2023届高考化学二轮复习微主题热练7原电池电解池作业含答案

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(1)(2015·广东卷)原电池可将化学能转化为电能，原电池需外接电源才能工作( )
(2)(2019·上海卷)石墨电极反应： O2＋4H＋＋4e－===2H2O(见图1)( )
(3)(2019·江苏卷)氢氧燃料电池的负极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－( )
(4)(2016·江苏卷)将含有Cr2Oeq \\al(2－,7)的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2Oeq \\al(2－,7)转化为Cr3＋，其电极反应式为Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O( )

图1 图2
(5)(2020·海南卷)如图2，a电极的反应式为O2＋4e－－4H＋===2H2O( )
(6)(2021·浙江卷)将生铁进一步炼制减少含碳量，能得到耐腐蚀的钢( )
2. 氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电池工作时，电能转化为化学能
B. 负极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C. 电子由电极b通过导线流向电极a
D. 2 ml 氢气和1 ml氧气的总能量高于2 ml 水的总能量
3. 物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池(c14. (2022·扬州一模)Mg－空气电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电极a是该电池的正极
B. 电极b附近溶液的pH增大
C. 电池工作时，电子由电极b经外电路流向电极a
D. 电池工作时的主要反应：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
5. (2022·南通如东期末)我国科学家在研究 HCOOH 燃料电池方面有重大进展，装置如图所示，两电极区间用允许离子通过的半透膜隔开。下列说法正确的是( )
A. 正极电极反应式为HCOO－－2e－＋2OH－===HCOeq \\al(－,3)＋H2O
B. 半透膜为阳离子交换膜，储液池中需补充的物质 A 为 H2SO4
C. 当电路中转移 1 ml 电子时，理论上生成 174 g
K2SO4
D. 当 1 ml HCOOH 转化为 KHCO3时，理论上消耗 11.2 L 氧气
6. (2022·连云港二模) 利用电解可以实现烟气中氮氧化物的脱除，同时可以将甲烷转化成乙烯，工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电解时，电极A与电源的正极相连
B. 电解时，O2－由电极B向电极A迁移
C. 电极B上的反应式为2CH4＋4e－＋2O2－===C2H4＋2H2O
D. 若要脱除1 ml NO2，理论上需通入CH4的物质的量为2 ml
7. (2022·苏北、苏中七市三模)某学习小组设计如图所示原电池装置，该电池总反应为Cl－＋Ag＋===AgCl↓。下列说法正确的是( )
A. 放电时，X电极发生还原反应
B. 放电时，Y电极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C. 放电时，盐桥中K＋向盛有NaCl溶液的烧杯中移动
D. 外电路中每通过0.1 ml e－，X电极质量增加14.35 g
8. (2022·盐城三模)氨热再生电池工作原理如图所示，下列说法正确的是( )
A. 电池工作时，电能主要转化为化学能
B. SOeq \\al(2－,4)迁移方向：电极b→电极a
C. a电极上的反应为Cu＋2e－＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋
D. 理论上消耗2.24 L NH3，b极析出1.6 g Cu
9. (2022·苏锡常镇二模)H2S气体有高毒性和强腐蚀性，电化学法处理H2S的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电极a连接电源负极，电解时H＋由a极室移向b极室
B. 反应池中发生反应的离子方程式：2VOeq \\al(＋,2)＋H2S＋2H＋===2VO2＋＋S↓＋2H2O
C. b极反应式：VO2＋＋H2O＋e－===VOeq \\al(＋,2)＋2H＋
D. 电解过程中每转移2 ml电子，理论上可生成22.4 L H2
10. (2022·海安期末)二氧化氯(ClO2是黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备ClO2的原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A. c为电源的正极，在b极区流出的Y溶液中HCl(aq)物质的量浓度增大
B. 电解池a极上发生的电极反应为
NHeq \\al(＋,4)－6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋
C. ClO2发生器内，发生的氧化还原反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6
D. 反应后，二氧化氯发生器中溶液的pH增大
11. (2022·苏州期末调研)利用电解原理制备Ca(H2PO4)2的装置如图所示(M、N均为惰性电极)。下列说法正确的是( )
A. M极与电源负极相连
B. 常温下，电解后N极附近溶液pH减小
C. 膜a、膜c均为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜
D. 电解时可获得副产物NaOH、H2、Cl2
12. (2022·南京、盐城一模)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体。利用太阳能电池电解NH3得到高纯H2的装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该装置工作时，只发生两种形式能量的转化
B. 电解过程中OH－由b极区向a极区迁移
C. 电解时b极区溶液中n(KOH)减少
D. 电解过程中1 ml NH3参与反应，得到3×6.02×1023个电子
13. (1)(2022·扬州二模)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。水体除NOeq \\al(－,3)主要有电化学法、催化还原法等。电化学去除弱酸性水体中NOeq \\al(－,3)的反应原理如图所示：
①作负极的物质是________。
②正极的电极反应式是________________________________________。
(2)(2022·海安期中)某科研小组将微电池技术用于去除天然气中的H2S，装置如图所示，主要反应：
2Fe＋2H2S＋O2===2FeS＋2H2O(FeS难溶于水)，室温时，pH＝7的条件下，研究反应时间对H2S的去除率的影响。
①装置中微电池负极的电极反应式为
________________________________________________。
②一段时间后，单位时间内H2S的去除率降低，可能的原因是_____________________________________________________。
14. (1)(2022·南通基地学校)CO2电催化加氢被认为是极具前景的甲酸合成工艺。一种利用电催化反应器合成甲酸的工作原理如图所示。
生成HCOOH的电极反应式为____________________________________。
(2)(2022·盐城中学、南通中学联考)含铈溶液可以处理大气中的氮氧化物，并可通过电解法再生。铈元素(Ce)常见的化合价有＋3、＋4。NO可以被含Ce4＋的溶液吸收，生成NOeq \\al(－,2)、NOeq \\al(－,3)。可采用电解法将上述吸收液中的NOeq \\al(－,2)转化为无毒物质，同时再生Ce4＋，其原理如图所示。阴极的电极反应式为_________________________________________________________。
微主题热练7 原电池 电解池
1. (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√
【解析】 (1)原电池是把化学能转变为电能的转置，无需外接电源，电解池是把电能转化为化学能，需要外接电源，故错误。(2)该装置为原电池，石墨电极为正极，电极反应式为 O2 ＋2H2O＋4e－===4OH－， 错误。(3)氢氧燃料电池的负极应该是H2失电子，而不是O2得电子， 错误。(4)酸性条件下，Cr2Oeq \\al(2－,7)在正极得电子，生成Cr3＋，正确。(5)a电极为正极，正极发生还原反应，a电极的反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，错误。(6)将生铁进一步炼制可以减少碳含量，这种钢材可以减少电化学腐蚀，更耐腐蚀，正确。
2. D 【解析】 氢氧燃料电池为原电池，工作时是将化学能转化为电能，A错误；氢气失去电子，作负极，电极反应式为H2－2e－===2H＋，B错误；电极a为负极，b为正极，电子由电极a通过导线流向电极b，C错误；氢气在氧气中燃烧生成水的反应为放热反应，即2 ml 氢气和1 ml氧气的总能量高于2 ml 水的总能量，D正确。
3. D 【解析】 工作时，A电极的质量不断减轻，则A为负极、B为正极，由于装置中所用的隔膜为阴离子交换膜，只能阴离子通过，所以NOeq \\al(－,3)由交换膜右侧向左侧迁移，A错误；A为负极发生氧化反应，B为正极发生还原反应，B错误；若外电路通过0.1 ml电子，则右侧溶液中有0.1 ml NOeq \\al(－,3)向左侧迁移，0.1 ml Ag＋得到电子生成Ag，则右侧溶液减轻17.0 g，C错误；负极的电极反应式为Ag－e－===Ag＋，正极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，总反应为Ag===Ag，属于非氧化还原反应，D正确。
4. B 【解析】 该装置为原电池，电极a是Mg作负极，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，电极b作正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，A错误；电极b生成氢氧根离子，pH增大，B正确；电池工作时，电子由负极(a)经外电路流向正极(b)，C错误；电池工作时的主要反应为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2，D错误。
5. B 【解析】 由图可知HCOOH被氧化，HCOOH在负极失电子，Fe3＋在正极得电子。负极反应式为HCOO－－2e－＋2OH－===HCOeq \\al(－,3)＋H2O，A错误；原电池工作时，K＋通过半透膜移向正极，则半透膜为阳离子交换膜，储液池中不断消耗氢离子同时产生硫酸钾，故需补充的物质 A 为 H2SO4，B正确；当电路中转移2 ml电子时，生成1 ml硫酸钾，当电路中转移1 ml电子时，理论上生成0.5 ml K2SO4，故生成87 g硫酸钾，C错误；放电时，1 ml HCOOH转化为KHCO3时，消耗0.5 ml氧气，即标准状况下11.2 L氧气，D错误。
6. D 【解析】 电极A发生还原反应作电解池的阴极与电源负极相连，电极反应式为2NO2＋8e－===4O2－＋N2，A错误；电解时，O2－ 由电极A向电极B迁移，B错误；电极B的电极反应式为2CH4－4e－＋2O2－===C2H4＋2H2O，C错误；由总反应为2NO2＋4CH4===N2＋2C2H4＋4H2O可知若要脱除1 ml NO2，理论上需通入CH4的物质的量为2 ml，D正确。
7. B 【解析】 由原电池总反应分析左侧发生Ag－e－＋Cl－===AgCl，发生氧化反应，A错误；Y电极发生还原反应：Ag＋＋e－===Ag，B正确；放电时，X极为负极、Y极为正极，盐桥中K＋移向正极，C错误；由电极反应Ag－e－＋Cl－===AgCl可知，每转移0.1 ml e－，X电极增加0.1 ml氯离子即3.55 g，D错误。
8. B 【解析】 该装置为原电池装置，将化学能转变为电能，A错误；由图示看出，在a极上Cu转变为[Cu(NH3)4]2＋，为电池的负极，电极反应式为Cu－2e－＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋，工作时溶液中的SOeq \\al(2－,4)向负极移动，B正确，C错误；每消耗标准状况下2.24 L NH3，转移0.05 ml电子，此时b极上析出1.6 g Cu，D错误。
9. B 【解析】 由图示可知，在电极a上H＋得电子生成H2，故为电解池的阴极，则电极a与电源的负极相连，电解时H＋向阴极移动，故由b极室移向a极室，A错误；根据箭头指向可知，在反应池中，VOeq \\al(＋,2)与H2S反应生成VO2＋和S，结合电子守恒、电荷守恒以及原子守恒可知B正确；在b电极上，VO2＋失电子生成VOeq \\al(＋,2)，C错误；生成的H2在标准状况下的体积才是22.4 L，D错误。
10. A 【解析】 b电极生成氢气，则b为阴极，连接电源负极，在b极区氢离子得电子产生氢气，氯离子通过阴离子交换膜进入左边，盐酸变稀，则b极区流出的Y溶液中HCl物质的量浓度减小，A错误；电解池a极上发生的电极反应为NHeq \\al(＋,4)－6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋，B正确；二氧化氯发生器中，发生反应3H2O＋NCl3＋6NaClO2===6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH，其中NCl3作氧化剂，NaClO2作还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶6, C正确；反应后，二氧化氯发生器中溶液的pH增大，D正确。
11. D 【解析】 由图可知，M极为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，N极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。M极为阳极，与电源的正极相连，A错误；N极为阴极，生成氢氧根离子，溶液pH增大，B错误；阳极区钙离子透过膜a向右迁移，膜a为阳离子交换膜，阴极区生成氢氧根离子，NaH2PO4溶液中钠离子向右迁移进入阴极区，膜c为阳离子交换膜，磷酸二氢根离子透过膜b向左迁移，与钙离子结合生成Ca(H2PO4)2，故膜a、膜c均为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，C错误；由两极反应可知，电解时可得到氢气、氯气和NaOH，D正确。
12. B 【解析】 该装置工作时，实现了光能转化为电能，电能转化为化学能，化学能转化为热能等，A错误；电解池中，左侧NH3转化为N2，同时消耗OH－，发生氧化反应，是阳极，右侧水中H＋得电子生成H2和OH－，发生还原反应，是阴极，故OH－由b极区向a极区迁移，B正确；b是阴极，电极反应中生成OH－，电解时b极区溶液中n(KOH)不变，C错误；阳极是NH3失电子发生氧化反应生成N2，电极反应式为6OH－＋2NH3－6e－===N2＋6H2O，则电解过程中1 ml NH3参与反应，失去3×6.02×1023个电子，D错误。
13. (1)①Fe ②NOeq \\al(－,3)＋8e－＋10H＋===NHeq \\al(＋,4)＋3H2O (2)①Fe－2e－＋H2S===FeS＋2H＋ ②生成的FeS附着在铁碳填料的表面，原电池负极的表面积减小，化学反应速率减慢，铁的量因消耗而减少，形成微电池的数量减少，化学反应速率减慢
14. (1)CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH
(2)2NOeq \\al(－,2)＋8H＋＋6e－===N2↑＋4H2O