电解池高三化学.docx

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电解池高三化学

2017-2018电解池（高三）

学校：

            姓名：

            班级：

            考号：

评卷人

得分

一、单选题

1.500 mL KNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（N

）=6 mol/L,用石墨作电极电解此溶液,通电一段时间后,两极均收集到22.4 L气体（标准状况）,假定电解后溶液体积仍为500 mL,下列说法正确的是

A.原混合溶液中c（K+）为2 mol/L                        B.上述电解过程中共转移2 mol电子             

 C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol             D.电解后溶液中c（H+）为2 mol/L             

2.研究人员发现了一种“水”电池，电池总反应为5MnO2+2Ag+2NaCl

Na2Mn5O10+2AgCl。

用“水”电池为电源电解NaCl溶液的实验如图所示，X电极上有无色气体逸出。

下列说法中正确的是

A.Ⅰ为负极，其电极反应式为Ag+Cl--e-

AgCl             

 B.“水”电池内Na+不断向负极移动             

 C.每转移1 mol e-，U形管中消耗0.5 mol H2O             

 D.电解开始后，U形管中Y极附近溶液的pH逐渐增大             

3.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

A.X极为电源负极，Y极为电源正极             

 B.a极的电极反应是2Cl--2e-

Cl2↑             

 C.电解过程中，CuSO4溶液的pH逐渐增大             

 D.Cu极上有6.4 g Cu析出时，b极产生1.12 L（标准状况）气体             

4.CO2电催化还原为CH4的工作原理如图所示。

下列说法不正确的是

A.该过程是电能转化为化学能的过程             

 B.铜电极的电极反应式为CO2+8H++8e-

CH4+2H2O             

 C.一段时间后，①池中n（KHCO3）不变             

 D.一段时间后，②池中溶液pH一定减小             

5.燃料电池因其高效的能源利用率，悄然兴起于能源市场。

某种燃料电池以稀硫酸作为电解质溶液，其总反应式为CH2

CH2+O2

CH3COOH，下列说法正确的是

A.在电池反应过程中，S

向正极移动             

 B.随着反应的进行，正极区附近pH变小             

 C.当转移4 mol电子时，溶液中CH3COOH分子的个数为NA             

 D.负极的电极反应式为CH2

CH2-4e-+2H2O

CH3COOH+4H+             

6.纳米氧化亚铜在制作陶瓷等方面有广泛应用。

利用电解的方法可得到纳米Cu2O，电解原理如图所示。

下列有关说法不正确的是

A.b极为负极             

 B.铜极的电极反应式为2Cu-2e-+2OH- 

Cu2O+H2O             

 C.钛极附近逸出O2             

 D.每生成1 mol Cu2O，理论上有2 mol OH-从离子交换膜左侧向右侧迁移             

7.如图所示装置中，a、b都为碳棒，NaOH、NaCl溶液均足量。

下列说法正确的是

A.甲池是电能转化为化学能的装置，乙池是化学能转化为电能的装置             

 B.甲池通入O2一极的电极反应式为O2+4e-+2H2O

 4OH-             

 C.标准状况下，甲池中消耗280 mL O2，此时乙池中理论上最多产生1.12 L气体             

 D.反应一段时间后，向乙池中加入一定量盐酸，可使NaCl溶液恢复到原浓度             

8.研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用图示装置获得金属钙,并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。

下列说法中正确的是

A.将熔融CaF2-CaO换成Ca（NO3）2溶液也可以达到相同目的             

 B.阳极的电极反应式为:

C+2O2--4e-

CO2↑             

 C.在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量减小             

 D.若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱应连接Pb电极             

9.电化学在日常生活中用途广泛，图甲是镁-次氯酸钠燃料电池，电池总反应为Mg+ClO-+H2O

Cl-+Mg（OH）2↓，图乙是含

的工业废水的处理。

下列说法正确的是

A.图甲中发生的还原反应是Mg2++ClO-+H2O

Cl-+Mg（OH）2↓             

 B.图乙中

向惰性电极移动，与该极附近的OH-结合，转化成Cr（OH）3除去             

 C.图乙电解池中，若有0.84 g阳极材料参与反应，则阴极会有168 mL（标准状况）的气体产生             

 D.若图甲燃料电池消耗0.36 g镁产生的电量用以图乙废水处理，理论上可产生1.07 g氢氧化铁沉淀             

10.重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。

工业上以铬酸钾（K2CrO4）为原料，采用电化学法制备重铬酸钾（K2Cr2O7）。

制备装置如下图所示（阳离子交换膜只允许阳离子透过）下列说法错误的是（　　）

A.阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色             

 B.装置中的隔膜为阴离子交换膜             

 C.电解的过程中阴极附近溶液pH变大             

 D.阴极每生成1 mol气体，电路中转移2NA个电子             

11.某小组为研究电化学原理，设计如图所示的装置。

下列叙述正确的是（　　）

A.若a和b直接用导线相连，则一段时间后溶液质量增加             

 B.若a和b分别与直流电源正、负极连接，则铜电极上的反应为2Cl--2e-

Cl2↑             

 C.a和b无论是用导线连接还是与直流电源连接，铁电极都溶解             

 D.若工作过程中电解质溶液颜色由蓝色变为浅绿色，则Cl-一定向铁电极移动             

12.浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A.Fe电极上的电极反应式为Fe-2e-

Fe2+             

 B.通入空气的石墨电极上的电极反应式为O2+2CO2+4e-

2C

 C.通入甲烷的石墨电极上的电极反应式为CH4+10OH--8e-

C

+7H2O             

 D.为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量工业用食盐             

13.2016年10月杭州G20峰会期间，以新型可充电电动汽车为代表的新能源汽车投入使用，向全世界展示中国新能源汽车高端制造水平。

其中某电动汽车使用的是钴酸锂（LiCoO2）电池，工作原理如图所示，且电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+通过，电池反应式为LixC6+Li1-xCoO2

C6+LiCoO2。

下列说法正确的（　　）

A.废旧钴酸锂（LiCoO2）电池进行“放电处理”让Li+进入C6中而有利于回收             

 B.放电时Li+从右边到左边             

 C.放电时，B为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-

LiCoO2             

 D.充电时，B为阳极，发生还原反应             

14.[2017·安徽芜湖高三质检]右图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是

A.正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－

Mn2＋＋2H2O             

 B.微生物所在电极区放电时发生还原反应             

 C.放电过程中，H＋从正极区移向负极区             

 D.若用该电池给铅蓄电池充电，MnO2 电极质量减少8.7 g，则铅蓄电池阴极增重9.6 g             

15.[2017•高考全国新课标卷Ⅰ]支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。

下列有关表述不正确的是

A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零             

 B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩             

 C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流             

 D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整             

16.据报导，我国已研制出“可充室温钠-二氧化碳电池”，电极材料为钠金属片和碳纳米管，电解液为高氯酸钠-四甘醇二甲醚，电池总反应为4Na+3CO2

2Na2CO3+C，生成固体Na2CO3沉积在碳纳米管上。

下列叙述不正确的是（　　）

A.放电时钠金属片发生氧化反应             

 B.充电时碳纳米管接直流电源的正极             

 C.放电时每消耗3 mol CO2，转移12 mol电子             

 D.充电时的阳极反应为C+2Na2CO3-4e-

3CO2↑+4Na+             

17.[2017·河北衡水高三七调]某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则下列叙述中正确的是

A.电极Ⅰ发生还原反应             B.电流方向：

电极Ⅳ →

→电极Ⅰ             

 C.电极Ⅱ逐渐溶解                   D.电极Ⅲ的电极反应：

Cu2＋＋2e－

Cu             

评卷人

得分

二、填空题

18.锰及锰的化合物在生活、生产中有广泛用途。

（1）酸性高锰酸钾溶液可用于检验乙醇，氧化产物为乙酸。

写出反应的离子方程式:

　　　　　　　　　　　　　　。

（2）电解K2MnO4溶液制备高锰酸钾的装置如图所示。

 已知:

石墨为电极材料，K2MnO4溶液呈绿色。

能证明电解反应已发生的现象是　　　　　　　　　。

写出Y极的电极反应式:

　　　　　　　　　。

（3）常见的锌锰电池有两种类型:

类型

电极材料

电解质

还原产物

普通锌锰干电池

石墨（二氧化锰）、锌

NH4Cl

Mn2O3

碱性锌锰电池

石墨（二氧化锰）、锌

KOH

MnOOH

 普通锌锰干电池的正极反应式为　　　　　　　　　；碱性锌锰电池的正极反应式为　　　　　　　　。

消耗等量的二氧化锰时，理论上电路中流过的电子数:

普通锌锰干电池　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）碱性锌锰电池。

（4）已知，25 ℃、101 kPa时，①Mn（s）+O2（g）

 MnO2（s）　ΔH1

 ②S（s）+O2（g）

SO2（g）　ΔH2　　　　③Mn（s）+S（s）+2O2（g）

MnSO4（s）　ΔH3

 ④MnO2（s）+SO2（g）

MnSO4（s）　ΔH

 则ΔH=　　　　。

（5）用惰性电极电解MnSO4和CuSO4的混合液可制得MnO2，阳极反应式为　　　　　　　。

一般不用MnCl2代替MnSO4，主要原因是　　　　　　　　　　　。

19.[2017·南阳一中高二下月考]下图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除a、b外，其余电极均为石墨电极。

甲为铅蓄电池，其两个电极的电极材料分别为PbO2和Pb。

闭合K，发现g电极附近的溶液先变红，20 min后，将K断开，此时c、d两极上产生的气体体积相同。

据此回答：

（1）a电极的电极材料是___________（填“PbO2”或“Pb”）。

（2）丙装置中发生电解的总反应方程式为_____________________________。

（3）电解20 min时，停止电解，此时要使乙中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质及其物质的量是___________。

（4）20 min后将乙装置与其他装置断开，然后在c、d两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，则此时c电极为___________极，d电极上发生反应的电极反应式为_____________________________。

评卷人

得分

三、图表题

20.[2017·福建宁德高三质检]高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型、高效的水处理剂，与水反应的化学方程式为4Na2FeO4+10H2O

4Fe（OH）3+3O2↑+8NaOH。

电解制备Na2FeO4装置示意图如下。

（1）a是电源的______________极（填“正”或“负”）。

电解时，石墨电极附近溶液的碱性____________（填“增强”“减弱”或“不变”）。

（2）铁电极的反应式为__________________________。

（3）

 维持一定的电流强度和电解温度，NaOH起始浓度对Na2FeO4浓度影响如下图（电解液体积相同情况下进行实验）。

 ①电解3.0 h内，随NaOH起始浓度增大，Na2FeO4浓度变化趋势是______________（填“增大”“不变”或“减小”）。

 ②当NaOH起始浓度为16 mol·L-1，1.0~2.0 h内生成Na2FeO4的速率是_____________mol·L-1·h-1。

 ③A 点与B 点相比，n[Fe（OH）3]：

A_____________B（填“＞”“=”或“＜”）

（4）提纯电解所得Na2FeO4，采用重结晶、过滤、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用______________溶液（填标号）和异丙醇。

 A.Fe（NO3）3　　B.NH4Cl　　C.CH3COONa

（5）

 次氯酸钠氧化法也可以制得Na2FeO4。

 己知2H2（g）+O2（g）

2H2O

（1）　ΔH=a kJ·mol-1

 NaCl（aq）+H2O

（1）

NaClO（aq）+H2（g）　ΔH=b kJ·mol-1

 4Na2FeO4（aq）+10H2O

（1）

4Fe（OH）3（s）+3O2（g）+8NaOH（aq）　ΔH=c kJ·mol-1

 反应2Fe（OH）3（s）+3NaClO（aq）+4NaOH（aq）

2Na2FeO4（aq）+3NaCl（aq）+5H2O

（1）

 的ΔH=______________kJ·mol-1。

参考答案

1.【答案】A【解析】石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4 L气体（标准状况）,n（O2）=

=1 mol,

 阳极4OH--4e-

O2↑+2H2O　　阴极Cu2++ 2e-

　Cu　　2H++2e-

H2↑

 　　4 mol　　　1 mol　　　　　　1 mol　2 mol　1 mol　2 mol　　　1 mol

 c（Cu2+）=

=2 mol/L,由电荷守恒可知,原混合溶液中c（K+）为6 mol/L-2 mol/L×2=2 mol/L,故A正确;由上述分析可知,电解过程中转移电子总数为4NA,故B错误;电解得到的Cu的物质的量为1 mol,故C错误;电解后溶液中c（H+）=

=4 mol/L,故D错误。

2.【答案】A【解析】X电极上有无色气体逸出，X极为阴极，则Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，负极反应式为Ag+Cl--e-

AgCl，A项正确；原电池工作时，阳离子向正极移动，B项错误；每转移1 mol 电子，生成0.5 mol氢气，消耗1 mol水，C项错误；Y为阳极，生成氯气，氯气与水反应使溶液显酸性，pH减小，D项错误。

3.【答案】B【解析】a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，由于电解质溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，说明b电极附近H+放电，故b电极是阴极，Y极为电源负极，X极为电源正极，A项错误；a电极氯离子失电子发生氧化反应，电极反应为2Cl--2e-

 Cl2↑，B项正确；电解过程中CuSO4溶液中的氢氧根离子在阳极（Pt电极）失电子生成氧气，溶液中Cu2+在Cu电极得到电子析出铜，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH逐渐减小，C项错误；由电解过程中，得失电子守恒知，Cu电极上有6.4 g Cu析出时，转移电子0.2 mol，则b极应产生0.1 mol H2，即标准状况下2.24 L H2，D项错误。

4.【答案】C【解析】有外接电源，则该装置为电解池，电能转化为化学能，A项不符合题意；向铜电极一侧通入CO2，CO2被还原为CH4，所以铜电极为阴极，电极反应式为CO2+8H++8e-

CH4+2H2O，B项不符合题意；铂电极为阳极，OH-放电，OH-被氧化，导致pH减小，同时盐桥中的K+向①池移动，①池中溶有CO2，故n（KHCO3）增大，C项符合题意，D项不符合题意。

5.【答案】D【解析】在原电池中阳离子流向正极，阴离子流向负极，A项错误；正极反应消耗了H+，导致正极附近溶液pH变大，B项错误；转移4 mol e-，可以产生1 mol CH3COOH分子，但是CH3COOH在溶液中发生部分电离，导致CH3COOH的分子数目少于NA，C项错误；CH2

CH2中的C由-2价变为0价，用H+保证电荷守恒，用H2O保证H、O原子守恒，D项正确。

6.【答案】C【解析】铜为阳极，钛为阴极，阴极与负极相连，则b极为负极，A正确；铜极上发生氧化反应生成氧化亚铜，B正确；钛极的电极反应式为2H2O+2e-

2OH-+H2↑，C错误；左侧生成OH-，右侧消耗OH-，且每生成1 mol Cu2O时，消耗2 mol OH-，为维持电荷平衡，理论上有2 mol OH-从离子交换膜左侧向右侧迁移，D正确。

7.【答案】C【解析】甲池中的电极为含金属催化剂的多孔电极，可催化H2与O2发生反应，应为原电池；乙池中不能自发发生氧化还原反应，应为电解池。

根据甲池中进出的物质，可判断出H2失电子，通入H2的一极应为负极；O2得电子，通入O2的一极为正极，从而可知乙池中的a电极为阳极，b电极为阴极。

A项，甲池是化学能转化为电能的装置，乙池是电能转化为化学能的装置，错误；B项，由于电解质溶液呈酸性，故通入O2一极的电极反应式为O2+4H++ 4e-

 2H2O，错误；C项，乙池中，阴极反应式为 2H++2e-

 H2↑，阳极反应式为 2Cl--2e-

Cl2↑，总反应式为 2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑，由得失电子守恒得到关系式:

O2~4e-~2H2~2Cl2，故乙池中理论上产生的气体的体积最多为甲池中消耗的O2的体积的 4倍，为1.12 L，正确；D项，由于NaCl溶液足量，故只发生反应:

2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑，从溶液中脱离出的物质为H2和Cl2，其物质的量之比为1﹕1，此时若要使NaCl溶液恢复到原浓度，只要通入HCl即可，加入盐酸会带入水，不能使NaCl溶液恢复到原浓度，错误。

8.【答案】B【解析】钙能与水发生反应,因此不能用Ca（NO3）2溶液作电解质,A错误。

电解池的阳极发生氧化反应,根据图示可知B正确。

CaO中Ca2+在电极槽中得电子生成钙,钙与二氧化钛反应重新生成CaO,所以在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量不变,C错误。

铅蓄电池中Pb电极是负极,应与“-”接线柱连接,D错误。

9.【答案】A【解析】该原电池中，镁作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，负极反应为Mg-2e-

Mg2+，电池反应式为Mg+ClO-+H2O

Mg（OH）2↓+Cl-，正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应，则总反应减去负极反应可得正极还原反应为Mg2++ClO-+H2O+2e-

Cl-+Mg（OH）2↓，A正确；图乙中惰性电极为阴极，Fe电极为阳极，则

向金属铁电极移动，与亚铁离子发生氧化还原反应生成的金属阳离子与惰性电极附近的OH-结合转化成Cr（OH）3除去，B错误；图乙的电解池中，阳极反应式是Fe-2e-

Fe2+，阴极反应式是2H++2e-

H2↑，则n（Fe）=

=0.015 mol，阴极气体在标况下的体积为0.015 mol×22.4 L/mol=0.336 L=336 mL，C错误；由电子守恒可知，Mg～2e-～Fe2+，由原子个数守恒可知Fe2+～Fe（OH）3↓，则n（Mg）=

=0.015 mol，理论可产生氢氧化铁沉淀的质量为0.015 mol×107 g/mol=1.605 g，D错误。

10.【答案】B【解析】由电解装置图可知，不锈钢连接电源负极则为电解池的阴极，惰性电极连接电源正极则为电解池的阳极；用铬酸钾（K2CrO4）制备重铬酸钾（K2Cr2O7），反应的化学方程式为4K2CrO4+4H2O

2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑，阴极发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-

2OH-+H2↑，阳极发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-

4H++O2↑，阳极区H+与Cr

反应：

2Cr

（黄色）+2H+

Cr2

（橙色）+H2O，阳极区c（H+）增大，平衡右移，从而使溶液由黄色逐渐变为橙色，选项A正确；分析可知阴极产生OH-，阳极产生的H+与Cr

反应，导致阴极有大量OH-存在，为了保持溶液中离子浓度的平衡，离子交换膜为阳离子交换膜，选项B错误；阴极电解水产生OH-，使溶液的pH变大，选项C正确；阴极生成的气体为H2，生成1 mol H2时，得到2 mol电子，电路中转移的电子数目为2NA，选项D正确。

11.【答案】D【解析】将a与b直接用导线相连，则形成Fe-Cu-CuCl2原电池，总反应方程式为Fe+Cu2+

Fe2++Cu，即Fe置换出Cu，溶液的质量会减小，选项A错误；将ab分别与直流电源正负极相连，则Cu为阳极，其电极反应式为Cu-2e-

Cu2+，选项B错误；当ab分别与直接用导线连接，装置为原电池，铁电极发生反应逐渐溶解；而当与直流电源连接，且b连接负极时，Cu为阳极，发生反应逐渐溶解，选项C错误；电解质溶液由蓝色变为浅绿色，说明溶液中Cu2+减少而Fe2+增多，即Fe为原电池的负极或电解池的阳极，根据溶液中离子移动的特点可知Cl-一定移向铁电极，选项D正确。

12.【答案】C【解析】通入空气的电极得电子发生还原反应为正极，则铁作阳极，铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-

Fe2+，选项A正确；正极氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2+2CO2+4e-

2C

，选项B正确；通入甲烷的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH4+4CO32--8e-

5CO2+2H2O，选项C错误；水是