2021-2022学年高二化学鲁科版（2019）寒假作业（2）化学能与电能

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 （2）化学能与电能1.海洋电池大规模用于灯塔等海边或岛屿上的小规模用电，海洋电池总反应为，该电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。下列说法错误的是(   )A.该电池只需更换铝板就可继续使用B.以网状的铂为正极，能增大与氧气的接触面积C.电池工作时，电子由铂电极沿导线流向铝电极D.负极的电极反应式为2.铜是人类最早发现和使用的金属之一，铜及其合金的用途广泛。粗铜中含有少量铁、锌、镍、银、金等杂质，工业上可用电解法精炼粗铜制得纯铜（已知：氧化性），下列叙述正确的是(   )A.粗铜作阳极，其电极反应式：B.电解过程中，电解质溶液中不变C.电解后，阴极上还附有极少量的Fe和Ni D.电解后，可用阳极泥来提炼金、银等贵金属3.使用氢氧燃料电池的公共汽车已在北京街头出现。下列有关某种以30%KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池的说法中，不正确的是(   )A.正极反应：B.负极反应：C.当正极消耗时，负极消耗（相同条件下）D.氢氧燃料电池不仅能量转化率高，而且产物是水，属于环境友好电池4.利用电解法将转化为的原理如图所示。下列说法正确的是(   )A.电解过程中，由a极区向b极区迁移B.电极b上的电极反应为C.电解过程中化学能转化为电能D.电解时溶液浓度保持不变5.银锌纽扣电池如图，电池总反应为，下列说法正确的是(   )A.锌作负极B.电池工作时，电流从Zn经导线流向C.正极发生还原反应D.负极的电极反应式为6.等物质的量的和溶于水形成混合溶液，用石墨电极电解此溶液，经过一段时间后，阴、阳两极收集到的气体体积之比为3:2。下列说法正确的是(   )A.阴极反应为B.阳极始终发生反应：C.两极共生成两种气体D.向电解后溶液中通入适量的HCl可使溶液恢复到电解前的状态7.我国科研工作者研发了电解熔融甲硫醇钠（）制备杀虫剂的方法，克服了常规合成法造成的污染，并大幅度提高了原料转化率。基本原理如图所示，A、B为惰性电极，在A电极产生，下列说法错误的是(   )A.M极为电源的正极，B极为电解池的阴极B.A极的电极反应： C.装置中的离子交换膜为阳离子交换膜D.该装置工作一段时间，右侧电极室中NaOH浓度增大8.我国科学家研制了一种新型的高比能量镁一次氯酸盐电池，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是(   )A.电池工作时，向a电极迁移B.a电极的电极反应式为C.该电池总反应为D.溶液中每增加，电路中转移个电子9.环氧乙烷()常用于医用消毒，一种制备方法为使用惰性电极电解KCl溶液，用交换膜将电解液分为阴极区和阳极区，其中一区持续通入乙烯；电解结束，移出交换膜，两区混合反应：。下列说法错误的是(   )A. 乙烯应通入阴极区B. 移出交换膜前存在反应C. 使用交换膜阻止通过，可使生成区的pH逐渐增大D. 制备过程的总反应为： 10.以惰性电极电解和NaCl的混合溶液，两电极上产生的气体（标准状况下测定）体积如图所示，下列有关说法正确的是(   )A.a表示阴极上产生的气体，前产生的为B.原溶液中和NaCl物质的量之比为1:2C.若时溶液的体积为1L，此时溶液的D. 若原溶液体积为1L，则原溶液中的物质的量浓度为11.燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。（1）以多孔铂为电极，如图甲装置中A、B口分别通入和构成乙醇燃料电池，则b电极是________（填“正极”或“负极”），该电池的负极电极反应式为________。（2）科学家研究了转化温室气体的方法，利用图乙所示装置可以将转化为气体燃料CO，该电池负极反应式为________。（3）铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和，电解液为硫酸。该电池总反应式为。（已知：硫酸铅为不溶于水的白色沉淀，生成时附着在电极上）①该蓄电池放电时，电解质溶液中阴离子移向________（填“正极”或“负极”）；②正极附近溶液的酸性________（填“增强”“减弱”或“不变”），当外电路通过1mol电子时，理论上正极板的质量增加________g。12.回答下列问题：（1）高铁酸钾（）是一种新型、高效、多功能水处理剂，它氧化性能好，且无二次污染，属于绿色处理剂，爱迪生蓄电池反应为，可用图1装置制取少量高铁酸钠。①此装置中爱迪生蓄电池的负极是______（填“a”或“b”），该电池工作一段时间后必须充电，充电时生成的反应类型是__________。②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式：_____________。（2）二氧化氯（）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出的用电解法制取的新工艺。①阳极产生的电极反应式：______________。②当阴极产生标准状况下112mL气体时，通过阳离子交换膜的离子的物质的量为_______。


  答案以及解析1.答案：C解析：该电池中铝板为负极，工作时铝板不断反应而溶解，所以一段时间后，更换铝板就可以继续使电池工作，故A正确；铂做成网状的目的是增大与氧气的接触面积，故B正确；电池工作时，电子由负极流向正极，即从铝电极沿导线流向铂电极，故C错误；电池工作时，负极为Al，发生氧化反应，电极反应式为，故D正确。2.答案：D解析：阳极发生氧化反应，其电极反应式：、、、，故A错误；电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni、Cu，阴极析出的是铜，所以溶液中铜离子浓度减小，故B错误；由于氧化性，阴极上析出的是铜，和不能得电子析出，故C错误；粗铜中含有少量铁、锌、镍、银、金等杂质，作阳极，金、银不失电子，沉降在电解池底部形成阳极泥，所以可用阳极泥来提炼金、银等贵金属，故D正确。3.答案：C解析：碱性氢氧燃料电池中，通入氧气的电极是正极，该极上氧气发生得电子的还原反应，正极反应为，故A正确；负极上消耗的是氢气，所以电极反应式为，故B正确；只有相同条件下且两者都是气体时，符合当正极消耗时，负极消耗，故C错误；在燃料电池工作时，化学能大多数转化为电能，能量转化率高，并且由总反应知，氢氧燃料电池的产物是水，水对环境没有污染，所以属于环境友好电池，故D正确。4.答案：A解析：图中装置为电解池，由a极生成可以判断出a为阳极，则b为阴极，该电极反应为，电解过程中，阳离子向阴极移动，则由a极区向b极区迁移，A项正确、B项错误；电解过程中电能转化为化学能，C项错误；a极的电极反应为，溶液中的水被消耗，所以溶液的浓度增大，D项错误。5.答案：AC解析：Zn失电子发生氧化反应而作负极，故A正确；原电池中电流从正极沿导线流向负极，该原电池中Zn是负极、是正极，所以放电时电流从经导线流向Zn，故B错误；正极上得电子，发生还原反应，故C正确；碱性条件下，锌发生失电子的氧化反应生成，所以负极反应式为，故D错误。6.答案：A解析：等物质的量的和溶于水形成混合溶液，发生反应，，混合后溶液中溶质为等物质的量的氯化钾、硝酸钾，据此分析。用石墨电极电解此溶液，阴极发生还原反应：，故A正确；若阳极始终发生反应，阴、阳两极产生的气体的体积比为1:1，与题干矛盾，故B错误；阳极首先是氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为，然后是氢氧根离子放电，电极反应式为，阴极发生还原反应：，一段时间后，阴、阳两极产生的气体的体积比为3:2，说明阳极生成氯气、氧气，阴极生成氢气，故C错误；电解的本质为电解氯化氢、电解水，仅向电解后的溶液中通入适量的HCl，不能使溶液恢复到电解前的状态，故D错误。7.答案：B解析：由题图可知，熔融甲硫醇钠在阳极失电子，发生氧化反应，生成，则A极为电解池的阳极，M极为电源的正极，B极为电解池的阴极，故A正确；A极为电解池的阳极，电极反应为，故B错误；电解过程中阳极区的钠离子通过离子交换膜移向阴极，所以装置中的离子交换膜为阳离子交换膜，故C正确；该装置工作一段时间，右侧电极室中得电子发生还原反应，生成和，钠离子通过离子交换膜移向阴极，所以NaOH浓度增大，故D正确。8.答案：B解析：由题图可知在a电极得电子发生还原反应生成，a电极作正极，电极反应式为，故B正确；b电极作负极，电极反应式为，则电池总反应式为，故C错误；原电池中阴离子向负极移动，所以电池工作时，向b电极迁移，故A错误；由a电极发生的反应可知，每转移1mol电子，理论上生成，故D错误。9.答案：AC解析：用惰性电极电解KCl溶液时，阳极上电极反应式为，阳极附近氯气和水反应生成HClO，和HClO发生加成反应生成，所以通入乙烯的电极区为生成氯气的电极区，即电解池阳极区，故A错误；和HClO发生加成反应生成，HClO由氯气和水反应得到，所以移出交换膜前存在反应，故B正确；阳极上生成氯气，氯气和水反应生成酸，导致溶液酸性增强，溶液的pH减小，故C错误；电解池总反应式为，氯气和水反应化学方程式为，和乙烯反应的化学方程式为，两区混合反应的化学方程式为，将这几个化学方程式相加得到制备总反应为，故D正确。10.答案：C解析：用惰性电极电解和NaCl的混合溶液，第一阶段，阳极上放电、阴极上放电，所以a表示阳极上产生的气体，前产生的为，故A错误；第一阶段，阳极上放电、阴极上放电，产生氯气112mL即0.005mol时，消耗氯离子0.01mol，转移电子是0.01mol，第二阶段阳极上是氢氧根离子放电，时产生氧气56mL即0.0025mol，转移电子是0.01mol，此时阴极上铜离子消耗完，放电开始产生氢气，铜离子放电时转移电子是0.02mol，所以消耗的铜离子是0.01mol，原溶液中和NaCl物质的量之比为1:1，故B错误；时完全放电，阳极上氯离子放电完毕后，氢氧根离子放电， ，时产生氧气56mL即0.0025mol，转移电子是0.01mol，消耗氢氧根离子是0.01mol，所以，故C正确；若原溶液体积为1L，则原溶液中的物质的量浓度等于铜离子浓度为，故D错误。11.答案：（1）正极；（2）（3）①负极；②减弱；32解析：（1）燃料电池中通入燃料的一极作负极，通入氧化剂的一极作正极，B口通入，则b电极是正极，该电池的负极电极反应式为。（2）根据题图乙中电子转移分析出M为负极，N为正极，在电池负极上失电子生成，其电极反应式为。（3）①该蓄电池放电时，阴离子移向负极。②正极电极反应式为，因此正极附近溶液的酸性减弱。根据电极反应式知转移2mol电子，正极上变为，增加的质量相当于的质量即64g，因此当外电路通过1mol电子时，理论上正极板的质量增加32g。12.答案：（1）①a；氧化反应②（2）①②0.01mol解析：（1）①电解时，Fe作阳极失电子生成，阳极接电源的正极，所以b是电池正极，a是负极；充电时，失电子生成，发生氧化反应。②阳极上铁失电子和氢氧根离子反应生成高铁酸根离子和水，电极反应式为。（2）①阳极发生氧化反应，由题意可知，氯离子放电生成，由原子守恒和电荷守恒可知，有水参加反应，同时生成氢离子，阳极电极反应式为。②在阴极发生反应，氢气的物质的量为，则转移电子0.01mol，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价的离子，故通过交换膜的阳离子的物质的量为0.01mol。