高三化学原电池电解池难点练习附答案

1、高三化学原电池电解池难点练习一、单选题1.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（）电极AA.反应 CH4+H2O _3H_3H2+CO,每消耗 1molCH4 转移 12moi 电子B.电极 A上H2参与的电极反应为：H2+2OH -2e =2H2O2-C.电池工作时，CO3向电极B移动-，一 ，一，一 一、2-D.电极B上发生的电极反应为：O2+2CO2+4e =2CO32.某科研人员设计了以液态肿（N2H4）为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700900 c时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，已知生

2、成物均为无毒无害的物质。M体汽化的山勉皆卜列说法正确的是（）A.电极甲的电极反应为：N2H4-4e-=N2 T +4H +B.电池总反应为：N2H4+ O2 = =N2+2H2OC.电池内电路中电流由电极乙流向电极甲D.每32 g N2H4参与反应，有1 mol O2-移向电极甲3.利用如图所示的电化学装置可将废水中的尿素转化为对环境无害的物质。下列有关说法错误的是A.该装置既可以处理废水，还可以通过a、b输出电能B.M 极的电极反应式：CO（NH 2）2+H2O-6e =CO2 +N2+6HC.该电化学装置工彳时，质子从N极移向M极D.相同条件下，M极生成的气体与 N极消耗的气体体积比为 4

3、: 34.合理利用电化学原理不仅可消除某些物质造成的污染，还可获得可观的电能，下面是处理垃圾渗 透液的一种装置工作原理图。下列说法正确的是（）A.X极的电极反应式为 2NH3 6e 60H =N 2 6H2OB.Y是正极，NO 3发生氧化反应C.当电路中有5 mol电子通过时，正极上有 14 g气体放出D.盐桥内Cl移向Y电极.利用电解法转化 CO2可实现CO2的资源化利用，如下是利用电解法将CO2转化为HCOOH的原理本意图，下列有关说法不正确的是（）A.Sn电极是阴极B.阳极区逸出两种无色无味的气体C.电解池工作时，阳极区和阴极区KHCO3浓度都下降D.K +由阳极区向阴极区迁移.金属（M

4、）-空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4M+nO2+2nH2=4M（OH） n,已知：电池的 理论比能量”指单 位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法中不正确的是A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池，Al-空气电池的理论比能量最高C.M-空气电池放电过程的正极反应式:4M n+nO2+2n H2O+4ne= 4M（OH） nD.在Mg-空气电池中，为防止负极区沉积 Mg（OH） 2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜.微生

5、物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，利用该类电池处理某含铭（以Cr2O2一形式存在）废水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是（）A.M极为电池负极，有机物在该极被氧化.电池工作时，N极附近溶液pH增大C.该电池能够在高温下工作D.处理1 mol CbO；时有超过6 mol H+从交换膜左侧向右侧迁移.支持海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸 铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是（）B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进

6、行调整.最近我国科学家设计了一种 CO2+ H2s协同转化装置，实现对天然气中 CO2和H2s的高效去除。示 意图如下图所示，光伏电池七亭.-* H一切、京|石墨烯石型稀天然气心，天阴气叫 (X)窥传地弋5.H馈等质子交换圜其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯石墨烯电极区发生反应为 EDTA- Fe2+ - e = EDTA- Fe3+3+ 一+-2+D 2EDTA- Fe + H2s= 2H + S+ 2EDTA- Fe该装置工作时，下列叙述错误的是()A.阴极的电极反应：CO2+2H+2e- =CO+H2OB.协同转化总反应:CO2+ H2S= CO+ H2O+SC.石

7、墨烯上的电势比 ZnO石墨烯上的低 一一一 3+2+ 一-3+2+D.若米用Fe /Fe 取代EDTA- Fe / EDTA- Fe，溶椒需为酸性二、填空题10.CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。.CaO可在较高温度下捕集 CO2,在更高温度下将捕集的 CO2释放利用。CaC204 H2O热分解可 制备CaO, CaC204 H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。HtHI股 需三；黑|者返我国君强双运土M喉100600 BOO 1DQQ温度K写出400600 C范围内分解反应的化学方程式： 。与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC204 H2O热分解制备的CaO具

8、有更好的CO2捕集性能, 其原因是。.电解法转化 CO2可实现CO2资源化利用。电解 CO2制HCOOH的原理示意图如下。电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是 。.CO 2催化加氢合成二甲醛是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应 I : CO2(g)+H2(g)= CO(g)+H 2O(g) AH =41.2 kJ - mol-1反应 n : 2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) AH =- 122.5 kJ - mol-1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时 CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。

9、其中：2 CH3OCH3的物质的量CH3OCH3的选择性=反应的C02的物质的量HQ。温度高于300 C, CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。220 C时，在催化剂作用下 CO2与H2反应一段时间后，测得 CH3OCH3的选择性为48% (图中A点)。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有 。.CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液 pH=13,CO2主要转化为 (写离子符号);若 所得溶液 c(HCO3)：c(CO；)=2:1，溶液 pH=。(室温下，H2CO3的 K1=4X10-7;K2=5X

10、10-11)CO2与CH4经催化重整，制得合成气CH4(g)+CO2(g)-2CO(g)+2H 2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下化学键C-HC=OH-HC 生 O(CO)键能 /kJ mol-14137454361075则该反应的 AH=o分另在v L恒温密闭容器 A）恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH4和（填“A城CO2各1mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是按一定体积比加入 CH4和CO2,在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900 c的原因是（3） O2辅助的Al CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量

11、大，能有效利用CO2,电池反应产物Al2（C2O4）3是重要的化工原料。电池的负极反应式-2-=6。2, 6CO2+6O2=3 C2O4反应过程中 O2的作用是,电池的正极反应式：6O2+6e-,该电池的总 反应式：自川Clj的周卡通传用4.铅精矿可用于冶炼金属铅，其主要成分为PbS。I.火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧，生成PbO和SO?。（1）用铅精矿火法炼铅的反应的化学方程式为 （2）火法炼铅的废气中含低浓度SO2，可将废气通入过量氨水中进行处理，反应的离子方程式为II.湿法炼铅在制备金属铅的同时，还可制得硫黄，相对于火法炼铅更为环保。湿法炼铅的工艺流程如下：Mri晨里看(含f叫，也漫福 珞

12、.金崎迎tt已知:i.不同温度下PbCl2的溶解度如下表所示。温度(C)20406080100溶解度(g)1.001.421.942.883.20ii. PbCL为能溶于水的弱电解质，在C浓度较大的溶液中，存在平衡:PbCl2(aq) + 2Cl-(aq)峰? PbCl2-(aq)。(3)浸取?中FeCl3的作用是 。(4)操彳a为加适量水稀释并冷却，该操作有利于滤液1中PbCl2的析出，分析可能的原因是(5)将溶液3和滤液2分别置于下图所示电解装置的两个极室中，可制取金属铅并使浸取液中的FeCl3再生。+0O-:二物离子I交换唯 阳极室I阴极率溶液3应置于(填“阴极室”或“阳极室”)中。简述

13、滤液 2电解后再生为 FeCl3的原理:。若铅精矿的质量为 a g,铅浸出率为b,当电解池中通过c mol电子时，金属铅全部析出，铅精矿中PbS 的质量分数的计算式为。三、推断题13.七铝十二钙(12CaO 7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石(主要含CaCO3和MgCO 3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：黄 Z* CaCOs过滤干燥1废可片NaOti、翩.洗诿骷掰过滤也12CaO7Ali0s(1)煨粉主要含 “9。和,用适量的NH4NO3溶液浸取煨粉后，镁化合物几乎不溶，若溶液I中c(Mg2+)小于5X 10-6mol L-1,则溶液PH大于 LMg(OH) 2的Ksp=

14、5 x 10-12);该工艺中不能用(NH4)2SO4 代替 NH4NO3,原因是,(2)滤液I中的阴离子有 (忽略杂质成分的影响)；若滤液 I中仅通入CO2,会生成, 从而导致CaCO3产率降低。(3)用NaOH溶液可除去废 Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为 。(4)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。(5) 一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlC：和Al2Cl7两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为。四、实验题14.资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。某工厂以酸性工业废水(

15、含H、Al3+、Mg2+、C2O2、SO4 )以及硫酸厂废气(SO?)为原料提取铭的工艺流程如下梏充在空气中小T-糠日1充分向 ,厄可_g 如一！一一式r一二步景) 过.0 t|-H皿而铲_翼列出 步曲 L- StttA 吟J 7Hle有关数据如下表所示。化合物Mg OH 2Al OH 3Cr OH 3完全沉淀的pH10.54.35.3开始溶解的pH7.89.2小近似值125.6 101.3 10 336.3 10 31请回答下列问题(1)步骤中发生主要反应的离子方程式为 。(2)步骤中加入适量 Al 2O3的目的是 。(3)为了达到实验目的，步骤中加入 NaOH溶液，应调节溶液的 pH范围为

16、(4)步骤向滤液 B中通入过量CO2 ,反应的离子方程式为 。(5)工业上也常采用下列装置，利用电解法处理含铭废水。 I , I =W K -K- F . .； 三一二F二二三-二=!?：ILCnO,稀KOH的一三寸二三三二五二七一鹿性帝减- , 质子女换腺在电解过程中阳极区 pH增大的原因是 。理论上每处理含 1mol K2CLO7的废水，阴极区得到的气体体积为 L (标准状况)参考答案1答案：D解析：a. ImoCH4TlM.由化合价有7T+2,升高6,则参加反应共转 移6mol电子，故A错误；B.通入氧气的一极为正极，则 B为正极，A为负极，负极上（ 和被氧化生成二氧化碳和水， 故电极A

17、的反应为性+C0+#17b = HQ+3C4 ,电解质中没有OH- ,故b错误； C.原电池中阴离子向负极移动， A为负极，所以,明 向电极A移动，故C错误；+W） +“D.电极上氧气得电子发生还原反应：-2 工，故D正确。故选：D。2答案：B解析：电极甲为负极，电极反应为N2H4 +2O2-4e-= N2 T+2H2O, A项错误；电池总反应为N2H4+O2=N2 +2H2O, B项正确；电池外电路中电流由电极乙流向电极甲，电池内电路中 电流由电极甲 流向电极乙，C项错误；根据N2H4 +2O2- -4e- = N2T +2H2O,可知每32 g N2H4参与反应，有2 molO2- 移向电

18、极甲，D项错误。3答案：C解析：由。2在N极上生成 匕。,而不是H+在N极上生成 匕可知，该电化学装置为原电池，可提 供电能，A项正确；由“尿素转化为对环境无害的物质”，结合尿素的元素组成.可知生成的无害的含碳、含氮物质分别为 CO2、N2,则M极（负极）发生氧化反 应，电极反应为 CO（NH2）2+H2O-6e-=CO2 +N2 +6H+, B项正确；质子为阳离子，原电也工作时，阳离子从负极移 向正极，即从 M极移向N极，C项错误；正极反应为 O2+4H + +4e-=2H 2O ,由得失电子守恒可知， M极（负极）生成2 mul CO2、2 mol N2时，N极（正极）消耗 3 md O2

19、,相同条件下气体的体积比 等于其物质的量之比,D项正确。4答案：C解析：A项，由题图知，NH 4在X极上转化为N2, X极上不 可能有 大参与反应，错误B项，由题图知，丫极上NO3得到电子转化为N 2,此过程中发生了还原反应，丫是正极，错误，C项，正极（Y极）上的电极反应式 为2NO3 10e 12H+ =N2 6H2O,当电路中有5 mol电子通 过时，正极上得到 5 mol电子，有0.5 mol N2放出，质量为14 g,正确，.D项，原电池中阴离子移 向负极（X极），错误。5答案：C解析：该电解装置是将 CO2转化为HCOOH,碳元素化合价 降低，则CO2应该在阴极上发生得电子 的还原反

20、应，所以 Sn电极是 阴极，故A正确；Pt电极是阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上的电极反应式为2H2O-4e-=O2 T +4H+,阳极上生成的H+与电 解液中HCO3发生反应H+ HCO3=C02T+ H2O,故B正确；阴极的电极反应式是2H2O + 3CO2 + 2e- =HCOOH + 2 HCO3,又交换膜为阳离子交换膜，电解池工作时，阳极区的K +穿过阳离子交换膜迁移到阴极区，故随着反应发生，阴极区KHCO 3浓度增加，故 C错误，D正确。6.答案：C解析：采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极表面,A项正确；根据“已知”信息知铝的比能量比Mg Zn的

21、高,B项正确;M-空气电池放电过程中，正极为氧气得到电子生成 OH,C项错误；为了避免正极生成的 OH移至负极，应选用阳离子交换膜，D项正确。7答案：C解析：8答案：C解析：由图可知，高硅铸铁与直流电源的正极相连，作电解池的阳极，钢管桩与直流电源的负极相连，作电解池的阴极，通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零，钢管桩得到保护，A正确；通电后，外电路中电子 由高硅铸铁经导线流向正极，再由电源的负极经导线流向钢管桩，故通 电后外电路中电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；高硅铸铁为惰性 辅助阳极，只起到传递电流的作用，不会被损耗，C错误;通入的保护电流 要根据海水中电解质的浓度、温度等环境条

22、件 变化进行调整，从而有效保 护钢管桩，D正确。9答案：C解析：由石墨烯电极区反应可知该极发生氧化反应，为阳极，则 2门。石墨烯为阴极。阴极的 电极反应为：CO2+ 2H + + 2e- = CO+ H 2O , A正确；装置工作时涉及三个反应，Fe2+与Fe3+的转化循环进行，总反应为 CO2与H2s之间的反应，根据得失电子守恒可知总反应为CO2+ HzS= CO+ H2O+ S , B正确；石墨烯与电源正极相连 ，ZnO石墨烯与电源负极相连，故石墨 烯上的电势比ZnO石墨烯上的高，C错误；Fe2+、Fe3+均在酸性环境中稳定存在，D正确。10.答案：(1) CaC2O4曲觉LaCO3+CO 个CaC204 H2O热分解放出更多的气体，制得的 CaO更加疏松多孔(2) CO2+H+2e-= HCOO -或CO2+ HCO 3 +2e-= HCOO-+ CO2阳极产生O2, pH减小，HCO3浓度降低；K+部分迁移至阴极区(3)反应I的AH0,反应n的AH1.0 x3mbl L-1,则溶液pH大于11;加入(NH4)2SO4会生成CaSO4微溶物，在过滤中 会被除去，造成生成的CaCO3减少，故工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3。(2)硝酸盐均溶于水，加入硝