高三化学原电池电解池及专题练习训练.doc

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原电池电解池专题练习

1．可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液，铝合金为负极，空气电极为正极。

下列说法正确的是

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：

O2＋2H2O＋4e－＝4OH－

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：

Al＋3OH－－3e＝Al（OH）3↓

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

2．右图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散。

下列判断正确的是（）

A．滤纸上c点附近会变红色B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大

C．Z中溶液的pH先减小，后增大D．Z溶液中SO42－向Cu电极定向移动

3.如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶（离子在琼胶内可以移动），下列叙述正确的是

A.a中铁钉附近呈现红色 B.b中铁钉上发生还原反应

C.a中铜丝上发生氧化反应 D.b中铝条附近有气泡产生

4．2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂，在200oC左右时供电，

乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全。

电池总反应为：

C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O,电池示意如右图，下列说法不正确的是（）

A．a极为电池的负极

B．电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极

C．电池正极的电极反应为：

4H++O2+4e–=2H2O

D．电池工作时，1mol乙醇被氧化时就有6mol电子转移

5．右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。

电池的一个点极由有机光敏燃料（S）涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：

（激发态）

下列关于该电池叙述错误的是：

A．电池工作时，是将太阳能转化为电能B．电池工作时，I-离子在镀铂导电玻璃电极上放电

C．电池中镀铂导电玻璃为正极D．电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少

6.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：

2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe有关该电池的下列中，正确的是

A.Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价

B.该电池的电池反应式为：

2Li+FeS＝Li2S+Fe负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+

C.充电时，阴极发生的电极反应式为：

7.右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。

下列有关描述错误的是

A．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨水柱两边的液面变为左低右高

C．两试管中相同的电极反应式是：

Fe－2e－Fe2＋

D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

8.某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：

2H2＋O2＝2H2O，下列有关说法正确的是

A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为：

O2＋2H2O＋4e－＝4OH－

C.每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极

11．某同学用电解原理设计一个观察Fe（OH）2沉淀和Fe（OH）2被氧化的实验装置。

如图所示，有关该装置的说法正确的是

A．断开K2，接通K1，铁棒和石墨棒上都放出大量气泡，两电极附近溶液颜色均无变化

B．断开K2，接通K1，仅石墨捧上放出大量气泡，石墨电极附近溶液变红，一段时间后水槽中可见白色沉淀生成且保持较长时间不变色

C．断开K2，接通K1，一段时间后再断开K1，接通K2，由于苯层的保护作用，白色沉淀仍能长时间保持不变色

D．若先断开K1，接通K2，铁棒和石墨棒上都放出大量气泡，石墨电极附近溶液变红

12．右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。

下列说法正确的是WWWKS5U.COM

A.

A．该系统中只存在3种形式的能量转化

B．装置Y中负极的电极反应式为：

C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生

D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化

13．如图所示，a、b、c均为石墨电极，d为碳钢电极，通电进行电解。

假设在电解过程中产生的气体全部逸出，下列说法正确的是

A．甲、乙两烧杯中溶液的pH均保持不变

B．甲烧杯中a的电极反应式为4OH――4e-＝O2↑＋2H2O

C．当电解一段时间后，将甲、乙两溶液混合，一定会产生蓝色沉淀

D．当b极增重3.2g时，d极产生的气体为2.24L（标准状况）

15.氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。

在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中电极未标出，离子膜都只允许阳离子通过。

①图中X、Y分别是、（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小；

②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：

；负极：

；

③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）、。

1、钢铁在潮湿空气中发生电化腐蚀时,正极发生的主要反应是：

AFe-2e=Fe2+     B2H2O+O2+4e=4OH-　C4OH--4e=2H2O+O2 D2H++2e=H2

2、X、Y、Z、M代表四种金属元素.金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时,X溶解,Z极上有氢气放出;若电解Y2+和Z2+离子共存的溶液时,Y先析出;又知M2+离子的氧化性强于Y2+离子.则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为：

AX>Z>Y>M BX>Y>Z>M　CM>Z>X>Y  DX>Z>M>Y

3、下列四种装置中，溶液的体积均为250毫升，开始时电解质溶液的浓度均为0.10摩/升，工作一段时间后，测得导线上均通过0.02摩电子，若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述正确的是：

A工作一段时间后溶液的浓度①＝②＝③＝④

B工作一段时间后溶液的pH值：

④＞③＞①＞②

C产生气体的总体积：

④＞③＞①＞②

D电极上析出的固体的质量：

①＞②＞③＞④

4、近年来，加“碘”食盐较多使用了碘酸钾，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液（加少量K2CrO4）为电解液在一定条件下电解，反应方程式为KI+3H2OKIO3+3H2↑。

下列有关说法正确的是：

A电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极

B电解液调节至强酸性比较合适

C电解后得到KIO3产品的步骤有：

过滤→浓缩→结晶→灼烧

D电解中每转移0.6mol电子，理论上可得到21.4g无水KIO3晶体

5、电解原理在化学工业中有广泛应用。

右图表示一个电解池，

装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

请回答以下问题：

（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同

时在两边各滴入几滴酚酞试液，则

①电解池中X极上的电极反应式为       。

在X极附近观察到的现象是      。

②Y电极上的电极反应式为       ，检验该电极反应产物的方法是        。

（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：

①X电极的材料是    ，电极反应式是    。

②Y电极的材料是    ，电极反应式是    。

　（说明：

杂质发生的电极反应不必写出）

（3）此装置若是在某金属上电镀铜，则：

①X电极的材料是    ，②Y电极的材料是    ，电解液a选用溶液

9、如图所示，E为沾有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。

A，B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。

M、N是用多微孔的Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。

G为电流计，K为开关。

C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。

若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。

（1）外电源的正、负极分别是R为____，S为_____。

（2）A附近溶液的现象是_______，B附近发生的电极反应式为。

（3）滤纸上的紫色点向哪方移动____。

（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，主要因为____，有关的反应式为。

二、燃料电池：

1、将铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流，称

为燃料电池。

下列叙述中正确的是

①通人CH4的电极为正极；

②正极的电极反应式为：

O2＋2H2O＋4e====4OH-

③通人CH4的电极反应式为：

CH4＋2O2＋4e====CO2＋2H2O

④负极的电极反应式为：

CH4+10OH--8e=====CO32-+7H2O

⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动；

⑥放电时溶液中的阴离于向负极移动。

⑦工作时正极区pH升高,负极区pH降低

A．①③⑤⑦B.②④⑥⑦C.②④⑤⑥D.①②③④

2、据报道，最近摩托罗拉（MOTOROLA）公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用1个月才充电一次。

假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32－。

（1）该电池反应的总离子方程为；

（2）甲醇在极发生反应（填正或负），电池在放电过程中溶液的pH将（填“下降”或“上升”、“不变”）；若有16克甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的CuSO4溶液，（假设整个过程中能量总利用率为80%），则将产生标准状况下的O2升。

（3）最近，又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高。

一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。

其中固体电解质是掺杂了Y2O3（Y：

钇）的ZrO2（Zr：

锆）固体，它在高温下能传导O2－离子（其中氧化反应发生完全）。

以丁烷（C4H10）代表汽油。

①电池的正极反应式为；

②放电时固体电解质里的O2－离子的移动方向是向极移动（填正或负）。

三、可充电电池:

1、已知：

铅蓄电池总反应的化学方程式为：

放电

充电

Pb+PbO2+2H2SO42H2O+2PbSO4；镍镉碱性充电池在放电时，其正极

反应为：

2NiO（OH）+2e—+2H2O=2Ni（OH）2+2OH—，负极反应为：

Cd+2OH——2e—=Cd（OH）2。

铅蓄电池使用（放电）一段时间后，其内阻明显增大，电压却几乎不变，此时只有充电才能继续使用。

镍镉碱性充电电池使用（放电）到后期，当电压明显下降时，其内阻却几乎不变，此时充电后也能继续使用。

回答下列问题：

⑴铅蓄电池在放电时的负极反应为_____________________________________,

其在充电时阳极反应为____________________________________。

⑵镍镉碱性充电电池在充电时的总反应的化学方程式为

_______________________________________________。

2、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。

氢镍电池的总反应式是（1/2）H2+NiO（OH）Ni（OH）2。

根据此反应式判断，下列叙述中正确的是

　A、电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 　　B、电池放电时，镍元素被氧化

　C、电池充电时。

氢元素被还原　　D、电池放电时，H2是负极

四、计算：

1、用惰性电极插入500mlNaCl溶液中,通电电解,当阴极析出的氢气为56ml（标准状况,设电解前后体积变化忽略）时,此时溶液中的PH约为：

A.10B.11C.12D.13

2、用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气（标准状况）：

从而可知M的相对原子质量为：

A.22.4ax/b　　　　　B11.2ax/b　　　C.5.6ax/b　　　　D.2.5ax/b

3、用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。

当电解液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），电极上析出银的质量大约是：

A．27mg      B．54mg    C．108mg     D．216mg

4、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。

锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：

Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）==Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s） 下列说法错误的是：

A．电池工作时，锌失去电子

B．电池正极的电极反应式为：

2MnO2（s）+H2O

（1）+2e—=Mn2O3（s）+2OH—（aq）

C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D．外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

答案：

一、常规电化学：

1，B2，A3，B4，D二、燃料电池：

1,B2,

（1）2CH3OH+3O2+4OH－→2CO+6H2O

（2）负；下降；13.44（3）①O2+4e=2O2－；②负

三、可充电电池：

1，

（1）Pb+SO42--2e-=PbSO4,PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

电解

（2）2Ni（OH）2+Cd（OH）2=======Cd+2NiO（OH）+2H2O2，CD

四、计算：

1，C2,C3,B4,C

五、几种常见新型原电池

1.铅蓄电池（-）Pb|PbSO4（s）|H2SO4（aq）|PbSO4（s）|PbO2（+）Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（-）（+）

2.燃料电池新型电池中，电极的导电材料一般多孔的金属板,负极是通入还原剂的一方,正极是通入氧化剂的一方.如:

氢氧燃料电池,电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液:

正极：

O2+4e-+2H2O===4OH-负极：

2H2–4e-+4OH-===4H2O

又如：

甲烷燃料电池;电解质溶液为氢氧化钾溶液：

正极：

2O2+8e-+4H2O==8OH-负极：

CH4+10OH--8e-==CO2-3+7H2O⑴

⑵

⑶

⑷

⑸

⑹

⑺

⑻

总反应：

CH4+2O2+2OH-==CO2-3+3H2O

典型例题

例1指出下列装置哪些是原电池，哪些是电解池。

用电池符号表示原电池，并写出原电池和电解池的电极反应与总反应。

例2铁可与硫酸铜溶液反应,按下述二项要求设计相应的实验装置.

①铁能溶解在硫酸铜溶液中而被还原的铜不能附着在铁片上

②铁不能溶解在硫酸铜溶液中而被还原出的铜不能附着在铁片上

例3熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在6500℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:

阳极反应式:

阴极反应式:

O2+2CO2+4e-=2CO2-3

总电池反应式:

答案:

2CO+2CO2-3=4CO2+4e-，2CO+O2=2CO2

例4用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的pH下降的是

A.CuSO4 B.AgNO3 C.BaCl2 D.H2SO4

解析:

阴极质量增加,说明溶液中含有不活泼金属的阳离子,电解液的pH下降,说明在阳极上是OH-离子放电而使溶液中[H+]增大,溶液中的阴离子应该是含氧酸根离子.综合分析应为AB。

例5以铁为电极,铜为阴极对足量NaOH溶液电解,一段时间得到了共2molFe（OH）3固体.那么此间共消耗了水C

A.3mol B.4mol C.5mol D.6mol

错解:

阳极Fe-3e-=Fe3+阴极2H++2e-=H2↑

总式2Fe+6H2O=2Fe（OH）3+3H2

得出消耗水6mol

正解:

Fe+2H2O=2Fe（OH）2+H2↑消耗水4mol又4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）2消耗水1mol.合计5mol,选C.

例6通常条件下,电池存在内阻（r）.当电池与用电器成回路时,电路中的电流强度I,电池电动势和用电器的电阻（R）间有关系:

I=/（R+r）.

现将电动势为1.5V,内阻0.1的4节电池串联后接Pt电极,对373mLCuSO4溶液电解.假设体积不变,求10min后的pH（已知两Pt电极间CuSO4电阻为9.6）.

解析:

以Q作化学-—物理的结合点bI=A=0.6A,通电

10min通电量Q=It=0.594×10×60C=360C

CuSO4+H2O==Cu+H2SO4+O2↑n（H+）=2n（Cu2+）=2×=mol=0.00373molC（H+）=0.00373mol/0.00373L=0.01mol/LpH=2

练习题

1.已知①M+N2+==M2++N②Pt极电解相同浓度P和M的硫酸盐,阴极先析出M③N与E有导线相连放入E的硫酸盐溶液,电极反应:

E2++2e=E,N-2e=N2+.则四种金属还原性为

2.目前人们正研究开发一种高能电池—钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极,以Na+导电的β-Al2O3陶瓷作固体电解质,反应为:

2Na＋xSNa2Sx，以下说法正确的是

A.放电时，钠作负极，硫作正极B.放电时，钠极发生还原反应

C.充电时，钠极与外电源的止极相连，硫极与外电源的负极相连

D.充电时，阳极发生的反应是：

Sx2－—2e＝xS

3.用惰性电极电解M（NO3）x溶液,当阴极上增重ag时,阴极上同时产生bLO2（S.T.P）.从而可知M的相对原子质量为

A.22.4ax/b B.11.2ax/b C.5.6ax/b D.2.5ax/b

4.两串联电解池,左池放硫酸铜,右池放一定量的某硝酸盐溶液,电解时当左池析出1.6gCu时,右池析出0.45g固体,则右池溶质为

A.AgNO3 B.NaNO3 C.Mg（NO3）2 D.Al（NO3）3

5.用两支惰性电极插入1000mLAgNO3溶液中通电电解.当溶液的pH从6.0变为3.0时（设电解过程没有H2析出,且电解前后溶液的体积变化不计）电极上析出Ag的质量大约是

A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg

6.电子表钮扣电池材料为Zn、Ag2O,反应方程式为:

2Ag+Zn（OH）2=Ag2O+Zn+H2O.为负极，

为正极,电极反应式为:

负极,正极

7.a今有2H2+O2===2H2O反应,构成燃料电池,则负极应通入气,正极通入气,电极反应为:

负极正极

b如把KOH改为H2SO4作导电物质则电极反应:

负极____________正极____________

a和b的电池液不同,反应进行后溶液的PH值各有何变化_________________

c.如把H2改CH4.KOH作导电物质则电极反应为:

负极_____________________正极_____________

总反应式______________

8.铂电极电解1LCu（NO3）2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L（S.T.P）气体.求电解后溶液的pH.

9.已知将Cu和石墨棒与导线连接后插入稀硫酸中可形成原电池,请写出电极反应.

10.在50mL0.2mol/LCuSO4溶液中插入两电极（阳极:

纯Zn片,阴极:

Cu片）,通电电解（不考虑水蒸发）,则阳极反应式为,如不考虑H+在阴极放电,则当电路上有0.04mol电子通过时,阴极增重g,阴极电极反应式

11.实验测得,电解法将金属离子还原为金属单质,电极通过的电量Q正比于金属物质的量n和离子化合价a的乘积,其比例系数F是个恒量,称为法拉第常数,与金属种类无关.已知:

NA=6.02×1023mol-1,电子电量e=1.60×10-19C,Cu式量64.

（1）试求F（电量以库仑为单位,保留三位有效数字）

（2）若电解CuSO4溶液获得1kgCu,通过的电量是多少?

（3）电镀法在半径为R的铜球表面均匀镀很薄Ag层,Cu球作极（阴极或阳极）,另一极是什么材料?

若电流强度为I,通电时间为t,银的式量为A,Ag的密度为,求镀层的厚度d（用题中符号表示）

练习题答案

1.P>M>N>E2.AD3.C4.A5.C6.Zn,Ag2O,Zn+2OH--2e-=Zn（OH）2Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-7.a.氢;氧;2H2+4OH--4e-=4H2O;

O2+2H2O+4e=4OH-b.2H2-4e-=4H+;O2+4H++4e-=2H2O;a变小,b变大c.CH4+10OH--8e-=CO2-3+7H2O;_2O2+4H2O+8e-=8OH-;

CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O.

8.pH=09.负极:

Cu-2e-=Cu2+,正极:

O2+4H++4e-=4H2O10.Zn-2e=Zn2+;1.29;Cu2++2e=Cu,Zn2++2e=Zn11.

（1）Ma++ae-=M,Q=Fan=NAean,

F=eNA=6.02×1023mol-1×1.60×10-19C

=9.64×104C·mol-1

（2）Q=naF=（1000/64）×2×9.64