1、2017届高考化学二轮总复习原电池、电解池专题练习21. 由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨电极反应生成一种氧化物Y，下列有关说法正确的是()A石墨极为正极，石墨极为负极 BY的化学式为N2O5C石墨极的电极反应式为NO2NOe=N2O5 D石墨极上发生氧化反应2. 如图所示,X、Y、Q、W 都是惰性电极,将电源接通后,W 极附近颜色逐渐加深。下列说法中不正确的是()A.电源的M极为正极B.甲装置中溶液的pH减小C.甲装置的两个电极上都有单质生成且物质的量之比为11D.欲用乙装置给铜镀银,U极应该是Ag,电镀液选择AgNO3溶液3. 用惰性电极电解CuSO
2、4溶液一段时间后,停止电解,向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2,恰好反应时溶液浓度恢复至电解前。关于该电解过程的说法不正确的是()A.生成Cu的物质的量是0.1 molB.转移电子的物质的量是0.2 molC.随着电解的进行溶液的pH减小D.阳极反应式是4OH-4e- 2H2O+O24. 常温下,1 L某溶液中含有的离子如下表:离子Cu2+Al3+NO3-Cl-物质的量浓度/(molL-1)11a1用惰性电极电解该溶液,当电路中有3 mol e-通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象,忽略温度的变化),下列说法正确的是()A.a=3 B.阴极析出的金属是铜与铝
3、C.阳极生成1.5 mol Cl2 D.电解后溶液的pH=05. 某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如下，下列说法不正确的是(双选)()AA接电源负极 B阳极区溶液中发生的氧化还原反应为 Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O C阴极区附近溶液pH降低D若不考虑气体的溶解，当收集到H2 13.44 L(标准状况)时，有0.1 mol Cr2O被还原6. 电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，最后Cr3以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确
4、的是 ()A阳极反应为Fe2e=Fe2 B电解过程中溶液pH不会变化C过程中有Fe(OH)3沉淀生成 D电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2O被还原7. 电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I26OH=IO5I3H2O 下列说法不正确的是 ()A右侧发生的电极反应式：2H2O2e=H22OHB电解结束时，右侧溶液中含IOC电解槽内发生反应的总化学方程式：KI3H2OKIO33H2D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变8. 用惰性电极电解下列溶
5、液一小段时间后，加入一定量的另一种物质(括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是()ACuSO4Cu(OH)2 BNaOH(NaOH) CNaCl(NaCl) DCuCl2(CuCl2)9. 如图所示，下列叙述正确的是()AX为阳极，发生氧化反应 BY为正极，发生氧化反应CY与滤纸接触处有氢气生成 DX与滤纸接触处变红10. 用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如图所示。下列说法中，正确的是()A燃料电池工作时，正极反应为O24H4e=2H2OBa极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出Ca极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出Da、b两极均是石墨时，在相同条件
6、下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等11. 用惰性电极电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢，装置如下图所示，电解池中的隔膜仅阻止气体通过。电解时总反应为CO(NH2)22OHCON23H2以下说法不正确的是()Aa为阳极，b为阴极B电解时，溶液中OH向b极移动C阴极反应：2H2O2e=H22OHD电解后，溶液pH减小12. 科学家从电解冶炼铝的工艺中得到启发，找出了冶炼钛的新工艺TiO2直接电解法生产钛，电解质为熔融的氯化钙，原理如图所示。下列说法错误的是()A阴极获得钛，电极反应式为TiO24e=Ti2O2B阳极的电极反应式是2O24e=O2，生成的部分氧气会将石墨氧化成CO和CO2
7、C在工业生产过程中应该不断地更换两极材料D该法生产Ti符合绿色环保的要求13. 现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽，用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中正确的是()A阳极反应为2H2e=H2B从A口出来的是H2SO4溶液Ca是阳离子交换膜，允许H通过DNa2SO4溶液从E口加入14. 电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢气的装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过，a、b极均为惰性电极)。下列说法正确的是()A电解时，b极发生氧化反应B溶液中OH逐渐向b极移动C电解时a极的电极反应式为CO(NH2)28O
8、H6e=CON26H2OD若在b极产生标况下224 mL H2，则消耗尿素2 g15. 铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。分别以铅片、铝片为电极，以硫酸溶液为电解液，按照如图所示装置连接电解池装置，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理2030 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是 ()A电解时电子从电源负极导线铝极，铅极导线电源正级B在电解过程中，H向阳极移动，SO向阴极移动C电解过程阳极周围溶液的pH下降D电解的总反应为2Al6H=2Al33H216. 臭氧是常见的强氧化剂，广泛
9、用于水处理系统。制取臭氧的方法很多，其中高压放电法和电解纯水法原理如下图所示，下列有关说法不正确的是() A高压放电法，反应的原理为3O22O3B高压放电出来的空气中，除含臭氧外还含有氮的氧化物C电解时，电极b周围发生的电极反应有3H2O6e=O36H和2H2O4e=O24HD电解时，H由电极a经聚合固体电解质膜流向电极b17. 如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是()AX极是电源负极，Y极是电源正极Ba极的电极反应是2Cl2e=Cl2C电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大DPt极上有6.4 g Cu析出时，b极产生2.24 L(标准状况)气体18.
10、甲、乙是电化学实验装置。(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。甲中石墨棒上的电极反应式为 ；乙中总反应的离子方程式为 ；将湿润的淀粉-KI试纸放在乙烧杯上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为51,且生成两种酸,该反应的化学方程式为 ；(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。甲中铁棒上的电极反应式为 ；如果起始时乙中盛有200 mL pH=5的CuSO4溶液(25 ),一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到电解前的状态,可向溶液中加入(填写物质的化学式)g。19. 某课外活动小组同学用如图装置进行实验，试回答下列问题：
11、(1)若开始时开关K与a连接，则A极的电极反应式为_；(2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为_，总反应的离子方程式为_；有关上述实验，下列说法正确的是(填序号)_；溶液中Na向A极移动从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子(3)该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。该电解槽的阳极反应式为_；此时通过阴离子交换膜的离子数_(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数；通电
12、开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因_；若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为_。20. 如图所示，甲、乙是电化学实验装置，请回答下列问题：(1)若甲、乙两个烧杯中均盛放饱和NaCl溶液。甲中石墨棒上的电极反应式是_；将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯的上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为电解生成的某种气体A氧化了I生成了I2。若A气体和I2按物质的量之比为51反应，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_；如果不考虑气体产物与烧杯中溶液之间的反应，当乙反应有0.01 mol电子转移后停止实验，烧杯中溶液的体积为100 mL，则溶液混匀后的pH_；(2)若
13、甲、乙两烧杯中均盛放CuSO4溶液。甲中铁棒上的电极反应式为_；乙中总反应的离子方程式为_；如果起始时乙中盛放100 mL pH5的CuSO4溶液(25 )，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到起始时的浓度(忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入_(填写物质的化学式)_g。参考答案1. 【解析】A项，氧气在反应中被还原，所以石墨是正极，石墨是负极，故不正确；B项，Y是NO2被氧化后的产物，则为N2O5，故正确；D项，石墨极上发生的是还原反应。【答案】BC2. 【解析】W极附近颜色逐渐加深,说明通电时氢氧化铁胶粒移向该电极,即 W连接电源的负极,则M为正极,N为负极,A正确;通电时,甲装置
14、中总反应为2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2,甲装置中溶液的pH减小,B正确,n(O2)n(Cu)=12,C错误;电镀时镀层金属作阳极,即U极应该是Ag,电镀液为AgNO3溶液,D正确。【答案】C3. 【解析】A项,依据铜原子守恒知,电解的Cu2+的物质的量是0.1 mol,即生成Cu的物质的量是0.1 mol;B项,所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2恰好恢复至原浓度,说明电解过程中水已经被电解,由Cu2+Cu转移电子0.2 mol,故电解过程中转移电子的物质的量大于0.2 mol;C项,电解过程中阳极上OH-放电,溶液中c(H+)增大,所以溶液的pH减小;D项,用惰
15、性电极电解CuSO4溶液,阳极反应式为4OH-4e- 2H2O+O2。【答案】B4. 【解析】根据电荷守恒有:2c(Cu2+)+3c(Al3+)=c(NO3-)+c(Cl-),可得a=4,A错;根据离子放电顺序可知,阴极是Cu2+、H+放电,不会有铝生成,B错;n(Cl-)=1 mol,则阳极生成0.5 mol Cl2,C错。【答案】D5. 【解析】根据图示，A作阳极，B作阴极，电极反应式为阳极：Fe2e=Fe2阴极：2H2e=H2然后，Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O由于在阴极区c(H)减小，所以pH增大。根据6H26Fe2Cr2O得，当有13.44 L(标准状况)H2放出时
16、，应有0.1 mol Cr2O被还原。【答案】AC6. 【解析】根据电解原理写出电极反应式，然后逐一分析。A项电解时用铁作阳极，失去电子生成具有还原性的Fe2，Fe2将废水中的Cr2O还原为Cr3；B项电解过程中消耗H，溶液的pH发生变化；C项电解过程中H2O电离出的H参与反应，c(OH)增大，Cr3与Fe3都与OH结合为沉淀；D项根据电极反应式Fe2e=Fe2，可知每转移12 mol e生成6 mol Fe2，6 mol Fe2可还原1 mol Cr2O。【答案】B7. 【解析】结合题给电解槽装置，利用电解原理进行分析、解决问题。该电解槽的两极均为惰性电极(Pt)，在一定条件下通电，发现左侧
17、溶液变蓝色，说明发生电极反应：2I2e=I2，由淀粉溶液遇单质碘显蓝色可知，左侧为阳极，右侧为阴极，阴极上溶液中的H得电子发生还原反应，电极反应为2H2O2e=H22OH(或 2H2e=H2)，A项正确；阴极周围溶液中产生的OH经阴离子交换膜移向左侧，并与左侧电极上产生的I2发生反应：3I26OH=IO5I3H2O，一段时间后，蓝色逐渐变浅，电解结束时，左侧溶液中的IO经阴离子交换膜进入右侧溶液，B项正确；结合阴、阳极发生的反应及I2与OH的反应可知，电解槽内总反应为I3H2O通电,IO3H2，C项正确；若用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内总反应为2I2H2O通电,I2H22OH，D项错
18、。【答案】D8. 【解析】A项中电解方程式为2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，消耗的CuSO4与H2O的物质的量之比为11，而加入Cu(OH)2后发生反应Cu(OH)2H2SO4=CuSO42H2O，生成的CuSO4与H2O的物质的量之比为12，故不能恢复到原来的溶液；B项实质是电解水，故加入NaOH不可恢复；C项电解之后生成NaOH、H2和Cl2，故要加入HCl才可以恢复；D项电解的是电解质本身，故只需要加入CuCl2即可恢复。【答案】D9. 【解析】根据图示装置可以得出左侧的装置为原电池，右侧的装置为电解池。根据原电池的构成原理：Zn为负极，Cu为正极；由图示连接情况可知X为阳极
19、，发生氧化反应，Y为阴极，发生还原反应，X、Y极的电极反应式分别为Cu2e=Cu2、2H2e=H2。在Y电极附近H的浓度减小，使H2OHOH的平衡向右移动，故c(OH)c(H)，溶液显碱性，Y电极附近溶液变红色。【答案】AC10. 【解析】a极是铁，作阳极，b极是铜，作阴极，铁溶解，B错；a极是粗铜，b极是纯铜时，是电解精炼铜装置，C正确；a、b两极均是石墨时，a极产生的气体为O2，根据得失电子守恒知，在相同条件下，生成O2的体积与电池中消耗的H2体积比为12，D错。【答案】AC11【解析】氮元素化合价升高，故N2应在阳极生成，H2在阴极生成，即a为阳极，b为阴极，A项正确；电解时阴离子移向阳
20、极(a极)，B项错误；由电解的总反应看出，电解过程中消耗OH，D项正确。【答案】B12【解析】根据图可知阴、阳两极发生的反应，由于TiO2和石墨不断被消耗，应该不断地更换两电极材料；由于此工艺消耗较多的能量，且产生污染性气体，该法不符合绿色环保的要求，D错。【答案】D13【解析】惰性电极电解Na2SO4溶液，阳极得到O2和H，阴极得到H2和OH。离子交换膜将电解槽分为3个区域，Na2SO4溶液从中间区域加入，Na通过阳离子交换膜b移向阴极室，SO通过阴离子交换膜a移向阳极室，这样即可得到NaOH和H2SO4。阳极室和阴极室在电解开始时只需分别加入少量H2SO4和NaOH溶液，以增强溶液导电性而
21、又不带入杂质。【答案】B14【解析】HH2发生还原反应，b极产生氢气是阴极，A项错误；电解池中阴离子(OH)向阳极(a极)移动，B项错误；图中尿素进入电解装置后通过隔膜到达阳极发生氧化反应：CO(NH2)28OH6e=CON26H2O，C项正确；标况下，224 mL H2的物质的量是0.01 mol，转移电子0.02 mol，需要消耗 mol CO(NH2)2，其质量为0.2 g。【答案】C15【解析】根据装置示意图分析，铝片为阳极，铅片为阴极，所以电解时电子的流向为从电源负极导线铅极，铝极导线电源正极，A项错误；电解过程中，阳离子向阴极移动，阴离子则向阳极移动，B项不正确；根据题意，电解的总
22、反应为：2Al3H2OAl2O33H2，阳极的电极反应为：2Al3H2O6e=Al2O36H，阳极周围的pH下降，C项正确，而D项错误。【答案】C16【解析】高压放电法与闪电条件下氧气部分转化为臭氧类似，其反应的原理为：3O22O3，因空气中还含有氮气，放电条件下，氮气也能与氧气反应，故有氮氧化物生成，A、B两项均正确；观察上图电解法制臭氧，可发现有氢气放出，必由水还原生成，发生还原反应，故a为阴极；同理，由水生成氧气和臭氧，发生氧化反应，C项正确；因b为阳极，电解质中的阳离子移向阴极，故D项错误。【答案】D17【解析】由题意知b极为阴极，a极为阳极，a极发生的电极反应为2Cl2e=Cl2，Y
23、为负极，X为正极，故A项错误，B项正确，Pt极上的反应为2H2O4e=O24H，溶液的酸性增强，pH减小，Pt极上产生O2，Cu极上有Cu析出，C、D项均错误。【答案】B18.【解析】(1)甲装置是原电池装置,铁棒作负极、石墨棒作正极,故石墨棒上发生的电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-。乙装置是电解池装置。根据电子流向可判断出石墨棒为阳极、铁棒为阴极,故其总反应为2Cl-+2H2O H2+Cl2+2OH-。设Cl2和I2的物质的量分别为5 mol、1 mol,反应方程式为5Cl2+I2+6H2O 10HCl+2HIO3。(2)甲中铁棒上发生的电极反应式为Fe-2e- Fe2+。乙装置
24、是电解池装置,总反应为2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H+。要恢复到电解前状态可加入适量CuO,又因为CuCO3溶于酸时放出CO2后相当于CuO,所以加入CuCO3也可。根据反应前后pH的变化确定反应产生的n(H+)=(10-1 molL-1-10-5 molL-1)0.2 L0.02 mol。再根据总反应方程式确定n(Cu)=0.01 mol,即n(CuO)=0.01 mol,所以m(CuO)=0.01 mol80 gmol-1=0.8 g。当加入CuCO3时,m(CuCO3)=0.01 mol124 gmol-1=1.24 g。【答案】(1)O2+2H2O+4e- 4OH-2Cl-+2
25、H2O 2OH-+H2+Cl25Cl2+I2+6H2O 10HCl+2HIO3(2)Fe-2e- Fe2+CuO(或CuCO3)0.8(或1.24)19. 【解析】(1)K与a相连接，形成原电池。(2)K与b连接，形成电解池，B电极作阴极。Na移向B极。A处逸出Cl2。应通入HCl气体。(3)SO通过阴离子交换膜，K通过阳离子交换膜，SO数目应小于K。【答案】(1)2H2OO24e=4OH(2)2H2e=H22Cl2H2O2OHH2Cl2(3)4OH4e=2H2OO2小于H放电，促进水的电离，OH浓度增大O22H2O4e=4OH20. 【解析】(1)甲为原电池，铁作负极，石墨作正极，石墨棒上电
26、极反应是O24e2H2O=4OH。根据题意，A气体是氯气，结合氯气和I2的物质的量之比为51，结合质量守恒定律，可得5Cl2I26H2O=10HCl2HIO3。乙为电解池，根据氯化钠电解的化学反应方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，n(e)0.01 mol，n(OH)n(NaOH)n(e)0.01 mol，c(OH)0.1 mol/L，pH13。(2)甲为原电池，铁作负极其电极反应为Fe2e=Fe2。乙为电解池，其总反应为2Cu22H2O2Cu4HO2。电解一段时间后铜析出、氧气放出，所以只需要补充CuO或者CuCO3，根据pH1，得c(H)0.1 mol/L，n(H)0.1 mol/L0.1 L0.01 mol，结合2Cu22H2O2Cu4HO2，计算得出需加入0.4克CuO或者0.62克CuCO3。【答案】(1)O24e2H2O=4OH5Cl2I26H2O=10HCl2HIO313(2)Fe2e=Fe22Cu22H2O2Cu4HO2CuO(或CuCO3)0.4(或0.62)