高考化学一轮复习微小练习32原电池电解池原理的综合应用一

专练32原电池电解池原理的综合应用一

1.[2022•全国乙卷]Li-O,电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好应用前景。

近年来，科学家研究了一种光照充电Li-0?电池（如图所示）。光照时，光催化电极产生

电子（底）和空穴（h+）,驱动阴极反应（Li++e-=Li）和阳极反应（Li2（）2+2h+=2Li

+

+02）对电池进行充电。下列叙述错误的是（）

A.充电时，电池的总反应反。=2巾+。2

B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关

C.放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移

D.放电时，正极发生反应

+-

02+2Li+2e=Li202

2.[2023•辽宁卷]某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是（）

A.放电时负极质量减小

B.储能过程中电能转变为化学能

C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧

D.充电总反应：

3+2+

Pb+SO：+2Fe=PbS04+2Fe

3.[2022•福建卷]一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为KOH和Zn

（CH3COO）2水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该

电极充放电原理如图所示。下列说法正确的是（）

A.化学自充电时，c（0『）增大

B.化学自充电时，电能转化为化学能

C.化学自充电时，锌电极反应式：

Zn:++2e-^=Zn

D.放电时，外电路通过0.02mol电子，正极材料损耗0.78g

4.[2023•广州综合测试]新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电

+

池，其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为：Li1-AFeP04+j£i+^e-=LiFeP04o下

列说法不正确的是（）

A.充电时，Mg电极为阴极

B.放电时，Li+从I室向II室迁移

C.放电时，II室Li2s0,溶液的浓度增大

D.每消耗1molMg,电极a质量理论上增加14g

5.［2023•试题调研］某同学组装了如图所示的电化学装置，电极I为A1,其他电极

均为Cu,贝1］（）

A.电流方向：电极Wf®-电极I

B.电极I的质量减少2.7g时，电极IV的质量减少9.6g

C.c烧杯溶液的pH减小

D.电极III的电极反应式为CiT+2e-=Cu

6.观察下列几个装置示意图，则有关叙述正确的是（）

H2

淡盐水寥:」映NaOH溶液

r

-i-：WNa+：＜

l?crtQHz：l

精制饱和A‘离字交'伯2。（含少

NaCl溶液换膜量NaOH）

氢氧燃料电池离子交换膜法电解原理

丙T

A.装置甲中阳极上析出红色固体

B.装置乙中铜片应与电源负极相连

C.装置丙中外电路电流方向：b极一a极

D.装置丁中阴极反应式为2c「一2r二口"

7.某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如

图所示，下列叙述正确的是（）

铅蓄电池电解池

A.Y的电极反应：Pb—2e-^Pb2+

B.铅蓄电池工作时SO1向Y极移动

C.电解池的反应仅有

2A1+6H2O^M

2A1（OH）3+3H2f

D.每消耗103.5gPb,理论上电解池阴极上有0.5mol艮生成

8.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，Y极上产生黄绿色气体。下列分析正确的是（）

A.溶液中c（A2+）减小

B.B极的电极反应：B—2e-=B"

C.Y电极上有Cb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

9.[2023•山西运城期中]我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电

池，其工作原理如图所示。已知电池反应：

放申

Na—MnOz+NaC,充电NaMnOz+nC。下列说法错误的是（）

A.电池放电过程中，NaMnOz/Al上的电势高于石墨烯/A1上的电势

B.电池放电时，正极发生反应：

-

Na—MnO2++jre=NaMnO2

C.电池充电时，Na+由NaMrA/Al电极移向石墨烯/Al电极

D.电池充电时，外接电源的负极连接NaMnOz/Al电极

10.[2023•安徽六校素质测试]利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝

化剂N2O5,装置如图所示。下列说法正确的是（）

甲乙

A.电极b的反应式是

02+4e-+2H20=40r

B.甲中每消耗64gS02,乙中有1molf通过隔膜

C.c电极上的电极反应式为

+

N204-2e-+H20=N2O5+2H

D.每转移2mol生成2molDO5和1molH2S04

专练32原电池电解池原理的综合应用一

1.C根据题给电池装置图并结合阴、阳极电极反应可知，充电时，电池的总反应为

Li202=2Li+02,A项正确；由题干中光照时阴、阳极反应可知，充电效率与光照产生的电

子和空穴量有关，B项正确；放电时题给装置为原电池，阳离子（Li+）向正极迁移，C项错

误；根据题给装置图可知，放电时正极上0,得电子并与Li+结合生成Li2。”即0?+2Li++

-

2e=Li202,D项正确。

2.B该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO”则多孔碳

电极为正极，正极上Fe"得电子转化为Fe?+,充电时，多孔碳电极为阳极，Fe?+失电子生

成Fe",PbSOa电极为阴极，PbS04得电子生成Pb和硫酸。

放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A

错误；储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；放电时，右侧为正

极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的小通过质子交换膜移向右侧，C错误；充

电时，总反应为PbS04+2Fe"=Pb+S01+2Fe",D错误；故答案选B。

3.A由图示可知，化学自充电时，得电子转化为0IT,0IT与K+结合形成KOH,

c（oir）增大，A正确；该电池为自充电电池，无需外接电源，因此化学自充电时，没有电

能转化为化学能，B错误；由图示可知，化学自充电时，阳极反应为有机物之间的转化，

阴极反应为转化为0H一，没有发生Zr?++2e-=Zn,C错误；放电时，

当外电路中通过0.02mol电子时，正极材料增加0.78g,D错误。

4.C根据放电时电极a发生还原反应知，电极a为正极，Mg电极为负极。

电极电极反应

放电负极（Mg电极）Mg—2e-=Mg2+

+-

（原电池）正极（电极a）Li1_xFePO4+^Li+^e^=LiFePO4

阴极（Mg电极）Mg2++2e-=Mg

充电

-+

（电解池）阳极（电极a）LiFeP04—^e=Li1_AFeP04+^Li

由上述分析知，充电时Mg电极为阴极，A项正确；放电时Li+向正极（电极a）移动，

则Li+从I室向H室迁移，B项正确；放电时，Li+从I室向II室迁移，S0「不参与电极反

应，II室Li2s0,溶液的浓度不变，C项错误；每消耗1molMg,电路中通过2mol电子，

根据电极a的反应，知电极a增加的质量为2molLi*的质量，即增重14g,D项正确。

5.A根据图示可知电极I为负极，电极n为正极，电极III为阳极，电极IV为阴极。

电流方向与电子流动方向相反，所以电流方向：电极IVf®-电极I,A正确；电极IV的

电极反应式为Cu2++2e-=Cu,所以电极I的质量减少2.7g时，电极IV的质量增重9.6

g,B错误；c烧杯相当于电镀装置，溶液的pH不变，C错误；电极III的电极反应式为Cu—

2e-=Cu2+,D错误。

6.C甲图中阳极上生成Ck，A项错误；乙图中铜片应作阳极，与电源正极相连，B

项错误；丁图中阴极反应式应为2H++2r=乩1,D项错误。

7.D根据实验的原理，电絮凝净水，让A1转化成氢氧化铝胶体，即A1失电子，根

据电解原理，A1为阳极，Y为PbOz，则X为Pb,Y电极反应为：PbOz+SO1+4H++2e-

=PbS04+2H20,故A错误；根据原电池的工作原理，SO向负极移动，即SO「移向X

电极，故B错误；电解过程中实际上发生两个反应，分别为2Al+6H20里处2A1(OH)3+

31M和2H2里维2H2t+02f,故C错误；消耗103.5gPb,转移电子物质的量为

1()3fX2mol=lmol,阴极上的电极反应式为2H++2r=11",通过电量相等，即产生

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氢气的物质的量为1/2mol=0.5moL故D正确。

8.D根据Y极有黄绿色气体生成，Y极电极反应式为2C「-2e-=Ckt,即Y为电

解池的阳极，B为原电池的正极，A为原电池的负极。故A极的电极反应为A—2e-=A?+,

溶液中c(A?+)增大，A错误；B极为正极，发生还原反应，B错误；Y电极上有C1?产生，

发生氧化反应，C错误；右边U形管中最初为电解A1C1,溶液，X电极为H+放电，c(H+)减

小，c(OH-)增大，且A1时移向X极，因此会产生Al(0