统考版2024版高考化学一轮复习微专题小练习专练32原电池电解池原理的综合应用一

这是一份统考版2024版高考化学一轮复习微专题小练习专练32原电池电解池原理的综合应用一，共6页。试卷主要包含了某同学按下图所示的装置进行实验等内容，欢迎下载使用。


A．充电时，电池的总反应Li2O2===2Li＋O2
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应
O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
2．[2023·辽宁卷]某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：
Pb＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2Fe3＋===PbSO4＋2Fe2＋
3．[2022·福建卷]一种化学“自充电”的锌­有机物电池，电解质为KOH和Zn（CH3COO）2水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．化学自充电时，c（OH－）增大
B．化学自充电时，电能转化为化学能
C．化学自充电时，锌电极反应式：
Zn2＋＋2e－===Zn
D．放电时，外电路通过0.02 ml电子，正极材料损耗0.78 g
4．[2023·广州综合测试]新型Li­Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4。下列说法不正确的是（ ）
A．充电时，Mg电极为阴极
B．放电时，Li＋从Ⅰ室向Ⅱ室迁移
C．放电时，Ⅱ室Li2SO4溶液的浓度增大
D．每消耗1 ml Mg，电极a质量理论上增加14 g
5．[2023·试题调研]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（ ）
A．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ
B．电极Ⅰ的质量减少2.7 g时，电极Ⅳ的质量减少9.6 g
C.c烧杯溶液的pH减小
D．电极Ⅲ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu
6.观察下列几个装置示意图，则有关叙述正确的是（ ）
A．装置甲中阳极上析出红色固体
B．装置乙中铜片应与电源负极相连
C．装置丙中外电路电流方向：b极→a极
D．装置丁中阴极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑
7．某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．Y的电极反应：Pb－2e－===Pb2＋
B．铅蓄电池工作时SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 向Y极移动
C．电解池的反应仅有
2Al＋6H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) 2Al（OH）3＋3H2↑
D．每消耗 103.5 g Pb，理论上电解池阴极上有0.5 ml H2生成
8．某同学按下图所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水，当K闭合时，Y极上产生黄绿色气体。下列分析正确的是（ ）
A.溶液中c（A2＋）减小
B．B极的电极反应：B－2e－===B2＋
C．Y电极上有Cl2产生，发生还原反应
D．反应初期，X电极周围出现白色胶状沉淀
9．[2023·山西运城期中]我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电池，其工作原理如图所示。已知电池反应：
Na1－xMnO2＋NaxCn eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电)) NaMnO2＋nC。下列说法错误的是（ ）
A．电池放电过程中，NaMnO2/Al上的电势高于石墨烯/Al上的电势
B．电池放电时，正极发生反应：
Na1－xMnO2＋xNa＋＋xe－===NaMnO2
C．电池充电时，Na＋由NaMnO2/Al电极移向石墨烯/Al电极
D．电池充电时，外接电源的负极连接NaMnO2/Al电极
10．[2023·安徽六校素质测试]利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图所示。下列说法正确的是 （ ）
A．电极b的反应式是
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
B．甲中每消耗64 g SO2，乙中有1 ml H＋通过隔膜
C．c电极上的电极反应式为
N2O4－2e－＋H2O===N2O5＋2H＋
D．每转移2 ml e－生成2 ml N2O5和1 ml H2SO4
专练32 原电池 电解池原理的综合应用一
1．C 根据题给电池装置图并结合阴、阳极电极反应可知，充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2，A项正确；由题干中光照时阴、阳极反应可知，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B项正确；放电时题给装置为原电池，阳离子(Li＋)向正极迁移，C项错误；根据题给装置图可知，放电时正极上O2得电子并与Li＋结合生成Li2O2，即O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2，D项正确。
2．B 该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3＋得电子转化为Fe2＋，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2＋失电子生成Fe3＋，PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸。
放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H＋通过质子交换膜移向右侧，C错误；充电时，总反应为PbSO4＋2Fe2＋===Pb＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2Fe3＋，D错误；故答案选B。
3．A 由图示可知，化学自充电时，O2得电子转化为OH－，OH－与K＋结合形成KOH，c(OH－)增大，A正确；该电池为自充电电池，无需外接电源，因此化学自充电时，没有电能转化为化学能，B错误；由图示可知，化学自充电时，阳极反应为有机物之间的转化，阴极反应为O2转化为OH－，没有发生Zn2＋＋2e－===Zn，C错误；放电时，＋2nK＋＋2ne－===，正极材料中增加了K＋，故当外电路中通过0.02 ml电子时，正极材料增加0.78 g，D错误。
4．C 根据放电时电极a发生还原反应知，电极a为正极，Mg电极为负极。
由上述分析知，充电时Mg电极为阴极，A项正确；放电时Li＋向正极(电极a)移动，则Li＋从Ⅰ室向Ⅱ室迁移，B项正确；放电时，Li＋从Ⅰ室向Ⅱ室迁移，SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 不参与电极反应，Ⅱ室Li2SO4溶液的浓度不变，C项错误；每消耗1 ml Mg，电路中通过2 ml电子，根据电极a的反应，知电极a增加的质量为2 ml Li＋的质量，即增重14 g，D项正确。
5．A 根据图示可知电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，电极Ⅲ为阳极，电极Ⅳ为阴极。电流方向与电子流动方向相反，所以电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ，A正确；电极Ⅳ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，所以电极Ⅰ的质量减少2.7 g时，电极Ⅳ的质量增重9.6 g，B错误；c烧杯相当于电镀装置，溶液的pH不变，C错误；电极Ⅲ的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，D错误。
6．C 甲图中阳极上生成Cl2，A项错误；乙图中铜片应作阳极，与电源正极相连，B项错误；丁图中阴极反应式应为2H＋＋2e－===H2↑，D项错误。
7．D 根据实验的原理，电絮凝净水，让Al转化成氢氧化铝胶体，即Al失电子，根据电解原理，Al为阳极，Y为PbO2，则X为Pb，Y电极反应为：PbO2＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O，故A错误；根据原电池的工作原理，SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 向负极移动，即SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 移向X电极，故B错误；电解过程中实际上发生两个反应，分别为2Al＋6H2O eq \(=====,\s\up7(电解)) 2Al(OH)3＋3H2↑和2H2O eq \(=====,\s\up7(电解)) 2H2↑＋O2↑，故C错误；消耗103.5 g Pb，转移电子物质的量为 eq \f(103.5,207) ×2 ml＝1 ml，阴极上的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，通过电量相等，即产生氢气的物质的量为1/2 ml＝0.5 ml，故D正确。
8．D 根据Y极有黄绿色气体生成，Y极电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，即Y为电解池的阳极，B为原电池的正极，A为原电池的负极。故A极的电极反应为A－2e－===A2＋，溶液中c(A2＋)增大，A错误；B极为正极，发生还原反应，B错误；Y电极上有Cl2产生，发生氧化反应，C错误；右边U形管中最初为电解AlCl3溶液，X电极为H＋放电，c(H＋)减小，c(OH－)增大，且Al3＋移向X极，因此会产生Al(OH)3白色胶状沉淀，D正确。
9．D A项，该电池中，石墨烯/Al电极为负极，NaMnO2/Al电极为正极，正极电势较高，正确；B项，NaMnO2/Al电极为正极，正极上Na1－xMnO2发生得电子的还原反应生成NaMnO2，正确；C项，充电时为电解池，石墨烯/Al电极为阴极，NaMnO2/Al电极为阳极，Na＋移向阴极，正确；D项，该电池中，石墨烯/Al电极为负极，充电时石墨烯/Al电极接电源负极，NaMnO2/Al电极接电源正极，错误。
10．D A项，b极为正极，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，错误；B项，甲中消耗64 g SO2，转移电子的物质的量为 eq \f(64 g,64 g·ml－1) ×2＝2 ml，则乙中阳极生成2 ml氢离子通过隔膜，错误；C项，c极为阳极，电极反应式为N2O4－2e－＋2HNO3===2N2O5＋2H＋，错误；D项，a电极为负极，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋，转移2 ml e－生成1 ml H2SO4，c极转移2 ml e－生成2 ml N2O5，正确。
电极
电极反应
放电
(原电池)
负极(Mg电极)
Mg－2e－===Mg2＋
正极(电极a)
Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
充电
(电解池)
阴极(Mg电极)
Mg2＋＋2e－===Mg
阳极(电极a)
LiFePO4－xe－===Li1－xFePO4＋xLi＋