高三化学一轮专题练习-电解池.docx

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1、高三新高考化学大一轮专题练习-电解池一、单选题1（2022春云南昆明高三统考期末）某同学按如图所示装置进行实验，并通过红外热成像技术测定Zn片区域的温度，绘制反应过程中的温度变化曲线。下列有关说法正确的是A装置、中温度变化曲线完全一致B装置中产生气泡的速率比装置慢C装置、中铜片上均发生还原反应D装置溶液中的氢离子向铜片移动2（2023辽宁朝阳市第一高级中学校联考二模）四甲基氢氧化铵常用作电子工业清洗剂，下图为以四甲基氯化铵为原料，利用光伏并网发电装置采用电渗析法合成，下列叙述中正确的是Aa极电极反应式：B保持电流恒定，升高温度可以加快合成的反应速率Cc为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜D制

2、备36.4g时，两极共产生6.72L气体(标准状况)3（2023春江苏南京高三南京师大附中校考期中）酸性条件下通过电催化法可生成，c-NC、i-NC是可用于阴极电极的两种电催化剂，其表面发生转化原理如图所示。下列有关说法正确的是Ai-NC电极处发生氧化反应B合成过程中均作为还原剂C合成过程中用c-NC作电极催化剂更利于生成Dc-NC电极上发生反应：4（2023全国模拟预测）利用含有机化合物的废水废水中的有机化合物表示为，发电原理为(未配平)发电，电解KI溶液制备的工作装置如图所示。下列说法正确的是Aa极为原电池正极，c极为电解池阴极B装置工作时，当甲池质子交换膜通过1 mol 时，负极生成5.

3、6 L C室为酸性溶液，室为KI溶液D装置工作一段时间后，室需补充KOH，X为5（2023全国高三专题练习）最近我国科学家研制出一种可充电Na- Zn 双离子电池体系，其工作原理如图所示。下列说法错误的是A充电时，阴极区溶液的pH增大B放电时，每转移0.2mol电子，负极区电解质溶液质量增加6.5gC充电时，Na+会通过阳离子交换膜移动到阴极D放电时，正极反应式为Na0.6-x MnO2 +xe- + xNa+=Na0.6MnO26（2023贵州统考三模）水系金属燃料电池具有较高的理论容量，常用于大型储能场景。一种水系锌一空气电池(ZAB)如图所示。下列说法错误的是A隔膜为阳离子交换膜B该电池

4、具有高安全性，原料丰富等优点C放电时，正极发生反应O2+4e-+2H2O = 4OH-D充电时，当电路中转移2mol电子理论上产生65gZn7（2023重庆九龙坡统考二模）通过电解废旧锂电池可回收锂和锰，电解示意图如下(滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过)。下列说法正确的是A电极B与电源正极相连，发生还原反应B电极A的电极反应：C当电路中通过时，最多可回收含33g锰D电解过程中，的比值不断减小8（2023全国高三专题练习）硝酸钙是一种重要的化工原料。生产硝酸钙的工业废水中常含有，可用电解法净化。其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是Aa极为电源负极，b极为电源正极B室能得到副产品浓硝

5、酸，室能得到副产品浓氨水C装置工作时电子由b极流出，经导线、电解质溶液流入a极D阴极的电极反应式为9（2023全国高三专题练习）磷氰酸根负离子对构建新型含磷化合物的研究有着重要的意义。以惰性材料为电极，将白磷转化为二氰基磷负离子的锂盐，工作原理如图所示。下列说法错误的是ALiP(CN)2中 P元素的化合价为+1B装置工作时，b极电势高于c极电势C阴极反应为2HCN+2e- =2CN- +H2D外电路中通过0.2 mol电子时，阴极室质量减少0.2g10（2023安徽马鞍山统考二模）磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性，具有较长的使用寿命，放电时的反应为： LixC6+Li1-xF

6、ePO4= 6C+LiFePO4。图1为某磷酸铁锂电池的切面，图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法错误的是A放电时，负极反应： LixC6- xe- = xLi+6C B(a)过程中1mol晶胞转移的电子数为NAC(b)代表放电过程， Li+脱离石墨，经电解质嵌入正极D充电时的阳极反应： LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+11（2023陕西校联考模拟预测）钠碱循环法脱除烟气中的SO2，生成的吸收液中含有Na2SO3和NaHSO3。电解吸收液回收SO2，并实现碱

7、液的循环。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H+和OH-，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。如图为吸收液的电渗析装置示意图。下列说法正确的是A出口4的产物为NaOH溶液B出口5中Na2SO4溶液的浓度增大C、可从盐室最终进入阳极液中D阴极电极反应式为2H+2e- =H212（2023春浙江绍兴高三统考阶段练习）已知电极材料均为石墨材质，氧化性：。设计如图装置将转化为，并在甲处回收金属钴；工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室；保持细菌所在环境稳定，借助其降解乙酸盐生成。下列说法正确的是A装置1为原电池B乙池电极附近不断减小C细菌所在电极均发生反应：D乙室得到的全部转移至甲室

8、，恰好能补充甲室消耗的的物质的量13（2023春江西赣州高三校联考期中）近日，科学家开发了电催化双边加氢装置，最大电流效率达到200，其装置原理如图所示，下列叙述正确的是APdc极为阳极，发生还原反应B电子由PdA极通过AEM流向Pdc极C每转移amol电子生成amolR-HDPdA极反应式为二、多选题14（2023春江西九江高三江西省湖口中学校考期中）科学家设计出质子()膜燃料电池，实现了利用废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜燃料电池的结构示意图，如下图所示。(注：质子膜只允许通过)下列说法错误的是A外电路中电流方向由电极abB电路中每通过4 mol电子，在正极消耗标准状况下22.4L C

9、电极b上发生的电极反应：D每17g 参与反应，有1 mol 经质子膜进入正极区三、非选择题15（2023秋福建福州高三福建省福州第一中学校考期末）一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质，工作原理示意图如图1，电池总反应为6MnO2+3Zn+(6+x)H2O+ZnSO46MnOOH(不溶于水)+ZnSO43Zn(OH)2xH2O。请回答下列问题。(1)放电时负极为_(填“锌膜”或“MnO2膜”)，正极质量_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)充电时，SO向_(填“锌膜”或“MnO2膜”)移动。(3)以该电池为电源，石墨为电极，电解如图2所

10、示的饱和食盐水。若MnO2膜连接N极，锌膜连接M极，工作一段时间，图2中N极的电极反应为_。若MnO2膜连接M极，锌膜连接N极，工作一段时间，图2中当电路中通过0.2mol电子时，两极共收集到标准状况下_L气体。16（2023全国高三专题练习）利用电化学原理，将和熔融制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含的废水，如图所示；电解过程中溶液发生反应：。(1)甲池工作时，转变成绿色硝化剂Y，Y是，可循环使用。则石墨II是电池的_(填“正”或“负”)极；石墨I附近发生的电极反应式为_。(2)工作时，甲池内的向_(填“石墨I”或“石墨II”)极移动；在相同条件下，消耗的和的体积比为_。(3)乙池中(I)棒

11、上发生的电极反应为_。(4)若溶液中减少了，则电路中至少转移了_电子。17（2023全国高三专题练习）电解制备，其工作原理如图所示。为使电解产物全部转化为，需补充物质A。A是_，说明理由：_。18（2023全国高三专题练习）利用电催化可将同时转化为多种燃料，装置如图。(1)铜电极上产生的电极反应式为_。(2)若铜电极上只生成，则铜极区溶液质量变化了_g。试卷第9页，共9页学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司参考答案：1D【分析】装置中没有构成闭合回路，所以不能构成原电池，Zn和稀硫酸发生化学腐蚀；装置符合原电池构成条件，所以装置为原电池；【详解】A装置中没有形成原电池，锌与稀硫

12、酸反应放出热量，温度较高，装置形成原电池，化学能主要转化为电能，温度较低，选项A错误；B电化学腐蚀比化学腐蚀快，所以装置中产生气泡的速率比装置快，选项B错误；C装置中铜片不反应、装置中铜片上氢离子得电子产生氢气，发生还原反应，选项C错误；D装置溶液中的氢离子向正极铜片移动，选项D正确；答案选D。2D【分析】根据de池中浓度变化得出，钠离子从b极池通过e膜，氯离子从cd池通过d膜，由电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则a为阴极，b为阳极，a与N型半导体相连，b与P型半导体相连，所以N型半导体为负极，P型半导体为正极，以此解答。【详解】A由题中信息可知，a为阴极，发生得电子的还原反应，其

13、电极反应式为，故A错误；B保持电流恒定，则单位时间a极得到的电子数目是恒定的，升高温度，电极反应的速率不变，故B错误；C由题中图示信息可知，Na+离子通过e膜，Cl-通过d膜，(CH3)4N+通过c膜，所以c、e膜为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，故C错误；D36.4g的物质的量为= 0.4mol，a极电极反应式为2+2H2O+2e-=2+H2，收集氢气0.2mol，转移电子为0.4mol，b极电极反应式为4OH-4e-=O2+2H2O，收集氧气为0.1mol，标况下两极可得气体体积为0.3mol22.4L/ mol =6.72L L，故D正确；故选D。3C【详解】Ai-NC电极上得电子生成C

14、O，发生还原反应，故A错误；Bc-NC电极上转化为，i-NC电极上得电子生成CO和，均发生还原反应，均做氧化剂，故B错误；C由图示可知，i-NC电极上生成CO和两种产物，c-NC作电极催化剂完全将转化为，由此可知c-NC作电极催化剂利用率更高，更利于生成，故C正确；D电解质为酸性介质，电极反应为：，故D错误；故选：C。4C【分析】由题干信息“电解KI溶液制备”，并结合室为KOH溶液可知，室发生的反应为，则室为KI溶液，发生氧化反应，故b极为原电池正极，a极为原电池负极，c极为电解池阳极，d极为电解池阴极，据此分析解答。【详解】A根据分析，室为KI溶液，发生氧化反应，故b极为原电池正极，c极为电

15、解池阳极，A错误；B未指明是否为标准状况，无法计算的体积，B错误；C根据分析，a极为原电池负极，则I室发生氧化反应，故I室为含有机化合物的废水，室发生还原反应，即，故室为酸性溶液，C正确；D根据分析，c、d极分别为电解池的阳极和阴极，c极发生反应，d极发生反应，生成的通过离子交换膜进入室，但同时消耗了水，室中KOH浓度增大，故装置工作一段时间后室无需补充KOH，D错误；故选C。5B【分析】由图可知，放电时，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-，右侧为正极，电极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-+xNa+Na0.6MnO2，充电时，Zn作阴极，电极反应式为Zn(

16、OH)42-+2e-=Zn-2e-+4OH-，右侧为阳极，据此作答。【详解】A充电时，Zn作阴极，电极反应式为Zn(OH)42-+2e-=Zn-2e-+4OH-，生成氢氧根离子，阴极区溶液的pH增大，故A正确；B放电时，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-，每转移0.2mol电子，负极区电解质溶液质量增加65g/mol=6.5g，同时有0.2mol钠离子迁移到右侧，质量减小0.2mol23g/mol=4.6g,故负极区电解质溶液质量实际增加6.5g-4.6g=1.9g，故B错误；C充电时，阳离子向阴极移动，故Na+会通过阳离子交换膜移动到阴极，故C正确；D放电时，

17、Zn作负极，右侧为正极，电极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-+xNa+Na0.6MnO2，故D正确；故选B。6A【分析】由图可知，负极中Zn失去电子生成ZnO，电极方程式为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，O2在正极得到电子生成OH-，电极方程式为：O2+4e-+2H2O = 4OH-，则右侧生成的OH-经过阴离子交换膜进去负极，以此解答。【详解】A由分析可知，隔膜为阴离子交换膜，故A错误；B锌空气电池(ZABs)采用碱性水系电解质以金属锌和空气为电极，其理论能量密度高、成本低、安全性好，故B正确；C由分析可知，放电时，O2在正极得到电子生成OH-，电极方程式为：O2+4e-+2

18、H2O = 4OH-，故C正确；D充电时，阴极电极方程式为：ZnO+H2O+2e-=Zn+2OH-，当电路中转移2mol电子理论上产生1molZn，质量为65g，故D正确；故选A。7D【分析】装置为电解池，根据电极B上的反应得锰元素化合价升高，失去电子，即电极B为阳极，电极A为阴极，据此分析解答。【详解】A由分析知，电极B为阳极，与电源正极相连，被氧化生成，发生氧化反应，A错误；B电解质溶液为混合溶液，电极A为阴极，电极反应式为：，B错误；C阳极的电极反应式为：，当电路中有通过时，阳极B将生成，根据Mn元素守恒，可回收锰8.25g，C错误；D电解反应的总方程式为：，因此电解过程中的比值不断减小

19、，D正确；故选D。8B【分析】用电解法净化，由图可知，左侧为水放电发生氧化反应生成氧气，为阳极；右侧水放电发生还原反应生成氢气，为阴极；中间室中硝酸根离子向阳极移动，铵根离子向阴极移动，在室能得到副产品浓硝酸，室能得到副产品浓氨水；【详解】A由分析可知，左侧为水放电发生氧化反应生成氧气，为阳极；右侧水放电发生还原反应生成氢气，为阴极；则a为正极、b为负极，A错误；B中间室中硝酸根离子向阳极移动，铵根离子向阴极移动，在室能得到副产品浓硝酸，室能得到副产品浓氨水，B正确；C电子不会进入电解质溶液，C错误；D右侧水放电发生还原反应生成氢气，为阴极，电极反应式为，D错误；故选B。9D【分析】由图可知，

20、该装置为电解池，c电极+1价氢变为0价，则c电极为阴极，b电极为阳极，以此解题。【详解】A根据正负化合价为零的原则，LiP(CN)2中 P元素的化合价为+1，A正确；B由分析可知，c电极为阴极，b电极为阳极，则b极电势高于c极电势，B正确；C由图可知，在阴极HCN得到电子生成氢气，电极方程式为：2HCN+2e- =2CN- +H2，C正确；D由选项C分析可知，阴极反应为2HCN+2e- =2CN- +H2，则外电路中通过0.2 mol电子时，阴极室会生成0.1mol氢气，其质量为0.2g，但是同时会有0.2molCN-转移到阳极室，故阴极室质量减少大于0.2g，D错误；故选D。10B【分析】从

21、总反应分析， LixC6变为C和Li+为氧化反应，该极为原电池的负极。而Li1-xFePO4变为LiFePO4发生还原反应，它为原电池的正极。【详解】A由上分析，放电的负极为 LixC6- xe-= xLi+6C，A项正确；Ba过程由于Fe2+化合价升高为Fe3+，为了平衡电荷Li+脱嵌减少。从图看晶胞中减少了棱上1个和面心的一个Li+总共减少，所以1mol晶体中转移NA电子，B项错误；C放电时，该材料在正极发生还原反应，即Fe由+2变为+3为b过程，Li+嵌入正极，C项正确；D充电时的总反应为 6C+LiFePO4= LixC6+Li1-xFePO4，阳极发生氧化反应为 LiFePO4- x

22、e-= Li1-xFePO4+xLi+，D项正确；故选B。11D【分析】依图，左边为阴极，发生还原反应：2H2O+2e-=2OH-+H2或2H+2e- =H2；右边为阳极，发生氧化反应：2H2O-4e-=4H+O2。吸收液为Na2SO3和NaHSO3，SO32-和HSO3-通过阴离子交换膜进入交换室2，发生反应，产生SO2和H2O。【详解】A.出口2、3之间为阳离子交换膜，生成的OH-不能通过，故出口4的产物为H2SO4，A错误；B.物质Na2SO4未得到补充，故浓度不变，B错误；CSO32-和HSO3-通过阴离子交换膜进入交换室2，发生反应产生SO2和H2O，C错误；D阴极电极反应式为：2H

23、+2e- =H2或2H2O+2e-=2OH-+H2，D正确。故答案为：D。12C【分析】氧化性：，则将转化为为自发的反应，装置将转化为，并在甲处回收金属钴，则乙处发生还原反应得到，乙为正极，装置2为原电池；甲处发生还原生成钴单质，甲为阴极，装置1为电解池；【详解】A由分析可知，装置1为电解池，A错误； B乙池电极为正极，反应为，则氢离子浓度减小，附近不断增大，B错误；C细菌所在电极附近乙酸盐均发生氧化反应生成二氧化碳，故均发生反应：，C正确； D甲处发生还原生成钴单质，根据电子守恒可知，转移2mol电子甲消耗1mol，而乙处得到2mol，D错误；故选C。13D【详解】A根据电池符号，Pdc极为

24、阴极，PdA极为阳极，阴极发生还原反应，A项错误；B电子只能在外电路上迁移，不能在电解质中迁移，B项错误；C理论上，迁移1mol电子，阴阳两极各生成1molR-H，共生成2molR-H，C项错误；DPdA极上HCHO发生氧化反应，根据得失电子、电荷及质量守恒，阳极反应式为，D项正确；故选：D。14AB【分析】根据图知，该燃料电池中，a电极上H2S失电子生成S2和H+，为负极，负极反应式为2H2S4eS2+4H+，b电极为正极，正极上O2得电子和氢离子反应生成H2O，电极反应式为，据此解答。【详解】A通过以上分析知，a电极为负极，外电路中电流方向由电极ba，故A错误；B负极上H2S失电子发生氧化

25、反应，根据反应2H2S4eS2+4H+，每通过4mol电子，则负极消耗（标准状况下）44.8LH2S，故B错误；Cb电极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为，故C正确；Dn（H2S）=17g34g/mol=0.5mol,根据2H2S4eS2+4H+知，每17gH2S参与反应，有1molH+经质子膜进入正极区，故D正确；故选AB。15(1) 锌膜 变大(2)MnO2膜(3) 2Cl-2e-=Cl2 4.48【详解】（1）由电池总反应为6MnO2+3Zn+(6+x)H2O+ZnSO46MnOOH(不溶于水)+ZnSO43Zn(OH)2xH2O可知，电池放电时，Zn失电子发生氧化反应，则含有

26、锌膜的碳纳米管纤维作电池负极，二氧化锰做正极，负极失电子发生氧化反应，Zn-2e-=Zn2+，正极为MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，正极质量变大。（2）电池放电时，锌膜作电池负极，二氧化锰做正极，则充电时锌膜作阴极，二氧化锰作阳极，电解池中阴离子向阳极移动，则SO向二氧化锰膜移动。（3）放电时，二氧化锰做正极，若MnO2膜连接N极，则N极为阳极，电解饱和食盐水时阳极电极方程式为：2Cl-2e-=Cl2；N极为阴极，电极方程式为：2H+2e-=H2，当电路中通过0.2mol电子时，阳极得到0.1mol Cl2，阴极得到0.1mol H2，两极共收集到0.2mol气体，标准状况下体积为

27、4.48L。16(1) 正 (2) 石墨I 1:4(3)(4)0.12【详解】（1）甲池工作时，NO2转变成N2O5，氮元素的化合价升高，失去电子发生氧化反应生成，则石墨为负极，电极反应式为，那么石墨为正极；（2）由于石墨为负极，原电池中阴离子向负极移动，故向石墨I移动；根据得失电子守恒计算1molO2反应中转移4mol电子，4molNO2转变成N2O5转移4mol电子，相同状况下气体的体积比等于物质的量之比，故O2和NO2的体积比为1:4；（3）由于石墨为负极，故Fe()为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，电极反应为Fe-2e-=Fe2+；（4）根据，0.01mol 能够氧化0.06mol Fe2，即电解过程中需要生成0.06mol Fe2，Fe(I)为阳极，电极反应式为Fe-2e-= Fe2，故转移电子的物质的量为0.06mol2= 0.12mol。17 根据反应，电解产生的多【详解】由图知，阴极的NO被还原为，阳极的NO被氧化为，阳极反应式为，阴极反应式为。由得失电子守恒可得总反应为，补充适量可以使电解产生的转化为，故A是，理由为根据反应，电解产生的多。18(1)(2)3.6【详解】（1）铜电极与电源负极相连，为阴极，发生还原反应转化为，电极反应式为：；（2）根据，知铜电极上生成即的同时生成，因此铜极区溶液质量增重，答案为：3.6。答案第7页，共8页