2016年高考化学命题猜想与仿真押题：原电池、电解池（解析版） |
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2016年高考化学命题猜想与仿真押题：原电池、电解池（解析版）
1．一种用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是
A．该电池工作时，每消耗22.4LNH3转移3mol电子
B．电子由电极A经外电路流向电极B
C．电池工作时，OH－向电极B移动
D．电极B上发生的电极反应为：O2+4H＋+4e－＝2H2O
【答案】B
2．科学家设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。下列说法不正确的是()
A．通入N2的电极发生的电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH4+
B．反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸
C．该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极
D．通入H2的电极为负极，A为NH4Cl
【答案】C
【解析】A．正极发生还原反应，即氮气被还原生成NH4+，电极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+，故A正确；B．放电过程中，负极电极反应为：H2-2e-=2H+，正极电极反应N2+8H++6e-═2NH4+，总反应式为N2+3H2+2H+=2NH4+，消耗氢离子，电解质溶液PH升高，故需要加入盐酸，故B正确；C．N2为正极，H2为负极，电流由正极N2流向负极H2，故C错误；D．根据负极电极反应为：H2-2e-=2H+，正极电极反应N2+8H++6e-═2NH4+，总反应式为N2+3H2+2H+=2NH4+，则H2为负极，A为NH4Cl，故D正确；故选C。学科网
3．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－
C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2
D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
【答案】D
4．工业上可利用下图所示电解装置吸收和转化SO2（A、B均为惰性电极）。下列说法正确的是
A．A电极接电源的正极
B．A极区溶液的碱性逐渐增强
C．本装置中使用的是阴离子交换膜
D．B极的电极反应式为SO2＋2e－＋2H2O==SO42－＋4H＋
【答案】B
【解析】A．由HSO3-生成S2O42-，发生还原反应，A应为负极，故A错误；B．阴极的电极反应式为：2HSO3-+2H++2e-═S2O42-+2H2O，碱性增强，故B正确；C．阳极的电极反应式为：SO2+2H2O-2e-═SO42-+4H+，阴极的电极反应式为：2HSO3-+2H++2e-═S2O42-+2H2O，离子交换膜应使H+移动，应为阳离子交换膜，故C错误；D．B为阳极，发生SO2+2H2O-2e-═SO42-+4H+，故D错误；故选B。
5．如图，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色．则下列说法正确的是
A．若用乙烷、空气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，则B极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B．欲用(丙)装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液
C．(丁)装置中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷
D．C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量比为1∶1∶2∶2
【答案】C
6．某小组同学用如图所示装置研究电化学原理。下列关于该原电池的说法不正确的是
A．原电池的总反应为Fe＋Cu2+=Fe2+＋Cu
B．盐桥中是KNO3溶液，则盐桥中NO3－移向乙烧杯
C．其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑
D．反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过0.2mol电子。
【答案】B
7．一种碳纳米管能够吸附氢气，用这种材料吸氢后制备的二次电池(充放电电池)工作原理如下图所示，该电池的电解质为6mol•L－1KOH溶液，下列说法中正确的是
A．放电时K＋移向碳电极
B．放电时电池负极的电极反应为H2－2e－=2H＋
C．充电时镍电极的电极反应为Ni(OH)2+OH――e－=NiO(OH)+H2O
D．该电池充电时将碳电极与电源的正极相连，发生氧化反应
【答案】C
【解析】A、放电时，该电池为原电池，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以钾离子向正极移动，故A错误；B、放电时，负极上氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H2+2OH--2e-═2H2O，故B错误；C、充电时，镍电极作阳极，阳极上Ni（OH）2失去电子发生氧化反应，电极反应为Ni(OH)2+OH――e－=NiO(OH)+H2O，故C正确；D、该电池充电时，碳电极附近物质要恢复原状，则应该得电子发生还原反应，所以碳电极作阴极，应该与电源的负极相连，故D错误；故选C。
8．电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电后，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色又逐渐变浅。（已知：3I2+6OH—=IO3—+5I—+3H2O，IO3—离子无色）；下列说法不正确的是
A．右侧发生的电极反应式：2H2O+2e—=H2↑+2OH-
B．a为电源正极
C．电解结束时，右侧溶液中没有IO3—
D．用阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式为：KI+3H2OKIO3+3H2↑
【答案】C
9．用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液一段时间后，向剩余溶液中加入适量水能使溶液恢复到电解前浓度的是
A．NaClB．H2SO4C．CuCl2D．AgNO3
【答案】B
【解析】A、电解氯化钠溶液实质是电解水和氯化钠，电解结束后，向剩余溶液中加适量水，不能使溶液浓度和电解前相同，故A错误；B、电解硫酸实质是电解水，电解结束后，向剩余溶液中加少量水，能使溶液浓度和电解前相同，故B正确；C、电解氯化铜实质是电解氯化铜，电解结束后，向剩余溶液中加适量水，不能使溶液浓度和电解前相同，故C错误；D、电解硝酸银溶液电解的是硝酸银和水，电解结束后加水不能回复原溶液的浓度，故D错误；故选B。
10．利用LiOH可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，如右图，两极区电解质溶液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法错误的是
A．B极区电解质溶液为LiOH溶液
B．阳极电极反应式为2Cl－-2e－=Cl2↑
C．电解过程中主要是H+通过阳离子交换膜向B电极迁移
D．电极A连接电源的正极
【答案】C
11．Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是
A.Mg电极是该电池的正极
B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl－向正极移动
【答案】C
【解析】Mg、H2O2、海水形成原电池，镁做负极发生氧化反应，过氧化氢在正极发生还原反应，被还原为氢氧根离子，溶液的pH增大，原电池中阴离子向负极移动，A．Mg发生氧化反应，做负极，A错误；B．过氧化氢做氧化剂，在正极即石墨电极上发生还原反应，B错误；C．过氧化氢作氧化剂，被还原为OH,电极反应为H2O2+2e-=2OH-，故溶液pH值增大，C正确；D．溶液中Cl-移动方向同外电路移动方向一致，向负极方向移动，D错误，答案选C。
12．早在1807年化学家戴维用电解熔融氢氧化钠制得钠，反应原理为：4NaOH(熔融)=4Na＋O2↑＋2H2O；后来盖•吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠，反应原理为：3Fe＋4NaOH=Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有关说法正确的是
A．电解熔融氢氧化钠制钠，阳极发生电极反应为：Na+＋e－=Na
B．盖•吕萨克法制钠原理是利用铁的还原性比钠强
C．若戴维法与盖•吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数比为2:1
D．工业上常用电解熔融氯化钠法制钠（如图），电解槽中石墨极为阳极，铁为阴极
【答案】D
13．科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH¬4。下列关于该电池叙述错误的是（）
A．电池工作时，是将太阳能转化为电能
B．铜电极为正极，电极反应式为：CO2＋8e－＋8H＋＝CH4＋2H2O
C．电池内部H+透过质子交换膜从左向右移动
D．为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量盐酸
【答案】D
【解析】A.该电池工作时，将太阳能转化为电能，A正确；B.铜电极为正极，得到电子，发生还原反应，电极反应式为：CO2＋8e－＋8H＋＝CH4＋2H2O，B正确；C.H+在Cu电极处参与反应，因此电池内部H+透过质子交换膜从左向右移动，C正确；D.为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量的酸，由于盐酸易挥发，生成的甲烷中会混有HCl气体，因此应该加入少量的硫酸，D错误。故答案D。
14．全钒液流储能电池利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能的相互转化，充电时，惰性电极M、N分别连接电源的正极和负极。电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是
A．充电过程中，N电极附近酸性减弱
B．充电过程中，N电极上V3+被还原为V2+
C.放电过程中，H+由N电极向M电极移动
D．放电过程中，M电极反应为V02++2H++e一=V02++H20
【答案】A
15．根据下图回答，下列说法不正确的是
A．此装置用于电镀铜时，电解一段时间，硫酸铜溶液的浓度不变
B．若a为纯铜，b为粗铜，该装置可用于粗铜的电解精炼
C．燃料电池中正极反应为O2＋4e－＋2H2O=4OH－
D．电子经导线流入b电极
【答案】B
【解析】燃料电池中，通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极，则b是阴极、a是阳极。A．此装置用于电镀铜时，阳极溶解的金属铜等于阴极析出的金属Cu，所以电解质溶液中铜离子相当于不参加反应，则其浓度不变，故A正确；B．电解精炼时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，所以若a为粗铜，b为纯铜，该装置可用于粗铜的精炼，故B错误；C．燃料电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，故C正确；D．电子从负极沿导线流向b电极、从a电极流向正极，故D正确；故选B。
16．电子表中电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，放电时锌极上的电极反应是：Zn+2OH﹣﹣2e﹣→Zn(OH)2；氧化银电极上的反应式为：Ag2O+H2O+2e﹣→2Ag+2OH﹣，总反应式为：Ag2O+H2O+Zn═Zn(OH)2+2Ag。下列说法正确的是()
A．锌是正极，氧化银是负极
B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应
C．溶液中OH﹣向正极移动，K+、H+向负极移动
D．随着电极反应的不断进行，电解质溶液中KOH的质量分数不断增大
【答案】D
17．Mg－AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是()
A．Mg为电池的正极B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－
C．不能被KCl溶液激活D．可用于海上应急照明供电
【答案】D
【解析】A中2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－中镁失去电子发生氧化反应为电池负极。B中负极发生的反应为，失电子氧化反应。C中KCl是溶于水的强电解质溶液，可以激活Mg－AgCl电池。D中原电池是将化学能转化为电能的装置，所以可用于海上应急照明供电，故D项正确。
18．电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。降解NO3—的原理如图所示。下列说法不正确的是（）
A．直流电源A为正极、B为负极
B．电解过程中质子从Pt电极向Ag-Pt电极移动
C．在阴极发生的电极反应：2NO3+10e-＋12H＋＝N2↑+6H2O
D．当电解过程转移2mol电子时，阴极室质量减少5.6g
【答案】D
19．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是
石墨电极上发生氧化反应
为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇
C．根据图示，物质A为CO2
D．甲烷燃料电池中CO32—向空气一极移动
【答案】C
【解析】A、甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极是负极，与负极相连的石墨电极是阴极，阴极得电子发生还原反应，A错误；B、乙醇是非电解质，不能增强污水的导电能力，B错误；C、根据图示，甲烷燃料电池中用熔融碳酸盐做电解质，所以正极反应为2CO2+O2+4e－＝2CO32-，物质A为CO2，C正确；D、在燃料电池中，阴离子移向负极，所以CO32—向甲烷一极移动，D错误；答案选C。
20．一定条件下，实验室利用右图所示装置，通过测电压求算Ksp(AgCl)。工作一段时间后，两电极质量均增大。下列说法错误的是
A．该装置工作时化学能转化为电能
B．左池中的银电极作正极
C．总反应为Ag+(aq)＋Cl−(aq)AgCl(s)
D．盐桥中的K+向右池方向移动
【答案】B
21．某兴趣小组设计如图微型实验装置．实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列说法正确的是:
A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为:2H++2Cl﹣Cl2↑+H2↑
B．断开K2、闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开K1、闭合K2时，铜电极上的电极反应为：Cl2+2e﹣═2Cl﹣
D．断开K1、闭合K2时，石墨电极作正极
【答案】D
22．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通乙烷和氧气，其电极反应式为：C2H6+18OH--14e-=2CO32-+12H2O，2H2O+O2+4e-=4OH-，有关此电池的推断正确的是
A．电解质溶液中电子向正极移动
B．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变
C．通乙烷的电极为负极
D．参加反应的O2和C2H6的物质的量之比为2:7
【答案】C
【解析】A．在电解质溶液中正电荷向正极移动，电子只能在导线中移动，错误；B．根据电极反应式，可的总反应方程式：2C2H6+8KO+7O2=4K2CO3+10H2O，可见放电一段时间后，KOH的物质的量浓度减小，错误；C．通燃料乙烷的电极为负极，正确；D．根据反应的总反应方程式可知参加反应的O2和C2H6的物质的量之比为7:2，错误。
23．氮肥的使用在提高粮食产量的同时，也导致了土壤、水体污染等环境问题。
（1）长期过量使用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，请用化学用语解释原因。
（2）过量的NH4+将导致水体富营养化，检测水样中NH4+所需的试剂是、。
（3）工业上处理氨氮废水的方法如下：
步骤Ⅰ：采用生物硝化法将NH4+转化NO3－
①生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降，用离子方程式解释原因。
②微生物保持活性的pH范围为7～9，最适宜用来调节水体pH的物质是。
A．NaOHB．CaCO3C．NH3•H2OD．CO2
步骤Ⅱ：采用电解法将NO3－转化为N2
③与电源正极相连的一极是(填“A”或“B”)。
④B极的电极反应是。
⑤除去1L废水中的62mgNO3－后，废水的pH=。
【答案】（1）NH4++H2ONH3•H2O+H+；
（2）浓NaOH溶液；红色石蕊试纸；
（3）①NH4++2O2=NO3-+2H++H2O；②B；③A；④2NO3-+10e-+6H2O=N2+10OH-；⑤11。
24．下图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除a、b外，其余电极均为石墨电极。甲为铅蓄电池，其工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，其两个电极的电极材料分别为PbO2和Pb。闭合K，发现g电极附近的溶液先变红，20min后，将K断开，此时c、d两极上产生的气体体积相同；据此回答：
（1）a电极的电极材料是（填“PbO2”或“Pb”）。
（2）丙装置中发生电解的总反应方程式为。
（3）电解20min时，停止电解，此时要使乙中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质及其物质的量是。
（4）20min后将乙装置与其他装置断开，然后在c、d两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，则此时c电极为极，d电极上发生反应的电极反应式为。
（5）电解后取amL丁装置中的溶液，向其中逐滴加入等物质的量浓度的CH3COOH溶液，当加入bmLCH3COOH溶液时，混合溶液的pH恰好等于7（体积变化忽略不计）。已知CH3COOH的电离平衡常数为1.75×10-5，则a/b=。
【答案】（1）PbO2，（2分）；（2）2H2O2H2↑+O2↑（2分）；
（3）0.1molCu(OH)2或0.1molCuO、0.1molH2O（3分）
（4）负（1分），O2+4H++4e-=2H2O（2分）
（5）175/176（3分）
25．（1）已知Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，设计成原电池，构造如图所示，试问CuSO4溶液放在（填“甲”或“乙”）烧杯，盐桥中的Cl-移向（填“甲”或“乙”）烧杯；
（2）已知①C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/mol
②CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ/mol
请写出C转化为CO的热化学方程式：。
（3）电解饱和食盐水是重要的化工产业，它被称为“氯碱工业”。在教材《化学1》、《化学2》、《化学反应原理》中均有提及，请写出电解饱和食盐水的化学反应方程式，其中右图是《化学反应原理》中电解饱和食盐水工业中所采用的离子交换膜电解槽示意图，部分图标文字已被除去，请根据图中残留的信息（通电以后Na+的移动方向）判断电极2的名称是，并写出电极1的电极反应式。
【答案】（12分）（1）乙，甲；（2）C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH＝－110.5kJ/mol
（3）2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑阴极，2Cl--2e-=Cl2↑。
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