溶液的体积变化关系忽略不计)原混合溶液中NaCl的物质的量浓度________mol·L－1，t2时所得溶液的pH＝________。(4)若C装置中溶液为AgNO3且足量，总反应的离子方程式为_________________________。电解结束后，为了使溶液恢复原样，则可以在反应后的溶液中加入________________(填化学式)。14.某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_______________________________________________________。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为_____________________________________________________。(3)当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况下)，丙池中________极析出________g铜。(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。答案1.A2.C3.D4.C5.B6.D7.D8.D9.D10.D11.(1)电解池负(2)2H＋＋2e－=H2↑Cu2＋＋2e－=Cu(3)2.24L(4)不变(5)增大增大(6)eq\f(142ω,322（ω＋18a）)×100%12.(1)电能转化为化学能(2)B(3)正极(4)N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O(5)石墨电极发生反应：2Cl－－2e－=Cl2↑，Cl2与水发生反应：Cl2＋H2O⇋HCl＋HClO，溶液的酸性增强(6)26.713.(1)CH4＋