专题05 电化学-【好题汇编】5年（2020-2024）高考1年模拟化学真题分类汇编（北京专用）

专题05 电化学 考点 五年考情（2020-2024） 命题趋势 考点1 电化学选择题 （5年3考） 2024北京卷第3题 2023北京卷第5题 2022年北京卷第13题 1.北京新课改之后，有关电化学的考查通常通常分两部分，选择题和大题中的某一问。 2.电化学的内容比较集中，就是原电池和电解池，通常考察电极的判断、电极反应式的书写和相关应用等。 考点2电化学综合应用 （5年5考） 2024北京卷第16题（3） 2023北京卷第16题（3） 2022北京卷第16题（3）、（4） 2021北京卷第15题 2020北京卷第15题 考点1 电化学选择题 1．（2024·北京·高考真题）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为 【答案】D 【详解】A．酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，故A错误； B．原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，故B错误； C．发生得电子的还原反应，故C错误； D．锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应，故D正确； 故选D。 2．（2023·北京·高考真题）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．废气中排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D．装置中的总反应为 【答案】C 【详解】A．是酸性氧化物，废气中排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A正确； B．装置a中溶液的溶质为，溶液显碱性，说明的水解程度大于电离程度，故B正确； C．装置a中溶液的作用是吸收气体，与溶液不反应，不能吸收，故C错误； D．由图可知一个电极亚硫酸根失电子生成硫酸根，另一个极二氧化碳和水转化为甲酸，装置b中总反应为，故D正确； 选C。 3．（2022·北京·高考真题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象 ① 0.1mol/LCuSO4 +少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有 ② 0.1mol/LCuSO4 +过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素 下列说法不正确的是 A．①中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触 B．①中检测到，推测可能发生反应： C．随阴极析出，推测②中溶液减少，平衡逆移 D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 【答案】C 【分析】由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。 【详解】A．由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确； B．由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为，故B正确； C．由分析可知，铜离子在阴极得到电子发生还原反应，在阴极析出铜，但阳极发生Cu-2e-=Cu2+的反应，铜离子浓度不变，平衡不移动，故C错误； D．由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确； 故选C。 考点2 电化学综合应用 4．（2020·北京·高考真题）H2O2是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。 (1)早期制备方法：Ba(NO3)2BaOBaO2滤液H2O2 ①I为分解反应，产物除BaO、O2外，还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是 。 ②II为可逆反应，促进该反应正向进行的措施是 。 ③III中生成H2O2，反应的化学方程式是 。 ④减压能够降低蒸馏温度，从H2O2的化学性质角度说明V中采用减压蒸馏的原因： 。 (2)电化学制备方法：已知反应2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2，如图为制备装置示意图。 ①a极的电极反应式是 。 ②下列说法正确的是 。 A．该装置可以实现电能转化为化学能 B．电极b连接电源负极 C．该方法相较于早期制备方法具有原料廉价，对环境友好等优点 【答案】 2Ba(NO3)22BaO+ O2↑+4NO2↑ 增大压强或增大氧气的浓度或降低温度 BaO2+2HCl= BaCl2+H2O2 H2O2受热易分解 O2+2H++2e-= H2O2 AC 【分析】(1)根据流程图示，硝酸钡受热分解，生成氧化钡、氧气和二氧化氮，氧化钡与氧气反应生成过氧化钡，过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和双氧水，向反应后的溶液中加入试剂除去钡离子，过滤后对滤液进行减压蒸馏，得到双氧水，据此分析解答； (2)根据图示，左端电极上氧气转化为双氧水，氧元素的化合价由0价变为-1价，得电子发生还原反应，则a电极为阴极，电极反应为O2+2H++2e-= H2O2，b电极为阳极，失电子发生氧化反应，电极反应为2H2O-4e-= 4H++ O2↑，据此分析解答。 【详解】(1)①I为分解反应，产物除BaO、O2外，还有一种红棕色气体，该气体为NO2。根据氧化还原反应电子得失守恒配平该反应的化学方程式为：2Ba(NO3)22BaO+ O2↑+4NO2↑； ②II为BaO与氧气反应生成BaO2，是可逆反应，反应方程式为：2BaO(s)+O2(g)2BaO2(s)，正反应为气体体积减小的放热反应，促进该反应正向进行的措施是增大压强或增大氧气的浓度或降低温度； ③III中过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和双氧水，反应的化学方程式是BaO2+2HCl= BaCl2+H2O2； ④H2O2受热易分解，采用减压能够降低蒸馏温度，防止双氧水分解导致产率降低； (2)①根据分析，a极的电极反应式是O2+2H++2e-= H2O2； ②A．2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行，反向不能自发进行，根据图示，该装置有电源，属于电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A正确； B．根据分析，电极b为阳极，电解池阳极与电源正极连接，故B错误； C．根据分析，该装置的总反应为2H2O+O22H2O2，根据反应可知，制取双氧水的原料为氧气和水，来源广泛，原料廉价，对环境友好等优点，故C正确； 答案选AC。 【点睛】易错点为(1)中的④，H2O2受热易分解，减压能够降低蒸馏温度，减小双氧水的分解，提高双氧水的产率。 5．（2021·北京·高考真题）环氧乙烷(，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下。 (1)①阳极室产生Cl2后发生的反应有： 、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。 ②结合电极反应式说明生成溶液a的原理 。 (2)一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。 电解效率η和选择性S的定义： η(B)=×100% S(B)=×100% ①若η(EO)=100%，则溶液b的溶质为 。 ②当乙烯完全消耗时，测得η(EO)≈70%，S(EO)≈97%，推测η(EO)≈70%的原因： I.阳极有H2O放电 II.阳极有乙烯放电 III.阳极室流出液中含有Cl2和HClO …… i.检验电解产物，推测I不成立。需要检验的物质是 。 ii.假设没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，η(CO2)≈ %。经检验阳极放电产物没有CO2。 iii.实验证实推测III成立，所用试剂及现象是 。 可选试剂：AgNO3溶液、KI溶液、淀粉溶液、品红溶液。 【答案】(1) Cl2 +H2O= HCl+ HClO 阴极发生反应： 2H2O+2e-=H2↑ + 2OH-生成OH-，K+ 通过阳离子交换膜从阳极迁移到阴极，形成KOH和KCl的混合溶液 (2) KCl O2 13 KI 溶液和淀粉溶液，溶液变蓝 【详解】（1）阳极产生氯气后，可以和水发生反应生成次氯酸其方程式为：Cl2 +H2O= HCl+ HClO；溶液a是阴极的产物，在阴极发生反应2H2O+2e-=H2↑ + 2OH-，同时阳极的钾离子会向阴极移动和氢氧根结合形成氢氧化钾，故答案为：阴极发生反应： 2H2O+2e-=H2↑ + 2OH-生成OH-，K+ 通过阳离子交换膜从阳极迁移到阴极，形成KOH和KCl的混合溶液； （2）①若η(EO)=100%则说明在电解过程中只有乙烯中的碳化合价发生变化，其他元素化合价没有变，故溶液b的溶质为：KCl； ②i.阳极有H2O放电时会产生氧气，故需要检验的物质是O2；ii. 设EO的物质的量为amol 则转化的乙烯的物质的量为：；生成EO转化的电子的物质的量：2amol；此过程转移电子的总物质的量：；生成CO2的物质的量：；生成CO2转移的电子的物质的量：，则η(CO2)=≈13%； iii.实验证实推测III成立，则会产生氯气，验证氯气即可，故答案为：KI 溶液和淀粉溶液，溶液变蓝。 6．（2022·北京·高考真题）煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。 已知：在催化剂作用下，煤在管式炉中燃烧，出口气体主要含。 (1)煤样需研磨成细小粉末，其目的是 。 (2)高温下，煤中完全转化为，该反应的化学方程式为 。 (3)通过干燥装置后，待测气体进入库仑测硫仪进行测定。 已知：库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，溶解并将还原，测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束，通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。 ①在电解池中发生反应的离子方程式为 。 ②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为 。 (4)煤样为，电解消耗的电量为x库仑，煤样中硫的质量分数为 。 已知：电解中转移电子所消耗的电量为96500库仑。 (5)条件控制和误差分析。 ①测定过程中，需控制电解质溶液，当时，非电解生成的使得测得的全硫含量偏小，生成的离子方程式为 。 ②测定过程中，管式炉内壁上有残留，测得全硫量结果为 。(填“偏大”或“偏小”) 【答案】(1)与空气的接触面积增大，反应更加充分 (2)2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑ (3) SO2+I+2H2O=3I-+SO+4H+ 3I--2e-=I (4) (5) 偏小 【详解】（1）煤样研磨成细小粉末后固体表面积增大，与空气的接触面积增大，反应更加充分，故答案为：与空气的接触面积增大，反应更加充分； （2）由题意可知，在催化剂作用下，硫酸钙高温分解生成氧化钙、二氧化硫和氧气，反应的化学方程式为2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑，故答案为：2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑； （3）①由题意可知，二氧化硫在电解池中与溶液中I反应生成碘离子、硫酸根离子和氢离子，离子方程式为SO2+I+2H2O=3I—+SO+4H+，故答案为：SO2+I+2H2O=3I—+SO+4H+； ②由题意可知，测硫仪工作时电解池工作时，碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成碘三离子，电极反应式为3I--2e-=I，故答案为：3I--2e—=I； （4）由题意可得如下关系：S—SO2—I—2e-，电解消耗的电量为x库仑，则煤样中硫的质量分数为×100%=，故答案为：； （5）①当pH<1时，非电解生成的碘三离子使得测得的全硫含量偏小说明碘离子与电解生成的碘反应生成碘三离子，导致消耗二氧化硫的量偏小，反应的离子方程式为，故答案为：； ②测定过程中，管式炉内壁上有三氧化硫残留说明硫元素没有全部转化为二氧化硫，会使二氧化硫与碘三离子反应生成的碘离子偏小，电解时转移电子数目偏小，导致测得全硫量结果偏低，故答案为：偏小。 7．（2023·北京·高考真题）尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 (1)十九世纪初，用氰酸银与在一定条件下反应制得，实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是 。 (2)二十世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： ⅰ．和生成； ⅱ．分解生成尿素。 结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是 (填序号)。 a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ b．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应 c． (3)近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。 ①电极是电解池的 极。 ②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。 (4)尿素样品含氮量的测定方法如下。 已知：溶液中不能直接用溶液准确滴定。 ①消化液中的含氮粒子是 。 ②步骤ⅳ中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为和，计算样品含氮量还需要的实验数据有 。 【答案】(1) (2)ab (3) 阳 (4) 样品的质量、步骤Ⅲ所加入溶液的体积和浓度 【详解】（1）根据原子守恒分析，二者反应生成尿素和氯化银，化学方程式是。答案为； （2）a．反应ⅰ的活化能是，反应ⅱ活化能是，，a项正确； b．从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ放热，反应ⅱ吸热，b项正确； c．总反应的：，c项错误； 故选ab。 （3）①电极b上发生失电子生成的氧化反应，是电解池的阳极。②a极硝酸根离子得电子转化为尿素，再结合酸性环境可分析出电极反应式为。答案为阳极；； （4）①尿素消化分解生成和，由于反应中存在浓，则消化液中含氮粒子为。②除了已知数据外，还需要的是样品的质量、步骤ⅲ所加入溶液的体积和浓度。答案为；样品的质量、步骤Ⅲ所加入H2SO4溶液的体积和浓度。 8．（2024·北京·高考真题）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。 (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。 (2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 ①第I步反应的化学方程式为 。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因 。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以为氨源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式： 。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是 。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因 。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。 【答案】(1)难挥发性 (2) ，该反应正向气体分子总数减小，同温时，条件下转化率高于，故，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响 (3) 反应iii生成，将氧化成，更易转化成 (4)中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程 【详解】（1）浓硫酸难挥发，产物为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。 （2）①第I步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为； ②，该反应正向气体分子总数减小，同温时，条件下转化率高于，故，根据，x、y点转化率相同，则n相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响，故y点的容器容积小于x点的容器容积。 （3）①由电极a上的物质转化可知，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极a为阳极，电极反应式为； ②反应iii生成，将氧化成，更易转化成。 （4）中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程。 1．（2024·北京顺义·一模）我国科研人员研制出一种一体式过氧化氢循环电池(UR-HPCC)，可实现在H2O2电解模式下高效产氢，在燃料电池模式下合成过氧化氢。其工作原理示意图如下。下列说法正确的是 A．电解模式下H2在阳极生成 B．电解模式下化学能转化为电能 C．电池模式下正极反应为：O2+2H++2e-=H2O2 D．电池模式下Ⅱ中H+通过质子交换膜移向Ⅰ 【答案】C 【分析】根据燃料电池原理示意图可知，左侧通入氢气失电子发生氧化反应，左侧电极为负极，右侧通入氧气得电子发生还原反应，右侧电极为正极； 【详解】A．电解模式下，氢离子得到电子发生还原反应，H2在阴极生成，A错误； B．电解模式为电解装置，电能转化为化学能，B错误； C．电池模式下正极反应为氧气得到电子发生还原反应生成过氧化氢：O2+2H++2e-=H2O2，C正确；   D．电池模式下阳离子向正极移动，则Ⅰ中H+通过质子交换膜移向Ⅱ，D错误； 故选C。 2．（2024·北京朝阳·一模）最新研究发现，金属钙可代替金属锂用于电化学驱动将N2还原为NH3.原理如图所示。 已知：电解质溶液由Ca(BH4)2和少量C2H5OH溶于有机溶剂形成。 下列说法不正确的是 A．阳极反应式为：H2-2e-=2H+ B．过程Ⅱ生成NH3的离子方程式：3Ca+N2+6C2H5OH=2NH3↑+3Ca2++6C2H5O- C．理论上电解一段时间后C2H5OH浓度基本不变 D．推测用H2O代替C2H5OH更有利于生成NH3 【答案】D 【详解】A．由图知，阳极的电极反应式为H2-2e-=2H+，A正确； B．由图知过程Ⅱ生成NH3的离子方程式：3Ca+N2+6C2H5OH=2NH3↑+3Ca2++6C2H5O-，B正确； C．由图知，过程Ⅰ的反应式为C2H5O-+H+=C2H5OH，过程Ⅱ消耗C2H5OH，故理论上电解一段时间后C2H5OH浓度基本不变，C正确； D．由于NH3易溶于水，故用H2O代替C2H5OH不利于生成NH3，D错误； 故选D。 3．（2024·北京东城·一模）-种能捕获和释放的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接时，b极区溶液能捕获通入的。 下列说法不正确的是 A．K连接时，b极发生反应： B．K连接时。a连接电源正极 C．K连接时，a极区的值增大 D．该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH，捕获和释放 【答案】C 【分析】当K连接时，b极区溶液能捕获通入的，右侧为b极，充电时b为阴极，得电子发生还原反应，a为阳极失电子发生氧化反应；放电时a为正极发生还原反应，得电子，b为负极发生氧化反应，失电子，据此分析解题。 【详解】 A．K连接时，为电解池，阴极得电子，发生还原反应， b极发生反应：，A正确； B．K连接时，a为阳极，与连接电源正极相连，B正确； C．K连接时，为原电池，a极为正极，发生还原反应，得电子，，a极区的值减小，C错误； D．该装置通过“充电”和“放电”OH-浓度调控b极区溶液pH，捕获和释放，D正确； 故选C。 4．（2024·北京房山·一模）一种太阳能电池工作原理示意图如图所示，其中电解质溶液为和的混合溶液，下列说法不正确的是 A．中，中心离子为 B．电极a为负极 C．电子由电极b经导线流向电极a D．正极上发生的电极反应： 【答案】C 【详解】A．中有空轨道，中心离子为，A正确； B．由图可知，电极a上铁的化合价升高，失去电子，电极b上铁的化合价降低，得到电子，故a负极，b为正极，B正确； C．由图可知，，电子由电极a经导线流向电极b，C错误； D．正极上得到电子生成，电极方程式为：，D正确； 故选C。 5．（2024·北京西城·一模）双极膜可用于电解葡萄糖()溶液同时制备山梨醇()和葡萄糖酸()。电解原理示意图如下(忽略副反应)。 已知：在电场作用下，双极膜可将水解离，在两侧分别得到和。 注：R为 下列说法不正确的是 A．右侧的电极与电源的正极相连 B．阴极的电极反应： C．一段时间后，阳极室的增大 D．每生成山梨醇，理论上同时可生成葡萄糖酸 【答案】C 【分析】左边电极葡萄糖被还原为山梨醇，为阴极，右边电极溴离子失电子被氧化为溴，为阳极。 【详解】A．右边电极溴离子失电子被氧化为溴，为阳极，与电源正极相连，故A正确； B．左边电极为阴极，葡萄糖中的醛基被还原，电极反应式：，故B正确； C．阳极室中还发生H2O+Br2+RCHO=RCOOH+2H++2Br-，电解一段时间后，pH减小，故C错误； D．制备山梨醇的反应为，制备葡萄糖酸的总反应为，根据得失电子守恒可知每生成山梨醇，理论上同时可生成葡萄糖酸，故D正确； 故选C。 6．（2024·北京石景山·一模）一种铝硫电池放电过程示意图如下，下列说法正确的是 A．硫电极是正极，发生得电子的氧化反应 B．负极反应为2Al + 8AlCl3Br− + 6AlCl− 6e− = 8Al2Cl6Br− C．正极反应为3S + 6Al2Cl6Br− + 6e− = Al2S3 + 6AlCl3Br−+6AlCl D．AlCl 和AlCl3Br—中心原子的杂化轨道类型相同，均为正四面体结构 【答案】B 【分析】由图可知，硫电极是原电池的正极，Al2Cl6Br−作用下硫在正极得到电子发生还原反应生成Al2S3、AlCl3Br−、AlCl，电极反应式为3S + 8Al2Cl6Br− + 6e− =Al2S3 + 8AlCl3Br−+6AlCl，铝电极为负极，AlCl3Br−、AlCl作用下铝失去电子发生氧化反应生成Al2Cl6Br−，电极反应式为2Al + 8AlCl3Br− + 6AlCl− 6e− = 8Al2Cl6Br−。 【详解】A．由分析可知，硫电极是原电池的正极，Al2Cl6Br−作用下硫在正极得到电子发生还原反应生成Al2S3、AlCl3Br−、AlCl，故A错误； B．由分析可知，铝电极为负极，AlCl3Br−、AlCl作用下铝失去电子发生氧化反应生成Al2Cl6Br−，电极反应式为2Al + 8AlCl3Br− + 6AlCl− 6e− = 8Al2Cl6Br−，故B正确； C．由分析可知，硫电极是原电池的正极，Al2Cl6Br−作用下硫在正极得到电子发生还原反应生成Al2S3、AlCl3Br−、AlCl，电极反应式为3S + 8Al2Cl6Br− + 6e− =Al2S3 + 8AlCl3Br−+6AlCl，故C错误； D．AlCl3Br—中氯离子和溴离子的离子半径不同，所以AlCl3Br—的空间构型不是正四面体形，故D错误； 故选B。 7．（2024·北京丰台·一模）用电解法从含MnSO4废水中提取Mn和H2SO4的原理如下图所示，阴极室中会加入适量(NH4)2SO4。 已知：i．电解时，适当减慢反应速率，有利于得到致密的金属锰。 ii．电解效率(B)= 100%。 下列说法不正确的是 A．阳极反应式为2H2O–4e-=O2↑+4H+ B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．阴极室产生的NH3可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，利于形成致密的金属锰 D．若(Mn)= 80 %，当析出1 mol Mn时，产生O2的体积为8.96 L(标准状况) 【答案】D 【详解】A．根据图示，阳极放出氧气，阳极反应式为2H2O–4e-=O2↑+4H+，故A正确； B．电解过程中，阴极室硫酸根离子移向阳极室生成硫酸，所以离子交换膜为阴离子交换膜，故B正确； C．电解时，适当减慢反应速率，有利于得到致密的金属锰，阴极室产生的NH3可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，利于形成致密的金属锰，故C正确； D．若(Mn)= 80 %，当析出1 mol Mn时，转移电子 阳极发生反应2H2O–4e-=O2↑+4H+，产生O2的体积为，故D错误； 选D。 8．（2024·北京海淀·二模）工业锌粉常用于制造防锈漆等，其主要成分为金属锌，还有少量含锌化合物及其他杂质，锌单质的含量及锌元素的总量影响着工业锌粉的等级。 I．锌的制备 (1)氯氨法炼锌：一定条件下，通入，以浓溶液为浸取剂浸锌，可将矿物中难溶的转化为、等，同时生成S，结合平衡移动原理解释、对浸锌的作用： 。 (2)酸性介质中电沉积制锌粉：以和混合液（pH为4~6）为电解质溶液，用下图装置电解制锌粉，一定条件下，实验测得电流效率为80%。 已知：电流效率 ①阴极的电极反应有 。 ②制得65g锌粉时，电解质溶液中的物质的量至少增加 mol。 (3)离子液体电沉积制锌：80℃时，将溶解于EMIC（结构如图）中，电解制锌。离子化合物EMIC的熔点约为79℃，从结构角度解释其熔点低的原因： 。 Ⅱ．锌元素总量的测定 已知： i．二甲酚橙（In）与反应： EDTA与反应： ii．溶液可排除其他金属阳离子的干扰，避免其与EDTA和In作用。 (4)滴定终点时的现象是 。 (5)计算样品中锌元素的质量分数还需要的实验数据有 。 【答案】(1)ZnS在溶液中存在如下平衡：，加入，NH发生水解：，NH3·H2O与形成，通入，与反应生成S，促进溶解平衡正向移动 (2) 、 0.25 (3)EMIC中阴、阳离子所带电荷数均为1，由于阳离子体积较大，阴、阳离子之间距离大，离子之间的作用力弱 (4)溶液从红色变为黄色，且30s不变红 (5)待测液的体积、滴定所用的EDTA溶液的体积 【详解】（1）硫化锌在溶液中存在如下溶解平衡：ZnS(s)Zn2+(aq)+S2−(aq)，氯化铵是强酸弱碱盐，在溶液中存在如下水解平衡：NH+ H2ONH3·H2O+H+，加入氯化铵浓溶液，溶液中锌离子与一水合氨反应生成四氨合锌离子，通入氧气，氧气与溶液中硫离子反应生成硫，硫化锌的溶解平衡向右移动，硫化锌转化为可溶的锌离子和四氨合锌离子，所以一定条件下，通入氧气，以氯化铵浓溶液为浸取剂可以浸取矿物中的锌元素，故答案为：ZnS在溶液中存在如下平衡：，加入，NH发生水解：，NH3·H2O与形成，通入，与反应生成S，促进溶解平衡正向移动； （2）由题意可知，酸性介质中电沉积制锌粉的过程为与直流电源正极相连的左侧锌电极为电解池的阳极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，右侧锌电极为阴极，锌离子、氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢气； ①由分析可知，右侧锌电极为阴极，锌离子、氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢气，电极反应式为、，故答案为：、； ②由题意可知，制得65g锌粉时，理论上析出金属锌的物质的量为=1.25mol，由得失电子数目守恒可知，阳极放电生成锌离子的物质的量为1.25mol，则电解质溶液中增加锌离子的物质的量为1.25mol—=0.25mol，故答案为：0.25； （3）由结构可知，离子化合物EMIC中阴、阳离子所带电荷数均为1，由于阳离子体积较大，阴、阳离子之间距离大，离子之间的作用力弱，所以EMIC的熔点低，故答案为：EMIC中阴、阳离子所带电荷数均为1，由于阳离子体积较大，阴、阳离子之间距离大，离子之间的作用力弱； （4）由题意可知，二甲酚橙为EDTA溶液滴定溶液中锌离子的指示剂，溶液中锌离子与EDTA完全反应后，滴入最后半滴EDTA溶液，溶液会由红色变为黄色，则滴定终点时的现象为溶液从红色变为黄色，且30s不变红，故答案为：溶液从红色变为黄色，且30s不变红； （5）由方程式可知，计算样品中锌元素的质量分数除需要样品的质量、EDTA溶液的浓度外，还需要待测液的体积、滴定所用的EDTA溶液的体积，故答案为：待测液的体积、滴定所用的EDTA溶液的体积。 9．（2024·北京丰台·二模）将转化为高附加值的化学品，对实现碳中和、可持续发展具有重要意义。 Ⅰ.利用催化加氢制备乙烯，反应过程主要分为两步。 ⅰ.   ⅱ.   (1)和反应制备乙烯的热化学方程式为 。 (2)0.1MPa，投料比的条件下研究反应ⅰ，在不同温度下达到平衡时各气体的物质的量分数如图1所示(水转化为液态，不计入)。 ①200℃时，主要发生的反应的化学方程式为 。 ②800℃时，的平衡转化率为 。 Ⅱ.利用煤气化灰渣(主要成分有CaO、、和MgO等)封存，制备高纯碳酸钙。 ⅰ.浸出：向灰渣中加入稍过量盐酸，充分反应后过滤，得滤液a； ⅱ.净化：向滤液a中逐渐加入氨水，金属氢氧化物分步沉淀，分步过滤，得到滤液b； ⅲ.碳酸化：向滤液b中通入，过滤、洗涤、干燥，得到高纯。 已知：一些金属氢氧化物在溶液中达到沉淀溶解平衡时的与pH关系如图2所示。 (3)净化时，先分离出的氢氧化物是 。 (4)碳酸化时发生主要反应的离子方程式是 。 Ⅲ.利用双极膜电解制备NaOH，捕集烟气中，制备。已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的解离，提供和。 (5)结合电极反应解释A区产生浓NaOH溶液的原因 。 (6)当电路中转移2mol时，上图装置产生 mol NaOH。 (7)制得的固体样品中常混有。准确称量xg样品，下列方案中，能测定样品中纯度的是 。 A．充分加热，固体减重 B．与足量稀盐酸充分反应，加热蒸干，得固体 C．与足量稀硫酸充分反应并加热，逸出气体用碱石灰吸收，增重 【答案】(1)   (2) 75% (3) (4) (5)阴极反应：，增大，穿过阳离子交换膜进入A区产生浓NaOH溶液 (6)4 (7)AB 【详解】（1）目标反应为，目标反应=2ⅰ+ⅱ则目标反应的，热化学方程式为； （2）根据图像可知200℃时主要生成甲烷，反应方程式为；800℃平衡时甲烷的物质的量分数为0，根据图像可以列三段式：则，，则二氧化碳的转化率为； （3）根据图像可知，Fe3+在pH=3左右完全沉淀，Al3+和Mg2+完全沉淀pH都大于3，因此先分离出的氢氧化物是Fe(OH)3； （4）碳酸化时通入的二氧化碳、一水合氨和氯化钙生成碳酸钙沉淀、氯化铵和水，离子方程式为； （5）该电池阴极发生，随着电解的进行，溶液中氢氧根离子浓度增大，同时钠离子经阳离子交换膜向阴极移动，使阴极区域的氢氧化钠浓度增大而得到氢氧化钠浓溶液； （6）每转移2mol电子有2molNaOH在阴极区生成，同时有2molNaOH在阳极区的双极膜和阳离子交换膜之间生成，因此每转移2mol电子有4molNaOH生成； （7）充分加热后，碳酸氢钠受热分解，因此减重质量为碳酸氢钠生成的二氧化碳和水，可以由此计算出碳酸氢钠的质量进而求得碳酸氢钠的质量分数，A正确；与足量稀盐酸反应后加热蒸干所得国体为NaCl，根据氯化钠的质量可列方程组而求得碳酸氢钠的质量进而求得碳酸氢钠的质量分数，B正确；与足量稀硫酸充分反应并加热，逸出气体用碱石灰吸收，增重为二氧化碳和水的质量，水的质量无法计算，因此不能计算得出碳酸氢钠的质量分数，C错误。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 电化学 考点 五年考情（2020-2024） 命题趋势 考点1 电化学选择题 （5年3考） 2024北京卷第3题 2023北京卷第5题 2022年北京卷第13题 1.北京新课改之后，有关电化学的考查通常通常分两部分，选择题和大题中的某一问。 2.电化学的内容比较集中，就是原电池和电解池，通常考察电极的判断、电极反应式的书写和相关应用等。 考点2电化学综合应用 （5年5考） 2024北京卷第16题（3） 2023北京卷第16题（3） 2022北京卷第16题（3）、（4） 2021北京卷第15题 2020北京卷第15题 考点1 电化学选择题 1．（2024·北京·高考真题）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为 2．（2023·北京·高考真题）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．废气中排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D．装置中的总反应为 3．（2022·北京·高考真题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象 ① 0.1mol/LCuSO4 +少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有 ② 0.1mol/LCuSO4 +过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素 下列说法不正确的是 A．①中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触 B．①中检测到，推测可能发生反应： C．随阴极析出，推测②中溶液减少，平衡逆移 D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 考点2 电化学综合应用 4．（2020·北京·高考真题）H2O2是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。 (1)早期制备方法：Ba(NO3)2BaOBaO2滤液H2O2 ①I为分解反应，产物除BaO、O2外，还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是 。 ②II为可逆反应，促进该反应正向进行的措施是 。 ③III中生成H2O2，反应的化学方程式是 。 ④减压能够降低蒸馏温度，从H2O2的化学性质角度说明V中采用减压蒸馏的原因： 。 (2)电化学制备方法：已知反应2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2，如图为制备装置示意图。 ①a极的电极反应式是 。 ②下列说法正确的是 。 A．该装置可以实现电能转化为化学能 B．电极b连接电源负极 C．该方法相较于早期制备方法具有原料廉价，对环境友好等优点 5．（2021·北京·高考真题）环氧乙烷(，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下。 (1)①阳极室产生Cl2后发生的反应有： 、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。 ②结合电极反应式说明生成溶液a的原理 。 (2)一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。 电解效率η和选择性S的定义： η(B)=×100% S(B)=×100% ①若η(EO)=100%，则溶液b的溶质为 。 ②当乙烯完全消耗时，测得η(EO)≈70%，S(EO)≈97%，推测η(EO)≈70%的原因： I.阳极有H2O放电 II.阳极有乙烯放电 III.阳极室流出液中含有Cl2和HClO …… i.检验电解产物，推测I不成立。需要检验的物质是 。 ii.假设没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，η(CO2)≈ %。经检验阳极放电产物没有CO2。 iii.实验证实推测III成立，所用试剂及现象是 。 可选试剂：AgNO3溶液、KI溶液、淀粉溶液、品红溶液。 6．（2022·北京·高考真题）煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。 已知：在催化剂作用下，煤在管式炉中燃烧，出口气体主要含。 (1)煤样需研磨成细小粉末，其目的是 。 (2)高温下，煤中完全转化为，该反应的化学方程式为 。 (3)通过干燥装置后，待测气体进入库仑测硫仪进行测定。 已知：库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，溶解并将还原，测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束，通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。 ①在电解池中发生反应的离子方程式为 。 ②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为 。 (4)煤样为，电解消耗的电量为x库仑，煤样中硫的质量分数为 。 已知：电解中转移电子所消耗的电量为96500库仑。 (5)条件控制和误差分析。 ①测定过程中，需控制电解质溶液，当时，非电解生成的使得测得的全硫含量偏小，生成的离子方程式为 。 ②测定过程中，管式炉内壁上有残留，测得全硫量结果为 。(填“偏大”或“偏小”) 7．（2023·北京·高考真题）尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 (1)十九世纪初，用氰酸银与在一定条件下反应制得，实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是 。 (2)二十世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： ⅰ．和生成； ⅱ．分解生成尿素。 结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是 (填序号)。 a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ b．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应 c． (3)近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。 ①电极是电解池的 极。 ②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。 (4)尿素样品含氮量的测定方法如下。 已知：溶液中不能直接用溶液准确滴定。 ①消化液中的含氮粒子是 。 ②步骤ⅳ中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为和，计算样品含氮量还需要的实验数据有 。 8．（2024·北京·高考真题）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。 (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。 (2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 ①第I步反应的化学方程式为 。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因 。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以为氨源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式： 。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是 。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因 。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。 1．（2024·北京顺义·一模）我国科研人员研制出一种一体式过氧化氢循环电池(UR-HPCC)，可实现在H2O2电解模式下高效产氢，在燃料电池模式下合成过氧化氢。其工作原理示意图如下。下列说法正确的是 A．电解模式下H2在阳极生成 B．电解模式下化学能转化为电能 C．电池模式下正极反应为：O2+2H++2e-=H2O2 D．电池模式下Ⅱ中H+通过质子交换膜移向Ⅰ 2．（2024·北京朝阳·一模）最新研究发现，金属钙可代替金属锂用于电化学驱动将N2还原为NH3.原理如图所示。 已知：电解质溶液由Ca(BH4)2和少量C2H5OH溶于有机溶剂形成。 下列说法不正确的是 A．阳极反应式为：H2-2e-=2H+ B．过程Ⅱ生成NH3的离子方程式：3Ca+N2+6C2H5OH=2NH3↑+3Ca2++6C2H5O- C．理论上电解一段时间后C2H5OH浓度基本不变 D．推测用H2O代替C2H5OH更有利于生成NH3 3．（2024·北京东城·一模）-种能捕获和释放的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接时，b极区溶液能捕获通入的。 下列说法不正确的是 A．K连接时，b极发生反应： B．K连接时。a连接电源正极 C．K连接时，a极区的值增大 D．该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH，捕获和释放 4．（2024·北京房山·一模）一种太阳能电池工作原理示意图如图所示，其中电解质溶液为和的混合溶液，下列说法不正确的是 A．中，中心离子为 B．电极a为负极 C．电子由电极b经导线流向电极a D．正极上发生的电极反应： 5．（2024·北京西城·一模）双极膜可用于电解葡萄糖()溶液同时制备山梨醇()和葡萄糖酸()。电解原理示意图如下(忽略副反应)。 已知：在电场作用下，双极膜可将水解离，在两侧分别得到和。 注：R为 下列说法不正确的是 A．右侧的电极与电源的正极相连 B．阴极的电极反应： C．一段时间后，阳极室的增大 D．每生成山梨醇，理论上同时可生成葡萄糖酸 6．（2024·北京石景山·一模）一种铝硫电池放电过程示意图如下，下列说法正确的是 A．硫电极是正极，发生得电子的氧化反应 B．负极反应为2Al + 8AlCl3Br− + 6AlCl− 6e− = 8Al2Cl6Br− C．正极反应为3S + 6Al2Cl6Br− + 6e− = Al2S3 + 6AlCl3Br−+6AlCl D．AlCl 和AlCl3Br—中心原子的杂化轨道类型相同，均为正四面体结构 7．（2024·北京丰台·一模）用电解法从含MnSO4废水中提取Mn和H2SO4的原理如下图所示，阴极室中会加入适量(NH4)2SO4。 已知：i．电解时，适当减慢反应速率，有利于得到致密的金属锰。 ii．电解效率(B)= 100%。 下列说法不正确的是 A．阳极反应式为2H2O–4e-=O2↑+4H+ B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．阴极室产生的NH3可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，利于形成致密的金属锰 D．若(Mn)= 80 %，当析出1 mol Mn时，产生O2的体积为8.96 L(标准状况) 8．（2024·北京海淀·二模）工业锌粉常用于制造防锈漆等，其主要成分为金属锌，还有少量含锌化合物及其他杂质，锌单质的含量及锌元素的总量影响着工业锌粉的等级。 I．锌的制备 (1)氯氨法炼锌：一定条件下，通入，以浓溶液为浸取剂浸锌，可将矿物中难溶的转化为、等，同时生成S，结合平衡移动原理解释、对浸锌的作用： 。 (2)酸性介质中电沉积制锌粉：以和混合液（pH为4~6）为电解质溶液，用下图装置电解制锌粉，一定条件下，实验测得电流效率为80%。 已知：电流效率 ①阴极的电极反应有 。 ②制得65g锌粉时，电解质溶液中的物质的量至少增加 mol。 (3)离子液体电沉积制锌：80℃时，将溶解于EMIC（结构如图）中，电解制锌。离子化合物EMIC的熔点约为79℃，从结构角度解释其熔点低的原因： 。 Ⅱ．锌元素总量的测定 已知： i．二甲酚橙（In）与反应： EDTA与反应： ii．溶液可排除其他金属阳离子的干扰，避免其与EDTA和In作用。 (4)滴定终点时的现象是 。 (5)计算样品中锌元素的质量分数还需要的实验数据有 。 9．（2024·北京丰台·二模）将转化为高附加值的化学品，对实现碳中和、可持续发展具有重要意义。 Ⅰ.利用催化加氢制备乙烯，反应过程主要分为两步。 ⅰ.   ⅱ.   (1)和反应制备乙烯的热化学方程式为 。 (2)0.1MPa，投料比的条件下研究反应ⅰ，在不同温度下达到平衡时各气体的物质的量分数如图1所示(水转化为液态，不计入)。 ①200℃时，主要发生的反应的化学方程式为 。 ②800℃时，的平衡转化率为 。 Ⅱ.利用煤气化灰渣(主要成分有CaO、、和MgO等)封存，制备高纯碳酸钙。 ⅰ.浸出：向灰渣中加入稍过量盐酸，充分反应后过滤，得滤液a； ⅱ.净化：向滤液a中逐渐加入氨水，金属氢氧化物分步沉淀，分步过滤，得到滤液b； ⅲ.碳酸化：向滤液b中通入，过滤、洗涤、干燥，得到高纯。 已知：一些金属氢氧化物在溶液中达到沉淀溶解平衡时的与pH关系如图2所示。 (3)净化时，先分离出的氢氧化物是 。 (4)碳酸化时发生主要反应的离子方程式是 。 Ⅲ.利用双极膜电解制备NaOH，捕集烟气中，制备。已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的解离，提供和。 (5)结合电极反应解释A区产生浓NaOH溶液的原因 。 (6)当电路中转移2mol时，上图装置产生 mol NaOH。 (7)制得的固体样品中常混有。准确称量xg样品，下列方案中，能测定样品中纯度的是 。 A．充分加热，固体减重 B．与足量稀盐酸充分反应，加热蒸干，得固体 C．与足量稀硫酸充分反应并加热，逸出气体用碱石灰吸收，增重 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$