1、专题专项训练(四) 串联电池1(2016扬州调研)如图所示，将两烧杯中电极用导线相连，四个电极分别为Mg、Al、Pt、C。当闭合开关S后，以下表述正确的是()A电流表指针不发生偏转BAl、Pt两极有H2产生C甲池pH减小，乙池pH不变DMg、C两极生成的气体在一定条件下可以恰好完全反应解析：选D甲池Al能与NaOH溶液反应，所以为原电池，乙池Pt、C均不与NaOH溶液反应，故乙池为电解池，电流表指针偏转。甲池中Mg为正极，产生H2，Al为负极溶解，Pt作阴极产生H2，C作阳极产生O2，甲池消耗NaOH，pH减小，乙池消耗水，pH增大。根据电子转移数目相等，则Mg、C两极产生的O2、H2体积比为
2、12，在一定条件下可以完全反应。2铅蓄电池的工作原理为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。研读右图，下列判断不正确的是()A. K 闭合时，d电极反应式：PbSO42H2O2e=PbO24HSOB. 当电路中转移0.2 mol电子时，中消耗的H2SO4为0.2 molC. K闭合时，中SO向c电极迁移D. K闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为正极解析：选C选项A，K闭合时为原电池，为电解池，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 SO，正确。选项B，在总反应式中，得失电子总数为2e，当电路中转移0.2 mol电子时
3、，可以计算出中消耗的硫酸的量为0.2 mol，正确。选项C，K闭合时d是阳极，阴离子向阳极移动，错误。选项D，K闭合一段时间，也就是充电一段时间后可以作为原电池，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项正确。3(2016合肥模拟)如图所示，甲池的总反应式为N2H4O2=N22H2O。下列说法正确的是()A甲池中负极上的电极反应式为N2H44e=N24HB乙池中石墨电极上发生的反应为4OH4e=2H2OO2C甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小D甲池中每消耗0.1 mol N2H4乙池电极上则会析出6.4 g固体解析：选B分析图知甲是燃料电池，则乙是电解池
4、，甲的电解质溶液是氢氧化钾，则负极不可能生成H，应该是N2H44e4OH=N24H2O，A错误；乙的石墨极是阳极，发生氧化反应，B正确；根据甲池总反应生成了水，则氢氧化钾溶液浓度变小，pH减小，乙的阴极析出铜，结合B项则乙池的溶液pH减小，C错误；根据各个电极流过的电量相等知N2H42Cu，消耗0.1 mol N2H4乙池电极上则会析出12.8 g铜，D错误。4用铅蓄电池电解AgNO3、Na2SO3的溶液，a、b、c、d电极材料均为石墨。已知铅蓄电池的总反应为Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)，通电时a电极质量增加，下列说法正确的是()A电路中通过1
5、mol电子时，Y电极质量增加48 gB放电时铅蓄电池负极的电极反应式为PbO2(s)4H(aq)SO(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)Cc、d电极产生气体的物质的量之比为12DX极为负极解析：选Aa极质量增加，即析出了 Ag，a为阴极，则Y为负极，X为正极，D项错；B项，所写电极反应式为正极的电极反应式；C项，c为阴极放出H2，d为阳极放出O2，物质的量之比为21。5(2016杭州模拟)假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是()A当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生
6、C当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为；D当K闭合后，A、B装置中pH变大，C装置中pH不变解析：选A当K闭合时，B装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为；B装置中消耗H，pH变大，A装置中电解饱和食盐水，pH变大；C装置中相当于在银上镀铜，pH不变。6空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池，RFC工作原理如图。下列有关说法正确的是()A当有0.1 mol电子转移时，a电极产生1.12 L O2(标准状况下)Bb电极上发生的电极反应是4H2O4e=2H24OHCd电极上发生的电极反应是O
7、24H4e=2H2ODc电极上进行还原反应，B池中的H可以通过隔膜进入A池解析：选Da为阴极，阴极发生还原反应：4H4e=2H2，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol H2生成，A项错误；b极为阳极，电极反应为4OH4e=2H2OO2，B项错误；a极产生的气体X为H2，充入H2的d极为原电池的负极，负极反应为H22e=2H，C项错误；电解池的阳极产生的气体为O2，即Y为O2，充入O2的c极为原电池的正极，正极发生还原反应，原电池中，阳离子移向正极，即H通过隔膜进入A池，D项正确。7某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验研究。(1)利用下图装置探究金属的电化学腐蚀，接通电路发现灵敏电流
8、计指针发生偏转，盐桥中K向_槽(填“a”“b”或“c”)移动。写出正极的电极反应_。(2)如何检验a槽中生成的阳离子_。(3)在c槽中欲实现Cu2H2O=Cu (OH)2H2的反应，则电极_(填“M”或“N”)一定是铜电极。c槽中电解质X可以是下列_物质(填选项)。AH2SO4 BNaNO3CMgCl2 DKOH解析：(1)ab构成原电池，铁电极是负极，石墨电极是正极，根据原电池内部阳离子移向正极可知盐桥中K移向b；正极氧气被还原：O24e2H2O=4OH；(2)a槽中生成的阳离子是亚铁离子，取a槽中溶液少量，加入硫氰化钾溶液，无现象，再通少量氯气，溶液变血红色，说明有亚铁离子生成；(3)根据
9、c槽中Cu2H2O=Cu(OH)2H2的反应，铜发生氧化反应，铜应该与电池的正极相连做阳极，即M一定是铜电极，电解质溶液不参与反应，不能选A、C，而是选B、D。答案：(1)bO24e2H2O=4OH(2)取a槽中溶液少量，加入硫氰化钾溶液，无现象，再通少量氯气，溶液变血红色，说明有亚铁离子生成(3)MBD8下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336 mL(标准状况)气体。回答下列问题：(1)直流电源中，M为_极。(2)Pt电极上生成的物质是_，其质量为_g。(3)电源输出电子的物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之
10、比为2_。(4)AgNO3溶液的浓度_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，AgNO3溶液的pH_，H2SO4溶液的浓度_，H2SO4溶液的pH_。解析：电解5.00%的稀H2SO4，实际上是电解其中的水。阴极产生H2，阳极产生O2，且V(H2) V(O2)2 1，据此可确定d极为阴极，则电源的N极为负极，V(H2)336 mL224 mL，即为0.01 mol，V(O2)336 mL112 mL，即为0.005 mol。说明电路中通过0.02 mol电子，因此在b极(Pt、阴极)产生Ag：0.02 mol108 gmol12.16 g，即 0.02 mol的Ag。则n(e)n(Ag) n(
11、O2)n(H2)0.020.020.0050.01221；由Ag(阳)电极、Pt(阴)电极和AgNO3溶液可组成电镀池，因此AgNO3溶液浓度不变， pH也不变。电解5.00%的H2SO4溶液，由于其中的水发生电解，因此H2SO4溶液浓度增大， pH减小。答案：(1)正(2)Ag2.16(3)21(4)不变不变增大减小9(2016烟台模拟)某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K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”)，A电极的电极反应式为_。(2)丙池中F电极为_(填“正
12、极”“负极”“阴极”或“阳极”)，该池的总反应方程式为_。(3)当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_ mL(标准状况)。(4)一段时间后，断开电键K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是_(填选项字母)。ACu BCuOCCu(OH)2 DCu2(OH)2CO3解析：(1)甲池能自发进行氧化还原反应为原电池，燃料电池中，燃料失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH3OH8OH6e=CO6H2O；(2)F连接原电池负极，所以为阴极，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电池反应式为2CuSO42H2O2H2SO42CuO2；(3)C极上的电
13、极反应为Age=Ag，B电极上的电极反应为O22H2O4e=4OH，当池中C极质量减轻10.8 g时，即转移电子是0.1 mol，此时甲池中B电极理论上消耗O2的物质的量是0.025 mol，体积为0.025 mol22.4 Lmol10.56 L560 mL；(4)溶液中减少了Cu和O2，所以要让电解质复原，需要加入CuO。答案：(1)原电池CH3OH8OH6e=CO6H2O(2)阴极2CuSO42H2O2H2SO42CuO2(3)560(4)B10如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直
14、流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：(1)B极是电源的_，一段时间后，甲中溶液颜色_，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明_，在电场作用下向Y极移动。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_。(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应是_(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是_溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为_，甲中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为_。解析：(1)由装置图知，直流电源与各电解
15、池串联；由“F极附近呈红色”知，F极为阴极，则E极为阳极、D极为阴极、C极为阳极、G极为阳极、H极为阴极、X极为阳极、Y极为阴极、A极为正极、B极为负极。甲装置是用惰性电极电解CuSO4溶液，由于Cu2放电，导致c(Cu2)降低，溶液颜色逐渐变浅；丁装置是胶体的电泳实验，由于X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷。(2)当甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，C、D、E、F电极的产物分别为O2、Cu、Cl2、H2，根据各电极转移电子数相同，则对应单质的物质的量之比为1222。(3)给铜件镀银，根据电镀原理，铜件作阴极，银作阳极，电镀液是可溶性银
16、盐。当乙中溶液的pH是13时，则乙中n(OH)0.1 molL10.5 L0.05 mol，即各电极转移电子0.05 mol，所以丙中析出银0.05 mol；甲装置中由于电解产生H，导致溶液的酸性增强，pH变小。(4)若将C电极换为铁，则铁作阳极发生反应：Fe2e=Fe2，D极发生：Cu22e=Cu，则总反应的离子方程式为FeCu2CuFe2。答案：(1)负极逐渐变浅氢氧化铁胶粒带正电荷(2)1222(3)镀件AgNO3(合理即可)5.4 g变小(4)FeCu2CuFe211A、B、C为三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na、Ag、NO、SO、Cl，在如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次
17、分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：(1)M为电源的_(填“正”或“负”)极，甲、乙两个烧杯中的电解质分别为_、_(写化学式)。(2)计算电极f上生成的气体在标准状况下体积为_L。(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式：_。(4)若电解后甲溶液的体积为10 L，则该溶液的pH为_。解析：(1)经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g，说明c电极为阴极，且乙烧杯中的电解质B为AgNO3，则M是负极，N是正极，a是阴极，b是阳极，d为
18、阳极，e是阴极，f是阳极。电解后，甲溶液的pH变大，说明甲为NaCl溶液，丙溶液的pH不变，说明丙中溶液为Na2SO4溶液。(2)c电极质量增加10.8 g，即n(Ag)0.1 mol，n(e)n(Ag)0.1 mol，丙中溶液为Na2SO4溶液，电解该溶液相当于电解水，f极(阳极)上析出O2，且n(O2)n(e)0.025 mol，V(O2)0.025 mol22.4 Lmol10.56 L。(3)电解AgNO3溶液的反应方程式为4AgNO32H2O4Ag4HNO3O2。(4)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，转移0.1 mol e，生成n(NaOH)0.1 mol，则c(OH)0.01 molL1，c(H) molL11012molL1，pH12。答案：(1)负NaClAgNO3(2)0.56(3)4AgNO32H2O4Ag4HNO3O2(4)12