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2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題講座六 多池串聯(lián)組合裝置的解題方法課時(shí)作業(yè)
一、選擇題
1．將下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合，下列判斷正確的是( )
A．Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)
B．電子沿Zn→a→b→Cu路徑流動(dòng)
C．片刻后甲池中c(SO)增大
D．片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色
解析：將裝置中K閉合，該裝置構(gòu)成原電池，其中Zn電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；電子沿Zn→a，在a上溶液中的H＋得到電子，在b上溶液中的OH－失去電子，電子不能直接由a→b，故B錯(cuò)誤；該裝置工作過程中，甲、乙兩燒杯中的SO的濃度都不改變，只是鹽橋中的Cl－和K＋分別向甲、乙兩燒杯中移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；在b處溶液中的OH－失去電子，c(OH－)減小，c(H＋)增大，b處濾紙不可能變紅色，故D錯(cuò)誤。
答案：A
2．(xx年高考海南卷)如圖所示的電解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均為Pt電極。電解過程中，電極b和d上沒有氣體逸出，但質(zhì)量均增大，且增重b
c(H＋)，溶液顯堿性，所以Y電極附近溶液變紅色。所以只有A選項(xiàng)正確。
答案：A
4.用鉛蓄電池電解AgNO3、Na2SO3的溶液，a、b、c、d電極材料均為石墨。已知鉛蓄電池的總反應(yīng)為：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)，通電時(shí)a電極質(zhì)量增加，下列說法正確的是( )
A．電路中通過1 mol電子時(shí)，Y電極質(zhì)量增加48 g
B．放電時(shí)鉛蓄電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為：
PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋4e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)
C．c、d電極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為1∶2
D．X極為負(fù)極
解析：a極質(zhì)量增加，即析出了Ag，a為陰極，則Y為負(fù)極，X為正極，D項(xiàng)錯(cuò)；B項(xiàng)，所寫電極反應(yīng)式為正極的電極反應(yīng)式；C項(xiàng)，c為陰極放出H2，d為陽極放出O2，物質(zhì)的量之比為2∶1。
答案：A
5．空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC)，RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。下圖為RFC工作原理示意圖，有關(guān)說法正確的是( )
A．當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，a極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L O2
B．b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－
C．c極上發(fā)生還原反應(yīng)，B中的H＋可以通過隔膜進(jìn)入A
D．d極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
解析：由圖可知a為陰極、b為陽極、氣體X為H2、氣體Y為O2，c為正極、d為負(fù)極。正極、陰極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極、陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)、B項(xiàng)、D項(xiàng)錯(cuò)誤；在原電池中陽離子移向正極，C項(xiàng)正確。
答案：C
6．用酸性氫氧燃料電池為電源進(jìn)行電解的實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖所示，下列說法中正確的是( )
A．燃料電池工作時(shí)，正極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．a(chǎn)極是鐵，b極是銅時(shí)，b極逐漸溶解，a極上有銅析出
C．a(chǎn)極是粗銅，b極是純銅時(shí)，a極逐漸溶解，b極上有銅析出
D．a(chǎn)、b兩極均是石墨時(shí)，在相同條件下a極產(chǎn)生的氣體與電池中消耗的H2體積相等
解析：氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液呈酸性，故正極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，負(fù)極反應(yīng)式：2H2－4e－===4H＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a極是陽極，b極是陰極，a極逐漸溶解，b極上有銅析出，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解精煉銅，a極發(fā)生反應(yīng)：Cu－2e－===Cu2＋，b極發(fā)生反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu，C項(xiàng)正確；a極發(fā)生反應(yīng)：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，電池中H2發(fā)生反應(yīng)：H2－2e－===2H＋，根據(jù)電子守恒，在相同條件下a極產(chǎn)生的O2是電池消耗H2體積的，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案：C
7．(xx年杭州模擬)假設(shè)圖中原電池產(chǎn)生的電壓、電流強(qiáng)度均能滿足電解、電鍍要求，即為理想化。①～⑧為各裝置中的電極編號(hào)。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．當(dāng)K閉合時(shí)，A裝置發(fā)生吸氧腐蝕，在電路中作電源
B．當(dāng)K斷開時(shí)，B裝置鋅片溶解，有氫氣產(chǎn)生
C．當(dāng)K閉合后，整個(gè)電路中電子的流動(dòng)方向?yàn)棰佟?；⑦→⑥；⑤→④；③→?
D．當(dāng)K閉合后，A、B裝置中pH變大，C、D裝置中pH不變
解析：K閉合時(shí)B為原電池，作電源。
答案：A
8．某同學(xué)按下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。A、B為兩種常見金屬，它們的硫酸鹽可溶于水，當(dāng)K閉合時(shí)，SO從右向左通過交換膜移向A極。下列分析正確的是( )
A．溶液中c(A2＋)減小
B．B極的電極反應(yīng)：B－2e－===B2＋
C．Y電極上有H2產(chǎn)生，發(fā)生還原反應(yīng)
D．反應(yīng)初期，X電極周圍出現(xiàn)白色膠狀沉淀
解析：K閉合時(shí)左池為原電池，SO移向負(fù)極，即A為負(fù)極，B為正極，X為陰極，H＋在X極上得電子生成H2，使X附近溶液逐漸呈堿性生成Al(OH)3白色沉淀。
答案：D
9.(xx年揚(yáng)州調(diào)研)如圖所示，將兩燒杯中電極用導(dǎo)線相連，四個(gè)電極分別為Mg、Al、Pt、C。當(dāng)閉合開關(guān)S后，以下表述正確的是( )
A．電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)
B．Al、Pt兩極有H2產(chǎn)生
C．甲池pH減小，乙池pH不變
D．Mg、C兩極生成的氣體在一定條件下可以恰好完全反應(yīng)
答案：D
10．工業(yè)上電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示。下列說法不正確的是( )
已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中發(fā)生水解
②氧化性：Ni2＋(高濃度)>H＋>Ni2＋(低濃度)
A．碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)：
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
B．電解過程中，B中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小
C．為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過程中需要控制廢水pH
D．若將圖中陽離子膜去掉，將A、B兩室合并，則電解總反應(yīng)式發(fā)生改變
解析：由題圖知，碳棒與電源正極相連，是電解池的陽極，電極反應(yīng)為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；鍍鎳鐵棒與電源負(fù)極相連，是電解池的陰極，電極反應(yīng)為Ni2＋＋2e－===Ni。電解過程中為平衡A、C中的電荷，A中的Na＋和C中的Cl－分別通過陽離子膜和陰離子膜移向B中，這使B中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度不斷增大。因Ni2＋在弱酸性溶液中易發(fā)生水解，且氧化性：Ni2＋(高濃度)>H＋>Ni2＋(低濃度)，故為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過程中需要控制廢水pH。若將題圖中陽離子膜去掉，由于放電順序Cl－>OH－，則Cl－移向陽極放電：2Cl－－2e－===Cl2↑，電解總反應(yīng)式會(huì)發(fā)生改變。
答案：B
二、非選擇題
11.已知鉛蓄電池的工作原理為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行電解(電解液足量)，測(cè)得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)鐵電極的質(zhì)量減少11.2 g。請(qǐng)回答下列問題。
(1)A是鉛蓄電池的________極，鉛蓄電池正極反應(yīng)式為
________________________________________________________________________，
放電過程中電解液的pH________(填“減小”“增大”或“不變”)。
(2)Ag電極的電極反應(yīng)式是________________________________________________，
該電極的電極產(chǎn)物共________g。
(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是________________________________________________，
CuSO4溶液的濃度________(填“減小”“增大”或“不變”)。
(4)如圖表示電解進(jìn)行過程中某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間的變化曲線則x表示________。
a．各U形管中產(chǎn)生的氣體的體積
b．各U形管中陽極質(zhì)量的減少量
c．各U形管中陰極質(zhì)量的增加量
解析：根據(jù)在電解過程中鐵電極質(zhì)量減少可判斷A是電源的負(fù)極，B是電源的正極，電解時(shí)Ag極做陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，F(xiàn)e作陽極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，左側(cè)U形管中總反應(yīng)式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。右側(cè)U形管相當(dāng)于電鍍裝置，Zn電極作陰極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，銅電極做陽極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋，電鍍過程中CuSO4溶液的濃度保持不變，根據(jù)上述分析可得答案。
答案：(1)負(fù) PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 增大
(2)2H＋＋2e－===H2↑ 0.4
(3)Cu－2e－===Cu2＋ 不變
(4)b
12．新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示。
回答下列問題：
(1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中b電極上得到的是________，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為_______________________________________________。
(3)若每個(gè)電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上通過電解池的電量為________________________________________________________________________
(法拉第常數(shù)F＝9.65104 C/mol，列式計(jì)算)，最多能產(chǎn)生的氯氣體積為________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
解析：(1)總反應(yīng)式為：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，正極反應(yīng)式為2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，則負(fù)極反應(yīng)式由總反應(yīng)式減正極反應(yīng)式得到；(2)由圖可看出一二兩池為串聯(lián)的電源，其中甲烷是還原劑，所在電極為負(fù)極，因而與之相連的b電極為陰極，產(chǎn)生的氣體為氫氣；(3)1 mol甲烷氧化失去電子8 mol，電量為896 500 C，因題中雖有兩個(gè)燃料電池，但電子的傳遞只能用一個(gè)池的甲烷量計(jì)算，1 L為1/22.4 mol，可求電量；甲烷失電子是Cl－失電子數(shù)的8倍，則得到氫氣為4 L(CH4～8Cl－～4Cl2)
答案：(1)2O2＋4H2O＋8e－===8OH－
CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
(2)H2 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(3)89.65104 Cmol－1＝3.45104 C 4 L
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