鲁科版高中化学选择性必修第一册第1章化学反应与能量转化微专题1原电池电解池的比较与判定作业含解析

微专题1 原电池、电解池的比较与判定

见学用《作业本》111页

基础达标练

1.下列叙述正确的是(     )

A.在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应

B.用惰性电极电解 溶液,阴、阳两极产物的物质的量之比为1:2

C.用惰性电极电解饱和 溶液,若有 电子转移,则生成

D.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀

答案：

解析：原电池的负极和电解池的阳极都发生失电子的氧化反应,A项错误;

电解 溶液的实质是电解水,在阴、阳两极分别产生 和 ,两者的物质的量之比为2:1,B项错误;

根据电解饱和 溶液的化学方程式： 可知,若有 电子转移,则生成 项正确;

镀层破损后,镀锌铁板中,锌比铁活泼,锌作原电池的负极,铁作正极被保护,而镀锡铁板中,铁比锡活泼,铁作原电池的负极,更易被腐蚀,D项错误。

2.某小组为研究电化学原理设计如图装置。下列叙述错误的是 (     )

A. 和 不连接时,铁片质量会增加

B. 和 用导线连接时,正极发生的电极反应为

C.无论 和 是否连接,铁片均被腐蚀

D. 和 分别连接电源正、负极时, 电极发生的电极反应为

答案：

解析： 和 不连接时,铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜单质,铁片质量增加,A项正确;

和 用导线连接时,组成原电池, 为正极,电极反应为 项正确;

无论 和 是否连接,均发生氧化还原反应: ,铁片均被腐蚀,C项正确;

和 分别连接电源正、负极时, 电极为阳极,电极反应为 项错误。

3.如图所示,把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中,先观察到酚酞变红现象的区域分别是(     )

A.Ⅰ和ⅢB.Ⅰ和Ⅳ

C.Ⅱ和ⅢD.Ⅱ和Ⅳ

答案：

解析：题图中左侧装置为原电池, 为负极,电极反应式为 为正极,电极反应式为 电极附近 不断增大,所以区域Ⅰ先变红;

右侧装置为电解池, 为阳极,电极反应式为 为阴极,电极反应式为 在阴极不断被还原,则 电极附近 不断增大,所以区域Ⅳ先变红。

4.全钒电池以惰性材料作电极,在电解质溶液中发生的总反应如下: 下列说法中正确的是(     )

A.当电池放电时, 被氧化

B.放电时,负极反应式为

C.充电时,阳极附近溶液由绿色逐渐变为紫色

D.放电过程中,正极附近溶液的 变大

答案：

解析：当电池放电时 元素的化合价由+5变为 被还原,故A错误;

放电时,负极上 失电子生成 负极反应式为 故B错误;

充电时,阳极发生氧化反应, 阳极附近溶液由蓝色逐渐变为黄色,故C错误;

放电过程中,正极反应式为 正极附近溶液的 变大,故D正确。

5. 、 是多孔石墨电极,某同学按图示装置进行如下实验：断开 ,闭合 一段时间,观察到两支玻璃管内都有气泡将电极包围,此时断开 ,闭合 ,观察到电流计的指针有偏转。下列说法不正确的是(     )

A.断开 ,闭合 一段时间,溶液的 变大

B.断开

C.断开 闭合 时, 极上的电极反应式为

D.断开 闭合 时, 向 极移动

答案：

解析：当断开 闭合 时为电解池,此时根据电源判断 极为阳极, 极为阴极,相当于电解水, 极的电极反应式为 ,故A、C项正确;

当断开 闭合 时,题给装置为氢氧燃料电池, 极为正极,电极反应式为 极为负极,电极反应式为 ,故D项正确、B项不正确。

6.（2020辽宁沈阳高二月考）某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验研究。

（1）利用下图装置探究金属的电化学腐蚀,接通电路发现灵敏电流计指针发生偏转,盐桥中 向  槽（填“ ”“ ”或“ ”）移动。写出正极的电极反应：  。

（2）如何检验 槽中生成的阳离子?  。

（3）在 槽中欲实现 的反应,则电极  （填 或 ）一定是铜电极。 槽中电解质 可以是  （填选项）。

A. B.

C. D.

答案： （1）  ;

（2）取 槽中溶液少量,加入硫氰化钾溶液,无现象,再通少量氯气,溶液变红色,说明有亚铁离子生成

 （3）   ;

解析：（1）装置 构成原电池,铁电极是负极,石墨电极是正极,根据阳离子移向正极可知盐桥中 移向 槽;正极氧气被还原,电极反应为 。

（2） 槽中生成的阳离子是亚铁离子,取 槽中溶液少量,加入硫氰化钾溶液,无现象,再通少量氯气,溶液变红色,说明有亚铁离子生成。

（3）根据 槽中 的反应,铜发生氧化反应,铜应该与电池的正极相连作阳极,即电极 一定是铜电极,电解质溶液不参与反应,故可选B、D。

素养提升练

7.（不定项）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(     )

A.正极反应中有 生成

B.微生物促进了反应中电子的转移

C.质子通过交换膜从正极区移向负极区

D.电池总反应为

答案： ;

解析：原电池装置中,有氧气反应的一极为正极,发生还原反应,因为有质子通过,故正极电极反应式为 在微生物的作用下发生氧化反应,电极反应式为 ,负极上有 产生,故A不正确;

微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置,所以微生物促进了反应中电子的转移,故B正确;

质子是阳离子,阳离子由负极区移向正极区,故C不正确;

电池总反应为 故D正确。

8.（2021山东泰安高二月考）如图所示装置中, 都是惰性电极,通电一段时间后,电极b附近溶液呈红色。下列说法正确的是(     )

A. 是负极、 是正极

B. 是阴极、 是阳极

C. 溶液的 逐渐减小

D. 溶液的 不变

答案：

解析：通电一段时间后,电极 附近溶液呈红色,说明电极 处生成了 极产生 极产生 因此电极 与电源负极相连,则 为负极, 为正极, 为阳极,铜为阴极,A、B项错误;

电解 溶液时,阳极发生氧化反应, 放电,阴极发生还原反应, 放电,则溶液中 ,显酸性, 变小,C项正确,D项错误。

9.（不定项）（2021天津河西高二联考）利用电化学原理将有机废水中的乙二胺 转化为无毒物质,同时利用该装置实现镀铜工艺,示意图如下所示。当电池工作时,下列说法正确的是(     )

A.装置甲中 透过质子交换膜由右向左移动

B.工作一段时间后,装置乙中 溶液浓度减小

C.当 电极消耗 时 电极质量增大

D. 电极反应式为

答案：

解析：装置甲是原电池, 电极上氧气被还原成水,所以 是正极, 透过质子交换膜由左向右移动,A项错误;

装置乙是电镀池, 溶液浓度不变,B项错误;

当 电极消耗 时,转移 电子,铁电极上发生反应： ,生成 铜,电极质量增大 项正确;

电极是负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为 项错误。

10.（1）可由“水相”制备高纯度单质锰,装置如图所示：

①装置中采用  （填“阴离子”或“阳离子”）交换膜,阴极反应式为  。

②写出该电解反应的化学方程式：  。

答案：（1）①阴离子 ;   ②

（2）现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力,常用于电解池、原电池中。电解 溶液可制备 ,其工作原理如图。

① 膜是  （填“阴离子”或“阳离子”）交换膜。

②产品室发生反应的离子方程式为  。

③ (填“=”“＜”或“＞”)。

④阴极反应式为  。

答案：（2）①阴离子 ②  ③＜ ④

解析：（1）①由题图知,阳极区由稀硫酸制较浓硫酸,则需 透过交换膜,因此采用阴离子交换膜。

②阳极的电极反应式为 阴极的电极反应式为 ,总反应方程式为 。

（2）阳极发生反应： 通过 膜进入产品室,阴极发生反应： 原料室中 通过 膜进入 室, 通过 膜进入产品室与 反应生成 和 。

创新拓展练

11.利用电化学原理,将 和熔融 制成燃料电池,模拟工业电解法来处理含 废水,如图所示。电解过程中溶液发生反应： 。

（1）甲池工作时, 转变成绿色硝化剂 是 ,可循环使用。则石墨Ⅱ是电池的 极;石墨Ⅰ发生的电极反应为  。

（2）工作时,甲池内的 向  (填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)极移动;在相同条件下,消耗的 和 的体积比为  。

（3）乙池中 棒上发生的电极反应为  。

（4）若溶液中减少了 则电路中至少转移了 电子。

答案：（1）正; 

（2）石墨Ⅰ ; 1:4

（3）

（4）0.12

解析：（1）根据题图知甲池为燃料电池,电池工作时,石墨Ⅰ附近 转变成 ,发生氧化反应,电极反应式为 ,则石墨Ⅱ是电池的正极, 得电子发生还原反应,电极反应式为 。

（2）电池工作时,电解质溶液中的阴离子移向负极,即甲池内的 向石墨Ⅰ极移动;根据两极的电极反应式 及得失电子守恒知,在相同条件下,消耗 和 的体积比为1:4。

（3）乙池为电解池, 棒为电解池的阳极,发生的电极反应为 。

（4）根据反应： 知,若溶液中减少了 ,则参加反应的 为 ,根据电极反应： 知电路中至少转移了 电子。