2019届高考化学二轮复习原电池的电极方程式和电解池的串联问题专题卷

1、原电池的电极方程式和电解池的串联问题原电池的电极方程式某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是（A.Fe作正极，发生氧化反应B.负极反应：2H+ 2e =H2 TC.D.（盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液）工作一段时间后，两烧杯中溶液 pH均不变工作一段时间后，NaCl溶液中c（C）增大【解析】此原电池的负极是铁，发生氧化反应，正极是石墨,H+在此发生还原反应，右池中氢离子在石墨棒上被还原为H2不断逸出，使溶液酸性减弱，所以溶液的pH有变化。2.如图所示，杠杆 AB两端分别挂有大小相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中分别滴入CuSO浓溶液和F

2、eSQ浓溶液。一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑两球的浮力变化）A.杠杆为导体或绝缘体时，均为B.杠杆为导体或绝缘体时，均为C.D.CuSOi浓溶满A端高A端低当杠杆为导体时，A端低B端高当杠杆为导体时，A端高B端低导线B端低A导线B端高盐桥.FcSOt 法溶液14【解析】当杠杆为导体时，构成原电池,Fe球作负极，Cu球作正极，电极反应式分别为负极：Fe 2e=Fe+,正极：Cu2+ 2e =Cu铜球质量增加，铁球质量减少，杠杆 A端低B端高。3.某同学做如下实验:装置SOniLG哇的KaCl溶,液现象图1电流表指针未发生偏转图2电流表指针发生偏转卜列说法正确的是(

3、)A. “电流表指针未发生偏转”，说明铁片I、铁片n均未被腐蚀B.用KFe(CN) 3溶液检验铁片出、IV附近溶液，可判断电池的正、负极C.铁片I、出所处的电解质溶液浓度相同，二者的腐蚀速率相等D.铁片IV的电极反应式为Fe- 3e =Fe1+【解析】对比两个盐桥的双液装置，图 1中因两溶液中氯化钠的浓度相等，因此发生的是普通的化学腐蚀，且腐蚀速率相等。图 2中因两溶液中氯化钠的浓度不相等，因此发生的是电化学腐蚀，且浓度大的一极是负极，发生的反应是Fe 2e =F(e+ ,可以用 KFe(CN)可检3较Fe2+的存在，若产生蓝色沉淀，就证.2+.明含有Fe , B正确。【答案】B4.利用人工光

4、合作用合成甲酸的原理为2CO+ 2H2O-吁 2HCOOH+ O装置如下图所示。下列说法光触媒不正确的是()太阳光电极光触媒光触媒电极之U三三三三三三A.该装置将太阳能转化为化学能和电能B.电极1周围pH增大C.电极2上发生的反应为 CO+2H+ +2e =HCOOHD. H+由电极1室经过质子膜流向电极 2室【解析】在太阳能作用下CO和HbO转化为HCOOH口 O2,并且有电子流动，太阳能转化为化学能和电能， A正确；电极1流出电子，反应式是 2H2D 4e =41H+OT ,周围pH减小，B错误；根据总反应方程式推出 电极2上发生的反应为 CO+2H+ +2e =HCOOHC正确；电极1反

5、应产生H+ ,电极2反应消耗H+,故H+由 电极1室经过质子膜进入电极 2室，D正确。5.我国科学家研发出一种新型的锂离子电池，放电时有关离子转化关系如下图所示，下列说法正确的A. Li +透过膜除允许Li +通过外，还允许 H2O分子通过B.放电时，进入贮罐白液体发生反应：S2O8 + 2Fe2+=2F3+ + 2SO4C.充电时，钛电极与外电源的负极相连D.充电时，电池内部发生的总反应为Li+ Fe 3+ = Li+ + Fe2+【解析】Li+透过膜只允许Li+通过，故A错误；钛电极是电池的正极，充电时，应该与外电源的正极相连，故C错误；放电时电池总反应为 Li+Fe3+ =Li+Fe2+

6、 ,则充电时发生的总反应为Li +Fe2+=Li+Fe3+ ,故D错误。6. 一种以NaBH和HkQ为原料的新型电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是（）N"交换膜B0极极A.电池的正极反应为 H2Q+ 2e =2OHB.电池放电时Na+从a极区移向b极区C.电子从电极b经外电路流向电极 aD. b极室的输出液经处理后可输入a极室循环利用【解析】由图分析可知，通入 a电极的为BH4,其中的B失电子，化合价升高，生成 BG,因此a为电 池的负极。b为电池的正极，H2Q中O由-1价降到一2价发生还原反应， 反应式为H2O+ 2e-=2OH, A正确; 原电池工作时，电解质溶液中的阳离子

7、由负极区向正极区移动， B正确；电子由负极流出，正极流入，即a-b, C错误；正极区产生的 OH经处理后输入a极室可循环使用，D正确。NaCO作电解质的直接7 . “直接煤燃料电池”能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能。用熔融煤燃料电池的工作原理如下图所示。下列有关说法正确的是（）A.该电池的总反应为 C+ Q=CO8 .煤直接燃烧发电比直接煤燃料电池发电的能量利用率高C.进入反应室的煤块粉碎成粉末状对反应速率和限度均无影响D.电子由电极b沿导线流向电极a,入口 A加入的物质为煤粉【解析】A项，在原电池中阴离子移向电源负极，由图中CO一移向左边可知a为负极，电极反应为C+2C64e-=3C

8、Q b为正极，电极反应为 Q+ 2CO+4e =2C（3y ,所以该电池的总反应为 C+O=CQ故A正确；B项，煤直接燃烧发电会有部分化学能转变为热能、光能，所以比直接煤燃料电池发电的能量利用率低，故B错误；C项，将煤块粉碎成粉末状，有利于在电极a附近参与反应，加快了反应速率，故 C错误；D项，a为负极，电子由负极 a沿导线流向正极 b,故D错误。【答案】A8.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肿（N2T）为燃料的电池装置如下图所示。下列有关叙述正确的是（）溶液A.该燃料电池放电时，正极发生氧化反应， pH变大8 , a 极的反应式：N2H4+ 4OH 4e =NT +

9、 4H2OC.放电时，电流从 a极经过负载流向b极D.其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜【解析】根据原电池的工作原理， 正极得电子，发生还原反应，通空气的一极为正极， 反应式为Q+2H2O+4e =4OH, pH增大，故A错误；通队的一极为负极，反应式为N2H+4OH 4e-=Nf +4H2O,故B正确；根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，电流的方向和电子移动的方向相反，即电流从b极经过负载流向a极，故C错误；根据电极反应式，OH应从正极流向负极，交换膜应选用阴离子交换膜，故D错误。【答案】B9 .微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，下图是利用一种微生物将废水

10、中的 尿素CO(NH)2转化为对环境无害物质的装置。下列叙述错误的是()A. M电极有CO和N2生成B. H+透过质子交换膜由左向右移动C.微生物促进了反应中电子的转移D. N电极反应式为Q+2H2O+4e =4OH【解析】因为是质子交换膜，因此反应的环境呈酸性，有Q的一边(N)是正极反应区，即 C2+ 4H+ + 4e=2HOo尿素CC(NHa) 2转化为对环境无害物质，M极反应为 CC(NH) 2+ H2O 6e =C(2)T + N4 + 6H+ , H+应该透过质子交换膜由左向右移动；在微生物的作用下，此装置构成原电池，加速了反应的进行，促进了反 应中电子的转移。综上，A、B、C正确，

11、D错误。【答案】D10.科学家预言，燃料电池是 21世纪获得电能的重要途径。甲醇燃料电池是采用钳或碳化鸨作电极催 化剂，在硫酸电解质溶液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。试回答以下问题：(1)配平电池放电时发生的化学方程式：CH3OH+O>CO+H2Q(2)在硫酸电解质溶液中，CHOH失去电子，此电池的正极发生的反应是 ,负极发生的反应是。(3)电解质溶液中的 H+向 极移动，向外电路释放电子的电极是 极。【解析】(1)根据得失电子守恒配平反应方程式，注意 CH3OH中白H显+ 1价，O显2价。(2)电极反 应的书写应注意电解质溶液， 本题给出的是酸性溶液。(3)由电极反应

12、可知，H+在正极被消耗，在负极生成， 所以H+向正极移动。【答案】(1) 2 3 2 4(2) 3Q+12H+12e =6HO2CHOH+2HO- 12e =2CO+12H+(3)正负11.用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3)已成为环境修复研究的热点之一。(1) Fe还原水体中NO3的反应原理如图所示。作负极的物质是。正极的电极反应式是 (2)将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NQ的去除率和pH,结果如下:初始pHpH= 2.5pH= 4.5NG的去除率接近100%<50%24小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态heOlUHi 广以寻电】DpH= 4.5时，NG的去除率低，

13、其原因是 【解析】(1)根据图可知，Fe失电子，使NG还原为NH4,故Fe作负极，结合电子守恒、电荷守恒和 元素守恒写出正极的电极反应式：N(3+8e +10H+ =nH+3H2Q (2) pH越大，Fe3+越容易水解生成不导电的FeO(OH),阻碍反应进行，所以 NQ去除率低；pH越小，越容易生成疏松、能导电的FesQ,所以NQ去除率【答案】(1) Fe NQ+8e +10H+ =NH+3H20(2) pH越大，Fe3+越易水解成FeO(OH), FeO(OH而导电，阻碍电子转移12.锂电池应用越来越广泛，大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度，因为

14、其正极(以多孔碳为主)很轻，且氧气从环境中获取而不用保存在电池里。其工作原理如图，电池总反应为4Li+O2+2HO=4LiOH水性电解活催才固体电解航黄极有利1/ 电解液空气速多孔碳) 七剂请回答下列问题：(1)该电池的正极反应式是 。(2)在负极的有机电解液和正极的水性电解液之间，用只能通过锂离子的固体电解质隔开，使用该固体电解质白优点有。(3)正极使用水性电解液的优点是 。【解析】(1) O+2H2O+4eT=4OH。(2)在负极的有机电解液和空气极的水性电解液之间，用只能通过 锂离子的固体电解质隔开，既可防止两种电解液发生混合，又可防止水和氧气与负极的锂金属发生反应。(3)该电池正极若使

15、用非水性电解液，则生成的是固体氧化锂(Li 2O),而使用水性电解液时，生成的氢氧化锂(LiOH)溶于水，这样就不会引起空气极的碳孔堵塞。【答案】(1) Q+2H2O+4e =4OH(2)既可防止两种电解液混合，又可防止水和氧气等和负极的锂金属发生反应(3)可防止正极的碳孔堵塞电解池的串联问题1.某同学按下图所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水，当K闭合时,Sdr从右向左通过交换膜移向 A极。下列分析正确的是()MCI溶液A. 溶3中C(A2+)减小B. B极的电极反应：B-2e =+C. 丫电极上有H2产生，发生还原反应D.反应初期，X电极周围出现白色胶状沉淀【解析

16、】根据SO从右向左通过交换膜移向 A极，则A极为负极，故 A极的电极反应为 A- 2e =/A+, 溶液中C(A2+)增大；B极为正极，发生还原反应；Y电极为阳极，有Cl2产生；右边U形管中最初为电解 AlCl 3 溶液，X电极为H放电，c(H+)减小，c(OH )增大，且Al3+移向X极，因此会产生 Al(OH) 3白色胶状沉淀，D 正确。【答案】D2.如下图所示，甲池的总反应式为N2H4+Q=N+2H2。，下列关于该电池工作时的说法正确的是()KO1【溶液过量CuBOi溶皱甲池乙池A.该装置工作时，Ag电极上有气体生成B.甲池和乙池中的溶液的pH均减小C.甲池中负极反应为 N2H4- 4e

17、 =fN+4H+D.当甲池中消耗 0.1mol N 2H4时，乙池中理沦上最多产生6.4g固体【解析】甲池作原电池，通入队的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为NH 4e+4OH=N+4H2O正极反应为 Q+4e+2HO=4OH乙池为电解池，银极为阴极，石墨为阳极，阴极反应为 Cu2+2e =Cu阳极反应为 4OH 4e-=2HO+OT。由以上分析可知， A C错误；甲池生成水，导致溶液中 KOH 浓度降低，则溶液 pH减小，乙池中氢氧根离子放电，导致溶液pH减小，B正确；甲池消耗 0.1mol N2H时，转移0.4mol电子，乙池生成 0.2mol铜，即12.8g固体，D错误。【答案

18、】B3.图1为甲烷和Q构成的燃料电池示意图，电解质为KOHB液，图2为电解A1C13溶液的装置，电极材料均为石墨。用该装置进行实验，反应开始后观察到 x电极附近出现白色沉淀。卜列说法正确的是A.图1中电解质溶液的pH增大一 ,一一 通电.B.图2中电解AlCl 3溶液的总反应为 2Cl +2H2O=Cl2T+H2 T+2OHC. A处通入的气体为 CH,电极反应式为 CH+10OR 8e-=C6 +7H2OD.电解池中C向x极移动【解析】甲烷和 Q构成的燃料电池为原电池，甲烷在负极发生氧化反应，由于观察到 x电极附近出现 白色沉淀说明产生氢氧化铝沉淀，x电极为电解池的阴极，a为原电池的负极，甲

19、烷失电子，被氧化，C正确；电解AlCl 3溶液应生成氢氧化铝沉淀，B错误；图1中甲烷的燃料电池不断消耗碱，溶液的 pH减小，A错误；电解池中 C向阳极移动，x极为阴极，D错误。【答案】C4 .下图所示的 A、B两个电解池中的电极均为钳，在A池中加入0.05mol L-1的CuCl2溶液，B池中力口入0.1mol L -1的AgNO溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上析出的物质的物质的量之比是（.1 ：1：2 ： 1C. 2 ： 1 ： 1 ： 1D. 2 ： 1 ： 2 ： 1A. 2 ： 2 ： 4 ： 1B【解析】由电解规律可知:a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu, b极上析出

20、CI2, c极上析出Ag,1d极上析出C2o由电子守恒可得出：2eCuCI22Ag2Q,所以a、b、c、d四个电极上析出物质的物质的量之比为 1 ： 1 ： 2 ： 1=2 ： 2 ： 4 ： 1。25 .以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是（）A.燃料电池工作时，正极反应为C2+2H2C+4e =4CHB. a极是铜，b极是铁时，溶液中 CuSC浓度减小C. a、b两极若是石墨，在同温同压下a极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为D. a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同【解析】根据图示知乙烷燃料电池中左侧电极为电源的正极，

21、右侧电极为电源的负极,a为电解池的阴极，b为电解池的阳极。该燃料电池工作时，负极产物为CC,说明电解质溶液呈酸性， 正极反应为C2+4H+4e=2HO, A错误；a极是铜，b极是铁时，电解总反应为Fe+CuSC=FeSC+Cu,溶液中硫酸铜浓度减小，B正确；a、b两极若是石墨，a极反应式为Cu2+2e =C（u当硫酸铜溶液足量日没有气体产生，C错误；a极是纯铜，b极是粗铜时，为铜的电解精炼，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，但溶解的不只是铜，两极质量变化不相同，D错误。【答案】A6.如图所示的装置，X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向甲中滴入酚酗:溶液，在Fe极附近显红色。试回答下列问题：电源 I

22、 :(1)在电源中，B电极为 极(填电极名称，下同)；丙装置中Y电极为 极。(2)在甲装置中，石墨(C)电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应；甲装置中总的化学 方程式是(3)丙装置在通电一段时间后，X电极上发生的电极反应式是 。(4)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64 g,请问甲装置中，铁电极上产生的气体在标准状况下为 L。【解析】(1)由于电源接通后，向甲中滴入酚酗:溶液，在 Fe极附近显红色，说明在 Fe电极附近的水 溶液显碱性。则在该电极上是H+放电，所以Fe为阴极，与直流电源的负极相连。因此在电源中，B电极为负极，A电极为正极。在丙装置中 丫电极为阴极。(2)在甲装置中，石墨

23、(C)电极为电解池的阳极，在阳极 上发生氧化反应。由于在NaCl溶液中放电能力 C/>OH,所以在C电极上发生氧化反应：2c一 2e=Cl2f。 甲装置中总的化学方程式是2NaCl+2HbO =Cl 2 T+H4+2NaOH (3)丙装置在通电一段时间后，阳极 X电极上发生的电极反应式是2C2e=CLT。(4)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64 g , n(Cu)=0.01mol。则n(e ) = 0.02mol o由于在整个闭合回路中电子转移数目相等，所以铁电极上产生的氢气为 0.01mol ,在标准状况下为 0.224L。【答案】(1)负阴,、一 一电解 一 .一.氧化 2Na

24、Cl+2H2O=2NlaOH+HT +Cl 2 T(3) 2Cl -2e =CbT(4) 0.2247.如下图所示，通电 5min后，电极5的质量增加2.16g ,请回答下列问题： NaC】溶液 Cu叩旃灌AgN。溶液 ABC(1)电源：a是 极，C槽是池。A槽的阴、阳极电极反应:C槽的阴、阳极电极反应：。（2）如果B槽中共收集到224 mL气体（标准况）且溶液体积为200 mL（设电解过程中溶液体积不变 ）, 则通电前溶液中 Cu2+的物质的量浓度为 。（3）室温下如果 A槽溶液是200 mL足量的食盐水（电解过程中溶液体积不变）,则通电后溶液的 pH为【解析】（2）电极5发生的电极反应,A

25、 + . 一AAg+e =Ag2.16 gn(Ag) =771' "108 g - molf=0.02mol ,可知电路上通0.005mol , c(Cu2+) =0005mol =0.025mol ,(3)0.200 LA 中 c(OH )= 00020m ： =0.100mol I 故 pH=13。过0。2m电子。b槽电极4产生q, n（O2） = *uU0.005mol,则b槽电极3产生的H2为汨0言o0.01mol ,所以 n(Cu2+)=-0.005mol = 0.005mol ,由于 2H+2e=HT ,所以 Cu2+得到电子物质的量为【答案】（1）负 电镀 阴极

26、：2H+2e=HT ;阳极：2Cl - 2e =Cl2 T 阴极：Ag+e =Acj阳极：Ag- e =A(+-1 0.025mol - L(3) 138.某研究性学习小组将下列装置如图连接，D F、X、Y都是钳电极，C E是铁电极。将电源接通后,向乙中滴入酚Mt溶液，在 F极附近显红色。试回答下列问题：A-二F13-I 8 - 1»一=¥-J- 1-trT _=三-I- BHS-饱物作it水囹口小跛体甲乙丙丁（1）电源B端的名称是 （填“正极”或“负极”）。（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是 。（3）设电解质溶液过量，则同一时间内C、D电极上参加反应的单质与生成的单质

27、的物质的量之比是O（4）欲用丙装置将粗铜（含少量铁、锌等杂质）精炼，G极材料应该是 （填“粗铜”或“精铜”）， 电解液中原电解质的物质的量浓度将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。（5） 丁装置的现象是 。（6）设装置甲中溶液的体积在电解前后都是500mL当装置乙中F极所产生气体的体积为 4.48L（标准状况)时，甲池中所生成物质的物质的量浓度为 mol”。【解析】(1)电源接通后，向乙中滴入酚酗:溶液，在F极附近显红色，说明是氢离子放电，溶液呈碱性，F极为阴极，也就是说 B为负极。(2)铁为阳极，失去电子，溶液中的铜离子得到电子，则总反应式：电解， 一一 ,，一，一一 ，一、，CuSOFe

28、=Cu+FeSQ (3)由(2)可知铁、铜的物质的量相同。(4)粗铜的精炼，电解质溶放为CuSO溶液，阳极 G应该为粗铜，由于其中一些杂质金属放电，导致溶液中的铜离子的浓度减小。(6)由关系式H2FeSQ可知装置甲中所生成的 FeSO的物质的量浓度为 0.4mol L-1。【答案】(1)负极(2)电解CuSO+Fe=Cu+FeSO(3) 1 ： 1(4)粗铜变小(5) Y极附近红褐色变深(6) 0.49.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.06.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去 (或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如下图所示:由熔融电极L空气请回答下列问题:(1)实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速