第三节电解池知识点题库

如图所示，将两烧杯用导线如图相连，Pt、Mg、Al、C分别为四个电极，当闭合开关S后，以下表述正确的是（）

A . 电流计指针不发生偏转 B . Al、Pt两电极有氢气生成 C . Mg、C两电极生成的气体在一定条件下可以恰好完全反应 D . 甲池pH减小，乙池pH不变

按如图装置进行实验，C₁与C₂均为石墨棒，回答下列问题

（1）判断装置的名称：A池为 B池为
（2）铜极为极，电极反应式为
（3）石墨棒C₁为极，电极反应式为．

关于电解池应用的规律提炼题组
某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究，回答下列问题：

（1）通O₂的Pt电极为电池极（填电极名称），其电极反应式为。
（2）若B电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层银，则X电极材料为，电解质溶液为。
（3）若B电池为精炼铜，且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，在电极（填“X”或“Y”）周围有固体沉积，沉积固体的成分为。
（4）若X、Y均为Pt，B电池的电解质溶液为500 mL 1.0mol/L的NaCl溶液，当电池工作一段时间断开电源K，Y电极有560mL（标准状况）无色气体生成（假设电极产生气体完全溢出，溶液体积不变）。恢复到常温下，B电池溶液的pH=，要使该溶液恢复到原来的状态，需加入（填物质并注明物质的量）。
（5）若X、Y均是铜，电解质溶液为NaOH溶液，电池工作一段时间，X极附近生成砖红色沉淀，查阅资料得知是Cu₂O，试写出该电极发生的电极反应式为。
（6）若X、Y均是Pt，电解质溶液为饱和Na₂SO₄溶液，通电一段时间后，在阴极上逸出c mol气体，同时有N g Na₂SO₄•10H₂O 晶体析出，若温度不变，此时剩余溶液的溶质的质量分数为。
（学法题）通过以上题目，请总结书写电极反应式的关键。

清洁能源的开发、废水的处理都能体现化学学科的应用价值。

（1） Ⅰ.工业上可利用CO₂来制备清洁燃料甲醇，有关化学反应如下：
反应A：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g) △H₁＝－49.6kJ·mol^-1

反应B：CO₂(g)＋H₂ H₂O(g)＋CO(g) △H₂＝＋41kJ·mol^-1

写出用CO(g)和H₂(g)合成CH₃OH(g)反应的热化学方程式：。
（2）反应A可自发进行的温度条件是(填“低温”或“高温”)。
（3）写出两个有利于提高反应A中甲醇平衡产率的条件。
（4）在Cu－ZnO／ZrO₂催化下，CO₂和H₂混和气体，体积比1∶3，总物质的量amol进行反应，测得CO₂转化率、CH₃OH和CO选择性随温度、压强变化情况分别如图所示（选择性：转化的CO₂中生成CH₃OH或CO的百分比）。

①由上图可知，影响产物选择性的外界条件是。

A.温度 B.压强 C.催化剂

②图1中M点温度为250℃，CO₂的平衡转化率为25%,该温度下反应B的平衡常数为（用分数表示）。
（5） Ⅱ.实验室模拟“间接电化学氧化法”处理氨氮废水中NH₄⁺的装置如图所示。以硫酸铵和去离子水配制成初始的模拟废水，并以NaCl调节溶液中氯离子浓度，阳极产物将氨氮废水中的NH₄⁺氧化成空气中的主要成分。

阳极反应式为。
（6）除去NH₄⁺的离子反应方程式为。

利用微生物燃料电池进行废水处理，实现碳氮联合转化。其工作原理如右图所示，其中M、N为厌氧微生物电极。下列有关叙述不正确的是（）

A . 负极的电极反应为HC₂O₄^--2e^-+2H₂O=2CO₂↑+H⁺ B . 电池工作时，H⁺由M极移向N极 C . 相同条件下，M、N两极生成的CO₂和N₂的体积之比为5：1 D . 好氧微生物反应器中发生的反应为NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O

截至2016年年底，中国光伏发电新增装机容量达到34.54GW，光伏发电累计装机容量达到77.42GW，图1为光伏并网发电装置。图2为电解尿素[CO(NH₂)₂]的碱性溶液制氢的装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。下列叙述中正确的是（）

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A . 图1中N型半导体为正极，P型半导体为负极 B . 图2溶液中电子流向：从B极流向A极 C . X₂为氧气 D . 工作时，A极的电极反应式为CO(NH₂)₂＋8OH^－－6e^－=CO₃^2-＋N₂↑＋6H₂O

某种新型热激活电池的结构如下图所示，电极a的材料是氧化石墨烯(CP)和铂纳米粒子，电极b的材料是聚苯胺(PANI)，电解质溶液中含有足量Fe³⁺和Fe²⁺。加热使电池工作时，电极b发生的反应是PANI-2e^-= PANIO(氧化态聚苯胺，绝缘体)+2H⁺ ，电池冷却时，Fe²⁺在电极b表面与 PANIO反应可使电池再生。下列说法错误的是（）

A . 电池冷却过程中发生的反应是：2Fe²⁺+ PANIO+2H⁺=2Fe³⁺+PANI B . 电池工作时电极a发生的反应是还原反应 C . 电池冷却时每生成1 mol Fe³⁺会有N_A个电子通过导线移向电极b。 D . 电池工作时电解质溶液的pH逐渐减小

氧化铅-铜电池是一种电解质可循环流动的新型电池(如图所示)，电池总反应为PbO₂+Cu+2H₂SO₄=PbSO₄+CuSO₄+2H₂O。下列有关该电池的说法正确的是( )

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A . 电池工作时，电子由Cu电极经电解质溶液流向PbO₂电极 B . 电池工作过程中，电解质溶液的质量逐渐减小 C . 正极反应式：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO $\text{[math]}$ =PbSO₄+2H₂O D . 电池工作过程中，两个电极的质量均减小

某化学兴趣小组进行有关点解食盐水的探究实验，点解装置如图所示。

（1）实验一：电解饱和食盐水
实验约需40mL饱和食盐水，配置450mL饱和食盐水所需的玻璃仪器有：烧杯、_____。

A . 450mL容量瓶 B . 500mL容量瓶 C . 电子天平 D . 玻璃棒 E . 量筒 F . 胶头滴管
（2）电解饱和食盐水的化学方程式为。
（3） Y电极附近产物的检验方法：。
（4）实验二：电解不饱和食盐水及产物分析。相同条件下，电解1mol/L NaCl溶液并收集两极产生的气体。在X处收集到V₁ mL气体。同时，在Y处收集到V₂ mL气体，停止电解。结果发现V₂<V₁ ，且与电解饱和食盐水相比，Y处收集到的气体颜色明显较浅。经讨论分析，导致上述现象的原因有：
i.有部分Cl₂溶于NaCl溶液中；

ii.有O₂生成。

设计实验证明有部分Cl₂溶于NaCl溶液中，实验方案为。
（5）证明有O₂生成并测定O₂的体积。按如图所示装置进行实验，通过注射器缓缓地将在Y处收集到V₂ mL气体全部推入装置A(盛有足量试剂NaOH溶液)中，最终，量气管中收集到V₃ mL气体(设V₁、V₂、V₃均在相同条件下测得)。

①装置A的作用是。

②本实验中，观察到的现象，说明石墨电极上有O₂生成。

③实验中是否需要预先除尽装置中的空气？(填“是”或“否”)。

④实验二中，在石墨电极上产生的Cl₂的总体积为mL(用代数式表示)。

已知某种微生物燃料电池工作原理如图所示。下列有关该电池的说法中，正确的是( )

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A . 外电路电子从B极移向A极 B . 溶液中H⁺由B极区移向A极区 C . 电池工作一段时间后B极区溶液的pH减小 D . A极电极反应式为：CH₃COOH - 8e^-+ 2H₂O = 2CO₂+ 8H⁺

工业上一般以CO和H₂为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：

CO(g)+ 2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) △H

（1）已知2CO(g) + O₂(g) = 2CO₂(g)   △H=－566kJ•mol^-1；
2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(l)          △H=－572kJ•mol^-1；

且CH₃OH(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+2H₂O(l)   △H=－761kJ•mol^-1；

则CO(g)+ 2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)的△H= 。
（2）为了提高CO和H₂制备甲醇生产效率和产量，工业生产中通常采取的措施是。(写出两点)

（3）实验室模拟用CO和H₂反应来制甲醇，在250 ℃下，将一定量的CO和H₂投入10 L的密闭容器中，各物质的物质的量浓度(mol·L^-1)变化如下表所示：

	2 min	4 min	6 min
CO	0.07	0.05	0.05
H₂	x	0.10	0.10
CH₃OH	0.03	0.05	0.05

①250℃时，该反应的平衡常数K=；

②在图1中画出反应开始至第6 min时H₂的物质的量的变化曲线，并标出合适的纵坐标。

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（4）利用电解甲醇水溶液制备氢气最大的优点就是需要的电压低，装置如图2，写出阳极电极反应方程式，电解的总反应化学方程式。

漂白粉和漂粉精是常用的消毒清洁用品，有效成分均为Ca（ClO）₂ ，相应的生产流程如下。

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下列说法错误的是（）

A . ①中阳极的电极反应式为2Cl^－-2e^-= Cl₂↑ B . ②中反应的化学方程式为2Cl₂ + 2Ca（OH）₂ = Ca（ClO）₂ + CaCl₂ +2H₂O C . 上述流程中，主要反应为：氧化还原反应、化合反应、分解反应、复分解反应 D . 制备漂粉精过程中，Cl₂转化为Ca（ClO）₂时，Cl的原子利用率小于100%

某研究小组用炼锌废渣制备 $\text{[math]}$ 。炼锌产生的废渣中含钴10～18%、锌15～20%左右，还含有少量锰、铁、铜、镉等金属。

已知： $\text{[math]}$

（1）滤渣1的成分是，提高“酸浸”浸出率的措施有。(任写一条措施)
（2） “控电位浸出”是控制合适的氧化电位电解除锰，将溶液中 $\text{[math]}$ 变为 $\text{[math]}$ 除去，写出阳极电极反应式。
（3）已知浸出液含金属离子为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，试剂a是 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的悬浊液，试剂a除铁的原理是(文字表述)；滤渣2成分是。(写化学式)
（4） “沉钴”的离子方程式是，该步骤选择 $\text{[math]}$ ，而不用 $\text{[math]}$ 的原因是。
（5） $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 按一定比例在700℃下烧结，可得重要的电极材料钴酸锂( $\text{[math]}$ )，烧结反应化学方程式是。

Garnet型固态电解质被认为是锂离子电池最佳性能固态电解质。LiLaZrTaO材料是目前能达到最高电导率的Garmet型电解质。某Garnet型可充电锂离子电池放电时工作原理如图所示，反应方程式为：Li_xC₆+Li_1-xLaZrTaO $\text{[math]}$ LiLaZrTaO+6C

下列说法错误的是（）

A . 放电时a极为负极 B . 充电时，每转移xmol电子，a极增重7g C . LiLaZrTaO固体电解质起到传导Li⁺的作用 D . 充电时，b极反应为：LiLaZrTaO-xe^-=xLi⁺+Li_1-xLaZrTaO

（1） I.已知：①2Cu₂S(s)+3O₂(g)=2Cu₂O(s)+2SO₂(g) ΔH=−768.2 kJ∙mol⁻¹
②2Cu₂O(s)+Cu₂S(s)=6Cu(s)+SO₂(g) ΔH=+116.0 kJ∙mol⁻¹
则Cu₂S(s)+O₂(g)=2Cu(s)+SO₂(g) ΔH=。
（2） II.如图所示，E为浸过含酚酞的Na₂SO₄溶液的滤纸；A、B均为铂片，压在滤纸两端；R、S为电源的电极；M、N是用多微孔的Ni制成的电极，在碱溶液中可视为惰性电极：G为电流计；K为开关；C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央滴一滴紫色的KMnO₄溶液，将开关K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。

回答下列问题：

R为(填“正”或“负”)极。
（3）通电一段时间后，M极附近溶液的pH(填“变大”、“变小”或“不变”)；B极区的电极反应式为。
（4）滤纸上的紫色点向(填“A”或“B”)方向移动。
（5）通电一段时间后，C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，C、D中的气体逐渐减少，C中的电极反应式为。

二氧化氯(ClO₂)是一种高效的饮用水消毒剂，易溶于水而不与水反应。

（1）某ClO₂泡腾片的有效成分为NaClO₂ ， NaHSO₄ ， NaHCO₃ ，其溶于水时，NaClO₂和NaHSO₄反应生成ClO₂和Cl^- ，并逸出大量气体，逸出气体的主要成分是(填化学式)。
（2）测定某水样中ClO $\text{[math]}$ 浓度可采用氧化还原滴定法：量取25.00mL水样于碘量瓶中，加水稀释至50.00mL，加入过量KI，再滴入适量稀硫酸，充分反应后，滴加1mL淀粉溶液，用0.01000mol·L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。
已知：ClO $\text{[math]}$ +4I⁻+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl⁻ ， I₂+2S₂O $\text{[math]}$ =2I⁻+S₄O $\text{[math]}$
①滴定终点的现象是：。
②下列关于滴定分析的操作，不正确的是。
A．用量筒量取25.00mL水样
B．滴定时要适当控制滴定速度
C．装标准溶液的滴定管，滴定前尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，造成测定结果偏低
D．终点读数时俯视滴定管液面，会造成测定结果偏低
E．再次滴定时，须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
③计算水样中ClO $\text{[math]}$ 的浓度
（3） ClO₂可用隔膜电解NaClO₃制备，装置如图所示。制备时先在NaClO₃溶液中通入少量ClO₂气体，写出阴极上的电极反应式：。

一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法正确的是（）

A . A膜为阳离子交换膜 B . b为直流电源的正极 C . 工作时，甲池中溶液的pH不变 D . 阴极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑

对氨基苯甲酸(

)是一种用途广泛的化工产品和医药中间体，以对硝基苯甲酸(

)为原料，采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图。

下列说法错误的是（）

A . b为直流电源正极 B . 少量气体X为H₂ C . 质子交换膜中H⁺由左向右迁移 D . 阴极的主要电极反应式为

二氧化碳的资源化利用是目前研究的热点问题之一，西北工业大学团队研究锂-二氧化碳二次电池，取得了重大科研成果。该电池放电时的总反应为：3CO₂+4Li=2Li₂CO₃+C，下列说法正确的是（）

A . 该电池隔膜左侧的电解液a可选用水性电解液 B . 放电时，若消耗1.5molCO₂时，转移2mol电子 C . 放电时，电子从锂电极流出，通过电解液流回锂电极，构成闭合回路 D . 充电时，锂电极与外接电源的正极相连

乙烯是一种重要的基本化工原料，乙烯的产量可以衡量一个国家的石油化工发展水平，研究工业制取乙烯有重要的意义。

（1） I.工业用H₂和CO₂在一定条件下合成乙烯：6H₂(g)+2CO₂(g) $\text{[math]}$ CH₂=CH₂(g)+4H₂O(g) ΔH₁
已知：①2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(1) ΔH₂=-571.4kJ·mol^-1
②CH₂=CH₂(g)+3O₂(g)→2CO₂(g)+2H₂O(1) ΔH₃=-1411kJ·mol^-1
③H₂O(g)=H₂O(1) ΔH₄=-44kJ·mol^-1
ΔH₁=
（2）在密闭容器中充入体积比为3：1的H₂和CO₂ ，不同温度对CO₂的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法正确的是____。

A . 为了提高乙烯的产率应尽可能选择低温 B . 生成乙烯的速率：v(M)可能小于v(N) C . 平衡常数：K_M<K_N D . M点时的压强一定小于N点时的压强
（3） II.工业用甲烷催化法制取乙烯：2CH₄(g)=C₂H₄(g)+2H₂(g) ΔH>0，T℃时，向4L的恒容反应器中充入2molCH₄ ，仅发生上述反应，反应过程中CH₄的物质的量随时间变化如图所示：
实验测得v_正=k_正c²(CH₄)，v_逆=k_逆c(C₂H₄)·c²(H₂)，k_正、k_逆为速率常数，只与温度有关，T℃时k_正与k_逆的比值为(用含x的代数式表示)；若将温度升高，速率常数增大的倍数：k_正(填“>”“=”或“<”)k_逆。
（4） III.乙烷裂解制乙烯：C₂H₆(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g)+H₂(g)。
T℃时，将乙烷与氦气体积比2：1混合后，通入一密闭容器中发生反应。平衡时容器压强为P₀Pa，若乙烷的平衡转化率为50%，反应的平衡常数K_p=(用分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
IV.电化学法还原二氧化碳制乙烯原理如下图所示。
（5）阴极电极反应式为：，电路中转移0.6mol电子，两极共收集气体L(标准状况)。

第三节 电解池 知识点题库

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