电化学计算-高考化学考前专项练习试题（含解析）

中小学教育资源及组卷应用平台
电化学计算
共18题，满分100分
题号 一 二 三 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请注意保持试卷整洁
一、单选题（共50分）
1．（本题5分）用NA表示阿伏伽德罗常数的数值，下列说法不正确的是
A．标准状况下，1.12L 1H2和0.2g2H2均含有0.1NA个质子
B．1mol Na2CO3晶体中含有的CO32-数目一定为NA
C．常温常压下，92g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA
D．惰性电极电解饱和食盐水，若电路中通过NA个电子，则阳极产生气体11.2L
2．（本题5分）我国科学家设计的间接电化学氧化法可同时去除烟气中的SO2和NO2，原理如图。下列说法正确的是
A．通过质子交换膜向m电极移动
B．NO2发生的反应：
C．n电极的电极反应式：
D．若产生22.4 L H2(标准状况下)，则气—液吸收柱中处理了64 g SO2
3．（本题5分）把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为
A．6:3:2 B．6:3:1 C．1:2:3 D．3:2:1
4．（本题5分）某学习小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述正确的是（ ）
A．K与M、N均断开，铁不会发生反应
B．K分别与M、N相连时，铁均受到保护
C．K与N相连时，碳棒上产生使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体
D．K与M相连时，每转移1mol电子Fe表面生成32gCu
5．（本题5分）2019年11月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取的绿色方法，原理如图所示(已知：，)。下列说法错误的是
A．X膜为选择性阳离子交换膜电极
B．催化剂可促进反应中电子的转移
C．1molO2完全反应，电极上流过
D．a极上的电极反应为：
6．（本题5分）我国科学家最近开发双功能催化剂CuWPt，促进甲醇燃料电池(DMFC)放电。某小组以设计甲醇燃料电池为电源采用电有机合成法制备己二腈，模拟装置如图所示。下列叙述正确的是
A．在甲池中滴加少量稀硝酸，能降低b极反应的活化能
B．工作时，甲池中H+由交换膜右侧向左侧迁移
C．阳极电极反应式为2CH2=CHCN+2H++2e =NC(CH2)4CN
D．32 g CH3OH完全反应时理论上乙池可制备2 mol NC(CH2)4CN
7．（本题5分）如图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图，下列说法错误的是
A．该仪器工作时酒精浓度越大，则电流强度越大
B．工作时电子流向为X→电解质→Y
C．检测结束后，X极区的pH减小，Y极区pH增大
D．电池总反应为2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O
8．（本题5分）下图是处理废水中苯酚的装置，回收利用苯后再排放。下列有关说法合理的是
A．a为负极，电极附近pH增大
B．该离子交换膜为阳离子交换膜
C．b电极反应式为
D．若有0.1mol电子通过导线，A、B两区域中液体质量改变量的和为0.2g
9．（本题5分）间接电氧化苯甲醇()合成苯甲醛()是一种绿色生产工艺。我国学者利用为媒介在酸性水溶液中合成苯甲醛，工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．电极b与电源正极相连
B．一段时间后，体系中浓度逐渐减小
C．生成时，有通过质子交换膜向b极移动
D．阳极的电极反应式为
10．（本题5分）H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，原理如图，下列叙述错误的是
A．电源的A电极是正极
B．a膜是阳离子交换膜，b膜是阴离子交换膜
C．X室的稀酸可以是稀硫酸，Y室的溶液M应为NaOH
D．忽略气体的溶解，X室产生0.1mol气体，理论上产品室溶液质量增加24.8g
二、判断题（共20分）
11．（本题4分）用惰性电极电解饱和食盐水，若阴极产生气体，则线路中通过个电子。(_______)
12．（本题4分）铅酸蓄电池工作时，当电路中转移电子时，负极增重。(_____)
13．（本题4分）电解熔融制，电路中通过的电子数为。(_______)
14．（本题4分）用惰性电极电解饱和食盐水，若线路中通过NA个电子，则阴极产生11.2 L气体
15．（本题4分）铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g。(_______)
三、解答题（共30分）
16．（本题10分）请从下图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验，要求测定产生的氢气的体积，并检验氯气。

(1)A极发生的电极反应式是 ，
B极发生的电极反应式是 。
（2）设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序为：
A接 、 接 ；B接 、 接 。
（3）证明产物中有Cl2的实验现象是 。
（4）已知电解后测得产生的H2的体积为44.8 mL(已经折算成标准状况)，电解后溶液的体积为50 mL，此时溶液中NaOH的物质的量浓度为： 。
17．（本题10分）如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：
(1)石墨电极(C)作 极，甲中甲烷燃料电池的负极反应式为 。
(2)若消耗2.24 L(标况)氧气，则乙装置中铁电极上生成的气体体积(标况)为 L。
(3)丙中以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、An等杂质)的电解精炼。下列说法正确的是___________(填字母)。
A．a电极为纯铜 B．粗铜接电源正极，发生还原反应
C．CuSO4溶液的浓度保持不变 D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(4)若丙中以稀H2SO4为电解质溶液，电极材料b为铝，则能使铝表面生成一层致密的氧化膜，该电极反应式为 。
(5)以铅蓄电池为电源，Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，铅蓄电池放电时，负极反应式为 。
18．（本题10分）如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：
（1）甲烷燃料电池负极反应式是 ；
（2）石墨(C)极的电极反应式为 ；
（3）若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成的气体体积为 L ，丙装置中阴极析出铜的质量为 g；
（4）某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图所示)，用于制Fe(OH)2，使用硫酸钠作电解质溶液，阳极选用 作电极。
参考答案：
1．D
【详解】A．标准状况下，1.12L1H2的物质的量为0.05mol，而0.2g2H2的物质的量也为0.05mol，而1H2和2H2中质子数均为2个，故0.05mol1H2和2H2均含0.1mol质子即0.1NA个，故A正确；B．碳酸钠由钠离子和碳酸根离子构成，1mol Na2CO3晶体中含CO32-数目一定为NA，故B正确；C．NO2和N2O4混合气体最简式相同为NO2，计算92gNO2中所含原子数=×3×NA=6NA ，故C正确；D．惰性电极电解食盐水，阳极电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，若电路中通过NA个电子，物质的量为1mol，则阳极产生气体0.5mol，不一定是标准状况，气体体积不一定是11.2L，故D错误；故答案为D。
2．B
【分析】由图可知，H+在n电极得到电子，变为H2，n为阴极，电极反应式为，Ce3+在m电极失去电子变为Ce4+，m为阳极， SO2、NO2被Ce4+氧化为、从而被除去。
【详解】A．m为阳极，H+通过质子交换膜向阴极（电极n）移动，故A错误；
B．NO2被Ce4+氧化为，离子方程式为：，故B正确；
C．n为阴极，电极反应式为，故C错误；
D．n极电极反应式为：，若产生22.4 L H2(标准状况下)，转移电子数为2mol，SO2被Ce4+氧化为，反应的离子方程式为：，当转移2mol电子时，消耗1molSO2，质量为64g，但实际上SO2、NO2同时与Ce4+反应，因此处理的SO2小于64 g，故D错误；
故选B。
3．A
【详解】三个电解槽串联，则转移的电子数相等，设均转移6mole-，由K++e-═K、Mg2++2e-═Mg、Al3++3e-═Al，则6e-～6K～3Mg～2Al，所以析出钾、镁、铝的物质的量之比为6：3：2，故选A。
4．C
【分析】K与M、N均断开，发生的是化学腐蚀，铁和氯化铜反应生成铜；K与M相连形成原电池，铁做负极被腐蚀，K与N相连时形成电解池，铁做阴极被保护；以此解答。
【详解】A．K与M、N均断开，发生的是化学腐蚀，铁和氯化铜反应生成铜，离子方程式为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，故A错误；
B．K与M相连形成原电池，铁做负极被腐蚀，K与N相连时形成电解池，铁做阴极被保护，故B错误；
C．K与N相连时形成电解池，碳棒是阳极，溶液中氯离子失电子生成氯气，2Cl 2e =Cl2↑，氯气和碘化钾反应生成碘单质，使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，故C正确；
D．K与M相连时，铁做原电池负极失电子生成亚铁离子，碳棒上是溶液中的铜离子得到电子析出铜，则铜不会在铁表面析出，故D错误；
故选C。
5．C
【分析】由图示可知左边a电极通入氢气为负极，被氧化生成氢离子，电极方程式为：，氢离子经过X膜进入多孔固体电解质中，则X膜为选择性阳离子交换膜，右边b电极通入氧气为正极，被还原生成，反应为O2+2e-+H2O=OH-+，和OH-经过Y膜进入多孔固体电解质中，则Y膜为选择性阴离子交换膜，总反应为：H2+O2=H2O2，据此进行回答。
【详解】A．结合以上分析可知，X膜为选择性阳离子交换膜电极，故A正确；
B．催化剂可以加快反应速率，可以促进反应中电子的转移，故B正确；
C．根据总反应H2+O2=H2O2可知，消耗1mol氧气，转移电子2mol，所以1molO2完全反应，电极上流过，故C错误；
D．结合以上分析可知，a极上的电极反应为：，故D正确；
故选C。
6．A
【分析】根据题意可知，左侧为甲醇燃料电池，冲入甲醇的一极为负极，即a电极为负极，b电极为正极；右侧为电解池，e与电源正极相连，为阳极，d与电源负极相连，为阴极。
【详解】A．观察图示中反应可知，硝酸作催化剂，促进正极反应，A项正确；
B．甲池是原电池，放电时氢离子向正极迁移，即氢离子向b极迁移，B项错误；
C．e极为阳极，阳极反应式为2H2O 4e =4H++O2↑，d极为阴极，阴极反应式为2CH2=CHCN+2H++2e =NC(CH2)4CN，C项错误；
D.32gCH3OH的物质的量为1mol，甲池中负极反应式为CH3OH+H2O 6e =CO2↑+6H+，n(CH3OH)=1mol，则n(e )=6mol，根据d电极反应可知，理论上消耗1 mol CH3OH可制备3 mol NC(CH2)4CN，D项错误；
综上所述答案为A。
7．B
【分析】燃料电池中酒精通入的X极是负极，发生氧化反应生成乙醛；氧气通入的Y极是正极，发生还原反应，与从负极过来的H+结合生成H2O。
【详解】A．该仪器工作时酒精浓度越大，单位时间内参与氧化反应的乙醇越多，转移电子数越多，则电流强度越大，A正确；
B．电子在电极与外电路移动，电解质内没有电子通过，工作时电子流向为X→外电路→Y，B错误；
C．据分析，检测结束后，X极区是酒精失去电子生成乙醛和氢离子，溶液pH减小，Y极区是氧气得到电子结合H+，pH增大，C正确；
D．据分析，电池总反应是酒精与氧气的反应，反应方程式为2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O，D正确；
故选B。
8．B
【详解】A．a极为苯酚C6H6O变为C6H6，碳原子的化合价由价变为价，化合价降低，得到电子，a极为正极，电极反应式为：，电极附近pH增大，A错误；
B．自由移动的离子为，阳离子向正极移动，则离子交换膜为阳离子交换膜，从右向左移动，B项正确；
C．b电极为负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为：，C项错误；
D．由电极反应可知：系统中没有气体逸出也没有固体析出，根据质量守恒定律，液体质量应该保持不变的，D项错误；
答案选B。
9．C
【详解】A．a电极上，发生氧化反应，电极a为阳极，则电极b为阴极，电极a
与电源正极相连，电极b与电源负极相连，故A错误；
B．阳极上放电生成，溶液中又还原生成，阴极上相当于2+2++2H+产生的氢离子放电，体系中浓度不变，故B错误；
C．由2+2++2H+可知，生成0.2mol时转移电子为0.4mol，则有通过质子交换膜向阴极极移动，故C正确；
D．阳极的电极反应式为，故D错误；
故选：C。
10．D
【分析】从图中可以看出，原料室中的通过b膜进入产品室，则X室中的H+通过a膜进入产品室；原料室中的Na+通过c膜进入Y室，则石墨电极为阳极，铂电极为阴极。
【详解】A．由分析可知，石墨电极为阳极，则与石墨电极相连的电源的A电极是正极，A正确；
B．由分析可知，H+通过a膜，则a膜是阳离子交换膜，通过b膜，则b膜是阴离子交换膜，B正确；
C．在X室，H2O失电子生成O2和H+，则稀酸可以是稀硫酸，在Y室，H2O得电子生成H2和OH-，原料室中的Na+通过c膜进入Y室，则溶液M应为NaOH，C正确；
D．忽略气体的溶解，X室产生0.1mol气体(O2)，则转移电子为0.4mol，有0.4molH+进入产品室，发生反应H++=H3BO3+H2O，理论上产品室溶液质量增加0.4mol×(62+18)=32g，D错误；
故选D。
11．错误
【详解】进行气体体积计算时必须指明标况，题中没有指明，故说法错误。
12．正确
【详解】负极反应式为：Pb+SO-2e-=PbSO4，负极增重的质量为硫酸根离子的质量，电路中转移0.1mol电子，负极增重=4.8g，正确。
13．错误
【详解】电解熔融MgCl2过程中，1mol镁离子得2mol电子生成1molMg，想要制2.4gMg，可知n(Mg)0.1mol，则电路中通过的电子数为0.1mol×2×NA mol-1=0.2NA，故错误。
14．错误
【详解】用惰性电极电解饱和食盐水，阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑，当线路中通过NA个电子时，生成0.5mol氢气，但题目未说明是标准状况下，则气体的体积不确定，故错。
15．错误
【详解】由铅蓄电池负极反应：Pb+-2e =PbSO4↓，知反应后负极由Pb转化为PbSO4，增加质量，由电极反应得关系式：Pb~PbSO4~2e-~△m=96 g，知电路通过2 mol电子，负极质量增加96 g，题干说法错误。
16． 2H++2e-=H2↑ 2Cl--2e-= Cl2↑ G F H D E C 淀粉碘化钾溶液变蓝色 0.08m0l/L
【分析】根据电解原理，判断电极材料的阴阳极，根据氢气和氯气的性质判断仪器的连接顺序，根据化学反应方程式和c=n/V计算浓度。
【详解】(1)A电极材料是铁，铁是活泼金属,B电极材料是碳棒，属于惰性电极，所以电解饱和食盐水时，铁做阴极与电源的负极相连，发生还原反应，其电极反应式为：2H++2e-=H2↑；碳棒端做阳极和电源的正极相连，发生氧化反应，其电极反应式为：2Cl--2e-= Cl 2↑答案：2H++2e-=H2↑；2Cl--2e-= Cl2↑；
(2)A极上产生的是氢气，密度比空气小，用排水法收集氢气，短导管为进气管，长导管为出水管，所以连接顺序为A→G→F；因为收集的氢气体积大于25mL,,所以要用100mL的量筒收集水，所以F连接H；B极上产生的气体是氯气,要检验氯气,可通过淀粉碘化钾溶液检验,氯气有强氧化性，能和碘化钾反应生成碘，碘遇淀粉变蓝色，氯气的密度大于空气，，所以长导管为进气管,短导管为出气管；氯气有毒不能直接排空污染大气，且氯气和碱反应生成无毒物质，所以可用碱液吸收多余的氯气,所以连接顺序为B→D→E→C；因此，本题正确答案是： G 、F H ； D E C 。
(3)因为Cl2+KI=I2+2KCl，碘遇淀粉变蓝色，所以观察到的现象是：淀粉碘化钾溶液变蓝色；因此，本题正确答案是：淀粉碘化钾溶液变蓝色.。
(4)2NaCl+2H2O=Cl2↑ + H2↑ + 2NaOH
22.4L 2mol
0.0448L 0.004mol
c=n/V=0.004mol /0.05Ll=0.08m0l/L
因此，本题正确答案是： 0.08m0l/L。
17．(1) 阳 CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O
(2)4.48L
(3)AD
(4)2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+
(5)Pb+SO-2e-=PbSO4
【详解】（1）燃料电池中，负极上投放燃料，所以投放甲烷的电极是负极，则乙池中铁为阴极，C为阳极；负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为： 。
（2）串联电池中转移电子数相等，若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则转移电子的物质的量为，乙装置中铁电极上氢离子放电生成氢气，每生成1mol氢气转移2mol电子，转移0.4mol电子会生成0.2mol氢气，即标准状况下4.48L，故答案为4.48；
（3）电解精炼时粗铜做阳极，发生氧化反应，精铜做阴极，阴极上发生还原反应；电解时，溶液中的阳离子发生变化，铜离子浓度逐渐减小，锌离子等浓度逐渐增大；粗铜中的不活泼金属不能失电子，以阳极泥的形式沉积在阳极附近，故答案为AD；
（4）电解池的阳极材料是铝时，则该电极反应是铝本身失电子的过程，该溶液为酸性溶液，且能使铝表面生成一层致密的氧化膜，该氧化膜为，所以该电极反应式为为。
（5）铅蓄电池放电时负极发生氧化反应失去电子，Pb作负极失去电子变成，但溶液中有硫酸根，会生成难溶物硫酸铅，所以负极反应式为：
18． CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 2Cl--2e-=Cl2↑ 4.48L 12.8 铁
【详解】试题分析：（1）甲烷燃料电池，甲烷在负极反应，方程式：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。
（2）甲中氧气一极为正极，甲烷一极为负极，故乙中铁极为阴极，石墨为阳极，反应：2Cl--2e-=Cl2。
（3）标准状况下，2.24 L氧气物质的量=0.1mol，转移电子0.4mol，铁极反应：2H++2e-=H2，故生成0.2mol氢气，体积=0.2×22.4=4.48L；据转移电子相等，丙中阴极反应：Cu2++2e-=Cu，析出铜物质的量是0.2mol，质量=0.2×56=12.8g。
（4）为生成二价铁，阳极需用铁作电极。
考点：考查电解池和原电池
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)