高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池复习练习题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池复习练习题，共8页。试卷主要包含了01 ml等内容，欢迎下载使用。


A.Y极为电池的负极
B.X极的电极反应为CH3OH+H2O-6e- CO2↑+6H+
C.若常温下用该电池电解100 mL KCl溶液至pH=12时,则该电池质子交换膜迁移的H+为0.01 ml
D.空气以20%(体积分数)为氧气计算,X极每消耗1 ml甲醇,Y极必消耗168 L空气中的氧气
2.(2020湖北随州一中高二上期中,)一种碳纳米管能够吸附氢气,用这种材料制备的电池其原理如图所示,该电池的电解质溶液为6 ml·L-1KOH溶液。下列说法中不正确的是(深度解析)
A.放电时镍电极作负极
B.放电时K+移向镍电极
C.放电时碳电极的电极反应为H2-2e-+2OH- 2H2O
D.该反应过程中KOH溶液的浓度基本保持不变
3.(2020山东德州高二上期中,)利用太阳能电池,将CO2转化成燃料气体(CO),用可传导H+的固体作电解质,装置如图所示。下列推断不正确的是( )
A.a为阳极
B.b的电极反应为CO2+2e-+2H+ CO+H2O
C.产生11.2 L O2,导线中转移2 ml电子
D.H+由质子交换膜的左侧向右侧迁移
4.(2020江苏南通高二上第一次质检,)某微生物脱盐池的装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.电子由石墨电极流出
B.生物膜电极反应为CH3COO-+2H2O+8e- 2CO2↑+7H+
C.X、Y依次为阴离子、阳离子选择性交换膜
D.该装置可以将电能转化为化学能
5.(2020福建福州八县一中高二上期中,)清华大学王晓琳教授首创三室电解法制备LiOH,其工作原理如图所示,下列说法不正确的是( )
A.X电极连接电源正极
B.M为阴离子交换膜
C.Y电极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-
D.制备2.4 g LiOH产生的H2在标准状况下为1.12 L
6.(2020福建师大附中高二上期末,)下列装置为锂钒氧化物二次电池,其成本较低,且对环境无污染:V2O5+xLi LixV2O5。在如图中用该电池电解含镍酸性废水可得到单质镍。下列说法正确的是( )
A.该电池充电时,B电极的电极反应为LixV2O5-xe- V2O5+xLi+
B.锂钒氧化物二次电池可以用LiCl水溶液作电解液
C.电解过程中,b中NaCl溶液的物质的量浓度会增大
D.当锂钒氧化物二次电池中有7 g Li参与放电时,转移电子数为0.5NA
7.(2020重庆一中高二上期中,)工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是( )
已知:①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解;②氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)。
A.碳棒上发生的电极反应:4OH--4e- O2↑+2H2O
B.电解过程中,B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少
C.为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水的pH
D.若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解总反应的方程式发生改变
8.(2020湖南常德模拟,)南开大学李福军研究团队以氮化碳(C3N4)作为Li-O2可充电电池的光电极,极大提升了电池的能量效率,为空气电池的发展提供了研究新思路。其工作原理如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.充电时,光电极作阳极
B.放电时,Li+向负极移动
C.该电池不可用LiClO4的水溶液作电解质溶液
D.放电时,正极反应为O2+e-+Li+ LiO2,LiO2+e-+Li+ Li2O2
9.(2020河南滑县高二上期末,)已知一种高能锂离子电池的总反应为2Li+FeS Fe+Li2S,电解液为含LPF6·SO(CH3)2的有机溶液(Li+可自由通过)。以该锂离子电池为电源电解废水获得单质镍的工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.该锂离子电池的正极反应为FeS+2Li++2e- Fe+Li2S
B.X电极与锂离子电池的正极相连
C.电解过程中c(BaCl2)增大
D.若去掉阳离子交换膜,将左室和中室合并,则碳棒的电极反应不变
10.()锂离子电池又称为“摇摆电池”,广泛应用于电动自行车等,其充放电过程就是锂离子的嵌入和脱嵌过程(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,负极用插入或脱插表示),即充放电过程就是锂离子在正、负极间往返运动而形成电流。其装置结构简图如图所示(电解液为溶有LiPF6的碳酸酯类溶剂,隔膜为仅锂离子能通过的高分子膜),工作原理为C6Li+Li(1-x)MO2 LiMO2+C6Li(1-x)(M代表过渡元素),则下列说法错误的是( )
A.电池放电时,正极为石墨
B.锂离子电池的优点是质量小,电容量大,可重复多次使用
C.电池充电时阳极的反应为LiMO2-xe- Li(1-x)MO2+xLi+
D.锂离子电池的电解液不能是水溶液,因为锂是活泼金属,能与水反应
答案全解全析
1.B X极为负极、Y极为正极,A错误;X极为负极,电极反应为CH3OH+H2O-6e- CO2↑+6H+,B正确;根据2KCl+2H2O 2KOH+H2↑+Cl2↑知,若常温下以该电池电解100 mL KCl溶液至pH=12时,生成的n(KOH)=0.01 ml/L×0.1 L=0.001 ml,则该电池质子交换膜迁移的H+为0.001 ml,C错误;温度和压强未知,无法计算空气的体积,D错误。
2.A 根据题图,NiO(OH)转化为Ni(OH)2,Ni元素的化合价降低,发生还原反应,因此镍电极是正极,电极反应为NiO(OH)+H2O+e- Ni(OH)2+OH-,碳电极是负极,电极反应为H2+2OH--2e- 2H2O,A错误、C正确;放电时,该电池为原电池,正极上NiO(OH)得电子发生还原反应,电解质溶液中阳离子向正极移动,所以K+向镍电极移动,B正确;总反应为2NiO(OH)+H2 2Ni(OH)2,该反应过程中KOH溶液的浓度基本保持不变,D正确。
反思升华 明确各个电极的种类和发生的反应是解答本题的关键。要注意NiO(OH)和Ni(OH)2难溶于水,溶液中的氢氧根离子浓度不变。
3.C 水发生失去电子的氧化反应生成氧气,所以a为电解池的阳极,A正确;由装置图可知,b电极上CO2得电子生成CO,电极反应为CO2+2e-+2H+ CO+H2O,B正确;a电极反应为2H2O-4e- O2↑+4H+,每生成1 ml O2,导线中转移4 ml电子,若导线中转移2 ml电子则生成0.5 ml O2,标准状况下的体积为11.2 L,但没有指明气体所处状况,所以0.5 ml O2的体积不一定为11.2 L,C错误;左侧阳极电极反应为2H2O-4e- O2↑+4H+,生成了H+,右侧阴极电极反应为CO2+2e-+2H+ CO+H2O,消耗了H+,所以电解池工作时H+由质子交换膜的左侧向右侧迁移,D正确。
4.C 微生物脱盐池的装置是将废水中的有机物CH3COO-的化学能转化为电能的装置,即为原电池,由题图知石墨为正极,生物膜为负极,正极发生还原反应,负极发生氧化反应,负极反应为CH3COO-+2H2O-8e- 2CO2↑+7H+,原电池内电路中,阳离子通过阳离子交换膜Y移向正极,阴离子通过阴离子交换膜X移向负极,从而使海水中NaCl含量减少形成淡水,达到脱盐的目的。
5.C 由题图可知右室获得LiOH,应是水放电生成氢气与氢氧根离子,发生还原反应,则Y为阴极、X为阳极,X电极与电源正极相连,A正确;X为阳极,电极反应为2H2O-4e- 4H++O2↑,硫酸根离子通过M移向左室,M为阴离子交换膜,B正确;Y为阴极,水放电生成氢气与氢氧根离子,电极反应为2H2O+2e- 2OH-+H2↑,C错误;制备2.4 g LiOH,n(OH-)=n(LiOH)=2.4 g÷24 g/ml=0.1 ml,阴极电极反应为2H2O+2e- 2OH-+H2↑,则n(H2)=0.05 ml,标准状况下氢气体积为0.05 ml×22.4 L/ml=1.12 L,D正确。
6.C 该电池充电时,B电极为阴极,阴极上是Li+得电子发生还原反应生成Li,A错误;Li是活泼金属,能与水反应,所以锂钒氧化物二次电池不能用LiCl水溶液作电解液,B错误;电解过程中,a中Na+透过阳离子膜进入b中,c中Cl-透过阴离子膜进入b中,使b中NaCl溶液的物质的量浓度增大,C正确;7 g Li的物质的量为7 g7 g/ml=1 ml,当锂钒氧化物二次电池中有7 g Li参与放电时,转移电子为1 ml,转移电子数为NA,D错误。
7.B 由题图知,碳棒与电源正极相连是电解池的阳极,电极反应为4OH--4e- 2H2O+O2↑,A正确;镀镍铁棒与电源负极相连是电解池的阴极,电极反应为Ni2++2e- Ni,电解过程中为平衡A、C中的电荷,A中的Na+和C中的Cl-分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B中,则B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大,B错误;因Ni2+在弱酸性溶液中易发生水解,氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度),为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水的pH,C正确;若将题图中阳离子交换膜去掉,由于Cl-先放电,则Cl-移向阳极放电:2Cl--2e- Cl2↑,电解总反应的方程式会发生改变,D正确。
8.B 充电时光电极上Li2O2生成锂离子和氧气,发生氧化反应,作阳极,A正确;放电时,Li+向正极移动,B错误;活泼电极锂与水反应,所以不可用LiClO4的水溶液作电解质溶液,C正确;放电时,正极发生还原反应,正极反应为O2+e-+Li+ LiO2,LiO2+e-+Li+ Li2O2,D正确。
9.D 锂离子电池中,FeS所在电极为正极,正极反应为FeS+2Li++2e- Fe+Li2S,A正确;用该电池为电源电解含镍酸性废水,并得到单质Ni,镍离子得到电子发生还原反应,则镀镍碳棒为阴极,碳棒为阳极,所以X与电池的正极相接,B正确;镀镍碳棒与电源负极相连,是电解池的阴极,电极反应为Ni2++2e- Ni,为平衡阳极区、阴极区的电荷,Ba2+和Cl-分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜移向1% BaCl2溶液中,使BaCl2溶液的物质的量浓度不断增大,C正确;若将题图中阳离子交换膜去掉,由于Cl-优先于OH-放电,则Cl-移向阳极放电:2Cl--2e- Cl2↑,碳棒的电极反应会发生改变,D错误。
10.A 电池放电时,电子从石墨电极流出,则石墨为负极,A错误;锂离子电池是新型的高能电池,质量小,电容量大,可重复多次使用,B正确;电池充电时,阳极是LiMO2失电子发生氧化反应生成Li(1-x)MO2和Li+,电极反应为LiMO2-xe-
Li(1-x)MO2+xLi+,C正确;锂离子电池的电解液不能是水溶液,因为锂是活泼金属,能与水反应,D正确。