高二化学（人教版）试题 选择性必修一 课时跟踪检测（三十三）　电化学中多池串联及电化学的相关计算

5/5课时跟踪检测(三十三)电化学中多池串联及电化学的相关计算(标题目配有讲评课件,选择题请在答题栏中作答)一、选择题1.在100mLH2SO4和CuSO4的混合液中,用石墨作电极进行电解,两极上均收集到2.24L气体(标准状况),则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为()A.1mol·L-1 B.2mol·L-1C.3mol·L-1 D.4mol·L-12.(2025·郑州高二期中)如图所示的装置中,X、Y、Q、W都是石墨电极,将电源接通后,W极附近颜色逐渐加深。下列说法不正确的是()A.电源的M极为正极B.电极X和Y产生单质物质的量之比为1∶2C.若甲装置中盛有足量CuSO4溶液,通电一段时间,加入适量Cu(OH)2可以使溶液恢复原状D.欲用乙装置给铜镀银,U极应该是Ag,电镀液选择AgNO3溶液3.电解一定量的硫酸铜溶液的实验装置如图①所示,电解的实验数据如图②所示,横轴表示电解过程中转移电子的物质的量,纵轴表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法正确的是()A.开始时b电极上有红色物质析出,而后有气泡产生B.a电极上的电子经溶液流向b电极再流入直流电源C.在PQ段,产生的H2和O2的体积之比为1∶2D.从开始到Q点,装置中产生的气体中有0.1mol氧气4.NaBH4燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是()A.离子交换膜应为阳离子交换膜,Na+由左极室向右极室迁移B.该燃料电池的负极反应式为BH4−+8OH--8e-BO2−C.电解池中的电解质溶液可以选择CuSO4溶液D.每消耗2.24LO2(标准状况)时,A电极的质量减轻12.8g5.如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。下列有关说法正确的是()A.通入氧气的一极为正极,发生的电极反应为O2-4e-+2H2O4OH-B.乙装置中铁电极为阴极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+C.反应一段时间后,乙装置中在铁电极区生成氢氧化钠D.反应一段时间后,丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变6.(2025·安庆高二检测)常温下用石墨作电极,电解100mL0.1mol·L-1的Cu(NO3)2和0.1mol·L-1的AgNO3组成的混合溶液,当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12L时,假设溶液体积不变,下列说法正确的是()A.阴极增重1.4gB.所得溶液c(H+)<0.1mol·L-1C.阴极增重0.64gD.所得溶液c(H+)>0.1mol·L-17.用电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72−)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中发生反应:Cr2O72−+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3A.电解过程中废水的pH会减小B.阳极反应式为Fe-3e-Fe3+C.电解后除Cr(OH)3沉淀外,还有Fe(OH)3沉淀生成D.电路中每转移0.6mole-,最多有0.2molCr2O78.(2025·湛江高二检测)利用镁⁃次氯酸盐电池为电源,模拟电浮选凝聚法处理污水示意图如图所示,通过铁和石墨电极在污水中电解,利用污水中溶解的氧将生成的Fe2+转化为Fe(OH)3沉淀吸附污染物,气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,从而达到净水的目的。下列说法错误的是()A.镁⁃次氯酸盐电池总反应的离子方程式为Mg+ClO-+H2OMg(OH)2+Cl-B.M应是石墨电极,N应是铁电极C.生成Fe(OH)3沉淀反应的离子方程式为4Fe2++10H2O+O24Fe(OH)3↓+8H+D.将污水中悬浮物带到水面形成浮渣层的气泡成分主要是H29.用石墨作电极电解1000mL0.1mol·L-1AgNO3溶液,通电一段时间后关闭电源,测得溶液的质量减少了13.4g。下列有关叙述正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)()A.电解过程中流经外电路的电子数目为0.1NAB.两极共产生标准状况下3.92L气体C.电解后溶液中H+浓度为0.01mol·L-1(假设溶液体积不变)D.加入13.8gAg2CO3可将溶液复原10.(2023·北京卷)回收利用工业废气中的CO2和SO2,实验原理示意图如下。下列说法不正确的是()A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨B.装置a中溶液显碱性的原因是HCO3−的水解程度大于HCC.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2D.装置b中的总反应为SO32−+CO2+H2OHCOOH+S11.利用氢氧燃料电池,以镍、铁作电极电解NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4,其在浓碱中稳定存在)的装置如图所示。已知固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,在高温下能传导O2-。下列说法正确的是()A.电极b的电极反应为H2-2e-2H+B.电极d材料是铁电极,电极反应为Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2C.理论上,固体电解质中每迁移0.3molO2-,可以制得16.6gNa2FeO4D.为提高Na2FeO4的产率,应使用阳离子交换膜二、非选择题12.(12分)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(甲、乙、丙三池中溶质足量,体积均为1L),当闭合该装置的开关K时,观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题:(1)甲、乙、丙三池中为原电池的是(填“甲池”“乙池”或“丙池”),A电极的电极反应式为,C电极的电极反应式为。

(2)丙池总反应的离子方程式为。

(3)当甲池中B电极上消耗O2的体积为560mL(标准状况)时,理论上通过乙池的电量为(法拉第常数F=9.65×104C·mol-1),丙池溶液的pH为 (忽略溶液体积的变化)。

课时跟踪检测(三十三)1.选A分析电解H2SO4、CuSO4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知,两极产生的气体分别为H2、O2各0.1mol,O2是由OH-失去0.4mol电子而得到,H2是由H+得到0.2mol电子而生成。由电子得失守恒知,还有0.2mol电子是Cu2+得到的,故Cu2+的物质的量是0.1mol,则Cu2+的物质的量浓度为0.1mol0.1L=1mol·L-12.选C电源接通后,W极附近颜色逐渐加深,W是阴极,则N是原电池负极、M是正极,故A正确。X是阳极、Y是阴极,X极发生反应4OH--4e-2H2O+O2↑;Y极发生反应Cu2++2e-Cu,根据得失电子守恒,电极X和Y产生单质物质的量之比为1∶2,故B正确。若甲装置中盛有足量硫酸铜溶液,X极放出O2、Y极生成Cu,通电一段时间,加入适量氧化铜可以使溶液恢复原状,故C错误。乙装置U是阳极、R是阴极,欲用乙装置给铜镀银,银作阳极、铜作阴极,U极应该是Ag,电镀液选择硝酸银溶液,故D正确。3.选D根据电子的流向可知,a电极为电解池的阴极、b电极为电解池的阳极。b电极上无红色物质析出,但一直有氧气产生,A项错误;电子仅在外电路中移动,溶液中为阴、阳离子的定向移动,B项错误;由图像和反应过程可知,刚开始为电解CuSO4溶液的过程,仅有氧气生成,PQ段为电解H2O的过程,则a电极上生成氢气,b电极上生成氧气,且二者的体积之比为2∶1,C项错误;在电解过程中,每转移4mol电子,有1molO2生成,由图像可知,从开始到Q点转移的电子为0.4mol,故有0.1molO2生成,D项正确。4.选D通入O2发生反应O2+4e-+2H2O4OH-,通入O2的一极为正极。Na+通过交换膜进入右边得到浓NaOH溶液,故离子交换膜允许Na+通过,是阳离子交换膜,A正确;根据图示,负极BH4−转化为BO2−,反应式为BH4−+8OH--8e-BO2−+6H2O,B正确;该电解池用于电解精炼铜,电解质溶液可以选择CuSO4溶液,C正确;A极连接原电池的正极,作阳极,每消耗2.24LO2(标准状况)时,转移电子0.4mol,但阳极上(A极)为粗铜,不只有Cu参与放电,还有比Cu活泼的金属放电5.选C甲装置为燃料电池,通氧气一极为正极,电解质为KOH,正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,故A错误;通甲醚的一极为负极,即Fe电极为阴极,阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,故B错误;乙装置中铁为阴极,阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,X为阳离子交换膜,允许Na+通过,反应一段时间后,乙装置中铁电极区生成NaOH,故C正确;丙装置为电解池,精铜作阴极,电极反应式为Cu2++2e-Cu,粗铜作阳极,电极反应式为Cu-2e-Cu2+,但粗铜中含有比Cu活泼的金属如Zn、Fe等,这些金属先失电子,使CuSO4溶液的浓度减小,故D错误。6.选D100mL0.1mol·L-1的硝酸铜和0.1mol·L-1的硝酸银组成的混合溶液,含有银离子、铜离子各0.01mol,用石墨作电极电解混合液,当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12L时:假设1:当阴极上生成的气体体积为1.12L,即1.12L22.4L·mol−1=0.05mol,说明银离子、铜离子放电完全阴极:Ag++e-Ag;Cu2++2e-Cu;2H++2e-H2↑,转移电子数:Ag++e-Ag 0.01 0.01 0.01Cu2++2e-Cu 0.01 0.02 0.012H++2e-H2↑ 0.1 0.1 0.05共转移电子数为0.01+0.02+0.1=0.13mol,阴极增重0.01×108+0.01×64=1.72g阳极为氢氧根离子放电生成氧气,电极反应式:4OH--4e-2H2O+O2↑ 0.13 0.13 0.13则反应后溶液中的氢离子浓度为(0.13−0.1)mol0.1L=0.3mol·L-1,故D假设2:当阳极上生成的气体体积为1.12L,即1.12L22.4L·mol−1=0.05mol,阳极电极反应式:4OH--4e-2H2O+O2↑,则共转移电子0.05阴极:Ag++e-Ag;Cu2++2e-Cu;2H++2e-H2↑;转移电子数:Ag++e-Ag 0.01 0.01 0.01Cu2++2e-Cu 0.01 0.02 0.012H++2e-H2↑ 0.17 (0.2-0.03)=0.17 0.085所以阴极增重0.01×108+0.01×64=1.72g,反应后溶液中的氢离子浓度为(0.2−0.17)mol0.1L=0.3mol·L-1,故D7.选C由反应式Cr2O72−+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O可知,处理过程中消耗氢离子,溶液的酸性减弱,pH增大,故A错误;电解时,铁板作阳极,阳极反应式为Fe-2e-Fe2+,故B错误;阴极发生还原反应,溶液中的氢离子得到电子减少,同时生成氢氧根离子,Cr2O72−+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,有Fe3+生成,所以有Fe(OH)3沉淀生成,故C正确;Fe-2e-Fe2+,则转移电子数0.6mol需要0.3molFe,再根据反应的离子方程式得关系式:6Fe~12e-~6Fe2+~Cr2O72−,故被还原的Cr2O72−的物质的量为0.058.选B由原电池结构可知,Mg失去电子作负极,电极反应式为Mg+2OH--2e-Mg(OH)2,石墨是正极,电极反应式为ClO-+H2O+2e-Cl-+2OH-,总反应的离子方程式为Mg+ClO-+H2OMg(OH)2+Cl-,A项正确;污水处理中,要得到Fe(OH)3沉淀,应引入Fe2+,铁电极应是阳极(M电极),石墨应是阴极(N电极),B项错误;铁电极只能生成Fe2+,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,Fe2+被污水中溶解的O2氧化生成Fe(OH)3沉淀,离子方程式为4Fe2++10H2O+O24Fe(OH)3↓+8H+,C项正确;N电极的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,产生的H2将污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,D项正确。9.选B用石墨作电极电解1000mL0.1mol·L-1AgNO3溶液,阴极上先发生的电极反应为Ag++e-Ag,假设0.1mol银离子全部放电,转移电子的物质的量为0.1mol,则析出金属银的质量为0.1mol×108g·mol-1=10.8g,此时阳极上的电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,转移0.1mol电子时生成的氧气的质量为0.025mol×32g·mol-1=0.8g,所以此时溶液质量减少10.8g+0.8g=11.6g<13.4g,则接下来阴极上放电的是氢离子,阳极上仍是OH-放电,此阶段相当于电解水,则电解水的质量为13.4g-11.6g=1.8g,电解1.8g水转移电子的物质的量为0.2mol,所以整个过程中转移电子的总物质的量为0.3mol,数目为0.3NA,A项错误;由分析可知,该电解过程中阳极的电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,转移0.3mol电子,产生的氧气的物质的量为0.075mol,即标准状况下的体积为1.68L,阴极的电极反应为Ag++e-Ag、2H2O+2e-H2↑+2OH-,阴极上产生氢气,当转移0.2mol电子时,产生的氢气的物质的量为0.1mol,即标准状况下的体积为2.24L,所以两极共产生标准状况下3.92L气体,B项正确;电解过程中溶液中的氢离子最终增加了0.1mol,所以最后溶液中c(H+)=0.1mol1L=0.1mol·L-1,C项错误;电解过程相当于减少了氧化银和水,只加入Ag2CO3不能将溶液复原,D项错误。10.选CSO2是酸性氧化物,废气中SO2排放到空气中会形成硫酸型酸雨,故A正确;装置a中溶液的溶质为NaHCO3,溶液显碱性,说明HCO3−的水解程度大于其电离程度,故B正确;装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体,CO2与NaHCO3溶液不反应,不能吸收CO2,故C错误;由电解池阴极和阳极反应式可知,装置b中总反应为SO32−+CO2+H2OHCOOH+SO411.选C装置图中,左侧装置为氢氧燃料电池,右侧装置为电解池。氢氧燃料电池中,负极反应式为2H2+2O2--4e-2H2O,正极反应式为O2+4e-2O2-;电解池中,Fe电极(阳极)反应式为Fe+8OH--6e-FeO42−+4H2O,Ni电极(阴极)反应式为6H2O+6e-3H2↑+6OH-。从图中箭头可