高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)微小練習(xí)32原電池電解池原理的綜合應(yīng)用一

專練32原電池電解池原理的綜合應(yīng)用一

1.[2022?全國乙卷]Li-O,電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景。

近年來，科學(xué)家研究了一種光照充電Li-0?電池（如圖所示）。光照時，光催化電極產(chǎn)生

電子（底）和空穴（h+）,驅(qū)動陰極反應(yīng)（Li++e-=Li）和陽極反應(yīng)（Li2（）2+2h+=2Li

+

+02）對電池進(jìn)行充電。下列敘述錯誤的是（）

A.充電時，電池的總反應(yīng)反。=2巾+。2

B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)

C.放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移

D.放電時，正極發(fā)生反應(yīng)

+-

02+2Li+2e=Li202

2.[2023?遼寧卷]某低成本儲能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是（）

A.放電時負(fù)極質(zhì)量減小

B.儲能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能

C.放電時右側(cè)H+通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)

D.充電總反應(yīng)：

3+2+

Pb+SO：+2Fe=PbS04+2Fe

3.[2022?福建卷]一種化學(xué)“自充電”的鋅-有機(jī)物電池，電解質(zhì)為KOH和Zn

（CH3COO）2水溶液。將電池暴露于空氣中，某電極無需外接電源即能實(shí)現(xiàn)化學(xué)自充電，該

電極充放電原理如圖所示。下列說法正確的是（）

A.化學(xué)自充電時，c（0『）增大

B.化學(xué)自充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C.化學(xué)自充電時，鋅電極反應(yīng)式：

Zn:++2e-^=Zn

D.放電時，外電路通過0.02mol電子，正極材料損耗0.78g

4.[2023?廣州綜合測試]新型Li-Mg雙離子可充電電池是一種高效、低成本的儲能電

+

池，其工作原理如圖所示。放電時電極a的反應(yīng)為：Li1-AFeP04+j￡i+^e-=LiFeP04o下

列說法不正確的是（）

A.充電時，Mg電極為陰極

B.放電時，Li+從I室向II室遷移

C.放電時，II室Li2s0,溶液的濃度增大

D.每消耗1molMg,電極a質(zhì)量理論上增加14g

5.［2023?試題調(diào)研］某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極I為A1,其他電極

均為Cu,貝1］（）

A.電流方向：電極Wf?-電極I

B.電極I的質(zhì)量減少2.7g時，電極IV的質(zhì)量減少9.6g

C.c燒杯溶液的pH減小

D.電極III的電極反應(yīng)式為CiT+2e-=Cu

6.觀察下列幾個裝置示意圖，則有關(guān)敘述正確的是（）

H2

淡鹽水寥:」映NaOH溶液

r

-i-：WNa+：＜

l?crtQHz：l

精制飽和A‘離字交'伯2。（含少

NaCl溶液換膜量NaOH）

氫氧燃料電池離子交換膜法電解原理

丙T

A.裝置甲中陽極上析出紅色固體

B.裝置乙中銅片應(yīng)與電源負(fù)極相連

C.裝置丙中外電路電流方向：b極一a極

D.裝置丁中陰極反應(yīng)式為2c「一2r二口"

7.某化學(xué)課外活動小組擬用鉛蓄電池進(jìn)行電絮凝凈水的實(shí)驗探究，設(shè)計的實(shí)驗裝置如

圖所示，下列敘述正確的是（）

鉛蓄電池電解池

A.Y的電極反應(yīng)：Pb—2e-^Pb2+

B.鉛蓄電池工作時SO1向Y極移動

C.電解池的反應(yīng)僅有

2A1+6H2O^M

2A1（OH）3+3H2f

D.每消耗103.5gPb,理論上電解池陰極上有0.5mol艮生成

8.某同學(xué)按下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗。A、B為兩種常見金屬，它們的硫酸鹽可溶于

水，當(dāng)K閉合時，Y極上產(chǎn)生黃綠色氣體。下列分析正確的是（）

A.溶液中c（A2+）減小

B.B極的電極反應(yīng)：B—2e-=B"

C.Y電極上有Cb產(chǎn)生，發(fā)生還原反應(yīng)

D.反應(yīng)初期，X電極周圍出現(xiàn)白色膠狀沉淀

9.[2023?山西運(yùn)城期中]我國科研團(tuán)隊成功研究出高比能量、低成本的鈉離子二次電

池，其工作原理如圖所示。已知電池反應(yīng)：

放申

Na—MnOz+NaC,充電NaMnOz+nC。下列說法錯誤的是（）

A.電池放電過程中，NaMnOz/Al上的電勢高于石墨烯/A1上的電勢

B.電池放電時，正極發(fā)生反應(yīng)：

-

Na—MnO2++jre=NaMnO2

C.電池充電時，Na+由NaMrA/Al電極移向石墨烯/Al電極

D.電池充電時，外接電源的負(fù)極連接NaMnOz/Al電極

10.[2023?安徽六校素質(zhì)測試]利用膜技術(shù)原理和電化學(xué)原理制備少量硫酸和綠色硝

化劑N2O5,裝置如圖所示。下列說法正確的是（）

甲乙

A.電極b的反應(yīng)式是

02+4e-+2H20=40r

B.甲中每消耗64gS02,乙中有1molf通過隔膜

C.c電極上的電極反應(yīng)式為

+

N204-2e-+H20=N2O5+2H

D.每轉(zhuǎn)移2mol生成2molDO5和1molH2S04

專練32原電池電解池原理的綜合應(yīng)用一

1.C根據(jù)題給電池裝置圖并結(jié)合陰、陽極電極反應(yīng)可知，充電時，電池的總反應(yīng)為

Li202=2Li+02,A項正確；由題干中光照時陰、陽極反應(yīng)可知，充電效率與光照產(chǎn)生的電

子和空穴量有關(guān)，B項正確；放電時題給裝置為原電池，陽離子（Li+）向正極遷移，C項錯

誤；根據(jù)題給裝置圖可知，放電時正極上0,得電子并與Li+結(jié)合生成Li2?！奔??+2Li++

-

2e=Li202,D項正確。

2.B該儲能電池放電時，Pb為負(fù)極，失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO”則多孔碳

電極為正極，正極上Fe"得電子轉(zhuǎn)化為Fe?+,充電時，多孔碳電極為陽極，F(xiàn)e?+失電子生

成Fe",PbSOa電極為陰極，PbS04得電子生成Pb和硫酸。

放電時負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負(fù)極上，負(fù)極質(zhì)量增大，A

錯誤；儲能過程中，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；放電時，右側(cè)為正

極，電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動，左側(cè)的小通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，C錯誤；充

電時，總反應(yīng)為PbS04+2Fe"=Pb+S01+2Fe",D錯誤；故答案選B。

3.A由圖示可知，化學(xué)自充電時，得電子轉(zhuǎn)化為0IT,0IT與K+結(jié)合形成KOH,

c（oir）增大，A正確；該電池為自充電電池，無需外接電源，因此化學(xué)自充電時，沒有電

能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B錯誤；由圖示可知，化學(xué)自充電時，陽極反應(yīng)為有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化，

陰極反應(yīng)為轉(zhuǎn)化為0H一，沒有發(fā)生Zr?++2e-=Zn,C錯誤；放電時，

當(dāng)外電路中通過0.02mol電子時，正極材料增加0.78g,D錯誤。

4.C根據(jù)放電時電極a發(fā)生還原反應(yīng)知，電極a為正極，Mg電極為負(fù)極。

電極電極反應(yīng)

放電負(fù)極（Mg電極）Mg—2e-=Mg2+

+-

（原電池）正極（電極a）Li1_xFePO4+^Li+^e^=LiFePO4

陰極（Mg電極）Mg2++2e-=Mg

充電

-+

（電解池）陽極（電極a）LiFeP04—^e=Li1_AFeP04+^Li

由上述分析知，充電時Mg電極為陰極，A項正確；放電時Li+向正極（電極a）移動，

則Li+從I室向H室遷移，B項正確；放電時，Li+從I室向II室遷移，S0「不參與電極反

應(yīng)，II室Li2s0,溶液的濃度不變，C項錯誤；每消耗1molMg,電路中通過2mol電子，

根據(jù)電極a的反應(yīng)，知電極a增加的質(zhì)量為2molLi*的質(zhì)量，即增重14g,D項正確。

5.A根據(jù)圖示可知電極I為負(fù)極，電極n為正極，電極III為陽極，電極IV為陰極。

電流方向與電子流動方向相反，所以電流方向：電極IVf?-電極I,A正確；電極IV的

電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu,所以電極I的質(zhì)量減少2.7g時，電極IV的質(zhì)量增重9.6

g,B錯誤；c燒杯相當(dāng)于電鍍裝置，溶液的pH不變，C錯誤；電極III的電極反應(yīng)式為Cu—

2e-=Cu2+,D錯誤。

6.C甲圖中陽極上生成Ck，A項錯誤；乙圖中銅片應(yīng)作陽極，與電源正極相連，B

項錯誤；丁圖中陰極反應(yīng)式應(yīng)為2H++2r=乩1,D項錯誤。

7.D根據(jù)實(shí)驗的原理，電絮凝凈水，讓A1轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁膠體，即A1失電子，根

據(jù)電解原理，A1為陽極，Y為PbOz，則X為Pb,Y電極反應(yīng)為：PbOz+SO1+4H++2e-

=PbS04+2H20,故A錯誤；根據(jù)原電池的工作原理，SO向負(fù)極移動，即SO「移向X

電極，故B錯誤；電解過程中實(shí)際上發(fā)生兩個反應(yīng)，分別為2Al+6H20里處2A1(OH)3+

31M和2H2里維2H2t+02f,故C錯誤；消耗103.5gPb,轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為

1()3fX2mol=lmol,陰極上的電極反應(yīng)式為2H++2r=11",通過電量相等，即產(chǎn)生

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氫氣的物質(zhì)的量為1/2mol=0.5moL故D正確。

8.D根據(jù)Y極有黃綠色氣體生成，Y極電極反應(yīng)式為2C「-2e-=Ckt,即Y為電

解池的陽極，B為原電池的正極，A為原電池的負(fù)極。故A極的電極反應(yīng)為A—2e-=A?+,

溶液中c(A?+)增大，A錯誤；B極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，B錯誤；Y電極上有C1?產(chǎn)生，

發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯誤；右邊U形管中最初為電解A1C1,溶液，X電極為H+放電，c(H+)減

小，c(OH-)增大，且A1時移向X極，因此會產(chǎn)生Al(0