2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练59电解池的概念和组成(含解析)

1、电解池的概念和组成一、单选题(共15题）12021年5月22日我国自行研发的“祝融号”开始在火星表面巡视探测。下列有关说法正确的是A“祝融号”使用铝制材料是因为单质铝的熔点高B“祝融号”材料中添加的碳化硅是一种新型有机高分子材料C“祝融号”的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅D“祝融号”的蓄电池充电时的能量转化主要为“太阳能电能化学能”2某蓄电池放电、充电时反应为：Fe + Ni2O3 +3H2OFe(OH)2 +2Ni(OH)2 ，下列推断不正确的是A放电时，负极上的电极反应式是：Fe+2OH2e=Fe (OH)2B放电时，每转移2 mol 电子，正极上有1 mol Ni2O3 被氧化C充电时

2、，阳极上的电极反应式是：2Ni(OH)22e+ 2OH = Ni2O3 +3H2OD该蓄电池的电极必须是浸在某种碱性电解质溶液中3若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生反应的总反应离子方程式是：Cu + 2H+ = Cu2+ + H2，则关于该装置的说法正确的是A该装置可能是原电池，也可能是电解池B该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极D该装置只能是电解池，电解质溶液不可能是盐酸4一种突破传统电池设计理念的镁锑液态金属储能电池工作原理如图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。该电池工作一

3、段时间后，可由太阳能电池充电。下列说法不正确的是（）A放电时，Mg(液)层的质量减小B放电时正极反应为：Mg2+2e-=MgC该电池充电时，MgSb(液)层发生还原反应D该电池充电时，Cl-向中层和下层分界面处移动5把低密度的太阳能高效转化为可存储的化学能，是发展可再生能源的重要途径。下图所示的联合装置可实现太阳能的利用、转化及储存。下列有关说法不正确的是A太阳能电池可将光能直接转换为电能BX的电极反应式为CX是阳极DY电极连接太阳能电池的P极6我国科学家设计了一种太阳能驱动从海水中提取金属锂的装置，示意图如下所示。该装置工作时，下列说法正确的是（）A图中箭头表示移动方向B提取锂时化学能转化为

4、电能C铜箔上的电极反应式：D有机电解质可以用溶液代替7电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色 WO3薄膜中，生成 AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述正确的是AAg为阴极B该装置实现了化学能向电能的转化CW元素的化合价升高DAg+由银电极向变色层迁移8清华大学伍晖和斯坦福大学崔屹教授使用LLZTO陶瓷作为隔膜，以添加有的低浓度LiCl熔盐作为电解质，在240条件下电解获得高纯度的金属锂，使锂的生产成本有望降低80%。下列说法错误的是ALLZTO陶瓷管能传导B熔盐中添加可以降低工作温度CAl比石墨做阳极材料更环保

5、D每转移3mol电子，电解质增重7g9下列有关电化学装置完全正确的是A铜的精炼B铁上镀银C防止Fe被腐蚀D构成铜锌原电池10下列叙述中，正确的是()电解池是将化学能转变成电能的装置原电池是将电能转变成化学能的装置金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现Cu2Ag=Cu22Ag，反应既可以在原电池中实现，也可以在电解池中实现，其他条件相同时，二种装置中反应速率相同ABCD11如图是CO2催化还原为CH4示意图。下列说法不正确的是（）A该过程是电能转化为化学能的过程B铜电极的电极反应式为CO2+8H+8e-=CH4+2H2OC一段时间

6、后，池中n(KHCO3)不变D一段时间后，池中溶液的pH一定下降12关于下列各装置图的叙述中，正确的是A装置中，c为阴极、d为阳极B装置可用于收集H2、NH3、CO2等气体C装置若用于吸收NH3，并防止倒吸，则X可为苯D装置可用于干燥、收集HCl，并吸收多余的HCl13如图所示，装置连接好后，电流计指针发生了偏转，下列说法中正确的是A锌是负极B两个铜片上均发生氧化反应C石墨作阴极D两个番茄及相关电极均构成了原电池14高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁做电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。下列推断合理的是A铁是阳极，电极反应为Fe6e4H2O=FeO4

7、2-8HB电解时电子的流动方向为：负极Ni电极溶液Fe电极正极C电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高，撤去隔膜混合后，与原溶液比较pH降低（假设电解前后体积变化忽略不计）D若隔膜为阴离子交换膜，则OH自右向左移动15下列实验现象预测正确的是A实验I：电流表A指针偏转，碳棒上有红色固体析出B实验II：电流表A指针偏转，铁极上有无色气体产生C实验：碳棒上有无色气体产生，铁极上有黄绿色气体产生D实验IV：粗铜上有红色固体析出，精铜溶解二、填空题（共15）16阅读短文，回答问题。合成氨工业结束了人类依靠天然氮肥的历史，解决了人类的粮食问题。近一百年来，工业上一直采用在高温、高压、催化剂的条件下将氮气和

8、氢气转化为氨气，这样的条件每年需要消耗全世界1%2%的能源供应，科学家一直致力于探索在温和条件下合成氨。中科大研究团队研制了“钌单原子催化剂”合成氨，应用该催化剂通过电化学反应在室温下即可合成氨。原理如图1所示。阴极表面电极反应的微观过程如图2所示。该项研究工作开辟了单原子催化剂在电化学合成氨反应中的新途径，使得温和条件下合成氨成为可能。请依据以上短文，判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。（1）合成氨工业对解决人类的粮食问题发挥了重要作用。_（2）传统方法合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3。_（3）传统合成氨的方法需消耗大量能源。_（4）“钌单原子催化剂”合成氨体现了我国科学家在科

9、研领域的创新。_（5）图1中，水在阳极失去电子生成氧气。_（6）图2中，步骤所示反应的方程式为有N+H+NH。_17（1）表示某带电微粒的结构示意图，则可用它表示的阳离子中原子序数最大的是（写离子符号）_。（2）短周期元素X能形成H2X和XO2两种化合物，该元素的原子序数是_。（3）下表中，G元素原子最容易与哪种元素的原子间反应形成离子键_ （填离子化合物的化学式）。原子abcdefG层电子数1234567（4）在下图各装置的容器（分别用符号AE表示）中盛海水，铁会在其中发生变化。其中铁作阳极的是_ （用装置符号填空）18课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置

10、如图连接，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题:（1）电源A 极的名称是_。（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是_。（3）如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是_（相同状况下）。（4）欲用丙装置精炼铜，G应该是_（填“纯铜”或“粗铜”），精炼液的成分是_。（5）已知氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的粒子，那么装置丁中的现象是_。19某同学用石墨电极电解CuCl2溶液（如图）。（1）下列分析正确的是_。Aa端是直流电源的负极B通电使CuCl2发生电离C阳极上发生的反应：Cu2+2e-=CuD通电一段时间后，在阴极附近

11、观察到黄绿色气体（2）该同学不慎将一个石墨电极掉入CuCl2溶液中，并未取出，继续用石墨电极电解该溶液，如图所示：则电解一段时间后，石墨棒a端的现象是_；石墨棒b端的电极反应是_。20按下图装置进行实验，并回答下列问题：（1）判断装置的名称：A池为_，B池为_。（2）铜极为_极，电极反应式为_。（3）B装置中，C1与C2均为石墨棒，石墨棒C1为_极，电极反应式为_，石墨棒C2附近发生的实验现象为_。参考答案1D【详解】A“祝融号”使用铝制材料是不是因为单质铝的熔点高，而是因为铝合金密度小、强度高、抗腐蚀能力强，A错误；B碳化硅是无机物，不是有机高分子材料，B错误；C“祝融号”的太阳能电池板的主

12、要材料是硅，C错误；D蓄电池充电时太阳能电池板吸收太阳能，将太阳能转化成电能，并可储存在化学物质内部，则充电时“祝融号”的的能量转化主要为“太阳能电能化学能”，D正确；答案选D。2B【分析】根据反应中元素化合价的变化可知，放电时，Fe为负极，失电子发生氧化反应生成Fe(OH)2，电极反应式为，Ni2O3为正极，得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，电极反应式为，原电池充电时，发生电解反应，此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应，阳极反应为原电池正极反应的逆反应。【详解】A放电时， Fe为负极，失电子发生氧化反应生成Fe(OH)2，电极反应式为，故A正确；BNi2O3为正极，得电子发生还原反应生成

13、Ni(OH)2，故B错误；C充电时，阳极反应为原电池正极反应的逆反应，则阳极上的电极反应式为，故C正确；D由总方程式可知电池为碱性电池，反应方程式中不能出现H+，只能浸在碱性电解质溶液中，故D正确；故选B。3C【详解】由于铜和盐酸、硫酸不反应，说明Cu + 2H+ = Cu2+ + H2是非自发反应，则不能为原电池，只能为电解池，铜作电解池的阳极，盐酸或稀硫酸作电解液，不能用硝酸，硝酸作电解液时反应生成氮的氧化物，故C符合题意。综上所述，答案为C。4C【详解】A放电时，Mg(液)层为负极，发生反应Mg-2e-=Mg2+，所以Mg(液)层的质量减小，故A项正确；B放电时Mg-Sb(液)层是正极，

14、正极反应为：Mg2+2e-=Mg，故B项正确；C该电池充电时Mg-Sb(液)层是阳极，发生氧化反应而不是还原反应，故C项错误；D该电池充电时，上层是阴极、下层是阳极，Cl-向阳极移动，故D项正确；故选C。5C【详解】A太阳能电池可将光能直接转换为电能，A项正确；B由图可知，X电极上，V3+转化为V2+，其电极反应式为，B项正确；CX电极上，V3+转化为V2+，V元素的化合价降低，发生还原反应，X电极为阴极，C项错误；DY电极为阳极，连接电池的正极，在a中，阳离子移向p电极，则p电极为正极，故Y电极连接太阳能电池的P极，D项正确；答案选C。6A【分析】根据海水提取金属锂的装置图知，催化电极上放出

15、气体，为氯离子放电生成氯气，因此催化电极为阳极，则铜箔为阴极，阴极上得电子发生还原反应析出金属锂，据此分析解答。【详解】A由分析可知，催化电极是阳极，铜电极是阴极，故图中箭头表示移动方向，A正确；B提取锂时是电解池反应，故是电能转化为化学能，B错误；C由分析可知，铜箔为阴极，故其电极反应式为：Li+e-=Li，C错误；D由于Li单质性质活泼，能与水反应，故有机电解质不可以用溶液代替，D错误；故答案为：A。7D【分析】由图可知这是一个电解池，银做阳极，发生的电极反应Ag-e-=Ag+，当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中生成AgxWO3，电极方程式：xAg+xe-+WO3=AgxWO3是还原反

16、应，总的反应方程式：WO3+xAgAgxWO3，据此答题。【详解】A由分析可知，Ag为阳极，A错误；B由分析可知，该装置为电解池，是实现了电能向化学能的转化，B错误；C有分析可知，当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中生成AgxWO3，电极方程式：xAg+xe-+WO3=AgxWO3是还原反应，W元素的化合价降低，C错误；D银做阳极，发生的电极反应Ag-e-=Ag+，故Ag+由银电极向变色层迁移，D正确；故答案为：D。8D【分析】根据题干信息，以添加有的低浓度LiCl熔盐作为电解质，则阳极Al失去电子发生氧化反应，电极反应式为Al-3e-=Al3+，Li+在阴极得到电子发生还原反应，电极反应方

17、程式为Li+e-=Li，据此分析解答。【详解】A由电解工作示意图可知，Li+通过LLZTO陶瓷管在阴极得到电子，因此LLZTO陶瓷管能传导Li+，A正确；B混合物的熔点低于其组成成分，向熔盐中添加AlCl3可以降低盐的熔融温度，B正确；C若用石墨作阳极，则阳极上Cl-失去电子，电极反应为2Cl-2e-=Cl2，产生有毒气体Cl2污染环境，而Al作电极时，Al优先失去电子不会产生污染环境的物质，所以Al比石墨做阳极材料更环保，C正确；D根据上述分析可知，Li+在阴极得到电子发生还原反应，电极反应式为Li+e-=Li，阳极发生Al-3e-=Al3+，因此每转移3mol电子，生成3molLi，电解质

18、增重27g-21g=6g，D错误；答案选D。9C【详解】A电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；B铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B错误；C该装置是外加电流的阴极保护法，铁作阴极被保护，C正确；D铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，D错误；答案选C。10B【详解】电解池是将电能转变成化学能的装置，故错误；原电池是将化学能转变成电能的装置，故错误；金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电发生电能和化学能的转化，一定发生化学变化，故正确；不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现，如铜和稀硫酸的反应，铜为阳极被氧化，可生成硫酸铜，故正确；Cu2

19、Ag=Cu22Ag，为氧化还原反应，可以在原电池中实现，也可以在电解池中实现，电解池中存在电源，因此在原电池和电解池中的反应速率不相同，故错误；故选B。11C【详解】A.该装置是一个电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，A正确；B.CO2电催化还原为CH4的过程是一个还原反应过程，所以铜电极是电解池的阴极，铜电极的电极反应式为CO2+8H+8e-=CH4+2H2O，B正确；C.在电解池的阴极上发生CO2得电子的还原反应，即CO2+8H+8e-=CH4+2H2O，一段时间后，氢离子减小，氢氧根浓度增大，氢氧根会和池中的碳酸氢钾反应，所以n(KHCO3)会减小，C错误；D.在电解池的阳极上，是

20、阴离子OH-发生失电子的氧化反应，所以碱性减弱，pH一定下降，D正确；故合理选项是C。12B【详解】A. 由电流方向可知a为正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极，故A错误；B. H2、NH3密度比空气小，用向下排空法收集，可从a进气；Cl2、HCl、NO2、CO2等气体密度比空气大，用向上排空法收集，可从b进气；故B正确；C. 苯的密度比水小，位于上层，故C错误；D. HCl是酸性气体，不能用碱石灰干燥，故D错误；答案选B。13A【详解】A、装置中依据活泼性差别判断，锌为原电池负极，选项A正确；B、原电池中铜电极发生还原反应，右装置是电解池，铜电极上发生还原反应，选项B错误；C、石墨和原电池正

21、极相连做电解池的阳极，选项C错误；D、左装置是原电池，右装置是电解池，选项D错误；答案选A。【点睛】本题考查原电池、电解池原理的分析应用，电极名称、电极判断、电极反应是解题关键，依据图装置分析可知铜和锌电极发生的是原电池反应，锌做负极，铜做正极；右装置是电解池，铜做电解池的阴极，碳做电解池的阳极。14C【解析】A依据装置图分析可知铁与电源正极相连做电解池阳极，碱性溶液不能生成氢离子，电极反应为Fe-6e-+8OH-FeO42-+4H2O，故A错误；B电解过程中电子流向负极流向Ni电极，不能通过电解质溶液，是通过电解质溶液中离子定向移动实现闭合电路，通过Fe电极回到正极，故B错误；C阳极区域，铁

22、失电子消耗氢氧根离子，溶液PH减小，阴极区氢离子得到电子生成氢气，溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液PH增大；生成氢氧根离子物质的量消耗，在阳极电极反应Fe-6e-+8OH-FeO42-+4H2O，阴极氢氧根离子增大，电极反应2H+2e-=H2，依据电子守恒分析，氢氧根离子消耗的多，生成的少，所以溶液pH降低，故C正确；D阴离子交换膜只允许阴离子通过；阴离子移向阳极，应从左向右移动，故D错误；故选C。点睛：考查电解原理，正确判断阴阳极及发生的反应是解本题关键，易错选项是B，电解过程中电子流向负极流向Ni电极，不能通过电解质溶液，是通过电解质溶液中离子定向移动实现闭合电路，通过Fe电极回到正极。15

23、A【详解】A实验I：该装置符合原电池构成条件，能形成原电池，所以有电流产生，铁易失电子而作负极，碳作正极，碳棒上铜离子得电子生成铜单质，所以碳棒上有红色物质析出，没有有气泡冒出，故A正确；B实验II：该电池符合原电池构成条件，能形成原电池，所以有电流产生，铁易失电子生成亚铁离子而作负极，没有无色气体产生，故B错误；C实验III：该装置是电解池，碳作阳极，铁作阴极，碳棒上氯离子放电生成黄绿色的氯气，铁棒上氢离子放电生成无色的氢气，故C错误；D实验IV：该装置是电解池，精铜作阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应生成金属单质铜，故D错误；故选A。16对对对对对错【分析】由合成氨气的原理图可知，阴极氮

24、气得电子，发生还原反应，生成氨气，其电极反应式为：N2+6e-+6H+=2NH3，阳极水失电子，发生氧化反应，生成氧气，其电极反应式为：2H2O-4e-=O2+4H+。【详解】（1）合成氨工业的巨大成功，改变了世界粮食生产的历史，解决了人类因人口增长所需要的粮食，奠定了多相催化科学和化学工程科学基础，（1）对；（2）传统方法合成氨是氮气和氢气在高温高压、催化剂条件下生成氨气，其化学方程式为N2+3H22NH3，（2）对；（3）传统合成氨是在高温高压、催化剂条件下进行，苛刻的条件，对设备要求更高，需消耗大量能源，（3）对；（4）“钌单原子催化剂”合成氨是一种温和条件下合成氨的方法，不像传统合成氨

25、，对设备要求高、能耗大，所以“钌单原子催化剂”合成氨体现了我国科学家在科研领域的创新，（4）对；（5）根据合成氨气的原理图可知，阳极水失电子，发生氧化反应，生成氧气，其电极反应式为：2H2O-4e-=O2+4H+，（5）对；（6）步骤所示反应为：N+H+NH，（6）错误；17Al3+16NaClD【详解】（1）表示某带电微粒的结构示意图，核外电子数是10个，则可用它表示的阳离子中原子序数最大的是13号元素铝的离子Al3+。（2）短周期元素X能形成H2X和XO2两种化合物，X的最低价是2价，是S元素，该元素的原子序数是16。（3）一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键，非金属元素的原子间容易

26、形成共价键，同周期自左向右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，所以G元素即氯元素的原子最容易与Na元素的原子间反应形成离子键，该离子化合物的化学式为NaCl。（4）在电解池中与电源正极相连的作阳极，因此其中铁作阳极的是D装置。18正极 CuCl2Cu+Cl2 1:1 粗铜硫酸铜溶液Y极附近红褐色变深【分析】将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色；说明F极生成了OH，惰性电极电极饱和食盐水，阴极的反应为2H2O2e=H22OH，F极为阴极。则可以知道A为电源正极，B为电源负极。C、E、G、X均为阳极，D、F、H、Y均为阴极。【详解】(1)将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色；说明F极生成了OH，惰性电极电极饱和食盐水，阴极的反应为2H2O2e=H22OH，F极为阴极。则可以知道A为电源正极；(2)用惰性电极电解CuCl2溶液，在阴极为Cu2得到电子生成Cu，阳极，Cl失去电子得到Cl2，化学方程式为CuCl2Cu+Cl2；(3)惰性电