2022年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷 原電池 電解池1(含解析)
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1、2022年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷 原電池 電解池1(含解析) 可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H~1 O~16 S~32 N~14 Cl~35.5 C~12 Na~23 Al~27 K~39 He~4 P~31 Cu~64 Ba~137 Ca~40 Cu~64 Mg~24 一 、選擇題(本大題共15小題。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的) 1.一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是( ) A.反應(yīng)CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol 電子 B.電極A上H2參與的電極反應(yīng)為:H2+2
2、OH--2e-=2H2O C.電池工作時(shí),CO32-向電極B移動(dòng) D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2CO2+4e-=2CO32- 2.鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,下列有關(guān)敘述正確的是( ) A、 銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B、 電池工作一段時(shí)間后,甲池的c(SO42-)減小 C、 電池工作一段時(shí)間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加 D、 陰陽離子離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng),保持溶液中電荷平衡 3.用右圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時(shí),控制溶液PH為9~10,陽極產(chǎn)生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣
3、體,下列說法不正確的是( ) A.用石墨作陽極,鐵作陰極 B.陽極的電極反應(yīng)式為:Cl- + 2OH--2e-= ClO- + H2O C.陰極的電極反應(yīng)式為:2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH- D.除去CN-的反應(yīng):2CN-+ 5ClO- + 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl-+ H2O 4.微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯(cuò)誤的是( ) A.正極反應(yīng)中有CO2生成 B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 C.質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移
4、向正極區(qū) D.電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 5.在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫共電解H2O-CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是( ) A.X是電源的負(fù)極 B.陰極的反應(yīng)式是:H2O+2eˉ=H2+O2ˉCO2+2eˉ=CO+O2ˉ C.總反應(yīng)可表示為:H2O+CO2H2+CO+O2 D.陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1︰1 6.(xx?西城區(qū)校級(jí)模擬)下列有關(guān)電池的說法正確的是( ?。? A. 手機(jī)和電腦用的鋰離子電池都屬于二次電池 B.
5、 銅鋅原電池工作時(shí),電子經(jīng)電解質(zhì)溶液從鋅電極流向銅電極 C. 燃料電池能夠把燃料儲(chǔ)存的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為電能 D. 鋅錳干電池中鋅電極是負(fù)極,工作時(shí)鋅被還原 7.下列敘述中正確的是( ) A.圖①中正極附近溶液pH降低 B.圖①中電子由Zn流向Cu,鹽橋中的Cl—移向CuSO4溶液 C.圖②正極反應(yīng)是O2+2H2O+4eˉ 4OHˉ D.圖②中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,有藍(lán)色沉淀生成 8.某合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池: 2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4==2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+
6、8H2O 鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液,下列敘述中正確的是( ) A.乙燒杯中發(fā)生還原反應(yīng) B.甲燒杯中溶液的pH逐漸減小 C.電池工作時(shí),鹽橋中的SO移向甲燒杯 D.外電路的電流方向是從a到b 9.如右圖所示,將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中, Fe C K1 K2 飽和NaCl溶液 G 下列分析正確的是( ) A.K1閉合,鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-→H2↑ B.K1閉合,石墨棒周圍溶液pH逐漸升高 C.K2閉合,鐵棒不會(huì)被腐蝕,屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法 D.K2閉合,電路中通過
7、0.4NA個(gè)電子時(shí),兩極共產(chǎn)生標(biāo)況下4.48L氣體 10.RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。右圖為RFC工作原理示意圖,下列有關(guān)說法正確的是( ) 圖1 圖2 A.圖1把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,圖2把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,水得到了循環(huán)使用 B.當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),a極產(chǎn)生0.56 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下) C.c極上發(fā)生的電極反應(yīng)是:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O D.圖2中電子從c極流向d極,提供電能 11.某興趣
8、小組設(shè)計(jì)如圖所示微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí),先斷開K2,閉合K1,兩極均有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,斷開K1,閉合K2,發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是 A.?dāng)嚅_K2,閉合K1時(shí),總反應(yīng)的離子方程式為:2H++2Cl-Cl2↑+H2↑ B.?dāng)嚅_K2,閉合K1時(shí),石墨電極附近溶液變紅 C.?dāng)嚅_K1,閉合K2時(shí),銅電極上的電極反應(yīng)式為:Cl2+2e-===2Cl- D.?dāng)嚅_K1,閉合K2時(shí),石墨電極作正極 12.下列說法正確的是 A. 化合反應(yīng)一定是放熱反應(yīng) B. 乙二醇和丙三醇都易溶于水和乙醇 C. 犧牲陽極的陰極保護(hù)法是利用了電解原理 D. 相同條件下,CuSO4溶液比FeC
9、l3溶液使H2O2分解速率更快 13.如圖為鋅銅顯示原電池裝置圖,下列說法不正確( ) A.電子由Zn極流向Cu極 B.該裝置的總反應(yīng) C.一段時(shí)間后,A池帶正電荷,B池帶負(fù)電荷 D.取出鹽橋,電流計(jì)指針不再偏轉(zhuǎn) 14.鉛酸蓄電池是目前應(yīng)用普遍的化學(xué)電池,新型液流式鉛酸蓄電池以可溶性的甲基磺酸鉛為電解質(zhì),電池總反應(yīng)為:Pb +PbO2 + 4H+ 2Pb2+ + 2H2O. 下列有關(guān)新型液流式鉛酸蓄電池的說法正確的是( ) A. 放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為Pb – 2e- + SO42- = PbSO4 B. 充放電時(shí),溶液的導(dǎo)電能力變化不大 C. 以該電池
10、電解NaCl溶液時(shí),當(dāng)消耗207gPb時(shí),在陽極生成Cl222.4L D. 充電時(shí)的陽極反應(yīng)式為Pb 2+ + 2e- + 4OH- = PbO2 +2H2O 15.(xx?中山市校級(jí)模擬)如圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面圖.下列說法正確的是( ?。? A. 該電化腐蝕為析氫腐蝕 B. 圖中生成鐵銹最多的是C區(qū)域 C. A區(qū)域比B區(qū)域更易腐蝕 D. 鐵閘中的負(fù)極的電極反應(yīng):Fe﹣2e﹣=Fe2+ 二 、填空(本大題共3小題) 16.C、N、O、Al、Si、Cu是常見的六種元素。 (1)Si位于元素周期表第____周期第___
11、__族。 (2)N的基態(tài)原子核外電子排布式為_____;Cu的基態(tài)原子最外層有___個(gè)電子。 (3)用“>”或“<”填空: 原子半徑 電負(fù)性 熔點(diǎn) 沸點(diǎn) Al_____Si N____O 金剛石_____晶體硅 CH4____SiH4 (4)常溫下,將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1),測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度(I)隨時(shí)間(t)的變化如圖2所示,反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。 0-t1時(shí),原電池的負(fù)極是Al片,此時(shí),正極的電極反應(yīng)式是_____,溶液中的H+向___極移動(dòng),t1時(shí),原電池中電子流動(dòng)方向發(fā)生改變,其原因是______。 17
12、.酸性鋅錳干電池是一種一次電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是有碳粉,二氧化錳,氯化鋅和氯化銨等組成的填充物,該電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH,回收處理該廢電池可以得到多種化工原料,有關(guān)數(shù)據(jù)下圖所示: 溶解度/(g/100g水) 溫度/℃ 化合物 0 20 40 60 80 100 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 395 452 488 541 614 化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10-17 10-17 10-
13、39 回答下列問題: (1)該電池的正極反應(yīng)式為 ,電池反應(yīng)的離子方程式為: (2)維持電流強(qiáng)度為0.5A,電池工作五分鐘,理論消耗Zn g。(已經(jīng)F=96500C/mol) (3)廢電池糊狀填充物加水處理后,過濾,濾液中主要有氯化鋅和氯化銨,兩者可以通過____分離回收,濾渣的主要成分是二氧化錳、______和 ,欲從中得到較純的二氧化錳,最簡(jiǎn)便的方法是 ,其原理是 。 (4)用廢電池的鋅皮制作七水合硫酸鋅,需去除少量雜質(zhì)鐵,其方法是:加入新硫酸和雙氧水,溶解,鐵變?yōu)?
14、 加堿調(diào)節(jié)PH為 ,鐵剛好完全沉淀(離子濃度小于1×10-5mol/L時(shí),即可認(rèn)為該離子沉淀完全)。繼續(xù)加堿調(diào)節(jié)PH為 ,鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1mol/L)。若上述過程不加雙氧水的后果是 ,原因是 。 18.(14分)工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O,會(huì)對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害,電解法是一種行之有效的除去鉻的方法之一。該法用Fe和石墨作電極電解含Cr2O的酸性廢水,最終將鉻轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀,達(dá)到凈化目的。某科研小組利用以上方法處理污水,設(shè)計(jì)了熔融鹽電池和污水電解裝置如下圖所示。 (1)Fe電極為
15、 (填“M”或“N”);電解時(shí) (填“能”或“不能”)否用Cu電極來代替Fe電極,理由是 。 (2)陽極附近溶液中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 ;陰極附近的沉淀有 。 (3) 圖中熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)、CH4為燃料、空氣為氧化劑、稀土金屬材料為電極的新型電池。已知,該熔融鹽電池的負(fù)極的電極反應(yīng)是CH4–
16、8e–+4CO32–==5CO2+2H2O,則正極的電極反應(yīng)式為 。 (4)實(shí)驗(yàn)過程中,若電解池陰極材料質(zhì)量不變,產(chǎn)生4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí),熔融鹽燃料電池消耗CH4的體積為 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 (5) 已知某含Cr2O的酸性工業(yè)廢水中鉻元素的含量為104.5 mg·L-1,處理后鉻元素最高允許排放濃度為0.5 mg·L-1。處理該廢水1 000 m3并達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)至少消耗鐵的質(zhì)量為 kg。
17、 xx萬卷作業(yè)卷(原電池 電解池1)答案解析 一 、選擇題 1.【答案】D 【解析】 試題分析:A、1molCH4→CO,化合價(jià)由-4價(jià)→+2上升6價(jià),1molCH4參加反應(yīng)共轉(zhuǎn)移6mol電子,故錯(cuò)誤; B、環(huán)境不是堿性,否則不會(huì)產(chǎn)生CO2,其電極反應(yīng)式:CO+H2+2COe-=3CO2+H2O,故B錯(cuò)誤; C、根據(jù)原電池工作原理,電極A是負(fù)極,電極B是正極,陰離子向負(fù)極移動(dòng),故C錯(cuò)誤;D、根據(jù)電池 原理,O2、CO2共同參加反應(yīng),其電極反應(yīng)式:O2+2CO2+4e-=2CO32-,故D正確。 考點(diǎn):
18、考查原電池的工作原理和電極反應(yīng)式書寫。 2.【答案】C 【解析】鋅銅原電池,鋅為負(fù)極,銅為正極,鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),銅極上Cu2+得到電子發(fā)生還原反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于兩池間是陽離子交換膜,陰離子不能通過,故甲池中c(SO42-)不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于Zn2+通過陽離子交換膜進(jìn)人乙池,Cu2+得到電子析出銅,由于Zn的相對(duì)原子質(zhì)量大于銅,故乙池溶液的總質(zhì)量增大,C項(xiàng)正確;由于陽離子交換膜陰離子不能透過,故該裝置中,陰離子不移動(dòng),只有陽離子向正極移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.【答案】D 【解析】陽極產(chǎn)生ClO-,故石墨作陽極,F(xiàn)e作陰極,A項(xiàng)正確;陽極Cl-失去電子生成,發(fā)生反應(yīng): Cl
19、- + 2OH--2e-= ClO- + H2O,B項(xiàng)正確;陰極水中的H+放電產(chǎn)生氫氣,發(fā)生反應(yīng):2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-, C項(xiàng)正確;該電解過程是在堿性條件下發(fā)生的,故反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H+,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.【答案】A 【解析】在該微生物電池中,正極放電的物質(zhì)是氧氣,電極反應(yīng)為O2+4H+4e=2H2O,因此正極反應(yīng)中不可能生成CO2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)題意可知B項(xiàng)正確;在原電池中,質(zhì)子(H)從負(fù)極移向正極,C項(xiàng)正確;電池總反應(yīng)相當(dāng)于C6H12O6在氧氣中完全燃燒生成水和二氧化碳,D項(xiàng)正確。 5.【答案】D 【解析】H2O和CO2混合氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镠2和CO,說明該電極
20、上發(fā)生了還原反應(yīng),該電極為陰極,則X為負(fù)極,A項(xiàng)正確;陰極完成的是H2O→H2,CO2→CO,對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為H2O +2eˉ== H2+ O2ˉ,CO2+2eˉ:==CO+ O2ˉ,B項(xiàng)正確;根據(jù)電子得失守恒,總反應(yīng)為H2O+CO2H2+CO+O2,C項(xiàng)正確;陰極與陽極產(chǎn)生的氣體,其物質(zhì)的量之比為2:1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6.【答案】A 考點(diǎn): 原電池和電解池的工作原理. 專題: 電化學(xué)專題. 分析: A.能多次充放電的電池為二次電池; B.銅鋅原電池放電時(shí),電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極; C.燃料電池是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能; D.鋅錳干電池中,鋅是負(fù)極,放電時(shí)被氧化. 解答:
21、 解:A.能多次充放電的電池為二次電池,鋰離子電池能多次充放電,所以屬于二次電池,故A正確; B.銅鋅原電池放電時(shí),電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極,電子不進(jìn)入電解質(zhì)溶液,故B錯(cuò)誤; C.燃料電池是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,不需要燃燒,故C錯(cuò)誤; D.鋅錳干電池中,鋅是負(fù)極,放電時(shí)鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而被氧化,故D錯(cuò)誤; 故選A. 點(diǎn)評(píng): 本題考查原電池原理,側(cè)重考查基本概念、基本原理即可解答,易錯(cuò)選項(xiàng)是B,電子不進(jìn)入電解質(zhì)溶液,電解質(zhì)溶液中陰陽離子定向移動(dòng)形成電流,為易錯(cuò)點(diǎn). 7.【答案】D 8.【答案】D 9.【答案】B 10.【答案】C 11.【答案】D 12
22、.【答案】B 13.【答案】C 【命題立意】本題考查原電池基本原理。 【解析】銅鋅原電池中鋅為負(fù)極,銅為正極,電子由Zn極移向Cu極;原電池總反應(yīng)為:Zn+Cu2+=Zn2++Cu;取出鹽橋,原電池中閉合回路斷開,不再存在電流,電流表指針不偏轉(zhuǎn);鹽橋中陽離子移向B池,陰離子移向A池,A池和B池中溶液仍然保持電中性。 14.【答案】B 15.【答案】D 考點(diǎn): 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù). 分析: A.海水溶液為弱酸性,發(fā)生吸氧腐蝕; B.在B處最易形成原電池; C.根據(jù)吸氧腐蝕的發(fā)生條件分析; D.Fe作負(fù)極失電子生成亞鐵離子. 圖中A發(fā)生化學(xué)腐蝕,B發(fā)生電化學(xué)腐蝕,C已
23、經(jīng)腐蝕后有氧化層,D在金屬內(nèi)部. 解答: 解:A.海水溶液為弱酸性,發(fā)生吸氧腐蝕,在酸性較強(qiáng)的條件下才發(fā)生析氫腐蝕,故A錯(cuò)誤; B.在B處,海水與氧氣接觸,與Fe最易形成原電池,發(fā)生的吸氧腐蝕的程度最大,生成鐵銹最多,故B錯(cuò)誤; C.在B處,海水與氧氣接觸,與Fe最易形成原電池,所以B區(qū)域比A區(qū)域更易腐蝕,故C錯(cuò)誤; D.Fe作負(fù)極失電子生成亞鐵離子,則負(fù)極的電極反應(yīng):Fe﹣2e﹣=Fe2+,故D正確. 故選D. 點(diǎn)評(píng): 本題考查了金屬的電化學(xué)腐蝕,明確吸氧腐蝕發(fā)生的條件是解題的關(guān)鍵,題目難度不大. 二 、填空 16.答案:(1)三 ⅣA ,(2)1s22s2
24、2p3,1 (3)>,<,>,<(4)2H+ + NO3--e-=NO2 + H2O,正,隨著反應(yīng)進(jìn)行鋁表面鈍化形成氧化膜阻礙反應(yīng)進(jìn)行,銅做負(fù)極反應(yīng),電流方向相反。 【解析】(1)硅元素為14號(hào)元素,故位于元素周期表第三周期ⅣA族。(2)N為7號(hào)元素,故基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p3,銅基態(tài)原子核外價(jià)電子排布式為3d102s1,故基態(tài)原子最外層有1個(gè)電子。(3)鋁和硅位于同周期,鋁在硅的前面,故原子半徑大于硅;N和O同周期,同周期電負(fù)性前小后大;金剛石和晶體硅均為原子晶體,原子晶體熔沸點(diǎn)與原子半徑呈反比,而碳原子半徑小于硅,故金剛石熔點(diǎn)高;CH4和SiH4都是分子晶體,均沒有氫
25、鍵,所以直接根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量可以判斷SiH4沸點(diǎn)較高。(4)反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生,說明硝酸反應(yīng)生成二氧化氮,則此時(shí)正極的電極反應(yīng)式是2H+ + NO3--e-=NO2↑+ H2O;溶液中的H+向正極即銅極移動(dòng);濃硝酸具有強(qiáng)氧化性,隨著反應(yīng)進(jìn)行鋁表面被氧化生成了氧化膜,阻礙其與濃硝酸反應(yīng),故銅參與反應(yīng)變?yōu)樨?fù)極,電流方向改變。 17.【答案】(1)MnO2+e—+H+=MnOOH;Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH (2)0.05g (3)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶;鐵粉、MnOOH;在空氣中加熱;碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2,MnOOH氧化為MnO2 (4)Fe3+;2.7;6;Zn2+
26、和Fe2+分離不開;Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近 【解析】(1)酸性鋅錳干電池是一種一次電池,外殼為金屬鋅,鋅是負(fù)極,電極反應(yīng)式為 Zn—2e—=Zn2+。中間是碳棒,碳棒中正極,二氧化錳得到電子,則正極電極反應(yīng)式為MnO2+e—+H+=MnOOH,總反應(yīng)式為Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH。 (2)維持電流強(qiáng)度為0.5A,電池工作五分鐘,則通過的電量是150,因此通過電子的物質(zhì)的量是,鋅在反應(yīng)中失去2個(gè)電子,則理論消耗Zn的質(zhì)量是。 (3)由表中數(shù)據(jù)知,、均易溶于水,故可采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié) 晶的方法得到相應(yīng)的晶體。濾渣中還含有碳粉、MnOOH,除去這
27、兩種雜質(zhì) 的最簡(jiǎn)單方法是在空氣中加熱,使C轉(zhuǎn)化為,MnOOH被氧化為MnO。 (4)反應(yīng)中Fe被氧化為Fe,經(jīng)計(jì)算可知,當(dāng)Fe沉淀完全時(shí),溶液中c()=mol·L,故pH=2.7時(shí),F(xiàn)e沉淀完全。同時(shí)可計(jì)算出當(dāng)Zn開始沉淀時(shí) ()×O.1=,c()= mol·L,pH=6。若不加,則形成Zn(OH)時(shí),會(huì)產(chǎn)生Fe(0H)沉淀,因?yàn)閆n(OH)、Fe(0H)組成形式相同、相近,故二者易同時(shí)形成沉淀。 18. (1)M(1分) 不能(1分) 因陽極產(chǎn)生的Cu2+不能還原Cr2O72-(2分)。 (2)Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O(2分) 有Cr(OH)3 (1分) Fe(OH)3(1分) (3)O2+2CO2+4e–2CO32– (或2O2+4CO2+8e–==4CO32–) (2分) (4)1.12(2分) (5)336 (2分)
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