1、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0.02 mol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CH3NHNH2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
2、、H2体积比为1：3(同温同压)D. 工作时，a极的电极反应式为CH3NHNH2+12OH10e=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
3、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
4、. 阳极反应：Si4H4e= 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20 mol e-【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
5、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。AY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
6、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0.06 mol
7、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；DCr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3
8、+6Fe3+7H2O中以Fe元素计算转移电子数=6（3-2）=6，即消耗 1mol Cr2O72-，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
9、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”NaCO2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”22.4 L CO2，转移电子数为0.75 mol【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R
10、bAg4I5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-=I2 D. 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+
11、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
12、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0.125bmo
13、l，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1mol Mg,则有1mol Cl-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.
14、 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-=H2D. 当电路中通过1 mol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
15、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,
16、电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2B. 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1 mol NO，可同时得到32g O2【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、NO3，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+6e=N2+4H2OD. 若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗标准状况下33
17、.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2HNO26H6e=N24H2O，故C正确；D、33.6L甲烷参与反应转移电子物质的量为33.68/22.4mol=12mol，理论上可转化HNO2的物质的量为122/6mol=4mol
18、，故D错误。16某同学用如下装置进行实验和，在相同时间内，记录现象如下（溶液的温度变化均不明显）。实验装置实验序号电极材料实验现象铂两极均产生大量无色气泡，两极区的溶液均未见白色浑浊石墨两极均产生大量无色气泡，阴极区未见白色浑浊，阳极区产生白色浑浊，分离出该白色固体，加酸溶解，产生气泡 根据实验现象，下列说法正确的是A. 中，阴极的电极反应式：2H2O4e = O2+ 4H+B. 中，白色浑浊的主要成分是Ca(OH)2C. 中，产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水D. 中，产生白色浑浊与阳极材料被氧化生成CO32有关【答案】D17载人空间站为了循环利用人体呼出的CO2并将其转化为O2，设计装
19、置工作原理如图所示，以实现“太阳能能电能化学能”的转化。总反应为2CO2=2CO+O2。下列说法正确的是 A. 该装置属于原电池 B. 水在Y电极参与反应C. 反应完毕，该装置中电解质溶液碱性增强 D. X极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-【答案】B【解析】题目叙述为：该装置实现“太阳能电能化学能”转化，而电能转化为化学能为电解池，选项A错误。根据电子流向得到：Y为电解池的阴极，应该发生还原反应，总反应中得到发生还原反应的是CO2，再考虑到需要生成氢氧根离子，使其能透过阴离子交换膜，得出Y电极方程式为：CO2+H2O+2e-=CO+2OH-，选项B正确。该装置的总反应为2CO2=2CO+
20、O2，该反应对于溶液的氢离子、氢氧根离子以及水都无影响，所以反应前后溶液的pH并不变化，选项C错误。X为阳极，发生氧化反应，应该是阴极生成的氢氧根离子失电子，电极方程式为：4OH-4e-=2H2O+O2，选项D错误。18一种用水和N2制备NH3的电化学装置如图所示，下列说法错误的是 A. 该离子交换膜为阳离子交换膜B. 阴极发生的电极反应为Li+e-=LiC. 阳极发生的电极反应为4OH-4e-=2H2O+O2D. 每生成1molNH3，电路中通过3mol电子【答案】B19下图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置(忽略其他有机物)。 已知储氢装置的电流效率100，下列说法不正确的是A
21、. 若=75，则参加反应的苯为0.8molB. 过程中通过CH键断裂实现氢的储存C. 采用多孔电极增大了接触面积，可降低电池能量损失D. 生成目标产物的电极反应式为：C6H6+6e-+6H+=C6H12【答案】B20电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高，有望代替传统的工业合成氨工艺。电解法合成氨的两种原理及装置如图1和图2所示。 下列说法错误的是A. a电极上通入的物质是H2B. 电解池中b是阳极，c是阴极C. d电极上电极反应式是N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-D. 若I=2.0A，通电1h，理论上两装置均可得NH3的质量为。 (已知一个电子的电量为1.610-19C)【答案】B2
22、1SO2是主要大气污染物之一，工业上可用如图装置吸收转化SO2（A、B 为惰性电极）。下列说法错误的是（ ） A. a为电源的正极B. B 极上发生氧化反应C. 离子交换膜为阳离子交换膜D. A极区溶液的pH逐渐增大【答案】A【解析】试题分析：由图可知，该装置为电解装置，SO2在B电极被氧化为H2SO4，故B为阳极、A为阴极，因此，a为电源的负极、b为电源的正极。阳极的电极反应式为SO2+2H2O-2e-=4H+SO42-，阴极的电极反应式为2SO32- +2e- +4H+= S2O42-+2H2O，阳极生成H+、阴极消耗H+，阴极的pH增大，故H+向阴极迁移，离子交换膜为阳离子交换膜。综上所
23、述，A不正确。本题选A。22电-Fenton法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术,其反应原理如图所示。其中电解产生的H2O2与Fe2+发生Fenton反应:H2O2+Fe2+Fe3+OH-+OH,生成的羟基自由基(OH)能氧化降解有机污染物。下列说法中正确的是( ) A. 电源的X极为正极,Y极为负极B. 阴极的电极反应式为Fe2+-e-Fe3+C. 每消耗1molO2,整个电解池中理论上可产生2molOHD. 阳极的电极反应式为H2O-e-H+OH【答案】D23铬() 的化合物有较大毒性，如不回收利用，会对环境造成污染。某混合浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。某研究小
24、组设计了如下电解分离装置，可以使浆液较完全地分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。下列说法错误的是（ ） A. 通电后CrO42-将通过阴离子膜进入阳极室 B. 阴极室最终只能得到Na2SO4和H2C. 阳极的电极反应式为：4OH-4e-=O2+2H2O D. 分离后所得含铬元素的粒子有CrO42-和Cr2O72-【答案】B24K2S2O8具有强氧化性(S2O82-中含有过氧根)，在石油行业中有重要用途，工业上可利用电解法制备它，工作原理如图(电极材料是石墨)所示，下列说法中错误的是 A. C1电极上的电极反应式为：2SO42-2e-=S2O82-B. 通电后Na+移向C2电极C. 反应
25、一段时间后，溶液的pH减小D. 电解过程中，两电极上参与反应的离子的物质的量相等【答案】C【解析】根据装置图，C1与直流电源的正极相连，C1为阳极，C2与直流电源的负极相连，C2为阴极。A项，S2O82-中S元素的化合价为+7价，C1为阳极，C1电极上的电极反应式为2SO42-2e-=S2O82-，A项正确；B项，C2为阴极，通电后阳离子向阴极移动，通电后Na+移向C2电极，B项正确；C项，Na+的放电能力小于H+，C2电极上的电极反应式为2H+2e-=H2，电解总离子方程式为2SO42-+2H+S2O82-+H2，反应一段时间后c（H+）减小，溶液的pH增大，C项错误；D项，根据阴、阳极上得
26、失电子守恒和电极反应式，电解过程中，两电极上参与反应的离子物质的量相等，D项正确；答案选C。25工业上通过电化学原理在铝片表面形成氧化膜来提高其抗腐蚀能力，工作原理如下图所示。列说法正确的是 A. 碳棒可用任意金属代替，其作用是传递电流B. 通电一段时间后，溶液的pH增大C. 通电后电子被强制从碳棒流向铝片使铝表面形成氧化膜D. 可通过调节滑动变阻器来控制氧化膜的形成速度【答案】D26利用电化学原理将有机废水中的乙二胺H2N(CH2)2NH2转化为无毒物质的原理示意图如下图1所示，同时利用该装置再实现镀铜工艺示意图如图2所示，当电池工作时，下列说法正确的是 A. 图1中H+透过质子交换膜由右向
27、左移动B. 工作一段时间后，图2中CuSO4溶液浓度减小C. 当Y电极消耗0.5 mol O2时，铁电极增重64 gD. X 电极反应式:H2N（CH2）2NH2+16e-+4H2O2CO2+N2+16H+【答案】C【解析】图1是原电池，Y电极上氧气被还原成水，所以Y是正极，氢离子移向正极，H+透过质子交换膜由左向右移动，故A错误；图2是电镀池，CuSO4溶液浓度不变，故B错误；当Y电极消耗0.5 mol O2时，转移电子2mol，根据电子数，铁电极生成1mol铜，电极增重64 g，故C正确；X是负极，失电子发生氧化反应，电极反应式是，故D错误。点睛：原电池中，负极失电子发生氧化反应，正极得电
28、子发生还原反应，电解质溶液中阳离子移向正极、阴离子移向负极；电子由负极经导线流向正极。27人工肾脏可用电化学方法除去代谢产物中的尿素CO(NH2)2，原理如图所示。下列有关说法不正确的是 A. a 为直流电源的正极B. 阳极室中发生的电极反应式有2Cl-2e-=Cl2C. 电解结束后，阴极室溶液的pH 将降低D. 若两极共收集到气体13.44 L( 标准状况)，混合溶液可除去尿素7.2g (忽略气体的溶解)【答案】C根据C项中的反应和电子守恒，两极收集的气体的关系为CO2N23H2，n（CO2）=n（N2）=n（气体）=0.6mol=0.12mol，根据C或N守恒，混合溶液中可除去的nCO（N
29、H2）2=0.12mol，m CO（NH2）2=0.12mol60g/mol=7.2g，D项正确；答案选C。28储氢材料是当前新能源领域研究的一类热门材料。在一定条件下，以Cu-Zn原电池作电源，利用图所示装置可实现有机物的储氢，下列有关说法正确的是（ ） A在Cu-Zn原电池装置工作时，盐桥内的Cl- 向铜电极一端移动B电极C为阳极，在电极D 上发生还原反应C气体X的主要成分是H2DH+透过高分子膜从右室进入左室，在电极C 上发生还原反应【答案】D29以酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 燃料电池工作时，正极反应为O22H2O4e=4OHB. a极
30、是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出C. 电解过程中SO42 移向b极D. a、b两极若是石墨，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等【答案】B【解析】A因该燃料电池是在酸性电解质中工作，所以正极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O， 选项A错误；Ba极是粗铜，b极是纯铜时，为粗铜的精炼，电解时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出，符合精炼铜原理，选项B正确；C b与电池的负极相连，b为电解池的阴极，a极是阳极，阴离子SO42 移向阳极a极移动，选项C错误；D电解CuSO4溶液时，a极产生的气体为O2，产生1molO2需4mol电子，所以需要燃料电池的2molH2，二者的体积并不相等，选项D错误；答案选B。30下图是半导体光电化学电池光解水制氢的反应原理示意图。在光照下，电子由价带跃迁到导带后，然后流向对电极。下列说法不正确的是 A. 对电极的电极反应式为：2H+2e=H2B. 半导体电极发生还原反应C. 电解质溶液中阳离子向对电极移动D. 整个过程中实现了太阳能电能化学能的转化【答案】B
