2025年高考化学一轮复习 课时检测四十六：串联电池及电池的相关计算（含解析

这是一份2025年高考化学一轮复习 课时检测四十六：串联电池及电池的相关计算（含解析，共7页。
A．阳极上析出3.6 mL(标准状况)O2
B．阴极上析出32 mg Cu
C．阴极上析出11.2 mL(标准状况)H2
D．阳极和阴极质量都无变化
2．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则下列说法正确的是( )
A．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ
B．电极Ⅰ发生还原反应
C．电极Ⅱ逐渐溶解
D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu
3．(2022·广东等级考)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备。充电时，电极a的反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是( )
A．充电时电极b为阴极
B．放电时NaCl溶液的pH减小
C．放电时NaCl溶液的浓度增大
D．每生成1 ml Cl2，电极a质量理论上增加23 g
4．(2024·淄博模拟)SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。下列有关说法错误的是( )
A．a极为直流电源的负极，与其相连的电极发生还原反应
B．阴极得到2 ml电子时，通过阳离子交换膜的H＋为2 ml
C．吸收池中发生反应的离子方程式为
2NO＋2S2Oeq \\al(2－,4)＋2H2O===N2＋4HSOeq \\al(－,3)
D．阳极发生的反应式为
SO2＋2e－＋2H2O===SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
5．在N­羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)介质中，可实现醇向醛的转化，原理如图。下列说法错误的是( )
A．理论上NHPI的总量在反应前后不变
B．海绵Ni电极作阳极
C．总反应为
D．每消耗1 mml苯甲醇，产生22.4 mL氢气
6．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，装置如图所示，其中乙装置中X为阳离子交换膜。下列有关说法正确的是( )
A．反应一段时间后，乙装置中生成的氢氧化钠在铁电极区
B．乙装置中铁电极为阳极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋
C．反应一段时间后，丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变
D．通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为O2－4e－＋2H2O===4OH－
7.
[Fe(CN)6]3－可将气态废弃物中的硫化氢氧化为可利用的硫，自身被还原为[Fe(CN)6]4－。工业上常采用如图所示的电解装置，通电电解，然后通入H2S加以处理。
下列说法不正确的是( )
A．电解时，阳极反应式为
[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－
B．电解时，阴极反应式为
2HCOeq \\al(－,3)＋2e－===H2↑＋2COeq \\al(2－,3)
C．当电解过程中有标准状况下22.4 L H2生成时，溶液中有32 g S析出(溶解忽略不计)
D．整个过程中需要不断补充K4[Fe(CN)6]与KHCO3
8．用惰性电极电解100 mL 4 ml·L－1 Cu(NO3)2溶液，一定时间后在阳极收集到标准状况下气体1.12 L。停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后，溶液中Fe2＋的浓度为(设溶液的体积不变)( )
A．0.75 ml·L－1 B．3 ml·L－1
C．4 ml·L－1 D．3.75 ml·L－1
9．如图所示，X、Y、Q、W都是惰性电极，将电源接通后，W 极附近颜色逐渐加深。下列说法错误的是( )
A．电源的M极为正极
B．甲装置中溶液的pH减小
C．甲装置的两个电极上都有单质生成且物质的量之比为1∶1
D．欲用乙装置给铜镀银，U极应该是Ag，电镀液选择AgNO3溶液
10．(2024·苏州模拟)通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在 90 ℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是( )
A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小
B．电解时阳极电极反应式：
Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O
C．电解的总反应方程式：2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑
D．电解过程中转移4 ml电子，理论上可获得22.4 L O2
11．目前，光电催化反应器(PEC)可以有效地进行能源的转换和储存，一种PEC装置如图所示，通过光解水可由CO2制得主要产物异丙醇。
下列说法错误的是(设NA 为阿伏加德罗常数的值)( )
A．该装置的能量来源是光能
B．光催化剂电极反应为
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
C．每生成60 g异丙醇，电路中转移的电子数目一定为18NA
D．H＋ 从光催化剂电极一侧向左移动
12．某科研小组将含硫化氢的工业废气进行了资源化利用，将获得的电能用于制取NaClO。已知：2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－632 kJ·ml－1。如图所示为该科研小组设计的原理图。下列说法错误的是( )
A．整个装置中电子流动的方向：电极a→石墨电极c，石墨电极d→电极b
B．在饱和NaCl溶液中滴入酚酞溶液，石墨电极c处先变红
C．电路中每通过4 ml电子，电池内部释放的热能小于632 kJ
D．电极a每增重32 g，导气管e将收集到气体11.2 L (标准状况)
课时检测(四十六)
1．B 用惰性电极电解CuSO4溶液时，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。当有1×10－3ml OH－放电时，阳极上生成标准状况下的O2为5.6 mL阴极上析出32 mg Cu，阴极质量增加，故选B。
2．A 电极Ⅰ为负极，失电子发生氧化反应，电子移动方向：电极Ⅰ→Ⓐ→电极Ⅳ，电流方向与电子移动方向相反，A项正确，B项错误；电极Ⅱ为正极，铜离子在电极Ⅱ上得电子生成铜单质，该电极质量逐渐增大，C项错误；电极Ⅲ为阳极，电极反应式为Cu－2e－===
Cu2＋，D项错误。
3．C 充电时，电极a的反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3，则电极a为阴极，电极b为阳极，故A错误；放电时的电极反应和充电时的相反，则放电时，电极a为负极，电极反应式为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，电极b为正极，电极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－，故放电时，NaCl溶液的pH不变，浓度增大，故B错误、C正确；每生成1 ml Cl2，电路中转移2 ml电子，电极a质量理论上增加2 ml钠离子的质量，则增加的质量为2 ml×23 g·ml－1＝46 g，故D错误。
4．D A项，阴极发生还原反应，亚硫酸氢根离子得电子生成连二亚硫酸根离子，a极为直流电源的负极，正确；B项，阴极电极反应式为2HSOeq \\al(－,3)＋2H＋＋2e－===S2Oeq \\al(2－,4)＋2H2O，阴极得到2 ml电子时，通过阳离子交换膜的H＋为 2 ml，正确；C项，吸收池中发生反应的离子方程式为2NO＋2S2Oeq \\al(2－,4)＋2H2O===N2＋4HSOeq \\al(－,3)，正确；D项，阳极发生失去电子的氧化反应，错误。
5．D NHPI与PINO是循环的，所以理论上NHPI的总量在反应前后不变，A正确；海绵Ni电极：Ni2＋―→Ni3＋发生失电子的氧化反应，为阳极，B正确；从反应流程图分析可得总反应为甲醇电解生成甲醛和氢气，C正确；没有说明标准状况，不能确定氢气的体积，D错误。
6．A
7．D 电解时，阳极上[Fe(CN)6]4－失去电子，电极反应式为[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－，A正确；电解时，阴极上HCOeq \\al(－,3)放电，发生还原反应，电极反应式为2HCOeq \\al(－,3)＋2e－===H2↑＋2COeq \\al(2－,3)，B正确；生成标准状况下22.4 L即1 ml H2时转移2 ml电子，H2S失去2 ml电子生成1 ml 单质S，即析出32 g S，C正确；电解后通入H2S，发生反应：2[Fe(CN)6]3－＋H2S＋2COeq \\al(2－,3)===2[Fe(CN)6]4－＋S↓＋2HCOeq \\al(－,3)，所以不需要补充K4[Fe(CN)6]和KHCO3，D错误。
8．D 反应过程第一个阶段是电解Cu(NO3)2溶液，第二个阶段是混合溶液与足量的铁粉反应生成硝酸亚铁。用惰性电极电解Cu(NO3)2溶液，阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，总反应式为2Cu(NO3)2＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2Cu↓＋O2↑＋4HNO3，在阳极收集到的气体为O2，O2的物质的量为eq \f(1.12 L,22.4 L·ml－1)＝0.05 ml，故电解后溶液中生成HNO3的物质的量为0.2 ml，电解后溶液中Cu(NO3)2的物质的量为0.1 L×4 ml·L－1－0.1 ml＝0.3 ml，硝酸与铁反应生成硝酸亚铁的化学方程式为8HNO3＋3Fe===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，故0.2 ml HNO3生成Fe(NO3)2的物质的量为0.2 ml×eq \f(3,8)＝0.075 ml，硝酸铜与铁反应生成硝酸亚铁的化学方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故0.3 ml Cu(NO3)2生成Fe(NO3)2的物质的量为0.3 ml，反应后溶液中Fe2＋的物质的量为0.3 ml＋0.075 ml＝0.375 ml，浓度为eq \f(0.375 ml,0.1 L)＝3.75 ml·L－1，故选D。
9．C W极附近颜色逐渐加深，说明通电后氢氧化铁胶粒移向该电极，该电极为阴极，连接电源的负极，故M极为正极，N极为负极，A正确；通电后，甲装置中X极为阳极，电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，Y极为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，故甲装置中溶液的pH减小，B正确；由B项分析可知，甲装置的X极、Y极上分别生成O2、Cu，二者物质的量之比n(O2)∶n(Cu)＝1∶2，C错误；电镀时镀层金属作阳极，则U极应该是Ag，电镀液为AgNO3溶液，D正确。
10．B 电解时，左侧电极：H2O→H2，发生还原反应，为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则右侧电极为阳极，电极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，电解的总反应为2Ni(OH)2eq \(=====,\s\up7(电解))2NiOOH＋H2↑，故电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，A、C错误，B正确；电解过程中转移4 ml电子时，生成4 ml NiOOH，根据4NiOOH＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(△))4Ni(OH)2＋O2，生成1 ml O2，非标准状况下的体积不一定是22.4 L，D错误。
11．C 电化学催化剂电极上CO2和H＋发生还原反应，作原电池的正极；光催化剂电极上H2O发生氧化反应，作原电池的负极。由题图可知，该装置的能量来源是光能，A正确；由题图可知，光催化剂电极进入的物质为H2O，出去的物质是O2和H＋ ，故该电极的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，B正确；电化学催化剂电极的电极反应为3CO2＋18H＋＋18e－===CH3CH(OH)CH3＋5H2O ，但电极上还会发生副反应产生氢气，故每生成60 g即1 ml异丙醇，电路中转移的电子数目不一定为18NA ，C错误；原电池中，阳离子向正极移动，故H＋ 从光催化剂电极一侧向左移动，D正确。
12．D 由题意可知，左侧装置为原电池，在电极b上O2转化为H2O，发生还原反应，故电极b为正极，电极a为负极，石墨电极d为阳极，石墨电极c为阴极，整个装置中电子流动的方向为电极a→石墨电极c，石墨电极d→电极b，A正确；石墨电极c为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，故在饱和NaCl溶液中滴入酚酞溶液，石墨电极c处先变红，B正确；若 2 ml H2S完全燃烧，释放的热能为632 kJ，但原电池是将化学能转化为电能的装置，只会产生少量的热能，故电路中每通过4 ml电子(消耗2 ml H2S)，电池内部释放的热能远小于632 kJ，C正确；根据关系式：2H2S～S2～4e－～2H2可知，电极a每增重32 g(生成0.5 ml S2)，导气管e将收集到1 ml H2，在标准状况下的体积为22.4 L，D错误。