原电池和电解池练习及答案.doc

原电池和电解池练习
一、选择题
1.如图所示各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是（ ）

A． ④＞②＞①＞③ 　　 B． ②＞①＞③＞④
C． ④＞②＞③＞① 　　 D． ③＞②＞④＞①
2．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，停止电解，向溶液中加入一定质量的另一种物质(括号内)，能使溶液完全复原的是 (　　)
A. CuCl2　(CuO) B．NaOH　(NaOH)
C．CuSO4　 (CuCO3) D．NaCl　(NaOH)
3.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（ ）（已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）
A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－＝Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
4.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是( )
A．铅笔端作阳极，发生还原反应 铂片 滤纸 铅笔
祝你成功
a
b
直流电源

B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端有少量的氯气产生
D．a点是负极，b点是正极
5.如下图,四种装置中所盛有的溶液体积均为200ml，浓度均为0.6mol/L，工作一段时间后，测得测得导线上均通过了0.2mol电子，此时溶液中的pH由大到小的顺序是（ ）

A．④②①③ 　 B．④③①② C．④③②① 　　D．①③②④
6. 将含有0.400molCuSO4和0.200molKCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出19.2gCu，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为（ ）
A．5.60L B．6.72L C．4.48L D．3.36L
7.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb＋SO===PbSO4＋2e－，正极PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 。若制得Cl2 物质的量为0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（ ）
A.0.025 mol B.0.050 mol C.0.10 mol D.0.20 mol
8.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH，下列叙述不正确的是（ ）
A、放电时负极反应为：Zn－2e— +2OH—= Zn（OH）2
B、充电时阳极反应为：Fe（OH）3－3e— + 5 OH— = FeO+ 4H2O
C、放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化
D、放电时正极附近溶液的碱性增强
9．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的原子量为
A.　　　　B. C.　　　　D.
10．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧
化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池
说法不正确的是 (　　)
A．在熔融电解质中，O2－移向负极
B．电池的总反应是：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－===2O2－
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2↑＋5H2O
11．用两支惰性电极插入500 mL AgNO3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．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg
12.用铂电极电解2价过渡元素硝酸盐溶液600mL，若某极产生672mL气体（标准状况），另一极增重3.81g，假设溶液体积不变，且原溶液pH值为6，正确的判断是：（ ）
①电解后溶液的pH值为0.9，②电解后溶液pH值的为0.7，③该金属的相对原子量为65，④该金属的相对原子量为63.5，⑤该金属的相对原子量为24。
A．①④ B．②④ C．①⑤ D．②③
13.右图所示装置I是一种可充电电池，装置II为电解池。离子交换膜只允许Na通过，充放电的化学方程式为2Na2S2+NaBr3 Na2S4+3NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是（ ）
A．负极反应为4Na4e=4Na
B．当有0．01 mol Na通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况下的气体112 mL
C．闭合K后，b电极附近的pH变小
D．闭合K后，a电极上有气体产生
14. 在蒸馏水中按物质的量之比为1∶1∶1∶2加入AgNO3，Ba（NO3）2，Na2SO4，NaCl，使之完全溶解，以铂电极电解该混合物至溶质完全反应，则所得氧化产物与还原产物的质量比为：（ ）
A．35.5∶108 B．71∶2 C．108∶35.5 D．71∶109
15.三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加入适量Na2SO4后进行电解，电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-，把二价镍氧化成三价镍．以下说法正确的是（　　）
A.可用铁做阳极材料
B.阳极反应方程式为：2Cl- - 2e-=Cl2↑
C.电解过程中阳极附近溶液的pH升高
D.1 mol二价镍全部转化成三价镍时，外电路中通过了2mol电子
16.将质量分数为0.052的NaOH溶液1L（密度为1.06g·cm-3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010时停止电解，则这时溶液中应符合的关系是（　　）

NaOH的质量分数
阴极析出的物质的质量/g
阳极析出的物质的质量/g
A
0.062
19
152
B
0.062
152
19
C
0.042
1.2
9.4
D
0.042
9.4
1.2
17．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0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
二、填空题
18.下图表示各物质之间的转化关系。已知：A、D、F、H均为单质，X常温下为无色液体，B为淡黄色固体，J溶于酸得到黄色溶液。  

请按要求填空： 
⑴写出B的电子式：                          
⑵写出用A作电极电解G溶液，在电极上生成E的反应式：       
反应⑤的现象是    
⑶反应①的化学方程式是   ,反应④在生产中有重要应用，被称为
      反应。 
⑷反应⑥的离子方程式是       
19. 在如右图所示的实验装置中，E为一张淀粉、碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸，C、D为 夹在滤纸两端的铂夹，X、Y分别为直流电源的两极。 在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中，再分别插入铂电极。切断电源开关S1，闭合开关S2，通直流电一段时间后，请回答下列问题：
(1)标出电源的正、负极：X为 极，Y为 极。
(2)在滤纸的C端附近，观察到的现象是 ，在滤纸的D端附近，观察到的现象是 。
（3)写出电极反应式：A中 ；B中 ；C中 ；D中 。
(4)若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极，此时切断开关S2，闭合开关S1，则电流计的指针是否发生偏转 （填“偏转”或“不偏转”）。
(5)若电流计指针偏转，写出有关的电极反应式（若指针不偏转，此题不必回答）：A中 ；B中 。若电流计指针不偏转，请说明理由（若指针不偏转，此题不必回答）
20.工业上+6价 的Cr含量不能大于0.5mg·L-1，为了达到废水排放标准，工业上处理含
①往工业废水中加入适量的NaCl（1～2g·L-1）；②以铁电极进行电解，经过一段时间后有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成；③过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答：
（1）写出电解时的电极反应，阳极______阴极______。

（3）电解过程中Cr（OH）3，Fe（OH）3沉淀是怎样产生的？______。
（4）能否将电极改为石墨电极？为什么？______。
21 .将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中，铜片与电源正极相连，铂片与电源负极相连，以电流强度1A通电10min，然后将电源反接，以电流`强度为2A继续通电10min。试回答：
（1）铜电极和铂电极质量为横坐标，时间为纵坐标，分别作出铜电极、铂电极的质量和时间的关系图。
（2）上述过程中发生的现象是：铜电极 ；
铂电极 。
（3）最后时刻两电极的电极反应式：
铜电极 ；
铂电极 。

原电池和电解池练习答案
1. A【解析】金属腐蚀在此条件下主要是电化学腐蚀,通常从原电池原理以及电解的原理进行分析。当铁与比它不活泼的金属连在一起构成原电池时，铁为负极，被腐蚀的速度增大，②＞①；当铁与比它活泼的金属连接，构成原电池时，铁是正极，铁被保护，被腐蚀的速度减小，③＜①；在电解装置中，铁接电源的正极，铁被腐蚀的速度加快，因此，腐蚀速度 ④＞②＞①＞③ 。金属腐蚀快慢的判断：
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐蚀措施的腐蚀；
2.　C【解析】　
选项
产物物质的量比
复原加入物质
A
Cu：Cl2 ＝1：1
CuCl2固体
B
H2：O2＝2：1
H2O
C
Cu：O2 ＝2：1
CuO或CuCO3
D
Cl2：H2 ＝1：1
HCl气体
3. D

4. D 【解析】本题考查的是电解饱和食盐水实验，电解实验中阳极发生氧化反应，生成氯气，阴极发生还原反应生成氢气，由电极反应式可知，在阴极生成氢氧化钠，出现红色字迹，所以铅笔做阴极，a为电源负极。
5. C【解析】若氢离子放电，PH增大，若氢氧根放电PH减小。③中锌电极参与反应，电解质溶液PH基本不发生变化。④中阴极上氢离子放电，溶液渐渐成碱性。②阴极上氢离子放电，导线上通过了0.2mol电子，则溶液中减少了氢离子的物质的量也为0.2mol，根据原溶液的体积和浓度，氢离子的物质的量减少为0.04mol，浓度变为0.2mol/L。①中由于氢氧根离子放电,当导线上通过了0.2mol电子，则溶液中氢氧根离子减少0.2mol,即氢离子的物质的量增加0.2molL .溶液体积均为0.2L,,浓度约为1 mol/L。PH的变化符合C。
6. C 【解析】电路中的确转移了0.600mol的电子，但溶液中仅有0.200mol的氯离子，其放电析出0.100mol的氯气。阳极放电的下一个产物应是氢氧根离子失电子转化成氧气，其量为0.400mol的电子转移，产生0.100mol的氧气。因此在阳极最终生成0.200mol的气体，在标况下的体积为4.48L。
7. C 【解析】该题只要明确原电池和电解池原理，抓住转移电子守恒即可。由2Cl－－2e－===Cl2，可知制0.05 mol Cl2转移0.10 mol电子，再由铅蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO===2PbSO4＋2H2O可看出每转移2 mol e－消耗2 mol H2SO4，现转移0.10 mol电子，将耗0.10 mol硫酸。
8. C【解析】A是关于负极反应式的判断，判断的要点是：抓住总方程式中“放电”是原电池、“充电”是电解池的规律，再分析清楚价态的变化趋势，从而快速准确的判断，A是正确的。B是充电时的阳极方程式，首先判断应该从右向左，再判断阳极应该是失去电子，就应该是元素化合价升高的元素所在的化合物参加反应，然后注重电子、电荷以及元素三个守恒，B正确；C主要是分析原总方程式即可，应该是1mol K2FeO4被还原，而不是氧化。D选项中关于放电时正极附近的溶液状况，主要是分析正极参加反应的物质以及其电极反应式即可，本答案是正确的。答案选
9. C
10. D【解析】　燃料电池中通入还原剂的一极为负极，丁烷在负极失电子。C4H10－26e－＋13O2－===4CO2↑＋5H2O。
11. B【解析】电解的化学方程式： 阳极：40H--4e（-）＝2H2O +O2↑ 阴极：Ag（+）+e（-）＝Ag 总的化学方程式：4AgNO3+2H2O（电解）=4Ag+4HNO3+O2↑ PH=6时，c（H（+））=10（-6）mol/L（括号里的数字为指数，下同） PH=3时，c（H（+））=10（-3）mol/L 因此n（H（+））的变化量为： 0.5*10（-3）-0.5*10（-6）mol 因为两个数字的数量级相差太远，因此后面的减数可以忽略不计 所以n（H（+））的变化量为： 0.5*10（-3） mol，这也就是由电解生成的H（+） 所以电极上应析出银的质量是：0.5*10（-3）*108=0.054g=54mg
12. B

13. B 【解析】本题信息新颖，多数同学被所给的电池反应很不熟悉，习惯写出电极式的同学会因为写不出电极反应式而做不出来。电源的正极：Br3-+2 e－=3Br- 电源的负极2 S22--2 e－= S42-，内电路为Na+移动导电。由题意可知b极（阴极）：2H++2 e－= H2↑，a 极（阳极）：Cu-2 e－= Cu2+，所以C，D均错误。对于B项当有0．01 mol Na通过离子交换膜时，说明有内电路通过了0.01 mol的电荷，外电路转移的电子也就为0.01 mol。结合b极反应，产生的气体就为0.005 mol，体积为112 mL。只有B正确。
14. B 【解析】 当四种物质混合时，相互间有反应发生，硝酸银和氯化钠、硝酸钡和硫酸钠以等物质的量发生反应，生成难溶的氯化银、硫酸钡和硝酸钠。电解质溶液转化为按物质的量之比为3∶1的NaNO3，NaCl，电解时只有氯离子和氢离子参加电极反应，氧化产物与还原产物的质量比为71∶2。
15. B【解析】A、电解过程中产生的氯气是氯离子失电子发生氧化反应，铁做阳极时铁失电子发生氧化反应无氧化剂生成，故A错误； B、阳极反应是氯离子失电子发生氧化反应．电解反应为：2Cl-2e-=Cl2↑，故B正确； C、电解过程中阳极附近生成的氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，溶液的pH降低，故C错误； D、1 mol二价镍全部转化成三价镍时转移电子1mol，外电路中通过了1mol电子，故D错
16. B [解析]本题考查考生对电解原理的理解。在设计试题时有意提供了某些可应用于速解的信息，借以考查考生思维的敏捷性。常规解：由题设条件可知，1LNaOH溶液中含有的溶质质量为：1000mL×1.06g·cm-3×0.052=55.12g，电解稀硫酸事实上消耗了水，使溶液浓度增大，停止电解时溶质的质量分数为0.062，停止电解时溶液的质量为：。则被电解的水为：1060g-889g=171g。根据电解水的化学方程式不难算出：在阳极析出的氧气为：，在阴极析出的氢气为：，选项B正确；非常规解：根据电解NaOH溶液事实上是电解水这一结论，可看出随着电解的进行，溶液中溶质的质量分数增加，这样，C、D两项应予否定。电解水是阳极析出的是氧气，阴极析出的是氢气，它们的物质的量之比应为2︰1，前者质量大于后者，只有选项B符合题意。
17. C
18.  X常温下为无色液体判断为H2O，B为淡黄色固体为Na2O2，反应⑤的现象是白色物质迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，说明J为Fe（OH）3；F为O2，G为NaOH，A为单质，结合转化关系①④可知，A为Fe，电解池中阳极是铁失电子生成亚铁离子，阴极放出H2，所以溶液中在阳极生成氢氧化亚铁；D为H2，E为Fe（OH）2，C为Fe3O4，H为Al，I为Al2O3，K为NaAlO2，综合推断和转化关系判断各物质分别为：A、Fe；B、Na2O2；C、Fe3O4；D、H2；E、Fe（OH）2；F、O2；G、NaOH；H、Al；J、Fe（OH）3；K、NaAlO2；
【答案】（1）B的化学式是Na2O2 （2）反应④可放出大量热，故称为铝热反应（不能答放热反应）．该类反应的一个重要应用是冶炼金属
（3）反应①的化学反应方程式是3Fe+4H2O（g）====高温 Fe3O4+4H2 ．该反应的氧化产物是Fe3O4
（4）上述电解装置中阴极的电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH- （或2H++2e-=H2↑）
19.

指针偏转。(5)A中2H2+4OH--4e-=4H2O；B中2H2O+O2+4e-=4OH- 。
20. 【答案】（1）阳极Fe-2e＝Fe2+，阴极2H++2e＝H2↑。
（3）因H+放电，破坏了水的电离平衡，产生的OH-与溶液中的Fe3+，Cr3+生成Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀。（4）不能，因用石墨电极，阳极Cl-放电，不能产生还原剂Fe2+，
【解析】 本题是一道电解实际应用题。电解阳极阴离子的放电顺序是：硫离子、碘离子、溴离子、氯离子……，由于忽略了非惰性金属电极放电先于溶液中阴离子放电，因此将阳极反应写为：2Cl--2e＝Cl2↑。另一种误解是认为，既然是铁电极放电，其电极反应为：Fe-3e＝Fe3+，忽略了电极铁是过量的，因此阳极的电极反应应为：Fe-2e＝Fe2+。溶液中的阳离子流向阴极，其放电反应应是：2H++2e＝H2↑，而重铬酸根离子应流向阳极，不在阴极放电。 溶液中存在具有氧化性的重铬酸根离子和具有还原性的亚铁离子，重铬酸根离子在酸性条件下氧化能力更强，本身在该条件下还原成铬离 子。 电极反应和氧化还原反应大量消耗氢离子，使水进一步电离，溶液中氢氧根离子浓度大大增大，与Fe3+，Cr3+生成Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀。 若改用石墨电极，溶液中没有还原性物质，重铬酸根离子不能被还原，因此也无法排除回收而达到解污净化作用。
21. [解析]作图题是近年来出现的一种新题型,这类题提供一些化学变化过程和必要的数据等条件,要求学生按照题中规定作出相关化学图像。由于学生必须根据题中制定的情景或数据，将化学知识按内在联系统摄成规律，并将其抽象为数学问题，利用数学工具解决化学问题，所以这类题对考生的深层次思维能力的考查还是很有成效的。本题将电解原理和化学图像相结合，对学生的化学知识的考查更加深入。
开始10min，阳极反应为：Cu-2e=Cu2+，阴极为：Cu2++2e=Cu。所以铜片质量减少，铂片质量增加，铜片上所溶解的铜与铂片上析出的铜的质量相等。后10min，电源反接，表面附有铜的铂片成为阳极，铜片成为阴极。又由于电流强度为开始的2倍，附着在铂片上的铜在5min时即完全溶解，后5min，阳极的电极反应式为：4OH-—4e=O2↑+H2O，此时阳极铂片质量不发生变化。作为阴极的铜片在5min即恢复到开始时的质量，后5min质量继续增加。
[答案]（1）
m(Cu)/g m(Pt)/g

10 15 20 t/min 10 15 20 t/min

（2）由上述分析可知：铜片先变薄，后增厚；铂片先有铜沉积，后铜溶解，铜溶解完，又有气体产生。
（3）铜电极：Cu2++2e=Cu；铂电极：4OH-—4e=O2↑+2H2O。