2021届高考化学人教一轮复习热点题型专练：串联电路中电化学知识(含解析)

PAGEPAGE12021届高考化学人教一轮复习热点题型专练串联电路中电化学知识一、选择题1、某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则()A．电流方向：电极Ⅳ→→电极ⅠB．电极Ⅰ发生还原反应C．电极Ⅱ逐渐溶解D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－=Cu解析：根据原电池的构成原理，可知电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，电极Ⅲ为阳极，电极Ⅳ为阴极。电子流向为电极Ⅰ→→电极Ⅳ，故电流方向为电极Ⅳ→→电极Ⅰ，A项正确；电极Ⅰ为负极，发生氧化反应，B项错误；电极Ⅱ为正极，Cu2＋在此被还原，C项错误；电极Ⅲ为阳极，Cu－2e－=Cu2＋，D项错误。答案：A2、电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是()A．石墨电极上发生氧化反应B．根据图示，物质A为CO2C．为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇D．甲烷燃料电池中COeq\o\al(2－,3)向空气一极移动解析：甲烷发生氧化反应，因此通入甲烷的一极为电源的负极，故石墨为阴极，发生还原反应，A项错误；负极反应式为CH4－8e－＋4COeq\o\al(2－,3)=5CO2＋2H2O，故A为CO2，B项正确；乙醇为非电解质，不能增强污水的导电能力，C项错误；COeq\o\al(2－,3)向负极移动，而通入空气的一极为电源的正极，D项错误。答案：B3、我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e-2I-+Br-B.放电时,溶液中离子的数目增大C.充电时,b电极每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化D.充电时,a电极接外电源负极解析：本题考查锌-碘溴液流电池的工作原理，考查的核心素养是证据推理与模型认知。根据电池的工作原理示意图，可知放电时a电极上I2Br-转化为Br-和I-，电极反应为I2Br-+2e-2I-+Br-，A项正确；放电时正极区I2Br-转化为Br-和I-，负极区Zn转化为Zn2+，溶液中离子的数目增大，B项正确；充电时b电极发生反应Zn2++2e-Zn，b电极增重0.65g时，转移002mole-，a电极发生反应2I-+Br--2e-I2Br-，根据各电极上转移电子数相同，则有0.02molI-被氧化，C项正确；放电时a电极为正极，充电时，a电极为阳极，接外电源正极，D项错误。答案：D4、某同学组装了如图4所示的电化学装置，电极ⅠAl，其它均为Cu，则（）A．电流方向：电极Ⅳ→A→电极ⅠB．电极Ⅰ发生还原反应C．电极Ⅱ逐渐溶解D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2++2e-

=

Cu

答案：A解析：注意左边两个烧杯形成双桶原电池，最右边烧杯是电镀池。各电极名称依次是Ⅰ（负极）Ⅱ（正极）Ⅲ（阳极）Ⅳ（阴极）。A项：电子从Ⅰ经A流向Ⅳ，电流方向相反，故A正确。B项：Al铝是金属失电子，还原剂发生氧化反应。C项：Ⅱ极上有铜析出。D项：Ⅲ阳极铜溶解，Ⅳ阴析铜析出。5、铅蓄电池的工作原理为：研读下图，下列判断不正确的是（）A．K闭合时，d电极反应式：B．当电路中转移0．2mol电子时，I中消耗的为0．2molC．K闭合时，II中向c电极迁移D．K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极解析：K闭合时Ⅰ为电解池，Ⅱ为电解池，Ⅱ中发生充电反应，d电极为阳极发生氧化反应，其反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-所以A正确。在上述总反应式中，得失电子总数为2e-，当电路中转移0．2mol电子时，可以计算出Ⅰ中消耗的硫酸的量为0．2mol，所以B对。K闭合一段时间，也就是充电一段时间后Ⅱ可以作为原电池，由于c表面生成Pb，放电时做电源的负极，d表面生成PbO2，做电源的正极，所以D也正确。K闭合时d是阳极，阴离子向阳极移动，所以C错。答案：C6、如图，A池用石墨电极电解NaOH溶液，B池精炼粗铜，一段时间后停止通电，A池中d极产生具有氧化性的气体，在标准状况下为2.24L。下列说法正确的是()A．A池为电解池，B池为原电池B．d、e两极都发生氧化反应C．e极应为粗铜板材料D．B池中e极质量增加12.8g解析：A池中d极产生的具有氧化性的气体必为氧气，则d极为阳极，e为阴极，A、B两池都为电解池，故A、B项错误；故e极为纯铜，f极为粗铜，C项错误；由产生氧气的量可求得通过电路中的电子的物质的量为2.24L/22.4L·mol－1×4e－＝0.4mol，根据闭合电路中的电量守恒可求得在e极上析出的铜的量为0.4mol/2×64g/mol＝12.8g，故D项正确。答案：D7、CuI是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2而得到。如下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，在KI－淀粉溶液中阳极周围变蓝色，则下列说法正确的是()A．若a极变红，则在Pt电极上：2I－－2e－=I2，淀粉遇碘变蓝B．若b极变红，则在Pt电极上：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，O2将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝C．若a极变红，则在Cu电极上：开始Cu＋I－－e－=CuI，一段时间后2I－－2e－=I2，淀粉遇碘变蓝D．若b极变红，则在Cu极上：Cu－2e－=Cu2＋，Cu2＋显蓝色解析：若a极变红，则该极上是氢离子发生得电子的还原反应，所以a为阴极，b为阳极，Y为电源的正极，X为负极，则Pt电极为阴极，该极上是氢离子发生得电子的还原反应，析出氢气，故A错误；若b极变红，则该极上是氢离子发生得电子的还原反应，所以b为阴极，a为阳极，Y为电源的负极，X为正极，则Pt电极为阳极，该极上是碘离子发生失电子生成I2，淀粉遇碘变蓝，故B错误；电解NaCl溶液(滴入酚酞)，阴极附近变红，若a极变红，则X为电源的负极，Y为正极，故Cu电极为阳极，则Cu－2e－=Cu2＋，2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2，碘遇淀粉变蓝，故C正确；若b极变红，则该极上是氢离子发生得电子的还原反应，b为阴极，a为阳极，Y为电源的负极，X为正极，Cu电极是阴极，该极上发生氢离子发生得电子的还原反应，析出氢气，故D错误。答案：C二、非选择题8、下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)。①A管溶液由红变黄②B溶液由红变黄③A管溶液不变色④B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式：________________。(3)写出B管中发生反应的反应式：____________。(4)检验a管中气体的方法是______________。(5)检验b管中气体的方法是_______________。(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是___________________________。答案：(1)①④(2)2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑)；Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(3)4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－=4H＋＋O2↑)(4)用拇指按住管口，管口向下取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口，管口向上取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)9、如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5%NaOH溶液、足量CuSO4溶液和100g10%K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，一段时间后，测得丙中K2SO4溶液的质量分数为10.47%，乙中c电极质量增加。则①电源的N端为________极；②电极b上发生的电极反应为_____________________；③计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积为________L；④电解前后丙中溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)乙装置中如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行：________(填“能”或“不能”)，原因是____________________。解析：(1)①接通电源一段时间后，乙中c电极质量增加，说明c电极表面析出Cu，则该电极为阴极，从而推知M端为电源的负极，N端为电源的正极。②电极b为阳极，用惰性电极电解NaOH溶液相当于电解水，阳极上OH－放电生成O2，电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O。③用惰性电极电解K2SO4溶液相当于电解水，设电解过程中消耗水的质量为xg，据电解前后溶质的质量不变可得：100g×10%＝(100－x)g×10.47%，解得x＝4.5，则电解过程中消耗水的物质的量为eq\f(4.5g,18g·mol－1)＝0.25mol，转移电子的物质的量为0.5mol，故电极b上生成的O2在标准状况下的体积为V(O2)＝0.5mol×eq\f(1,4)×22.4L·mol－1＝2.8L。④丙中用惰性电极电解K2SO4溶液相当于电解水，电解过程中c(K2SO4)增大，但溶液的pH不变。(2)当电解过程中铜全部析出时，CuSO4溶液变为H2SO4溶液，继续电解则为电解H2SO4溶液，相当于电解水。答案：(1)①正②4OH－－4e－=O2↑＋2H2O③2.8④不变(2)能CuSO4溶液变为H2SO4溶液，可继续电解H2SO4溶液，相当于电解水10、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。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为______(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为__________________________。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为____________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为____________。(3)当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为____________mL(标准状况下)，丙池中________极析出____________g铜。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将____________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；丙中溶液的pH将____________。解析：(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH－－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。(2)乙池为用惰性电极电解AgNO3溶液，其中A作阳极，B作阴极，总反应式为4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))4Ag＋O2↑＋4HNO3。(3)根据各电极上转移的电子相同，得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝eq\f(1,4)×eq\f(5.40,108)×22.4L＝0.28L＝280mL，m(Cu)＝eq\f(1,2)×eq\f(5.40,108)×6