2021年高考化学一轮复习 电化学 专题06 电解池练习

2021年高考化学一轮复习电化学专题06电解池练习专题06电解池1．利用电化学原理还原CO2制取ZnC2O4的装置如图所示(电解液不参加反应)，下列说法正确的是A.可用H2SO4溶液作电解液B.阳离子交換膜的主要作用是増強导电性C.Pb电极的电极反应式是2CO2-2e-==C2O42-D.工作电路中毎流过0.02mol电子，Zn电极质量减重0.65g【答案】D2．下图为光伏发电电解甲基肼[CH3－NH－NH2]制氢的装置示意图(电解池中交换膜仅阻止气体通过，a、b极均为惰性电极)。下列叙述中正确的是A.N型半导体为正极，P型半导体为负极B.制氢装置溶液中电子从a极流向b极C.工作时，产生的N2、H2体积比为1：3(同温同压)D.工作时，a极的电极反应式为CH3－NH－NH2+12OHˉ－10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O【答案】D3．以NaBH4和H2O2作原料的燃料电池，可用作空军通信卫星。电池负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如下图所示。下列说法错误．．的是A.电池放电时Na+从a极区移向b极区B.电极b采用Pt/C，该极溶液的pH增大C.该电池a极的反应为BH4-+8OH--8e-===BO2-+6H2OD.电池总反应：BH4-+4H2O2===BO2-+6H2O【答案】B【解析】分析：在原电池中，正极：化合价降低，发生还原反应；负极：化合价升高，发生氧化反应；在a极：BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，在b极：H202+2e-+2H+=2H2O，据此可判断a极为负极，b极为正极；详解：A、电池放电时，原电池中的阳离子向正极移动，所以Na+从a极移向b极，故A正确；B、b极为正极，正极材料是MnO2，不是Pt/C，故B错误；C、a极发生氧化反应：BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，，故C正确；D、电池总反应：BH4-+4H2O2===BO2-+6H2O，故D正确；故选B。4．用粗硅作原料，熔融盐电解法制取硅烷原理如图。下列叙述正确的是A.电源的B极为负极B.可选用石英代替粗硅C.电解时，熔融盐中Li+向粗硅移动D.阳极反应：Si＋4H－－4e－=SiH4↑【答案】D5．世界水产养殖协会网介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法，其装置如图所示。下列说法正确的是A.X为电源负极B.若该装置在高温下进行，则净化效率将降低C.若有1molNO3-被还原，则有6molH+通过质子膜迁移至阴极区D.若BOD为葡萄糖(C6H12O6)，则1mol葡萄糖被完全氧化时，理论上电极流出20mole-【答案】B【解析】分析：从装置图中可知，X端连接的电极上发生反应是微生物作用下BOD、H2O反应生成CO2，Y端连接的电极上，微生物作用下，硝酸根离子生成了氮气，氮元素化合价降低，发生还原反应，为电解池的阴极，则Y为负极，X为正极，结合电极反应和电子守恒计算，质子膜允许氢离子通过。详解：根据上述分析可知，Y为负极，X为正极。A．Y端连接的电极上，微生物作用下，硝酸根离子生成了氮气，氮元素化合价降低，发生还原反应，为电解池的阴极，则Y为负极，X为正极，故A错误；B．若该装置在高温下进行，催化剂微生物被灭活，则净化效率将降低，故B正确；C．若有1molNO3-被还原，根据阴极电极反应式：2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O，可知转移电子5mol，则有5molH+通过质子膜迁移至阴板区，故C错误；D．若BOD为葡萄糖(C6H12O6)，则1mol葡萄糖被完全氧化时，碳元素化合价由0价变化为+4价，理论上电极上流出=4e-×6=24mole-，故D错误；故选B。6．下列装置由甲、乙两部分组成（如图所示），甲是将废水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化为环境友好物质形成的化学电源；乙是利用装置甲模拟工业电解法来处理含Cr2O72-废水，电解过程中溶液发生反应：Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O。当电池工作时，下列说法错误的是A.甲中H+透过质子交换膜由左向右移动B.乙池中Fe棒应与甲池中的M极相连C.M极电极反应式：H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2↑+N2↑+16H+D.若溶液中减少了0.OlmolCr2O72-，则电路中至少转移了0.06mol电子【答案】B详解：A．根据图知，N电极上氧气得电子生成水，该电极上得电子发生还原反应，为正极，M为负极，电解质溶液中阳离子向正极移动，即甲中H+透过质子交换膜由左向右移动，A正确；B．根据方程式知，乙中Fe失电子生成亚铁离子，则Fe作阳极、C作阴极，阴极连接原电池负极、阳极连接原电池正极，则Fe与N极相连，B错误；C．根据图知，M电极上生成氢离子，甲是将废水中乙二胺氧化为环境友好物质形成的化学电源，生成含有N元素的物质是氮气、生成含有C元素的物质是二氧化碳，因此电极反应式为H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2↑+N2↑+16H+，C正确；D．Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O中以Fe元素计算转移电子数=6×（3-2）=6，即消耗1molCr2O72-，电路中至少转移了6mol电子，所以溶液中减少了0.0lmolCr2O72-，则电路中至少转移了0.06mol电子，D正确；答案选B。7．碱性硼化钒(VB2)一空气电池工作时反应为:4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5.用该电池为电源，选用情性电极电解硫酸铜溶液,实验装置如图所示。下列说法正确的是A.VB2电极的电极反应式为:2VB2+11H2O-22e-=V2O5+2B2O3+22H+B.外电路中电子由c电极流向VB2电极C.电解过程中SO42-向b电极移动D.电解过程中,b电极表面有红色物质析出【答案】C8．我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”Na－CO2电池。放电时该电池“吸入”CO2，充电时“呼出”CO2。吸入CO2时，其工作原理如右图所示。吸收的全部CO2中，有转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管（MWCNT）电极表面。下列说法正确的是（）A.“吸入”CO2时，钠箔为正极B.“吸入”CO2时的正极反应：4Na++3CO2+4e－=2Na2CO3+CC.“呼出”CO2时，Na+向多壁碳纳米管电极移动D.标准状况下，每“呼出”22.4LCO2，转移电子数为0.75mol【答案】B9．如图为一种固体离子导体电池与湿润KI试纸AB连接，Ag+可以在RbAg4I5晶体中迁移，空气中的氧气透过聚四氯乙烯膜与AlI3反应生成I2，Ag与I2作用形成电池。下列说法中正确的是（）A.试纸B端发生氧化反应B.Ag+从石墨电极移向银电极C.试纸A端发生反应：2I--2e-=I2D.若该电池转移1mol电子，则滤纸上生成8gO2【答案】C【解析】解:Ag和I2作用形成原电池,生成物为RbAg4I5,可以知道在反应中Ag被氧化,为电池的负极反应,I2被还原,为原电池的正极反应,原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动；A与正极相连为阳极,B与负极相连为阴极；试纸B端为阴极，I2被还原，A错误；原电池中阳离子向正极移动，即Ag+从银电极移向石墨,B错误；试纸A端为阳极,为碘离子失电子发生氧化反应生成单质碘,C正确；电解碘化钾溶液，阳极碘离子先失电子变为碘单质，碘离子消耗完，才有氢氧根离子失电子变为氧气，因此该电池转移1mol电子，则滤纸上生成O2的量小于0.25mol，D错误；正确选项C。10．手持技术的氧电化学传感器可用于测定O2含量，下图为某种氧电化学传感器的原理示意图。已知在测定O2含量过程中，电解质溶液的质量保持不变。一定时间内，若通过传感器的待测气体为aL(标准状况)，某电极增重了bg。下列说法正确的是A.Pt上发生氧化反应B.Pb上发生的电极反应式为Pb-2e-+2OH-=Pb(OH)2C.反应过程中转移OH-的物质的量为0.25bmolD.待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a【答案】D【解析】由图可知O2在Pt电极上发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，所以Pt电极为正极，Pb电极则为负极，发生氧化反应，电极反应式为Pb-2e-+2OH-=PbO+H2O，电池总反应为2Pb+O2=2PbO。根据以上分析，A选项Pt上发生还原反应，故A错误；B选项Pb上发生的电极反应式为Pb-2e-+2OH-=PbO+H2O，B错误；C项反应过程中，负极增加的质量为O的质量，正极消耗氧气mol,根据O2+2H2O+4e-=4OH-，转移OH-的物质的量为0.125bmol，故C错误；D.电极增加的质量为O的质量，待测气体为aL含有的氧气体积为L/mol=0.7bL，则待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a，D正确；本题答案为D。11．一种新型镁储备电池的储存寿命长,电压平稳,电池的总反应为Mg+Cu2Cl2=2Cu+MgCl2,以该电池为电源在铜片上镀银的实验装置如图所示。下列说法正确的是A.接通电路后,电池的正极质量减小B.若反应消耗1molMg,则有1molCl-通过阴离子交换膜C.M电极材料为铜片D.接通电路后,AgNO3溶液的浓度减小【答案】A12．利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境中温室气体的含量。下列说法正确的是A.通电后，a室的pH增大B.中间隔室发生的反应:HCO3-+H+==CO2↑+H2O，从而提取CO2C.阴极反应式为2H+-2e-==H2↑D.当电路中通过1mol电子的电量时，会有22.4LCO2气体产生【答案】B【解析】a室为阳极,发生氧化反应,电极极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑,溶液的pH减小，A错误；氢离子通过阳离子交换膜进入b室,发生反应:HCO3-+H+==CO2↑+H2O，实现b室中提取CO2的目的，B正确；阴极发生还原反应，氢离子得电子生成氢气，2H++2e-==H2↑，C错误；根据阳极极反应可知，2H2O-4e-=4H++O2↑，当电路中通过1mol电子的电量时，会有1mol氢离子生成，进入b室,产生标况下CO2气体22.4，本题没有给出气体的外界条件，无法计算出CO2气体的体积，D错误；正确选项B。13．下图为利用肼(N2H4)一空气燃料电池电解硫酸铜溶液的示意图。下列说法正确的是（）A.左图中离子交换膜为阳离子交换膜B.左图负极反应式为：N2H4-6e-+4OH-=N2↑+4H2OC.闭合开关K一段时间后,左图电池中电解质溶液的pH不变D.当右图阴极上析出4.48L气体(标准状况)时,消耗0.15molN2H4【答案】D14．用间接电化学法可对大气污染物NO进行无害化处理，其工作原理如图所示，质子膜允许H+和H2O通过。下列说法正确的是A.电极I为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑B.电解时H+由电极I向电极II迁移C.吸收塔中的反应为2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-D.每处理1molNO，可同时得到32gO2【答案】C15．铈(Ce)是镧系金属元素。空气污染物NO通常用含Ce4+的溶液吸收，生成HNO2、NO3ˉ，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4+，其原理如图所示。下列说法正确的是A.H+由右室进入左室B.Ce4+从电解槽的c口流出，且可循环使用C.阴极的电极反应式：2HNO2+6H++6eˉ=N2↑+4H2OD.若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗标准状况下33.6L甲烷时，理论上可转化HNO22mol【答案】C【解析】A、根据电解原理，H＋由左室向右室移动，故A错误；B、空气污染物NO通常用含Ce4＋溶液吸收，生成HNO2、NO3－，N的化合价升高，Ce4＋的化合价降低，然后对此溶液进行电解，又产生Ce4＋，根据电解原理，应在阳极上产生，即Ce4＋从a口流出，可循环使用，故B错误；C、根据电解原理，阴极上得电子，化合价降低，HNO2转化为无毒物质，即转化为N2，阴极电极反应式为2HNO2＋6H＋＋6e－=N2↑