4.2电解池 同步练习题 （含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.2电解池 同步练习题 （含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 185.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-23 13:25:56 | ||
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文档简介
4.2电解池同步练习题
一、选择题
1．氟离子电池有很高的体积能量密度，含氟化合物的储量十分丰富，且其成本低廉，因此氟离子近年来吸引了广泛的关注。氟离子电池的工作示意图如图所示，其中放电时甲电极的电极反应式为BiF3+3e-=Bi+3F-。已知BiF3和MgF2均难溶于水。下列关于该电池的说法正确的是
A．放电时，外电路中电流由乙电极流向甲电极
B．充放电过程中，F-的物质的量保持不变
C．充电时，甲电极发生还原反应
D．充电时，乙电极的电极反应式为Mg-2e-+2F-=MgF2
2．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是
A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
3．用惰性电极电解溶液(足量)，一段时间后，加入下列哪种物质可使溶液恢复到原状况
A． B． C． D．
4．下列过程中，不需要外加电源就能进行的是（ ）
①电解②电镀③电离④电化学腐蚀
A．①② B．①③ C．②③ D．③④
5．一种在300℃下工作的新型锂——二硫化亚铁热电池的截面结构如图所示，LLZTO导体管只允许Li+通过。当用1.8V电压充电后，电池正极材料中S、Fe的原子个数比为1.02(不计Li2S，下同)；2.3V电压充电后，S、Fe的原子个数比为2.01。下列说法不正确的是
A．Al2O3绝缘体隔离正负极，使化学能有效的转化为电能
B．电池工作时，负极发生反应：2Li＋S2 2e－=Li2S
C．电池正级材料的变化为FeS2FeSFe
D．电池总反应可表示为2xLi＋FeS2xLi2S＋FeS2 x
6．下列反应体系中，不属于可逆反应的是
A．乙醇与乙酸的酯化反应 B．NH3与H2O反应
C．工业合成氨 D．电池的充电与放电
7．下列说法不正确的是
A．某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现
B．电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程
C．直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流出，经电解质溶液流向电解池阳极
D．电解冶炼镁、铝通常是电解熔融的MgCl2和Al2O3
8．NaCl是化学工业的最基本原料之一，下列说法符合工业生产实际的是
A．将通入氨化的饱和食盐水中，析出晶体
B．在食盐中加入制加碘食盐
C．采用电解饱和食盐水在阳极上同时获得和烧碱
D．电解饱和食盐水制金属钠
二、非选择题
9．可采用如图所示的装置来制取氯气。装置中的离子膜只允许_______(写离子符号)通过，氯气的逸出口是_______(填标号)。
10．电化学及其产品与能源、材料、环境和健康等领域紧密联系，被广泛地应用于生产、生活的许多方面。
(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图。
①氧气从_____(填“a”或“b”)口通入；电池工作时，OH-向_____(填“X”或“Y”)极移动。
②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质可以传导O2-，则电池工作时负极电极反应式为_____。
(2)银锌电池总反应为：Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag。
则负极电极反应式：_____。则正极电极反应式：_____。
(3)铅酸蓄电池有电压稳定、安全、价格低廉等优点而广泛应用于生产生活中，其电池反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。用铅酸蓄电池电化学降解法处理酸性硝酸盐污水。
①铅酸蓄电池的负极材料_____(填“Pb”或“PbO2”)极。
②放电时负极电极反应式为_____。充电时的阳极反应式：_____。
【参考答案】
一、选择题
1．B
【分析】放电时甲电极的电极反应式为BiF3+3e-=Bi+3F-，反应为还原反应，则甲为正极，乙为负极；
解析：A．放电时，外电路中电流由正极流向负极，由甲电极流向乙电极，A错误；
B．根据质量守恒，充放电过程中，F-的物质的量保持不变，B正确；
C．充电时，甲电极为阳极，发生氧化反应，C错误；
D．充电时，乙电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为MgF2+2e-= Mg+2F-，D错误；
故选B。
2．B
【分析】铁作阴极、石墨作阳极电解氯化钠水溶液，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上水电离出的氢离子发电，破坏水的电离平衡，溶液呈碱性。
解析：A项、在阴极是氢离子得到电子生成氢气，该极附近的溶液显碱性，滴入酚酞试液，溶液呈红色，故A错误；
B项、在阳极附近是氯离子失电子得到氯气，滴入KI溶液，氯气能将碘离子氧化为碘单质而使得溶液呈棕色，故B正确；
C项、电解时在阳极是氯离子失电子得到氯气，在阴极是氢离子得到电子生成氢气，故C错误；
D项、电解一段时间后，全部电解液几乎是氢氧化钠，溶液显示碱性，故D错误；
故选B。
3．B
解析：惰性电极电解溶液(足量)，电解方程式 ，Cu和O2从溶液中脱离，溶液复原是指溶质成分和浓度都恢复到和原来一样，所以加入CuO，和硫酸反应恰好生成硫酸铜和水，铜和硫酸不反应，A错误，加氢氧化铜或碱式碳酸铜会使硫酸铜溶液的浓度降低， C、D错误，答案选B。
4．D
【分析】不需要外加电源，说明不需要其他能量就可以发生。
解析：①电解，属于电解池，需要外接电源；②电镀属于电解池的应用，属于电解池，需要外接电源；③电离，电解质在水溶液中或者熔融状态下可以电离，不需要外接电源；④电化学腐蚀，在潮湿的空气中，金属会发生电化学腐蚀，不需要外接电源；③④符合题意，本题答案选D。
5．B
解析：A．为使化学能有效的转化为电能，需要用Al2O3绝缘体隔离正负极，故A正确；
B．根据LLZTO导体管只允许Li+通过，因此电池工作时，负极发生反应：Li e－=Li＋，故B错误；
C．根据用1.8V电压充电后，电池正极材料中S、Fe的原子个数比为1.02(不计Li2S，下同)；2.3V电压充电后，S、Fe的原子个数比为2.01，说明电池正级材料的变化为FeS2FeSFe，故C正确；
D．根据在300℃下工作的新型锂——二硫化亚铁热电池，则电池总反应可表示为2xLi＋FeS2xLi2S＋FeS2 x，故D正确。
综上所述，答案为B。
6．D
【分析】可逆反应是相同条件下、既可以向正反应进行同时又可以向逆反应进行的反应。
解析：A．乙醇与乙酸的酯化反应，是可逆反应，A不符合；
B． NH3与H2O反应生成一水合氨，是可逆反应，B不符合；
C． 工业合成氨，是可逆反应，C不符合；
D． 电池的充电与放电是不同条件下进行的，不属于可逆反应，D符合；
答案选D。
7．C
解析：A．某些不能自发的氧化还原可通过电解实现，比如Cu与稀硫酸不反应，但当以Cu为阳极，碳棒为阴极时电解硫酸溶液可实现此反应，故A正确；
B．电解质溶液导电是靠溶液中自由移动的阴阳离子，在两极上发生氧化还原反应实现，即电解质溶液被电解的过程，故B正确；
C．在电解池中，电子从电源负极流出，进入阴极，相关粒子在阴极得电子被还原，体系中相关粒子在阳极失电子发生氧化反应，失去的电子流入电源的正极，从而形成闭合回路，故C错误；
D．工业上采用电解熔融的MgCl2冶炼金属镁，电解熔融的Al2O3冶炼金属铝，故D正确；
故答案选C。
8．B
解析：A．碳酸氢钠溶解度较小，通入氨化的饱和食盐水中，析出晶体，A错误；
B．碘酸钾中含有碘元素，在食盐中加入制加碘食盐，B正确；
C．采用电解饱和食盐水在阳极上氯离子失去电子生成氯气，阴极上水中氢离子放电生成氢气，同时获得烧碱，C错误；
D．采用电解熔融氯化钠制取金属钠，D错误；
故选：B。
二、非选择题
9． a
【分析】阳极室产生氯气，阴极室产生氢气和氢氧化钠。
解析：阳极产生氯气，氯离子减少，多余的钠离子通过交换膜转移到阴极室，生成氢氧化钠，故离子交换膜只能通过钠离子；氯气在阳极室产生，逸出口为a；
故答案为：Na+；a。
10．(1) b X
(2)
(3) Pb
解析：（1）①氢氧燃料电池中氢气一极发生氧化反应为负极、氧气一极发生还原反应为正极，由电子流向可知，氧气从b口通入；电池工作时，阴离子向负极移动，故OH-向X极移动。
②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质可以传导O2-，则电池工作时负极电极反应为氢气失去电子生成水，反应为；
（2）由总反应可知，锌发生氧化反应为负极、氧化银发生还原反应为正极，故负极电极反应式：，则正极电极反应式：；
（3）①铅酸蓄电池中放电时铅金属发生氧化反应，故负极材料为Pb极。
②放电时负极电极反应为铅失去电子生成硫酸铅，为；充电时的阳极硫酸铅失去电子发生氧化反应生成氧化铅，反应式：
一、选择题
1．氟离子电池有很高的体积能量密度，含氟化合物的储量十分丰富，且其成本低廉，因此氟离子近年来吸引了广泛的关注。氟离子电池的工作示意图如图所示，其中放电时甲电极的电极反应式为BiF3+3e-=Bi+3F-。已知BiF3和MgF2均难溶于水。下列关于该电池的说法正确的是
A．放电时，外电路中电流由乙电极流向甲电极
B．充放电过程中，F-的物质的量保持不变
C．充电时，甲电极发生还原反应
D．充电时，乙电极的电极反应式为Mg-2e-+2F-=MgF2
2．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是
A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
3．用惰性电极电解溶液(足量)，一段时间后，加入下列哪种物质可使溶液恢复到原状况
A． B． C． D．
4．下列过程中，不需要外加电源就能进行的是（ ）
①电解②电镀③电离④电化学腐蚀
A．①② B．①③ C．②③ D．③④
5．一种在300℃下工作的新型锂——二硫化亚铁热电池的截面结构如图所示，LLZTO导体管只允许Li+通过。当用1.8V电压充电后，电池正极材料中S、Fe的原子个数比为1.02(不计Li2S，下同)；2.3V电压充电后，S、Fe的原子个数比为2.01。下列说法不正确的是
A．Al2O3绝缘体隔离正负极，使化学能有效的转化为电能
B．电池工作时，负极发生反应：2Li＋S2 2e－=Li2S
C．电池正级材料的变化为FeS2FeSFe
D．电池总反应可表示为2xLi＋FeS2xLi2S＋FeS2 x
6．下列反应体系中，不属于可逆反应的是
A．乙醇与乙酸的酯化反应 B．NH3与H2O反应
C．工业合成氨 D．电池的充电与放电
7．下列说法不正确的是
A．某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现
B．电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程
C．直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流出，经电解质溶液流向电解池阳极
D．电解冶炼镁、铝通常是电解熔融的MgCl2和Al2O3
8．NaCl是化学工业的最基本原料之一，下列说法符合工业生产实际的是
A．将通入氨化的饱和食盐水中，析出晶体
B．在食盐中加入制加碘食盐
C．采用电解饱和食盐水在阳极上同时获得和烧碱
D．电解饱和食盐水制金属钠
二、非选择题
9．可采用如图所示的装置来制取氯气。装置中的离子膜只允许_______(写离子符号)通过，氯气的逸出口是_______(填标号)。
10．电化学及其产品与能源、材料、环境和健康等领域紧密联系，被广泛地应用于生产、生活的许多方面。
(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图。
①氧气从_____(填“a”或“b”)口通入；电池工作时，OH-向_____(填“X”或“Y”)极移动。
②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质可以传导O2-，则电池工作时负极电极反应式为_____。
(2)银锌电池总反应为：Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag。
则负极电极反应式：_____。则正极电极反应式：_____。
(3)铅酸蓄电池有电压稳定、安全、价格低廉等优点而广泛应用于生产生活中，其电池反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。用铅酸蓄电池电化学降解法处理酸性硝酸盐污水。
①铅酸蓄电池的负极材料_____(填“Pb”或“PbO2”)极。
②放电时负极电极反应式为_____。充电时的阳极反应式：_____。
【参考答案】
一、选择题
1．B
【分析】放电时甲电极的电极反应式为BiF3+3e-=Bi+3F-，反应为还原反应，则甲为正极，乙为负极；
解析：A．放电时，外电路中电流由正极流向负极，由甲电极流向乙电极，A错误；
B．根据质量守恒，充放电过程中，F-的物质的量保持不变，B正确；
C．充电时，甲电极为阳极，发生氧化反应，C错误；
D．充电时，乙电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为MgF2+2e-= Mg+2F-，D错误；
故选B。
2．B
【分析】铁作阴极、石墨作阳极电解氯化钠水溶液，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上水电离出的氢离子发电，破坏水的电离平衡，溶液呈碱性。
解析：A项、在阴极是氢离子得到电子生成氢气，该极附近的溶液显碱性，滴入酚酞试液，溶液呈红色，故A错误；
B项、在阳极附近是氯离子失电子得到氯气，滴入KI溶液，氯气能将碘离子氧化为碘单质而使得溶液呈棕色，故B正确；
C项、电解时在阳极是氯离子失电子得到氯气，在阴极是氢离子得到电子生成氢气，故C错误；
D项、电解一段时间后，全部电解液几乎是氢氧化钠，溶液显示碱性，故D错误；
故选B。
3．B
解析：惰性电极电解溶液(足量)，电解方程式 ，Cu和O2从溶液中脱离，溶液复原是指溶质成分和浓度都恢复到和原来一样，所以加入CuO，和硫酸反应恰好生成硫酸铜和水，铜和硫酸不反应，A错误，加氢氧化铜或碱式碳酸铜会使硫酸铜溶液的浓度降低， C、D错误，答案选B。
4．D
【分析】不需要外加电源，说明不需要其他能量就可以发生。
解析：①电解，属于电解池，需要外接电源；②电镀属于电解池的应用，属于电解池，需要外接电源；③电离，电解质在水溶液中或者熔融状态下可以电离，不需要外接电源；④电化学腐蚀，在潮湿的空气中，金属会发生电化学腐蚀，不需要外接电源；③④符合题意，本题答案选D。
5．B
解析：A．为使化学能有效的转化为电能，需要用Al2O3绝缘体隔离正负极，故A正确；
B．根据LLZTO导体管只允许Li+通过，因此电池工作时，负极发生反应：Li e－=Li＋，故B错误；
C．根据用1.8V电压充电后，电池正极材料中S、Fe的原子个数比为1.02(不计Li2S，下同)；2.3V电压充电后，S、Fe的原子个数比为2.01，说明电池正级材料的变化为FeS2FeSFe，故C正确；
D．根据在300℃下工作的新型锂——二硫化亚铁热电池，则电池总反应可表示为2xLi＋FeS2xLi2S＋FeS2 x，故D正确。
综上所述，答案为B。
6．D
【分析】可逆反应是相同条件下、既可以向正反应进行同时又可以向逆反应进行的反应。
解析：A．乙醇与乙酸的酯化反应，是可逆反应，A不符合；
B． NH3与H2O反应生成一水合氨，是可逆反应，B不符合；
C． 工业合成氨，是可逆反应，C不符合；
D． 电池的充电与放电是不同条件下进行的，不属于可逆反应，D符合；
答案选D。
7．C
解析：A．某些不能自发的氧化还原可通过电解实现，比如Cu与稀硫酸不反应，但当以Cu为阳极，碳棒为阴极时电解硫酸溶液可实现此反应，故A正确；
B．电解质溶液导电是靠溶液中自由移动的阴阳离子，在两极上发生氧化还原反应实现，即电解质溶液被电解的过程，故B正确；
C．在电解池中，电子从电源负极流出，进入阴极，相关粒子在阴极得电子被还原，体系中相关粒子在阳极失电子发生氧化反应，失去的电子流入电源的正极，从而形成闭合回路，故C错误；
D．工业上采用电解熔融的MgCl2冶炼金属镁，电解熔融的Al2O3冶炼金属铝，故D正确；
故答案选C。
8．B
解析：A．碳酸氢钠溶解度较小，通入氨化的饱和食盐水中，析出晶体，A错误；
B．碘酸钾中含有碘元素，在食盐中加入制加碘食盐，B正确；
C．采用电解饱和食盐水在阳极上氯离子失去电子生成氯气，阴极上水中氢离子放电生成氢气，同时获得烧碱，C错误；
D．采用电解熔融氯化钠制取金属钠，D错误；
故选：B。
二、非选择题
9． a
【分析】阳极室产生氯气，阴极室产生氢气和氢氧化钠。
解析：阳极产生氯气，氯离子减少，多余的钠离子通过交换膜转移到阴极室，生成氢氧化钠，故离子交换膜只能通过钠离子；氯气在阳极室产生，逸出口为a；
故答案为：Na+；a。
10．(1) b X
(2)
(3) Pb
解析：（1）①氢氧燃料电池中氢气一极发生氧化反应为负极、氧气一极发生还原反应为正极，由电子流向可知，氧气从b口通入；电池工作时，阴离子向负极移动，故OH-向X极移动。
②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质可以传导O2-，则电池工作时负极电极反应为氢气失去电子生成水，反应为；
（2）由总反应可知，锌发生氧化反应为负极、氧化银发生还原反应为正极，故负极电极反应式：，则正极电极反应式：；
（3）①铅酸蓄电池中放电时铅金属发生氧化反应，故负极材料为Pb极。
②放电时负极电极反应为铅失去电子生成硫酸铅，为；充电时的阳极硫酸铅失去电子发生氧化反应生成氧化铅，反应式：