原电池电解池原理、电极反应式、应用练习题(附答案)

1、原电池电解池原理、电极反应式、应用练习题一、单选题CO2和N2 ,如图所示,1、1.微生物燃料电池的一种重要应用就是废水处理中实现碳氮联合转化为 2为厌氧微生物电极，3为阳离子交换膜，4为好氧微生物反应器。下列有 关叙述错误的是（）0工3（：0?NH；NilCO?ciucotvA.总方程式 4CH3cOONH 4 + 11O2 =8CO2 +2N 2 + 14H2OB.电极1的电势比电极2上的低C.温度越高，装置的转化效率越高D.正极的电极反应:+2NO3 10e 12HN2 6H2O2、如图所示装置+、是一种可充电电池，装置 II为电解池。离子交换股 只允许Na通过，充放。闭合开关K时，b极

2、附近先变红电的化学方程式为色。下列说法不正确的是iiZ才解小粒一 融相旭圮41解域2电鼾一+A.装置（I）中Na从右到左通过离子父换膜B. A电极的电极反应式为:X一二 3二+一D,每有0C. b电极的电极反应式为:通过离子交换膜，b电极上就生成标准状况下气体1.12L3.已知VB2合金与。2反应的化学方程式为 4VB2+IIO2 = 4B2O3+2V2O5。下列有关 VB2-空气电池说法正确的是（）用电器KOH溶液离/交换膜A.电子由电极a移向VB2极B. VB2极的电极反应式为 2VB 2-22e- + 22OH -= 2B2O3+ V2O5+IIH 2。C.精炼铜时粗铜与 VB2极相连D

3、.离子交换膜为阳离子交换膜4.已知钻酸锂电池的总反应方程式为LCoO2+Li C4=LiCoO 2+6C ,用该电池作电源按如图所示装置进行电解通电后.电极a上一直有气泡产生.电极d附近先出现白色沉淀（CuCl） tmin后白色沉淀全部A.钻酸锂电池放电时的正极反应为Lii-rCoO2+xe+xLi +=LiCoO 2B.电极a处产生标准状况下气体 2.24L时.钻酸锂电池负极质量减少 1.4gC.电极d为阳极.电解开始时电极 d的反应式为Cu+Cl -e =CuClD.电解tmin后，装置II中电解质溶液的pH显著增大5、乙醛酸（HOOGCHO是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解

4、法”生产乙醛酸，原理如图所示。该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。下列说法不正确的是 姿* % XA. N 电极上的电极反应式：HOOC COOH+2+2H+=HOOC CHO+OB.若有2 mol H +通过质子交换膜并完全参与反应，则该装置中生成的乙醛酸为1molC. M电极上的电极反应式为：2c2e-=C12TD.乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸的化学方程式：Cl 2+OHC- CHO+ HO =HOO CCHO+2HC1二、填空题6、（14分）如图所示是电解氯化钠溶液 （含酚儆）的装置。有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是

5、惰性电极。A白沛电讯学正礴管由水,a电极的电极方程式为：（Da电极的名称电解过程中观察到的现 象。确定N出口的气体最简单的方法是 ，若收集N出口的气体体积在标准状况为1.12L,则电解过程中转移的电子数目为一:一（4）电解的总反应离子方程式为。若将b电极换成铁作电极,写出在电解过程中U型管底部出现的现象 7、（1）图1装置发生反应的离子方程式为- L 1L（2）图2装置中甲烧杯盛放 100 mL 0.2 mol - L 1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol的CuSO 4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中,入几滴酚酬:溶液，观察到石墨电极附近首先变红。电源的M端为 极

6、，甲烧杯中铁电极的电极反应为。乙烧杯中电解反应的化学方程式为 。停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64 g,甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为 mL。（3）图3是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH容?）结构示意图，写出b处的电极反应离于殳犀用甲醇燃料电池的总反应化学方程式 。8 .肿-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%-30%勺KOH容液。肿-空气燃料电池放电时：正极的电极反应式是 ； 负极的电极反应式是 ； 总电极反应方程式是 。9 .回答下列问题1 .将烧碱吸收H2s后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。加弄子史建膜电解过程中阳极区发生如下反应：

7、S2- 2e-=S, (n-1)S+ S2- = S2-写出电解时阴极的电极反应式：。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成 2 .电解制备Al(OH) 3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl 4和A12c17两种离子在 Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极A1的电极反应式为3 .石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐。完成如图防腐示意图，并作相应标注。10.工业上可用电解法来处理含Cr2O2的酸性废水，最终可将Cr2。转化成Cr OH 1沉淀而除3去。如图为电解装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。请

8、回答下列问题：含 N.Er/L的酸性废水o值正确辱晴1 .装置中的b电极是2 . a电极的电极反应为（填“阳极”或“阴极”）。3 .完成b电极附近溶液中发生反应的离子方程式Cr20T2 6Fe214H 4 .电解时用铁而不用石墨作阳极的原因是11. NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。MS kJ /molN? *2N( g)kJ /tduI(%皆)*2C)( g)2 乂(TSEOWnwl 2 NOf g )1.汽车发动机工作时会引发N2和。2反应淇能量变化示意图如下写出该反应的热化学方程式Pt电极上发生的是反应（填氧化”或还原。）随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是写出NiO电极的电极反

9、应式：12、（ 1）硫铁矿（FeS 2）燃烧产生的SO 2通过下列碘循环工艺过程既能制H 2SO 4,又能制H 2。so反应器分离器已知1g FeS 2完全燃烧放出 7.1J 热量,膜反胸器FeS 2燃烧反应的热化学方程式为该循环工艺过程的总反应方程式（2）电解尿素CO（NH 2） 2的碱性溶液制氢的装置示意图见下图（电解池中隔膜仅阻止气体通 过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式(3)用吸收H 2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MHa示)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的馍氢电池。电池充放电时的总反应为：NiO(OH) + MH

10、 Ni(OH Ni(OH) 2 + M电池放电时，正极的电极反应式为。充电完成时，Ni(OH) 2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O 2, O 2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为O参考答案1.答案： C解析：图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向电极2, 说明电极 1 为原电池的负极，根据图示电极 2 为 NO3 得电子被还原成N 2 ，其电极反应式为 2NO3 10e 12H+ N26H2O ， CH 3COO- 在原电池负极失电子生成二氧化碳气体.发生氧化反应，环境为酸性介质.则电极1 的电 极反应式为：CH3

11、COO- 8e 2H2O2CO2 7H+ ，NH；在好氧微生物反应器中转化为NO3 .Nh4 2O2NO3 2H+ H2O。A.结合A、B极反应式可知，总反应为CH3COONH 4 被氧气氧化转化为CO2 和 N2 的过程，其化学方程式为：4CH3COONH；+11O2=8CO2+2N2 + 14H2O , A项正 确；B.微生物燃料电池中氢离子移向电极2,说明电 极1为原电池的负极.即电极1的电势比电极 2上 的低，B项正确；C.微生物存活需要最 适温度，不是温度越高活性越好，C项错误；D.电极2为正极，NO3得电子被还原成 N2,其电极反应式为 2NO3 10e 12H+ N26H2O ，

12、 D 项正确。答案：2 、解析：A、装置（I ）为原电池，Na +向正极移动，A是正极，因此 Na +从右到左通过离子交换膜，正确；B、A为正极，发生还原反应，反应为 NaBr3+2Na+2e-=3NaBr,正确；C、b为阴极，发生还原反应，电极方程式为2H 2O+2e -=H 2T+2OH-,错误；D闭合K时，有0.1molNa +通过离子交换膜，说明有0.01mol 电子转移，阴极上生成0.005molH 2，标准状况下体积为0.05mol X22.4L/mol=1.12L ,正确。考点：本题考查原电池和电解池原理。3.答案： B解析：由方程式可知，还原剂 VB 2为原电池的负极,VB 2

13、在负极上放电，电极a为原电池的正极,氧化剂。2在正极上放电。电子由负极VB 2极移向正极电极a,A错误；2mol VB 2合金在负极上放电生成2mol B2O3和1mol V2O5，失去22mol e-,放电的电极反应式为2 VB 2-22e- + 22OH - = 2B2O3+V2O5+IIH 2O ,B正确；精炼铜时粗铜作阳极，与原电池的正极相连 ,C 错误;原电池工作时,负极反应式为 2VB2-22e-+22OH - = 2B2O3+V2O5+11H 2O ,放电消耗 OH-,正极反应式为 O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-,放电生成 OH -, OH-由a电极移向VB 2 极

14、 , 则离子交换膜为阴离子交换膜,D 错误。4.答案： D解析：钻酸锂电池放电时Lii-rCoO2作正极，发生还原反应：Lii-rCoO2+xe-+xLi+=LiCoO 2, A项正确；电极d附近先出现白色沉淀（CuCl）,故电极d为阳极，电极a为阴极，阴极产生氢气，当电极a产生标准状况下气体 2.24L时，电路中转移0. 2mol电子，根据钻酸锂电池负极反应LixC6-xe-=xLi+6C ,可得负极质量减 少1.4 g,B项正确；电极d上发生的反应 Cu CuCl是氧化反应，电极d为阳极,C项正确；装置II中发生的总反应为2Cu+2H 2。 2CuOH+H2 ，电解质溶液的pH几乎不变，D

15、项错误。答案：5、解析： 若有2 mol H +通过质子交换膜并完全参与反应，转移的电子数目为 2mol, N电极上的电 极反应式：HOOC COOH+2eT +2H +=HOOC CHO+H2O,生成了 1mol HOOC- CH。但由于两极都有 HOOGCHOfc成，则该装置中生成的乙醛酸为2mol。B项错误。考点：电化学的应用答案：6、解析：1)根据装置图可知，电子是从b极流向a极，所以b是阳极，溶液中的阴离子氯离子在阳极 放电，反应式为2CI -2 e -=Cl 2T0 a是阴极，溶液中的阳离子氢离子在阴极放电，反应式为，2H+2e -= H 2? o(2)根据(1)分析可知，阴极氢离

16、子放电，导致阴极周围的 OH浓度增大，所以阴极周围碱性增强，所 以实验现象是两极均有气泡产生 ；a极区溶液变成红色；b极液面上气体变为黄绿色；b极区溶液变为 浅黄绿色。(3)b极生成的气体是氯气，所以N出口的气体是氯气。检验氯气可以利用其氧化性，借助于湿润的淀粉碘化钾试纸检验。标准状况1.12L氯气是0.05mol,所以转移电子的物质的量是0.05mol x 2=0.1mol。(4)根据以上分析可知，氯化钠和水都被电解，所以总的反应式为 2Cl +2H 2OCI2T+H-2 T +2OH。2 +.(5)若将b电极换成铁作电极，则阳极就是铁，此时铁失去电子，反应式为Fe-2e-=Fe 。由于阴极

17、有OH -生成，所以溶液中会生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁不稳定，很快被氧化生成氢氧化铁红褐色沉淀。答案：7、解析： 试题分析：(1)Fe 3+与Cu发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe 3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu 2+。(2)反应一段时间后，停止通电.向甲烧杯中滴入几滴酚血：,观察到石墨电极附近首先变红，说明在石墨电极上生成 OH -离子，电极反应为:2H 2O+2e -2OH -+H 2 T ,-发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，即M端为正极，M端为负极，阳极反应为Fe-2eFe 2+,故答案为：正;Fe-2e -Fe 2+;乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极

18、反应为4OH -4e -O 2 T +H 2O,Cu为阴极，电极反应为Cu 2+2e -Cu,电解的总反应为 2Cu 2+2H 2O 里矍2Cu+O 2 T +4H +,2+故答案为：2Cu 2+2H 2O 里鲤 2Cu+O 2 T +4H ;取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g,则生成Cu的物质的量为0.64g/64(g/mol)=0.01mol,转移的电子的物质的量为0.01mol X2=0.02mol,根据甲烧杯产生气体的电极反应计算生成气体的体积， 2H 2O+2e -2OH -+H 2 T ,2mol22.4L0.02molVV=(22.4l*0.02mol)/2mol

19、=0.224L,即 224ml,故答案为：224。(3)B极是阳极，通入的O 2,得到电子，电极反应式为 O 2+4e -+2H 2O= 4OH -。电解质溶液为 KOH容液，甲烷反应生成的 CO 2会和KOH应，故甲醇燃料电池的总反应化学方程式2CH 3OH+4KOH +3Q=2K 2CO 3 +6H 2Oo点评：本题考查电化学知识，题目难度中等，做题时注意电极的判断和电极反应的书写，注意串联电路中各电极转移的电子数目相等，利用反应的方程式计算。8 .答案：Q+2HO+4e=4OH;N2H4+4OH-4e =4H2O+NT ;O2+N2H4=2H2O+NT解析：9 .答案：1. 2H2O+2

20、e-= H2 +2OH-; S：- +2H+ = (n-1)S +H2s通电10 2Al+ 6H 2O2Al(OH) 3 + 3H2; Al-3e- + 7 AlCl 4 = 4Al 2CI7解析：10.答案：1.阳极；2. 2H 2e =IH23.2Cr 3+; 6Fe 3+; 7H 2O 2+ .4.Fe作阳极，可产生还原剂Fe而石墨作阳极不能提供还原剂 解析：1.装置中的b电极连接电源的正极，则b电极为阳极。2. a电极为电解池的阴极，溶液中的H得电子，电极反应为2H 2e H2 。3. Cr2O2把Fe2氧化为Fe3 , Cr20T2自身被还原为Cr3 ,根据元素守恒推知，同时生成H2O,所 以生成物为Cr3、Fe3、H20。4. 除去Cr202需要还原剂Fe2，用Fe作阳极可产生还原剂 Fe2，而石墨作阳极则不能提供还原 剂。11.答案：1. N2 g +O2 g =2N0(g) H 183kJ/mol；增大2-2.还原； N0+0 -2e = NO2解析：答案：1