(完整版)高二化学(上)原电池电解池综合练习题(附答案)

高二化学（上）原电池电解池综合练习题
一、单选题
1.有一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。

电池以金属锂和钢板为电极材料，LiOH 为电解质，使用时加入水即可放电。

关于该电池的说法正确的是（ ） A.放电时电子的流动方向是“正极→导线→负极” B.钢板为正极，钢板上发生还原反应 C.放电过程中OH -向正极做定向移动 D.总反应:22Li 2H 2Li H ++↑＋＋=
2.控制适合的条件,将反应2Fe 3++2I -2Fe 2++I 2设计成如图所示的原电池。

下列判断不正确的是( )
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe 3+被还原
C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl 2固体,乙中石墨电极为负极
3.某原电池装置如图所示,阳离子交换膜电池总反应为22Ag+Cl =2AgCl 。

下列说法正确的是( )
A.正极反应为--AgCl+e =Ag+Cl
B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl 溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01mol -e 时,交换膜左侧溶液中约减少0.02mol 离子 4.通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚（Cl OH ），其原理如图所示，下列说
法错误的是( )
A ．a 极的电极反应为：
B ．b 极上的电势比a 极上的电势低
C ．当外电路中有0.2mol e-转移时，通过质子交换膜的H +的个数为0.2N A
D ．电池工作一段时间后，a 极区域的pH 降低
5.目前比较热门的Al －H 2O 2电池，其电池总反应为2Al ＋3-2HO = 2-2AlO ＋OH －
＋H 2O 。

现以Al-H 2O 2电池电解尿素[CO(NH 2)2]的碱性溶液制备氢气(装置2中隔膜仅阻止气体通过，b 、c 、d 均为惰性电极)。

下列说法正确的是( )
装置1 装置2
A ．装置1中Na +移向电极b,装置2中的隔膜可以换成质子交换膜
B ．电极c 的电极反应式：CO(NH 2)2－6e －
＋8OH －
= 2-3CO ＋N 2↑＋6H 2O
C ．电解时，电流的流动路径：Al 极→导线→d 极→电解质溶液→c 极→导线→b 极
D ．通电5 min 后，若Al 电极的质量减轻5.4g ，则产生H 2的体积为4.48L(标准状况)
6.一种双室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中酸性污水中含有的有机物用C 6H 12O 6表示。

下列有关该电池的说法不正确的是（ ）
A.正极的电极反应为()()3466Fe CN Fe CN e --
-
+=
B.电池的总反应为C 6H 12O 6+24()36Fe CN -
+6H 2O=6CO 2↑+24()46Fe CN -
+24H + C.该“交换膜”可选用“质子交换膜”
D.若将“K 3Fe(CN)6溶液”改为“O 2”，当有22.4L O 2参与反应时，理论上转移4mol 电子
7.如图所示是一种利用锂电池“固定电极 CO2”的电化学装置，在催化剂的作用下，该电化学装置放电时可将 CO2转化为 C 和 Li2CO3。

充电时选用合适催化剂，只有 Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2。

下列说法中正确的是( )
A.该电池放电时，Li+向电极 X 方向移动
B.该电池充电时，每转移 0.4mol 电子，理论上阳极产生 4.48LCO2
C.该电池放电时，每转移 4mol 电子理论上生成 1molC
D.该电池充电时，阳极反应式为 C+2Li2CO3－4e－＝3CO2↑+4Li+
8.反应Cu(s)+2Ag+(aq)Cu2+(aq)+2Ag(s)设计成如图所示原电池，下列叙述正确的是( )
A．KNO3盐桥中的K+移向Cu(NO3)2溶液
B．Ag作负极，Cu作正极
C．工作一段时间后，Cu(NO3)2溶液中c(Cu2+)增大
D．取出盐桥后，电流计的指针依然发生偏转
9.下面两图均为原电池装置，有关说法错误的是( )
A.锌比铜活泼，锌为负极，发生氧化反应
B.电流从铜电极经导线流向锌电极
C.铜电极发生的反应为：Cu－2e－= Cu2＋
D.装置(2)比装置(1)更能清楚揭示出电池中发生的化学反应
10.化学能可与热能、电能等相互转化。

下列表述不正确的是( )
A.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成
B.能量变化是化学反应的基本特征之一
C.图I 所示的装置能将化学能转变为电能
D.图II 所示的反应为放热反应
11.为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn （3D−Zn ）可以高效沉积ZnO 的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn —NiOOH 二次电池，结构如下图所示。

电池反应为
()()()()()()22
Zn s +2NiOOH s +H O l ZnO s +2Ni OH s −−−→←−−−放电充电。

则下列说法错误的是( )
A ．三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积，所沉积的ZnO 分散度高
B ．充电时阳极反应为()()()()()--22Ni OH s +OH aq -e =NiOOH s +H O l
C ．放电时负极反应为()()()()--2Zn s +2OH aq -2e =ZnO s +H O l
D ．放电过程中-OH 通过隔膜从负极区移向正极区
12.微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，左图为其工作原理，
右图为废水中2-27Cr O 离子浓度与去除率的关系。

下列说法不正确．．．
的是( )
A. 有机物被氧化，M 为电源负极
B. 电池工作时，N 极附近溶液pH 增大
C. 2-27Cr O 离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活
D. 处理0.1 mol 2-27Cr O 时有1.4 mol H ＋
从交换膜左侧向右侧迁移
13.某位科学家说:“甲烷是21世纪的新燃料。

”甲烷作为燃料的用途之一就是制作燃料电池。

有科技
工作者制造了一种甲烷燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入甲烷，电解质是掺杂了23Y O 的2ZrO 晶体，它在高温下能传导2-O 。

以下判断错误的是（ ）
A.电池正极发生的反应:2-2O 4e 2O -＋＝
B.电池负极发生的反应:2-422CH 4O -8e CO 2H O -＋＋=
C.固体电解质里的2-O 的移动方向:由正极流向负极
D.向外电路释放电子的电极:正极（即电子由正极流向负极）
14.新型锂一空气电池具有能量大、密度高的优点，可以用作新能源汽车的电源，其结构如图所示，其中固体电解质只允许Li +通过。

下列说 法正确的是( )
A. Li +穿过固体电解质向正极移动而得到LiOH 溶液
B.放电时，当外电路中有1 mol e -转移时，水性电解液离子总数增加A N
C.应用该电池电镀铜，阴极质量增加64 g,理论上将消耗 11.2 L 2O
D.放电时，负极反应式：--Li-e +OH =LiOH
15.氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。

下列有关说法正确的是( )
A.一定条件下,H 2(g)+O 2(g)可以转化为H 2O(g),H 2O(g)分解也可以得到H 2(g)+O 2(g),该反应为可逆反应
B.氢氧燃料电池的负极反应为O 2+2H 2O+4e -=4OH -
C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2L H 2,转移电子的数目为6.02×1023
D.反应2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(g)放出的热量可通过下式估算:反应中形成新共价键的键能之和一反应中断裂旧共价键的键能之和
16.以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能将CO 2转化为低碳烯烃,工作原理如图所示。

下列说法正确的是( )
A.a 电极为太阳能电池的正极
B.产生丙烯的电极反应式为3CO 2+18H +
+18e -
=6H 2O+CH 3CH=CH 2
C.装置中每转移2mol e -,理论上有2mol H +
通过质子交换膜从左向右扩散 D.太阳能电池的原理与原电池的原理相同 17.下列关于原电池的说法中,错误的是( ) A.原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置 B.原电池中,正极发生氧化反应 C.原电池的电子从负极经导线流向正极 D.原电池的负极材料一般比正极活泼
二、实验题
18.某小组在验证反应“+2+=F Fe+2e Ag +2Ag ”的实验中检测到3+Fe 发现和探究过程如下。

向硝酸酸化的0.05-1mol L ⋅硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色间体,溶液呈黄色。

(1)检验产物
①取出少量黑色固体,洗涤后,______________________________(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag 。

②取上层清液,滴加()36K Fe CN []溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有_________________。

(2)针对"溶液呈黄色",甲认为溶液中有3+Fe ,乙认为铁粉过量时不可能有3+Fe ,乙依据的原理是____________________________________(用离子方程式表示),针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加KSCN 溶液,溶液变红,证实了甲的猜测同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下: 序号 取样时间/min
现象
i 3 产生大量白色沉淀;溶液呈红色
ii
30
产生白色沉淀,较3min 时量少;溶液红色较3min 时加深
(资料:Ag 与SCN 生成白色沉淀AgSCN) ②对3+Fe 产生的原因作出如下假设:
假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生3+Fe ;
假设b:空气中存在2O ,由于____________________________(用离子方程式表示),可产生3+Fe ;
假设c:酸性溶液中的-3NO ;具有氧化性,可产生3+Fe ;
假设d:根据_______________________________现象,判断溶液中存在+Ag ,可产生3+Fe 。

③下述实验I 可证实假设a 、b 、c 不是产生3+Fe 的主要原因,实验II 可证实假设d 成立
实验I:向硝酸酸化的__________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置不同时间取上层清液滴加KSCN 溶液。

3min 时溶液呈浅红色,30min 后溶液几乎无色
实验II:装置如下图。

其中甲溶液是_______________________,操作及现象是___________________________。

(3)根据实验现象,结合方程式推测实验i~iii 中3+Fe 浓度变化的原因:________________________________________。

19.某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。

资料显示：原电池装置中，负极反应物的还原性越强，或正极反应物的氧化性越强，原电池的电压越大。

（1）同学们利用下表中装置进行实验并记录。

①同学们认为实验Ⅰ中铁主要发生了析氢腐蚀，其正极反应式是______________________。

②针对实验Ⅱ现象：甲同学认为不可能发生析氢腐蚀，其判断依据是_______________；乙同学认为实验Ⅱ中应发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式是_____________________。

（2）同学们仍用上述装置并用Cu 和石墨为电极继续实验，探究实验Ⅱ指针偏转原因及影响O 2氧化性因素。

，请解释原因是_________________。

②丁同学对Ⅳ、Ⅴ进行比较，其目的是探究_____________________对O 2氧化性的影响;实验Ⅳ中加入Na 2SO 4溶液的目的是__________________________________________。

20.电化学知识在物质制备领域的应用前景看好。

（
1
）从环境保护的角度看，制备一种新型多功能水处理剂高铁酸钠（Na 2FeO 4）较好的方法为电解法，其装置如图①所示：
①电解过程中阳极的电极反应式为______________________；
②“镁一次氯酸盐”燃料电池可为图①装置提供电能，该电池电极为镁合金和铂合金，其工作原理如图②所示。

b 为该燃料电池的______（填“正"或“负"）极。

当有16.6g Na 2FeO 4生成时消耗ClO -的物质的量为_____mol ；
（2）电解Na 2SO 4溶液生产H 2SO 4和烧碱的装置如图③所示（已知：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过），其中阴极和阳极均为惰性电极。

测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1:2。

则丁为_______；电解一段时间，当产生0.1mol 气体甲时，通过离子交换膜f 的离子的质量为_____g 。

（3）用0.1032mol/L 的NaOH 溶液滴定未知浓度的稀盐酸，实验数据如下表：
滴定后有气泡，则测定结果将_______（填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。

参考答案
1.答案：B
解析：放电时电子流向为“负极→导线→正极”，故A 项错误；电池以金属锂和钢板为电极材料，LiOH 为电解质，锂作负极，钢板为正极，钢板上发生还原反应，故B 项正确；原电池中，阴离子移向原电池的负极，即放电时OH -向负极移动，故C 项错误；锂水电池中，自发的氧化还原反应是金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，即总反应为222Li 2H O 2LiOH H ↑＋＝＋，故D 错误。

2.答案：D
解析：乙中石墨电极上I -失去电子发生氧化反应,A 项正确;由总反应方程式可知,甲中石墨电极上Fe 3+被还原成Fe 2+,B 项正确;当电流表读数为零时,说明电路中没有电子转移,即反应达到平衡状态,C 项正确;在甲中加入Fe 2+,导致平衡逆向移动,则Fe 2+失去电子生成Fe 3+,甲中石墨电极作负极, D 项错误。

3.答案：D
解析：原电池的正极发生得电子的还原反应: --2Cl +2e =2Cl ,负极发生失电子的氧化反应:
--Ag-e +Cl =AgCl ,阳离子交换膜右侧无白色沉淀生成,若用NaCl 溶液代替盐酸,电池总反应不会改变;当电路中转移0.01mol 电子时,负极消耗0.01mol -Cl ,右侧正极生成0.01mol -Cl ,左侧溶液中应有0.01mol +H 移向右侧,约减少0.02mol 离子。

4.答案：A 解析： 5.答案：B
解析：B ．电极c 为阳极，碱性条件下，[CO （NH 2）2]在阳极失去电子生成氮气和2-3CO ，所以电极反应式为CO （NH 2）2-6e -+8OH -=2-3CO +N 2↑+6H 2O ，故B 正确；
6.答案：D 解析：
7.答案：C
解析：A.电池放电时，Y 极上CO 2转化为C 和Li 2CO 3，做正极，Li +向电极正极Y 方向移动，故A 错；
B.电池充电时，只有Li 2CO 3发生氧化反应，所以反应式为2Li 2CO 3-4e -2CO 2↑+4Li ++O 2↑每转移
0.4mol 电子，理论上阳极产生0.2mol.CO 2，没有状态，无法计算体积。

故B 错误；C.该电池放电时发生的反应为：3CO 3+4e-+4Li +C+2Li 2CO 3，所以每转移4mol 电子理论上生成1molC ，故C
正确；
D.根据信息充电时选用合适催化剂，只有Li 2CO 3发生氧化反应，释放出CO 2和O 2。

该电池充电时，阳极反应式为2Li 2CO 3-4e -2CO 2↑+4Li ++ O 2↑；故D 错；答案：C 。

8.答案：C
解析：原电池是由两个半电池组成的，根据电池反应式Cu(s)+2Ag +(aq)Cu 2+(aq)+2Ag(s ）判断，铜是负极，银是正极，负极上铜失电子发生氧化反应，正极上银离子得电子发生还原反应，则铜极应处于含有铜离子的可溶性盐溶液中，银处于含有银离子的可溶性银盐溶液中，电子从负极沿导线流向正极，电解质溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极，据此分析：A ．KNO 3盐桥中的K +移向AgNO 3溶液，A 错误；
B ．Ag 作正极，Cu 作负极，B 错误；
C ．工作一段时间后，Cu(NO 3)2溶液中c(Cu 2+)增大，正确；
D ．取出盐桥后，该装置属于断路，电流计的指针不再发生偏转，D 错误；答案选C 。

考点：考查原电池原理
9.答案：C
解析：C ．Cu 电极反应式为：Cu 2++2e −＝Cu ，故C 正确；故选C.
10.答案：C
解析：化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成,因为断裂旧键要吸收能量,形成新键要放出能量,A 正确;能量变化是化学反应的基本特征之一,B 正确;图Ⅰ所示的装置不是原电池,故不能将化学能转变为电能,C 不正确;图Ⅱ所示的反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量,故其为放热反应,D 正确。

11.答案：D
解析：A.三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO 分散度高，A 正确；
B.充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是()2Ni OH 失去电子转化为NiOOH ，电极反应式为()()()()()--22Ni OH s +OH aq -e =NiOOH s +H O l ，B 正确；
C.放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为
()()()()
--2Zn s +2OH aq -2e =ZnO s +H O l ，C 正确；D.原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中-OH 通过隔膜从正极区移向负极区，D 错误。

12.答案：D 解析：A. 由图可知，该电池中有机物在微生物作用下发生氧化反应生成二氧化碳，M 电极为负
极；氧气和2-27Cr O 被还原，N 电极为正极，所以M 为电源负极，有机物被氧化，故A 正确；
B. 由图中信息可知，电池工作时，N 极上氧气得到电子转化为水，氢离子浓度减小，故N 附近溶液增大，故B 正确；
C. 由图可知，2-27Cr O 离子浓度较大时，其去除率几乎为0，因为其有强氧化性和毒性，可能会造成
还原菌的蛋白质变性而失活，故C 正确。

D. 处理1mol 2-27Cr O 时需要6mol 电子，但是同时也会有定量的氧气得到电子，故从交换摸左侧向
右迁移的氢离子的物质的量大于6mol ，故D 错误；
故选：D 。

13.答案：D
解析：该燃料电池中，正极上氧气得电子生成氧离子，电极反应式为2-2O 4e 2O -＋=，故A 正确；负极上甲烷失电子和氧离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为2-422CH -8e 4O CO 2H O -＋＋=，故B 正确；放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以氧离子向负极移动，故C 正确；向外电路释放电子的电极是负极，电子从负极流向正极，故D 错误。

14.答案：A
解析： A 项，由图示可得，放电时铝在负极失电子，氧气在正极得电子，固体电解质只允许Li +通过，所以Li +穿过固体 电解质向正极移动而得到LiOH 溶液，故A 正确；B 项，放电 时正极反应为22-2O 44O O e H H -++==,当外电路中有1 mol e 转移时，生成1 mol -OH ，同时有1 mol Li +穿过固体电解质 进入水性电解液，所以离子总数增加2A N ，故B 错误；C 项，根 据电子守恒，应用该电
池电镀铜，阴极质量增加64 g ，即生成 1 mol 铜，则电路中通过2 mol 电子，理论上消耗0.5 mol 2O ， 在标准状况下体积为11.2 L ，若不是标准状况则不一定，故C 错误；D 项，因为固体电
解质只允许Li +通过，所以放电时，负 极反应式：Li-— = Li'故D 错误。

15.答案：D
解析：
16.答案：B
解析：
A.电解池右侧室存在的转化为H 2O→O 2,发生氧化反应,为阳极室,连接太阳能电池的正极,则a 极为太阳能电池的负极,故A 错误;
B.产生丙烯的电极为阴极,发生还原反应,电极反应式为
3CO 2+18H ++18e -=CH 3CH=CH 2+6H 2O,故B 正确;C.电解池工作时,阳离子向阴极移动,H +
通过质子交换膜从右向左扩散,故C 错误;D.太阳能电池将光能转化为电能,而原电池将化学能转化为电能,故D 错误;故选B 。

17.答案：B
解析：A 、依据原电池原理分析，原电池是将化学能转化为电能的装置，故A 正确；
B 、原电池放电时，负极失去电子发生氧化反应，正极发生得电子的还原反应，故B 错误；
C 、原电池中电子流出的一极为负极，原电池工作时，电子从负极经导线流向正极，电流从正极经导线流向负极，故C 正确；
D 、原电池中，一般是比较活泼的电极材料易失电子、发生氧化反应，正极材料一般不参与反应，所以原电池的负极材料一般比正极活泼，故D 正确；
故选：B
18.答案：(1)①加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀
②2+Fe
(2)3+2+2Fe +Fe =3Fe
②2++3+224Fe +O +4H =4Fe +2H O ;加入KSCN 溶液后产生白色沉淀
③0.05-134mol L NaNO ,FeSO ⋅溶液
分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN 溶液,后者红色更深
(3)溶液中存在反应:①+2+2Ag +Fe Fe +2Ag =
②+2+3+Ag +Fe =Fe +Ag
③3+2+Fe+2Fe 3Fe =;反应开始时,+()Ag c 大,以反应①、②为主,3+()Fe c 增大。

约30min 后,+()Ag c 小,以反应③为主,3+()Fe c 减小
解析：(1)①烧杯底部的黑色固体中含有银和过量的铁，要证明Ag 的存在，可加硝酸并加热将固体溶解，然后用盐酸来检验+Ag 的存在。

(2)③要证实假设a 、b 、c 不是产生3+Fe 的主要原因,需将原实验中的溶液换成-+3
()(NO )H c c 、分别相同,但不含+Ag 的溶液,可选硝酸酸化的0.05-13mol L NaNO ⋅,溶液(pH≈2),通过向上层清液中滴加KSCN 溶液后的现象差异进行验证。

实验II 中甲溶液是4FeSO 溶液,电极反应为:负极2+-3+Fe -e =Fe ,
正极+-Ag +e =Ag ,—段时间后检验3+Fe 的存在及浓度,即可得出+Ag 能将2+Fe 氧化成3+Fe 的结论
3.解题时要注意实验过程中过量的铁始终是存在的。

19.答案：（1）①2H + + 2e -=H 2↑；
②在金属活动性顺序中， Cu 在H 后，Cu 不能置换出H 2；O 2 + 4H + + 4e -=2H 2O
（2）①O 2浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大；
②溶液的酸碱性；
③排除溶液中的Na +（或2
4SO -）对实验的可能干扰
解析：
20.答案：（1）①2
42Fe 8OH 6e =FeO 4H O -－－+-+②正;0.3
（2）NaOH;9.2（3）0.1149mol/L;偏小
解析：。