4.3 电解池 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学沪科版（2020）选择性必修1

2024—2025学年高中化学沪科版选择性必修一4.3 电解池 一、单选题 1．下列实验正确且能达到实验目的的是 A．图A是制取并收集氨气 B．图B是还原氧化铜 C．图C是检验绿矾溶液是否变质 D．图D是制备少量氢气 2．钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置。下列说法错误的是 A．Co电极的电势小于石墨电极的电势 B．外电路每通过1mol电子，Ⅲ室溶液质量理论上减少29.5g C．移除阳离子交换膜后，石墨电极上发生的反应与之前不一样 D．电池电解的总方程式为 3．利用废料制备的工作原理如图，下列说法不正确的是 A．电极b为阴极，发生还原反应 B．电解总方程式： C．离子交换膜为阴离子交换膜 D．X可以是溶液 4．纤维电池的发明为可穿戴电子设备的发展奠定了基础。一种纤维状钠离子电池放电的总反应式为：，其结构简图如下： 下列说法错误的是 A．放电时，向乙极移动 B．该电池充电时甲极应该与电源的负极相连 C．放电时乙极反应式为： D．工作一段时间后溶液中浓度几乎不变 5．铅酸蓄电池历史悠久，至今仍在许多领域发挥着重要作用，其总反应式为：。如图是铅蓄电池的模拟装置图，下列说法正确的是 A．该铅蓄电池属于化学电源中的一次电池，可以多次重复使用 B．放电时，负极铅被氧化最终生成，硫酸浓度没有变化 C．充电时，与外接电源的正极相连，发生氧化反应 D．充电时，阴极发生的电极反应式为： 6．某污水处理厂利用电解法处理含酚废水并制氢，工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．X为电源的正极，b极发生还原反应 B．a极电极反应式为 C．产生标准状况下，则有通过质子交换膜 D．电解后将两极区溶液混合，与原废水相比较，溶液的保持不变 7．工业上用电解乙烯的方法制取环氧乙烷()，中间隔膜为阴离子交换膜，电极B上生成环氧乙烷，电解质溶液均为食盐水，其电解工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电极为阳极 B．左侧电解池电解一段时间后溶液的降低 C．电极B发生的电极反应只有2ClCH2CH2OH+2e-=2+H2↑+2Cl- D．乙烯生成的反应类型为加成反应 8．三氧化二镍（）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用调溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的在弱碱性条件下生成，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是 A．可用铁作阳极材料 B．电解过程中阳极附近溶液的pH升高 C．阳极反应方程式为：4OH- - 4e- =O2↑ +2H2O D．1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子 9．周期表中ⅢA族单质及其化合物应用广泛。极易水解生成(在水中完全电离为和)和硼酸()，硼酸是一元弱酸，能溶于水，硼酸和甲醇在浓硫酸存在下生成挥发性的硼酸甲酯，硼酸甲酯主要用作热稳定剂、木材防腐剂等；高温下和焦炭在氯气的氛围中获得，的结构与晶体硅类似，是第三代半导体研究的热点。铊()位于元素周期表中第6周期，于1861年发现，下列化学反应表示正确的是 A．制备： B．和水反应： C．高温下、焦炭在氯气中反应： D．用石墨作电极电解制备的阴极方程式： 10．设为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A．1mol石墨所含的共价键数目是 B．1mol乙炔含有的键数目是 C．电解精炼铜的装置中，转移电子数时，阴极增重32g D．常温下100mL的溶液中，水电离的数目为 11．化学与工业生产联系紧密。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．工业制漂白粉时，消耗22.4L转移的电子数目为 B．工业制粗硅时，1mol与足量的碳充分反应产生的气体分子数为 C．工业制硫酸时，消耗64g生成的分子数为 D．工业冶炼铝时，阴极增重27g，阳极产生的气体分子数为 12．使用交替排列的单价选择性阳离子交换膜和阴离子交换膜的电渗析过程如图所示。电渗析分离离子的原理是单价阳离子(例如：Li+、Na+、K+)通过单价选择性阳离子交换膜迁移到浓缩室，而二价阳离子(例如：Ca2+、Mg2+)被阻挡，留在脱盐室，达到富集锂的目的。下列说法错误的是 A．电极W连接电源正极，电极N连接电源负极 B．X口流出的是富Li+盐水，Y口流出的是贫Li+盐水 C．选择性离子交换膜是电渗析技术应用于盐湖卤水提锂的关键 D．该电渗析过程总的电解方程式为2H2O2H2↑+O2↑ 13．用下列装置进行相应实验，能达到实验目的的是 ① ② ③ ④ A．装置①可用于电解饱和食盐水制备氯气和氢气 B．装置②可用于构成铜锌原电池 C．装置③可用于模拟钢棒上镀银 D．装置④可用于电解精炼铜，且溶液浓度不变 14．宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一，下列化学用语能正确解释相应事实的是 A．用Cu作电极电解饱和食盐水：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- B．Ba(OH)2溶液中滴入少量NaHCO3溶液：2+Ba2++2OH-=BaCO3↓+2H2O+ C．向碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸：2+3Fe2++4H+=3Fe3++2NO↑+2H2O D．用K3[Fe(CN)6]溶液检验亚铁离子：3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓ 15．下列离子方程式或电极反应式书写错误的是 A．碱性锌锰电池正极的电极反应： B．用铜作电极电解CuSO4溶液： C．用K3[Fe(CN)6]检验Fe2+的离子方程式： D．铅蓄电池充电时阴极的电极反应： 二、填空题 16．能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。 (1)在25℃、时，完全燃烧生成液态水时放出的热量是，则燃烧的热化学方程式为 。 (2)已知：         则煤气化反应的焓变 。 (3)如图所示组成闭合回路，其中，甲装置中为负极，和的混合气体为正极，稀土金属材料为电极，以熔融碳酸盐为电解质；乙装置中a、b为石墨，b极上有红色物质析出，溶液的体积为。 ①装置中气体A为 (填“”或“和”)，d极上的电极反应式为 。 ②乙装置中a极上的电极反应式为 。若在a极产生(标准状况)气体，则甲装置中消耗 mL(标准状况)，乙装置中所得溶液的 (忽略电解前后溶液体积变化)。 ③如果乙中电极不变，将溶液换成饱和溶液，当阴极上有气体生成时，同时有晶体析出，若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数应为 (用含w、a的表达式表示，不必化简)。 17．二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂，而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。现有下列两种制备ClO2的方法: (1)方法一：可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备，反应原理为5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O。 ①该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是 。 ②研究表明：若反应开始时盐酸浓度较大，则气体产物中有Cl2，用离子方程式解释产生Cl2的原因 。 (2)方法二：氯化钠电解法。 ①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、等杂质。某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的 （填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。 ②该法工艺原理示意图如图所示。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2，二氧化氯发生器中生成ClO2的化学方程式为 。 18．电化学原理在电池制造、能量转换、物质合成等方面应用广泛。 (1)若用如图装置，依据反应Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+设计原电池，则电极X应为 (填化学式)，石墨电极的电极反应式为 。将石墨换成铁电极后，电池总反应变为 。 (2)燃料电池必须从电池外部源源不断地向电池提供天然气、甲烷、煤气等含氢化合物作为燃料。基于甲烷(CH4)-空气燃料电池，其工作原理如图，a、b均为惰性电极。a为 极，正极的电极反应式为 。当通入4.48L(标准状况下)甲烷气体时，测得电路中转移1.1mol电子，则甲烷的利用率为 。(保留小数点后1位)。 (3)以如图所示装置模拟生产硫酸： 写出通入O2的电极的电极反应式 ，若此过程中转移了0.2mol电子，则质子膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为 g(忽略气体的溶解)。 (4)一种可充电电池装置如图所示，充放电过程中，存在LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化。 ①放电过程中Li+的移动方向 (填“A→B”或“B→A”)； ②写出该电池放电时A极反应 ，充电时，阳极的电极反应式为 ； ③放电时，当电路中转移0.2NA电子时，A极质量减少 g。 19．膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置图如下。 (1)A装置是 ，B装置是 (填“原电池”或“电解池”)。 (2)N2O5在电解池的 (填“c极”或“d极”)区生成，其电极反应式为 。 (3)A装置中通入O2一极的电极反应式为 。 (4)若A装置中通入SO2的速率为2.24L·min-1(标准状况)，为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则左侧水的流入速率应为 mL·min-1。 三、计算题 20．电化学广泛应用于工业生产和环境保护上。 (1)全钒液流电池是化学储能领域的一个研究热点，储能容量大、使用寿命长。利用该电池电解处理含的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示，a、b、c、d电极均为惰性电极。 ①全钒液流电池放电时，a电极反应式为 ，电子的流向由 (填“a→导线→d”或“d→导线→a”)。 ②隔膜1为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)，装置B中q口流出液中主要的溶质为 (填化学式)，d电极的电极反应式为 。 ③当装置A中有通过质子交换膜时，则装置B中产生气体的总体积为 L(标准状况下)，处理 。 (2)用电解法可除去硝酸工业产生的尾气NO，并得到，工作原理如下图。 理论上通入与NO的最佳物质的量之比为 。 21．电化学降解硝酸盐中的原理如图所示。 (1)电源正极为 (填“A”或“B”)，阴极反应式为 。 (2)若电解过程中转移了电子，则膜两侧电解液的质量变化差为 g。 22．400 mL NaNO3和AgNO3的混合溶液中c()=4 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到11.2L气体(标准状况)，假设电解后溶液体积仍为400 mL。试计算： (1)上述电解过程中转移电子的物质的量； (2)电解后溶液中的c(H+)。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C A C D C D C C 题号 11 12 13 14 15 答案 C B C D B 1．D 2．B 3．C 4．A 5．C 6．D 7．C 8．D 9．C 10．C 11．C 12．B 13．C 14．D 15．B 16．(1)   (2) (3) 56 1 % 17．(1) 1:4 (2) BaCl2 2NaClO3+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O 18．(1) Cu Fe3++e-=Fe2+ Fe+2Fe3+=3Fe2+ (2) 负 O2+4e-+4H+=2H2O 68.8% (3) O2+4e-+4H+=2H2O 4.4 (4) A→B LixC6-xe-=xLi++6C LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+ 1.4 19．(1) 原电池 电解池 (2) c极 N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+ (3)O2+4H++4e-=2H2O (4)13.4 20．(1) d→导线→a 阳 6.72 32 (2) 21．(1) A (2) 22．(1)2mol (2)2.5mol/L 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$