苏教版高中化学选择性必修1专题1化学反应与能量变化题型整合练原电池和电解池组合装置分析含答案

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题型整合练　原电池和电解池组合装置分析1.(2024江苏苏州中学期中)MFC电芬顿技术不需要外加能量即可发生,通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物,可获得高效的废水净化效果。其耦合系统原理示意图如下,下列说法不正确的是(　　)A.电子移动方向为a→Y,X→bB.Y电极上得到H2O2的反应为O2+2e-+2H+ H2O2C.b电极上发生还原反应D.理论上当乙中产生1 mol羟基自由基时,甲中有4 mol H+从M室移动到N室2.(2024山东泰安新泰第一中学质量检测)某同学按如图所示的装置进行实验。电极A、B为两种常见金属,当K闭合时,X极上产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。下列说法正确的是(　　)A.A极和Y极上均发生还原反应,且Y极的电极反应式为Cu2++2e- CuB.电池工作一段时间后,丙池中两极的总质量不变C.当0.5 mol SO42-通过阴离子交换膜时,X极收集到标准状况下 22.4 L的气体D.当0.1 mol B参与反应时,丙池中流经电解质溶液的电子数目约为1.204×10233.(2024江苏无锡江阴四校联考期中)以铅蓄电池供电,利用双极膜(双极膜是一种复合膜,在直流电作用下,中间界面内水解离为H+和OH-,并实现其定向通过)电解制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。下列说法正确的是(　　)A.电极a的电极反应式:Pb-2e- Pb2+B.产品室2制备的产品是磷酸C.当电路中通过4 mol电子时,电极c上产生2 mol O2D.M膜为阴离子交换膜,N膜为阳离子交换膜4.(2024河北唐山十县一中联盟期中)结合下列电化学装置回答问题:(1)图中甲池是　　　　装置(填“电解池”或“原电池”),其中OH-移向通　　　　的一极(填“N2H4”或“O2”)。 (2)写出通入N2H4的电极的电极反应式:　　　　　　　　　　。 (3)乙池中总反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 (4)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,丙池也有金属析出,则丙中的某盐溶液可能是　　　　(填字母),此时丙池某电极析出　　　　g金属。 A.MgSO4　B.CuSO4　C.NaCl　D.Al(NO3)3答案与分层梯度式解析题型整合练　原电池和电解池组合装置分析1.D　甲装置为燃料电池,乙装置为电解池;燃料电池中燃料在a电极发生失电子的氧化反应,a为负极,Y为阴极;氧气在b电极发生得电子的还原反应,b为正极,X为阳极。电子由负极(a电极)经导线流向Y电极,由阳极(X电极)经导线流向b电极,A正确;Y电极上氧气得电子生成H2O2,电极反应为O2+2e-+2H+ H2O2,B正确;氧气在b电极发生得电子的还原反应,C正确;乙中生成羟基自由基的反应为Fe2++H2O2+H+ Fe3++H2O+·OH,产生1 mol羟基自由基需消耗1 mol H2O2,结合选项B可知,需转移2 mol电子,则有2 mol H+转移,D错误。2.A　X极上产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明X极生成氯气,为电解池阳极,发生失电子的氧化反应,电极反应式为 2Cl--2e- Cl2↑,则Y为阴极,发生得电子的还原反应,电极反应式为Cu2++2e- Cu;左端为原电池装置,A为正极,发生得电子的还原反应,B为负极,发生失电子的氧化反应。由分析可知,A项正确;电池工作一段时间后,丙池中Y极上析出Cu,X极的质量不变,两极的总质量增加,B项错误;当0.5 mol SO42-通过阴离子交换膜时,根据电荷守恒可知,X极Cl-失去1 mol电子,收集到标准状况下11.2 L的氯气,C项错误;电子只能在导线中移动,不能流经电解质溶液,D项错误。3.D　铅蓄电池中Pb为负极,PbO2为正极,电极a是铅蓄电池的负极,电极反应为Pb+SO42--2e- PbSO4,A项错误;电极c为电解池的阳极,电极d为阴极,电解池工作时阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移,则原料室中Na+通过N膜向电极d(阴极)移动,H2PO4-通过M膜向电极c(阳极)移动,所以M膜为阴离子交换膜,N膜为阳离子交换膜,D项正确;原料室中H2PO4-通过M膜进入产品室1,与双极膜产生的H+反应生成H3PO4,Na+通过N膜进入产品室2,产品室2制备的产品是NaOH,B项错误;电极c的电极反应式为4OH--4e- O2↑+2H2O,可知电路中通过4 mol电子时,产生O2的物质的量为1 mol,C项错误。4.答案　(1)原电池　N2H4(2)N2H4(g)-4e-+4OH- 4H2O+N2(3)4Ag++2H2O 4Ag+O2↑+4H+(4)B　1.6解析　甲池为燃料电池,乙池、丙池都为电解池。在甲池中,通入N2H4的电极为负极,通入O2的电极为正极。在乙池中,A电极为阳极,B电极为阴极;在丙池中,C电极为阳极,D电极为阴极。(1)甲池是原电池,OH-向负极移动。(2)N2H4失去电子生成N2,电极反应式为N2H4(g)-4e-+4OH- 4H2O+N2。(3)乙池为电解池,电解AgNO3溶液时,A电极上水得电子生成O2和H+,电极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+,阴极上Ag+得电子生成银,则该电解装置中总反应的离子方程式为4Ag++ 2H2O 4Ag+O2↑+4H+。(4)电解MgSO4溶液时,Mg2+不放电,无金属生成,A错误;电解CuSO4溶液时,Cu2+得电子生成Cu,B正确;电解NaCl溶液时,Na+不放电,无金属生成,C错误;电解Al(NO3)3溶液时,Al3+不放电,无金属生成,D错误。当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,n(Ag+)=5.4 g108 g/mol=0.05 mol,转移0.05 mol电子,依据得失电子守恒,生成0.025 mol Cu,质量为0.025 mol×64 g/mol=1.6 g。