2021年高三化学二轮复习 作业卷 原电池 电解池1（含解析）
可能用到的相对原子质量：H~1 O~16 S~32 N~14 Cl~35.5 C~12 Na~23 Al~27 K~39 He~4 P~31 Cu~ Ba~137 Ca~40 Cu~ Mg~24
一、选择题（本大题共15小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）
1.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（ ）
A．反应CH4＋H2O3H2＋CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子 B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－=2H2O C．电池工作时，CO2－3向电极B移动
D．电极B上发生的电极反应为：O－2＋2CO2＋4e=2CO2－
3
2.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（ ）
A、铜电极上发生氧化反应
B、电池工作一段时间后，甲池的c(SO2－4)减小 C、电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D、阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
3.用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液PH为9~10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污
染的气体，下列说法不正确．．．的是（ ） A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式为：Cl－
+ 2OH－
－2e－
= ClO－
+ H2O C．阴极的电极反应式为：2H－ 2O + 2e= H2↑ + 2OH－ 实用文档
D．除去CN－的反应：2CN－+ 5ClO－ + 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl－+ H2O
4.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CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
5.在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O-CO2混合气备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如
图所示。下列说法不正确．．．
的是（ ）
A．X是电源的负极
B．阴极的反应式是：H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉCO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ C．总反应可表示为：HCO通电
2O＋2====H2＋CO＋O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1
6.（xx•西城区校级模拟）下列有关电池的说法正确的是（ ）
A． 手机和电脑用的锂离子电池都属于二次电池
B． 铜锌原电池工作时，电子经电解质溶液从锌电极流向铜电极 C． 燃料电池能够把燃料储存的化学能通过燃烧转化为电能 9.如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中，
下列分析正确的是（ ）
K2 A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－→H2↑ K1 G
D． 锌锰干电池中锌电极是负极，工作时锌被还原
7.下列叙述中正确的是（ ）
A．图①中正极附近溶液pH降低
B．图①中电子由Zn流向Cu，盐桥中的Cl—移向CuSO4溶液C．图②正极反应是O2＋2H2O＋4e¯ 4OH¯
D．图②中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成
8.某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：
2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4==2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O 有饱和K2SO4溶液，下列叙述中正确的是（ ）
A．乙烧杯中发生还原反应
B．甲烧杯中溶液的pH逐渐减小
C．电池工作时，盐桥中的SO2-4 移向甲烧杯
D．外电路的电流方向是从a到b 实用文档
盐桥中装
B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
Fe C C．K饱和NaCl溶液
2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保
D．K2闭合，电路中通过0.4NA个电子时，两极生标况下4.48L气体
10.RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。右图为RFC工作原理示意图，下列有关说
法正确的是（ ）
图1 图2
A．图1把化学能转化为电能，图2把电能转化为化学能，水得到了循环使用
B．当有0.1 mol电子转移时，a极产生0.56 L O2（标准状况下）
C．c极上发生的电极反应是：O+-2 + 4H + 4e = 2H2O
D．图2中电子从c极流向d极，提供电能
11.某兴趣小组设计如图所示微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有
气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描
述正确的是
A．断开K＋－通电
2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H＋2Cl=====Cl2↑＋H2↑
B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2＋2e－===2Cl－ D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极 12.下列说法正确的是
A. 化合反应一定是放热反应
B. 乙二醇和丙三醇都易溶于水和乙醇 C. 牺牲阳极的阴极保是利用了电解原理
D. 相同条件下，CuSO4溶液比FeCl3溶液使H2O2分解速率更快 13.如图为锌铜显示原电池装置图，下列说法不正确（ ）
A．电子由Zn极流向Cu极 B．该装置的总反应
C．一段时间后，A池带正电荷，B池带负电荷
D．取出盐桥，电流计指针不再偏转
14.铅酸蓄电池是目前应用普遍的化学电池，新型液流式铅酸蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅为电解质，电池总反应
为：Pb +PbO2 + 4H+ 2Pb2+ + 2H2O. 下列有关新型液流式铅酸蓄电池的说法正确的是（ ）
A.放电时负极反应式为Pb – 2e- + SO2-
4= PbSO4
B.充放电时，溶液的导电能力变化不大
C.以该电池电解NaCl溶液时，当消耗207gPb时，在阳极生成Cl222.4L
实用文档
D.充电时的阳极反应式为Pb 2+ + 2e- + 4OH- = PbO2 +2H2O
15.（xx•中山市校级模拟）如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面图．下列说法正确的是（ ）
A． 该电化腐蚀为析氢腐蚀 B． 图中生成铁锈最多的是C区域 C． A区域比B区域更易腐蚀
D． 铁闸中的负极的电极反应：Fe﹣2e﹣=Fe2+
二、填空（本大题共3小题）
16.C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
（1）Si位于元素周期表第____周期第_____族。
（2）N的基态原子核外电子排布式为_____；Cu的基态原子最外层有___个电子。
（3）用“>”或“<”填空：
原子半径 电负性 熔点 沸点 Al_____Si N____O 金刚石_____晶体硅 CH4____SiH4 （4）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）
随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。
0-t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_____,溶液中的H+向___极移动，t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是______。
酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化锰，氯化锌和氯化铵
等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可以得到多种化工原料，有关数据下图所示：
溶解度/(g/100g水)
温度/℃ 0 20 40 60 80 100 化合物 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 395 452 488 541 614
化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10-17 10-17 10-39 回答下列问题：
（1）该电池的正极反应式为 ，电池反应的离子方程式为：
（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论消耗Zn g。（已经F=96500C/mol）
（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵，两者可以通过____分离回收，滤渣的主要成分是二氧化锰、______和 ，欲从中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是 ，其原理是 。
（4）用废电池的锌皮制作七水合硫酸锌，需去除少量杂质铁，其方法是：加入新硫酸和双氧水，溶解，铁变
为 加碱调节PH为 ，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10-5
mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）。继续加碱调节PH为 ，锌开始沉淀（假定Zn2＋浓度为0.1mol/L）。若上述过程不加双氧水的后果是 ，原因是 。
18.（14分）工业废水中常含有一定量的Cr2－
2O7，会对人类及生态系统产生很大损害，电解法是一种行之有效的除
去铬的方法之一。该法用Fe和石墨作电极电解含Cr－
2O27的酸性废水，
最终将铬转化为Cr(OH)3沉淀，达到净化目的。某科研小组利用以上方法处理污水，设计了熔融盐电池和污水电解装置如下图所示。
（1）Fe电极为 （填“M”或“N”）；电解时 (填“能”或“不能”)否用Cu电极来代替Fe电极，理由是 。
（2）阳极附近溶液中，发生反应的离子方程式是 ；阴极附近
的沉淀有 。
（3） 图中熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新
型电池。已知，该熔融盐电池的负极的电极反应是CH–4–8e+4CO2–3==5CO2+2H2O，则正极的电极反应式
为 。
17.实用文档（4）实验过程中，若电解池阴极材料质量不变，产生4.48L（标准状况）气体时，熔融盐燃料电池消耗CH4的体积为 L（标准状况）。
－－1(5) 已知某含Cr2O2，处理后铬元素最高允许排放浓度为7的酸性工业废水中铬元素的含量为104.5 mg·L
0.5 mg·L－1。处理该废水1 000 m3并达到排放标准至少消耗铁的质量为 kg。
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xx万卷作业卷（原电池 电解池1）答案解析
一、选择题
1.【答案】D
【解析】
试题分析：A、1molCH4→CO，化合价由-4价→+2上升6价，1molCH4参加反应共转移6mol电子，故错误； B、环境不是碱性，否则不会产生CO2，其电极反应式：CO＋H－2＋2COe=3CO2＋H2O，故B错误；
C、根据原电池工作原理，电极A是负极，电极B是正极，阴离子向负极移动，故C错误；D、根据电池 原理，O－
2－
2、CO2共同参加反应，其电极反应式：O2＋2CO2＋4e=2CO3，故D正确。 考点：考查原电池的工作原理和电极反应式书写。
2.【答案】C
【解析】锌铜原电池，锌为负极，铜为正极，锌失去电子发生氧化反应，铜极上Cu2+得到电子发生还原反应，A项错误；由于两池间是阳离子交换膜，阴离子不能通过，故甲池中c(SO2－4)不变，B项错误；由于Zn2+通过阳离子交换膜进人乙池，Cu2+得到电子析出铜，由于Zn的相对原子质量大于铜，故乙池溶液的总质量增大，C项正确；由于阳离子交换膜阴离子不能透过，故该装置中，阴离子不移动，只有阳离子向正极移动，D项错误。3.【答案】D
【解析】阳极产生ClO－，故石墨作阳极，Fe作阴极，A项正确；阳极Cl－失去电子生成，发生反应： Cl－ + 2OH－－2e－= ClO－ + H 2O，B项正确；阴极水中的H+放电产生氢气，发生反应：2H2O + 2e－= H2↑ + 2OH
－
，
实用文档
C项正确；该电解过程是在碱性条件下发生的，故反应式中不能出现H+，D项错误。 4.【答案】A
【解析】在该微生物电池中，正极放电的物质是氧气，电极反应为O2+4H+4e=2H2O，因此正极反应中不可能生成CO2，A项错误；根据题意可知B项正确；在原电池中，质子(H)从负极移向正极，C项正确；电池总反应相当于C6H12O6在氧气中完全燃烧生成水和二氧化碳，D项正确。 5.【答案】D
【解析】H2O和CO2混合气体转变为H2和CO，说明该电极上发生了还原反应，该电极为阴极，则X为负极，A项正确；阴极完成的是H222O→H2，CO2→CO，对应的电极反应为H2O +2eˉ== H2+ Oˉ，CO2+2eˉ：==CO+ Oˉ，B项正确；根据电子得失守恒，总反应为H通电
2O＋CO2====H2＋CO＋O2，C项正确；阴极与阳极产生的气体，其物质的量之比为2：1，D项错误。 6.【答案】A 考点： 原电池和电解池的工作原理． 专题： 电化学专题．
分析：
A．能多次充放电的电池为二次电池；
B．铜锌原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极； C．燃料电池是直接将化学能转化为电能； D．锌锰干电池中，锌是负极，放电时被氧化．
解答：
解：A．能多次充放电的电池为二次电池，锂离子电池能多次充放电，所以属于二次电池，故A正确；
B．铜锌原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，电子不进入电解质溶液，故B错误；
C．燃料电池是直接将化学能转化为电能，不需要燃烧，故C错误；
D．锌锰干电池中，锌是负极，放电时锌失电子发生氧化反应而被氧化，故D错误； 故选A．
点评：
本题考查原电池原理，侧重考查基本概念、基本原理即可解答，易错选项是B，电子不进入电解质溶液，电解质溶液中阴阳离子定向移动形成电流，为易错点．
7.【答案】D 8.【答案】D
9.【答案】B
10.【答案】C
11.【答案】D 12.【答案】B
13.【答案】C
【命题立意】本题考查原电池基本原理。
【解析】铜锌原电池中锌为负极，铜为正极，电子由Zn极移向Cu极；原电池总反应为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu；取出
盐桥，原电池中闭合回路断开，不再存在电流，电流表指针不偏转；盐桥中阳离子移向B池，阴离子移向A池，
A池和B池中溶液仍然保持电中性。
14.【答案】B
15.【答案】D
考点：
金属的电化学腐蚀与防护．
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分析： A．海水溶液为弱酸性，发生吸氧腐蚀； B．在B处最易形成原电池； C．根据吸氧腐蚀的发生条件分析； D．Fe作负极失电子生成亚铁离子．
图中A发生化学腐蚀，B发生电化学腐蚀，C已经腐蚀后有氧化层，D在金属内部．
解答： 解：A．海水溶液为弱酸性，发生吸氧腐蚀，在酸性较强的条件下才发生析氢腐蚀，故A错误； B．在B处，海水与氧气接触，与Fe最易形成原电池，发生的吸氧腐蚀的程度最大，生成铁锈最多，
故B错误；
C．在B处，海水与氧气接触，与Fe最易形成原电池，所以B区域比A区域更易腐蚀，故C错误；
D．Fe作负极失电子生成亚铁离子，则负极的电极反应：Fe﹣2e﹣=Fe2+，故D正确．
故选D．
点评：
本题考查了金属的电化学腐蚀，明确吸氧腐蚀发生的条件是解题的关键，题目难度不大．
二、填空
16.答案：（1）三 ⅣA ，（2）1s22s22p3，1 （3）>，<，>，<（4）2H+ + NO-3-e-=NO2 + H2O，正，随着反应进行
铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，铜做负极反应，电流方向相反。
【解析】（1）硅元素为14号元素，故位于元素周期表第三周期ⅣA族。（2）N为7号元素，故基态原子核外
电子排布式为1s22s22p3，铜基态原子核外价电子排布式为3d102s1,故基态原子最外层有1个电子。（3）铝和硅
位于同周期，铝在硅的前面，故原子半径大于硅；N和O同周期，同周期电负性前小后大；金刚石和晶体硅均
为原子晶体，原子晶体熔沸点与原子半径呈反比，而碳原子半径小于硅，故金刚石熔点高；CH4和SiH4都是分
子晶体，均没有氢键，所以直接根据相对分子质量可以判断SiH4沸点较高。（4）反应过程中有红棕色气体产
生，说明反应生成二氧化氮，则此时正极的电极反应式是2H+ + NO--3-e=NO2↑+ H2O；溶液中的H+向正极即
铜极移动；浓具有强氧化性，随着反应进行铝表面被氧化生成了氧化膜，阻碍其与浓反应，故铜参与反应变为负极，电流方向改变。
17.【答案】（1）MnO—
＋
＋
2＋
2＋e＋H＝MnOOH；Zn＋2MnO2＋2H＝Zn＋2MnOOH （2）0.05g
（3）加热浓缩、冷却结晶；铁粉、MnOOH；在空气中加热；碳粉转变为CO＋2，MnOOH氧化为MnO2 （4）Fe3；2.7；6；Zn2＋和Fe2＋分离不开；Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近
【解析】（1）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，锌是负极，电极反应式为
Zn—2e—＝Zn2＋。中间是碳棒，碳棒中正极，二氧化锰得到电子，则正极电极反应式为MnO2＋e—＋H＋＝MnOOH，总反应式为Zn＋2MnO＋2＋2H＝Zn2＋＋2MnOOH。
（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，则通过的电量是150，因此通过电子的物质的量是，锌在反应中失去2个电子，则理论消耗Zn的质量是
0.001554mol265g/mol＝0.05g。
(3)由表中数据知，、均易溶于水，故可采用蒸发浓缩、冷却结
晶的方法得到相应的晶体。滤渣中还含有碳粉、MnOOH，除去这两种杂质 的最简单方法是在空气中加热，使C转化为，MnOOH被氧化为MnO。
(4)反应中Fe被氧化为Fe，经计算可知，当Fe沉淀完全时，溶液中c()=mol·L，故pH=2．7时，Fe沉淀完全。同时可计算出当Zn开始沉淀时 ()×O.1=，c()= mol·L，pH=6。若不加，则形成Zn(OH)时，会产生Fe(0H)沉淀，因为Zn(OH)、Fe(0H)组成形式相同、相近，故二者易同时形成沉淀。 18.
(1)M（1分） 不能（1分）
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因阳极产生的Cu2＋不能还原Cr2-2O7（2分）。
(2)Cr2－
2＋
＋
3＋
3＋
2O7＋6Fe＋14H===2Cr＋6Fe＋7H2O（2分）
有Cr(OH)3 (1分) Fe(OH)3（1分）
(3)O2–2+2CO2+4e–2CO3 （或2O2+4CO–2–2+8e==4CO3） （2分） (4)1.12（2分） (5)336 （2分）
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