2025届高考化学一轮复习 高考专题 电化学平衡与浓差电池

高考专题 电化学平衡与浓差电池 一、单选题 1．（23-24高二下·浙江衢州·期末）物质有自发地从浓度大的区域向浓度小的区域扩散的趋势，利用该趋势可设计浓差电池。如图所示装置可测定氧气的含量，参比侧通入纯氧，测量侧气压调节到与参比侧相同，接通电路，通过电势差大小可测出测量侧气体的含氧量。下列说法正确的是 A．测量侧为电池的正极，电极反应式为： B．相同压强下，电势差越大，测量侧气体中含氧量越高 C．测量侧处于封闭环境时，初期的读数比较准确 D．参比侧每消耗224mL气体，电路中通过0.04mol电子 2．（2024·全国·模拟预测）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得、、和NaOH．下列说法错误的是 A．b电极的电极反应式为 B．电池放电过程中，Cu(1)电极为该电池的正极 C．电池从开始工作到停止放电，理论上可制得标准状况下44.8L气体 D．若开始前两铜电极的质量相同，当电路中转移0.2mol电子时，两铜电极的质量相差12.8g 3．（2024·广东·一模）钇稳定氧化锆浓差电池可用于测定待测环境中氧气的含量，在冶金、能源等领域应用广泛。其原理是利用空气与待测环境中氧气的浓度差对电压的影响，某工作状态如图所示。该电池工作时，下列说法不正确的是 A．电极A为正极 B．O2－由电极A向电极B迁移 C．电极B发生的反应为 D．理论上，电解质中O2－的总物质的量会增加 4．（23-24高三上·山东淄博·阶段练习）以浓差电池(电解质溶液浓度不同形成的电池)为电源，以石墨为电极将转化为高纯的装置如图。下列说法错误的是 A．Cu(1)为正极，N为阴极 B．M极电极反应为 C．工作时，左池SO从右侧经膜I移向左侧，右池OH-从右侧经膜Ⅱ移向左侧 D．当浓差电池停止放电时，理论上可得到22.4 L标准状况下的H2(溶液体积变化忽略不计) 5．（2021·北京海淀·二模）下图是“海水河水”浓差电池装置示意图(不考虑溶解氧的影响)，其中a、b均为复合电极，b的电极反应式为。下列说法正确的是 A．a的电极反应式为 B．内电路中，由b极区向a极区迁移 C．工作一段时间后，两极NaCl溶液的浓度差减小 D．电路中转移时，理论上a极区模拟海水的质量减少23g 6．（23-24高一下·吉林白山·期末）浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置，其原理是高浓度溶液向低浓度溶液扩散而引发的一类电池，最终两边电解质溶液浓度相等。某化学兴趣小组同学设计的浓差电池如图所示。 下列叙述错误的是 A．Zn(Ⅰ)为电源的负极，发生氧化反应 B．工作时，溶液中由左向右移动 C．Zn(Ⅱ)极的电极反应为 D．当两池相等时，电路中转移 7．（2024·海南·三模）利用一种电解质溶液浓度不同引起电势差的装置称为“浓差电池”，其原理是高浓度溶液向低浓度溶液扩散而引发的一类电池。某浓差电池的模拟装置如图所示。已知：两电极银的质量均为300g。下列叙述正确的是 A．电极为负极，发生氧化反应 B．由右侧向左侧迁移 C．电池停止工作时两电极的质量差为432g D．电池放电时将化学能全部转化成电能 8．（23-24高三上·河北·期末）浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置，浓差电池最终两边电解质溶液浓度相等。某化学兴趣小组同学在实验室中利用浓差电池电解饱和食盐水制取消毒液，装置如图所示。 下列说法正确的是 A．的电极反应为 B．装置工作时需将a接c，b接d C．Cu2+通过盐桥中从右池向左池移动 D．当两池中相等时，乙中放出气体 9．（23-24高三上·陕西西安·阶段练习）浓差电池是指电池内一物质由高浓度变为低浓度且伴随着能量变化的一类电池，现有如图Ⅰ、Ⅱ所示装置，该装置工作时，下列说法不正确的是                     图Ⅰ                                         图Ⅱ A．电子流向： B．极和极的电极反应都是 C．工作一段时间后，图Ⅱ装置中溶液浓度增大 D．若0.5mol从交换膜左侧向右侧迁移，理论上极减少 10．（2023·山东济宁·二模）某浓差电池的装置如图所示，该电池使用前先将K与M连接一段时间，K再与N连接，当正负电极室中溶液的浓度相等时，电池将停止放电。下列说法错误的是 A．K与M连接时，当电路中转移0.1mol电子时，乙室溶液质量减少17g B．K与N连接时，甲室的电极反应式为 C．若换成阳离子交换膜，电池将不能正常使用 D．K分别与M、N连接时，在电解质溶液中的移动方向相反 11．（22-23高三上·陕西西安·开学考试）某化学兴趣小组将两个完全相同的铜片分别放入体积相同、浓度不同的CuSO4溶液中形成浓差电池(如图所示)，当两极附近电解质溶液浓度相等时停止放电。下列说法正确的是 A．Cu(2)极发生还原反应 B．Cu(1)极附近Cu2+通过膜1向右迁移 C．放电过程中，两膜之间的c(CuSO4)理论上保持不变 D．当Cu(2)极附近c(CuSO4)变为1mol·L-1时，该电池停止放电 12．（21-22高三上·福建福州·阶段练习）利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能量可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品，缝隙处氧浓度比海水低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀机理如图所示。下列说法不正确的是 A．金属缝隙内表面为负极，外自由表面为正极 B．缝隙内溶液pH增大，加快了缝隙内腐蚀速率 C．为了维持电中性，海水中大量Cl-进入缝隙 D．正极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH- 13．（23-24高一下·四川成都·期末）浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的，电子由浓度较小的一极流向浓度较大的一极。某化学兴趣小组将两个完全相同的铜片分别放入体积相同均为2L、浓度不同的CuSO4溶液中形成浓差电池(如图所示)。下列说法正确的是      A．放电过程中，膜1和膜2之间的c(CuSO4)理论上保持不变 B．Cu(1)极附近Cu2+通过膜1向右迁移 C．Cu(1)极作负极，发生氧化反应 D．当该电池停止放电时，左侧电极室（膜1与Cu(1)之间的电极室）与右侧电极室（膜1与Cu(2)之间的电极室）溶液质量差为144g 14．（2024·江西·模拟预测）浓差电池是利用电解质溶液浓度不同而产生电流的一类电池。学习小组以浓差电池为电源，用如图所示装置从含的浆液中分离得到含的溶液并制备NaOH．下列说法错误的是 A．起始加入的溶液浓度： B．膜a和膜b均适合选用阴离子交换膜 C．工作时，溶液质量减小、NaOH稀溶液质量增加 D．导线中通过1 mol，理论上电解池中两极共生成0.75 mol气体 15．（2022·浙江台州·二模）高分子有机物聚吡咯(PPy)是一种性能优异的光敏型半导体，其制成的纳米管在紫外光照射、关闭周期内会发生如下反应：+H+。通过纳米管一端正电荷分布密度的变化，在电解质溶液中产生离子电流。某科研组使用PPy构建了一种浓差电池，用来提取天然水中的氢能，其构造如图所示。下列叙述正确的是 A．a为负极，b为正极 B．b极电极方程式为 C．纳米管道中的离子电流由PPy阳离子、、、的定向移动形成 D．照射一段时间后关闭光源，纳米管道中仍能存在微弱电流 二、多选题 16．（2024·山东菏泽·一模）以浓差电池(电解质溶液浓度不同造成电势差)为电源，用石墨作电极将转化为高纯的装置如图。下列说法错误的是 A．的电极反应式为 B．离子交换膜II为阳离子交换膜 C．工作时，电极附近溶液的降低 D．电解停止时，理论上和电极的质量差为 三、填空题 17．（23-24高三上·四川德阳·期中）某小组利用溶液和溶液通过实验验证为可逆反应，回答下列问题： (1)配制溶液，需称量固体KI (精确到0.01)。 (2)实验验证：向溶液加入溶液，溶液颜色加深，充分反应后，再滴加 溶液，观察到 现象证明该反应为可逆反应。 (3)实验探究：向溶液和溶液反应后溶液中加入，振荡、静置，液体分层，下层溶液呈紫红色，上层溶液呈淡黄色，若要检验淡黄色溶液中是否含碘单质，可以进行的实验操作是 。 (4)有小组同学采用电化学装置(如图所示)从平衡移动的角度进行了验证。 ①向烧杯中分别加入相同体积的溶液、溶液，观察到灵敏电流计指针向右偏转(电流方向为从左至右)，则乙烧杯中加入的溶液是 。 ②随着反应的进行，灵敏电流计指针偏转幅度不断减小，一段时间后示数为0，此时向甲烧杯中加入一定量固体 (填标号)，可观察到灵敏电流计指针向左偏转。 A．            B．            C．铁粉 18．（23-24高二下·上海·期末）废液中的重金属离子浓度可以用浓差电池进行测得：工作时，电池的“浓差”会逐渐减小。如图是某浓差电池的示意图： (1)电极为___________。 A．正极 B．负极 C．阴极 D．阳极 (2)膜为___________交换膜。 A．阳离子 B．阴离子 C．质子 D．双极膜 19．（23-24高二上·湖北武汉·期末）电化学技术的发展是近年来科技的热点。请结合电化学知识回答下列问题： (1)如图甲所示的电化学装置。盐桥为浸泡了饱和氯化钾溶液的琼脂。反应一段时间，向两烧杯中分别滴加几滴酚酞， (填“m”或“ 烧杯中溶液变红，盐桥中的K＋向 (填“m”或“n”)烧杯移动。 (2)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，当两个电极区的浓度相等时停止放电。如图乙所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得 4和NaOH。 ①Cu(Ⅱ)电极的电极反应式为 。 ②电解池中同时制备和NaOH的总反应为 。 ③d膜为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。 ④当电解池中产生标准状况下22.4L H2时，理论上正极区CuSO4浓度变为 mol/L。 ⑤从电池开始工作到停止放电，制备NaOH的质量为204g。若该电化学装置的工作效率=。则该过程的工作效率为 。 四、解答题 20．（2021·北京·高考真题）某小组实验验证“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应并测定其平衡常数。 (1)实验验证 实验I：将0.0100 mol/L Ag2SO4溶液与0.0400 mol/L FeSO4溶液(pH=1)等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。 实验II：向少量Ag粉中加入0.0100 mol/L Fe2(SO4)3溶液(pH=1)，固体完全溶解。 ①取I中沉淀，加入浓硝酸，证实沉淀为Ag。现象是 。 ②II中溶液选用Fe2(SO4)3，不选用Fe(NO3)3的原因是 。 综合上述实验，证实“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应。 ③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图,写出操作及现象 。 (2)测定平衡常数 实验Ⅲ：一定温度下，待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时，取v mL上层清液，用c1 mol/L KSCN标准溶液滴定Ag+，至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v1 mL。 资料：Ag++SCN-AgSCN↓（白色） K=1012 Fe3++SCN-FeSCN2+（红色） K=102.3 ①滴定过程中Fe3+的作用是 。 ②测得平衡常数K= 。 (3)思考问题 ①取实验I的浊液测定c(Ag+)，会使所测K值 (填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。 ②不用实验II中清液测定K的原因是 。 21．（23-24高二上·山东菏泽·期中）某化学兴趣小组分组通过实验验证“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应。 (1)实验小组1：向1mL0.1mol/LFeSO4溶液中加入1mL0. lmol/LAgNO3溶液，开始时，溶液无明显变化，几分钟后迅速出现大量灰黑色沉淀，反应过程中温度几乎无变化。测得溶液中Ag浓度随时间的变化如图1所示。 几分钟后迅速出现灰黑色沉淀的可能原因是 。20min后取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有 。 (2)实验小组2：采用图2电化学验装置从平衡移动角度进行验证。闭合K，电流表指针发生偏转，一段时间后指针归零，证明该电池工作时能产生Fe3+操作及现象 。指针归零后再向左侧烧杯中加入较浓的Fe2(SO4)3溶液，指针变化为 ，综合实验Ⅰ和实验Ⅱ，证实“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应。 (3)实验小组3：向硝酸酸化的0.05mol/L硝酸银溶液(pH=2)中加入过量铁粉，发生反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”，静置后取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，同时发现有白色沉淀生成，说明溶液中存在 (填离子符号) ；随静置时间延长，产生白色沉淀的量越来越少，溶液红色先变深后变浅，请结合离子方程式解释实验现象产生的原因 (反应过程中忽略NO；和空气中氧气的氧化作用；查资料知Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)。 22．（23-24高三上·辽宁·阶段练习）大多数化学反应都是可逆反应，某小组利用0.1 mol/L KI溶液和0.1 mol/LFeCl3溶液通过实验验证2I-+2Fe3+2Fe2++I2为可逆反应。回答下列问题： (1)配制100 mL 0.1000 mol/L KI溶液，需称量固体KI g (精确到0.01)。 (2)实验验证：取1.0 mL 0.1 mol/LKI溶液和1.0 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液于试中，充分反应后，滴加几滴KSCN溶液，观察到 证明该反应为可逆反应。 (3)实验探究：向盛有6 mL 0.1 mol/LKI溶液的试管中加入1 mL 0.1 mol/LFeCl3溶液反应后溶液呈黄色；取出2.0 mL反应后混合液，加入2.0 mLCCl4，振荡、静置，液体分层，下层溶液呈紫红色，上层溶液呈淡黄色。 ①若要检验萃取后的上层淡黄色溶液中是否含碘单质，可以进行的实验操作是 。 ②实验中KI溶液过量的目的是 。 (4)有小组同学采用电化学装置(如图所示)从平衡移动的角度进行了验证。    ①向烧杯中分别加入相同体积的0.1 mol/LKI溶液、0.1 mol/L FeCl3溶液，观察到灵敏电流计指针向右偏转(电流方向为从左至右)，则乙烧杯中加入的溶液是 。 ②随着反应的进行，灵敏电流计指针偏转幅度不断减小，一段时间后示数为0，此时向甲烧杯中加入一定量固体 (填标号)，可观察到灵敏电流计指针向左偏转。 A．FeCl2 B．FeCl3 C． I2 (5)写出氯化铁在生活中的一种用途： 。 23．（23-24高一下·福建福州·期末）研究NOx、SO2、CO等气体的无害化处理对建设生态文明有重要意义。 (1)利用反应2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g)，可实现汽车尾气的无害化处理。一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入等物质的量的NO和CO，测得部分物质的物质的量随时间的变化如图所示： ①X代表的物质是 (填化学式)； ②从反应开始到达到平衡，v(NO)= 。 (2)可用电化学原理处理SO2制备硫酸，装置如图，电极为多孔材料。写出N极的电极方程式 ，若电路中有2mol电子转移，理论上可制得硫酸 g。 (3)转化反应CO(g)+N2O(g)⇌CO2(g)+N2(g)，在Fe*的催化作用下反应历程可分为： 第一步：Fe*+N2O(g)=FeO*+N2(g)； 第二步：FeO*+________=_______+________。 将第二步化学方程式补充完整： 。 (4)已知反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)中相关的化学键键能数据如表： 化学键 H-H C-O C≡O(CO) H-O C-H E(kJ/mol) 436 343 1076 465 413 ①若有1molCH3OH生成，该反应放出 kJ能量。 ②一定温度下，在恒容的密闭容器中充入lmolCO和2molH2发生上述反应，对于该反应，下列说法正确的是 (填序号)。 A．反应过程中n(CO)：n(H2)不变 B．容器内混合气体的密度不再发生变化时，说明在该条件下，此反应已达到了最大的限度 C．往容器中充入He，压强增大，反应速率加快 D．容器内混合气体的压强保持不变时说明反应已达平衡 24．（21-22高三下·福建漳州·阶段练习）某小组实验验证“Ag++Fe2+Fe3++Ag”为可逆反应并测定其平衡常数。 (1)实验验证 实验Ⅰ：将0.0100mol·L-1Ag2SO4溶液与0.0400mol·L-1FeSO4溶液(pH=1)等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。取沉淀，加入浓硝酸，证实沉淀为Ag。 实验Ⅱ：向少量Ag粉中加入0.0100mol·L-1Fe2(SO4)3溶液pH=1，固体完全溶解。 ①Ⅱ中溶液选用Fe2(SO4)3，不选用Fe(NO3)3的原因是 。 综合上述实验，证实“Ag++Fe2+Fe3++Ag”为可逆反应。 ②小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图 、 、 ，写出操作及现象 。 (2)测定平衡常数 实验Ⅲ：一定温度下，待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时，取vmL上层清液，用c1mol·L-1KSCN标准溶液滴定Ag+，至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v1mL。 资料： Ag++SCN—AgSCN↓(白色)    K=1012 Fe3++SCN—FeSCN2+ (红色)    K=102.3 ①滴定过程中Fe3+的作用是 。 ②测得平衡常数K= 。(用c、v表示) (3)思考问题：①取实验Ⅰ的浊液测定c(Ag+)，会使所测K值 (填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。 ②不用实验Ⅱ中清液测定K的原因是 。 25．（2024·上海崇明·二模）Ⅰ.二氧化硫可用于“接触法制硫酸”，核心反应是2SO2+O22SO3，因SO2在催化剂表面与O2接触而得名，反应过程示意图如下： (1)下列说法正确的是_________。 A．SO2和SO3都属于酸性氧化物，通到BaCl2溶液中都会产生白色沉淀 B．增大O2的浓度可以明显提高SO3的生成速率 C．图示过程中既有V-O键的断裂又有V-O键的形成 D．V2O5的作用是降低该反应的活化能，提高SO2的平衡转化率 Ⅱ.也可以用电化学原理，使用SO2制备硫酸，同时精制粗铜，装置如图所示。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触，质子交换膜只允许H+通过。 (2)通入SO2的电极其电极反应式为 ，与 (填“精铜”或“粗铜”)连接； (3)假设粗铜中含有铁、锌杂质，工作一段时间后CuSO4溶液中的Cu2+浓度 (填“不变”或“增大”“减小”)。 26．（23-24高二上·北京西城·阶段练习）某小组实验验证反应为可逆反应并测定其平衡常数。 (1)实验验证 实验Ⅰ：将0.0100 mol/L 溶液与0.0400 mol/L 溶液（）等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。 实验Ⅱ：向少量Ag粉中加入0.0100 mol/L 溶液（），固体完全溶解。 ①取Ⅰ中沉淀，加入浓硝酸，证实沉淀为Ag。现象是 。 ②Ⅱ中溶液选用，不选用的原因是 。 ③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图，写出操作及现象 。    (2)测定平衡常数 实验Ⅲ：一定温度下，待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时，取v mL上层清液，用 mol/L的KSCN标准溶液滴定，至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液 mL。 资料：（白色）   （红色）   ①滴定过程中的作用是 。 ②测得平衡常数 。 (3)思考问题 ①取实验Ⅰ的浊液测定，会使所测K值 （填“偏大”、“无影响”、“偏小”）。 ②不用实验Ⅱ中清液测定K的原因是 。 27．（22-23高三上·山东临沂·期中）某实验小组通过实验验证“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应。 已知：AgSCN、AgNO2均为白色沉淀。 (1)实验I：用葡萄糖与银氨溶液反应制备银镜，向附有银镜的试管中加入5mL0.1mol•L-1Fe(NO3)3溶液(pH=1.6)，观察到银镜很快消失。 ①银氨溶液配制过程中，溶液的pH逐渐 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②为证实该过程Fe3+氧化了Ag，需要用到的试剂是 。 ③试管内还观察到有少许白色沉淀生成，空气中放置一段时间不变色，生成白色沉淀的离子方程式为 。 (2)实验II：向1mL0.1mol•L-1FeSO4溶液中加入1mL0.1mol•L-1AgNO3溶液，开始时，溶液无明显变化。几分钟后，出现大量灰黑色沉淀，反应过程中温度几乎无变化。测得溶液中Ag+浓度随时间的变化如图所示。 几分钟后迅速出现灰黑色沉淀的可能原因是 。 综合实验I和实验II，证实“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应。 (3)实验III：采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。 写出操作及现象 。 (4)实验IV：向硝酸酸化的0.05mol•L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，发生反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”，静置后取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，同时发现有白色沉淀生成，说明溶液中存在 (填离子符号)；随静置时间延长，产生白色沉淀的量越来越少，溶液红色先变深后变浅，请结合离子方程式解释实验现象产生的原因 (反应过程忽略NO和空气中氧气的氧化作用)。 28．（23-24高二上·上海·期末）I．水体酸化也是重要的环境污染问题，会造成水生动植物死亡。NaOH中和法是消除水体酸化的重要方法之一。25℃时，向某厂含氢氟酸的废水(假设除HF外不含其它溶质)中，加入NaOH固体(忽略体积变化)，得到、与溶液pH的变化关系，如图所示： (1)两曲线交点M的纵坐标数值= 。 (2)25℃时，若HF电离平衡常数为Ka，则Ka的负对数pKa= 。 Ⅱ．废液中的重金属离子浓度可以用浓差电池进行测得：工作时，电池的“浓差”会逐渐减小。下图是某浓差电池的示意图： (3)a电极为___________。 A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极 (4)c膜为 交换膜。 A．阴离子        B．阳离子        C．质子 (5)若此时图中电流表示数为0.01A，若将右槽中0.2mol/L的溶液换成含 mol/L的工业废水，则此时电流表示数将 0.01A。 A．大于        B．小于        C．等于 29．（22-23高一下·山东潍坊·期末）是世界上产量最多的无机化合物之一，具有广泛的用途。回答下列问题： (1)工业上通常用和来合成。 已知：i．的摩尔燃烧焓为 　 　 工业合成氨的热化学方程式为 。 (2)相同金属与其不同浓度盐溶液可形成浓差电池。以浓差电池为电源，利用制备高纯和的装置如图所示(均为石墨电极)。    ①乙池中电极为 (填“正”或“负”)极，通过交换膜I的离子为 。 ②电解一段时间后，丁室中的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ③M极发生的电极反应方程式为 ；电路中每通过电子，丙池质量增加 g。 ④甲乙两室溶液浓度相同时，制得体积为 L(标准状况)。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．C 【分析】由题给信息可知，参比侧的铂电极为浓差电池的正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧负离子，电极反应式为O2+4e-=2O2-，测量侧的铂电极为负极，氧负离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2O2-－4e-=O2↑，相同压强下，测量侧气体中氧气含量越低，浓差电池的电势差越大。 【详解】A．参比侧的铂电极为电池的正极，电极反应式为：，A错误； B．相同压强下，电势差越大，测量侧气体中含氧量越低，B错误； C．由分析可知，测量侧的铂电极为负极，氧离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气，测量侧处于封闭环境时，初期的读数与测量侧气体中含氧量有关，后期因为氧气的生成导致读数与测量侧气体中含氧量相差很大，所以初期的读数比较准确，C正确； D．没有注明在标准状况下，D错误； 答案选C。 2．C 【分析】浓差电池中，左侧溶液中Cu2+浓度大，离子的氧化性强，所以Cu (1)电极为正极，电极上发生得电子的还原反应，电极反应：Cu2++2e-=Cu，Cu (2)电极为负极，电极反应：Cu-2e-=Cu2+；则电解槽中a电极为阴极，b电极为阳极，阳极上水失电子生成O2和H+，电极反应：，阴极上水发生得电子的还原反应生成H2，电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则钠离子通过离子交换膜c进入左室，c为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜d进入右室，d为阴离子交换膜。 【详解】A．根据上述分析知，b电极为阳极，电极反应式为，A正确； B．由分析知，浓差电池中，Cu (1)电极为正极，电极反应：Cu2++2e-=Cu，B正确； C．电池从开始工作到停止放电，溶液中Cu2+浓度变为1.5mol/L，根据Cu2+~Cu~2e-知，Cu (1)电极上析出n(Cu)=(2.5-1.5)mol/L×2 L=2mol，电路中转移了4mol电子，则a极产生了2mol H2，b极产生了1mol O2，共3mol气体，则理论上可制得标准状况下气体，C错误； D．当电路中转移0.2mol电子时，Cu (1)电极上析出的n(Cu)=0.1 mol，对应的m(Cu)=，Cu (2)电极上溶解的n(Cu)=0.1 mol，m(Cu)，则两铜电极的质量相差12.8g，D正确； 故选C。 3．D 【分析】由题给信息可知，空气侧的铂电极为浓差电池的正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧负离子，A电极为正极，反应式为O2+4e-=2O2-，测量侧的铂电极B为负极，氧负离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2O2--4e—=O2↑，相同压强下，测量侧气体中氧气含量越低，浓差电池的电势差越大。 【详解】A．由分析可知，空气侧的铂电极为正极，A正确； B．阴离子向负极移动，O2－由电极A向电极B迁移，B正确； C．测量侧的铂电极B为负极，氧负离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2O2--4e—=O2↑，C正确； D．结合得失电子守恒，理论上，电解质中O2－的总物质的量会不变，D错误； 答案选D。 4．D 【分析】浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置，将两个完全相同的电极浸入两个溶质相同但浓度不同的电解质溶液中构成的浓差电池，称为双液浓差电池，该浓差电池最终交换膜两侧硫酸铜溶液浓度相等，即阴离子交换膜左侧溶液c(CuSO4)增大，右侧c(CuSO4)减小，又因为只允许阴离子迁移，故交换膜左侧铜极溶解，c(Cu2＋)增大；交换膜右侧铜极上析出铜，c(Cu2＋)减小，即Cu(1)极为负极，发生反应Cu−2e−═Cu2＋；Cu(2)极为正极，发生还原反应，Cu2＋＋2e−═Cu，SO由阴离子交换膜右侧向左侧迁移，电极M为阳极，发生氧化反应，电极N为阴极，发生还原反应，据此分析解题。 【详解】A．结合分析可知，Cu(1)为正极，N为阴极，故A正确； B．M电极为阳极，发生氧化反应，电极反应为，故B正确； C．结合分析可知，工作时，左池SO从右侧经膜I移向左侧，右池OH−从右侧经膜Ⅱ移向左侧，故C正确； D．当浓差电池停止放电时，两侧浓度相同，转移1mol硫酸根离子，转移电子数为2mol，对应氢气的体积为44.8L，故D错误； 故答案选D。 5．C 【详解】A．由图知，a为负极，Ag失去电子被氧化生成银离子、与氯离子结合得到氯化银，则a的电极反应式为，A错误； B． 内电路中，阳离子向正极移动，a为负极，b为正极，由a极区向b极区迁移，B错误； C．负极氯离子不断与银离子结合转变为氯化银、钠离子由a极区向b极区迁移，则工作一段时间后，两极NaCl溶液的浓度差减小，C正确； D． 电路中转移时，负极有1molCl-转变为氯化银、1mol由a极区向b极区迁移，则理论上a极区模拟海水的质量减少58.5g，D错误； 答案选C。 6．B 【详解】A．左侧溶液中浓度小，为达到两侧相等，极发生的反应为，故极为负极，发生氧化反应，A正确； B．在放电时，阴离子移向负极区，溶液中由右向左移动，B错误； C．为正极，电极反应为，C正确； D．设左池中增大，右池减小，则，解得，则，当两池相等时，电路中转移，D正确； 答案选B。 7．C 【分析】浓差电池通过改变电解质溶液浓度实现放电，当浓度相等时停止放电。阴离子交换膜只允许阴离子通过，所以只能通过电极反应改变电解质溶液浓度，左侧电解质溶液浓度减小，右侧电解质溶液浓度增大，极上析出Ag，极上银溶解，由此推知，为正极，Ag(2)为负极。 【详解】A．根据分析知，为正极，Ag(2)为负极，A错误； B．为了维持电荷守恒，左侧电解质溶液中向右侧迁移，B错误； C．当两电极所在电解质溶液浓度相等时达到平衡，停止放电，停止放电时mol⋅L，即只转移2 mol电子，负极：，正极：，起始时，两电极的质量相等，停止放电时，正极增加2 mol Ag(216g)，负极减少2 mol Ag(216g)，两电极的质量差为432 g，C正确； D．电池放电时将化学能主要转化成电能，还有热能等，D错误； 故选C。 8．B 【分析】左边烧杯中浓度小，电极反应为：，故是负极，是正极，以此解题。 【详解】A．由分析可知，是负极，的电极反应为：，A错误； B．要在乙装置中制取则需要极发生反应：，即做阳极，做阴极，故a接c，b接，B正确； C．原电池工作时，应该是盐桥中的离子向两边移动，而铜离子不能通过盐桥，C错误； D．设左池中浓度增大x，右池减小x，则，解之得：，则，根据得失电子相等可得关系式：，在阴极区产生，阳极区产生，但生成的基本上都被吸收，故放出的气体小于，D错误； 故选B。 9．C 【分析】浓差电池通过一种物质从高浓度状态向低浓度状态的转移而获得电动势，根据溶液浓度，得到左边装置为浓差电池，右边装置为电解池，Cu(2)是负极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，电极Cu(3)是阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu； Cu(1)是正极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu ，Cu(4)为阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，若0.5mol从阴离子交换膜左侧迁移到右侧，即转移电子是1mol，根据电极反应结合电子守恒来计算，据此分析解题。 【详解】A．根据溶液浓度，得到Cu(2)是负极、Cu(3)是阴极， Cu(1)是正极、Cu(4)是阳极，电子从负极流向阴极，再由阳极流向正极，即Cu(2)→Cu(3)，Cu(4)→Cu(1)，A正确； B．由分析可知，极是正极和极是阴极，故电极反应都是，B正确； C．两极上分别是金属铜失电子的氧化反应和铜离子得电子的还原反应，图Ⅱ装置中CuSO4溶液浓度不变，C错误； D．若0.5mol从交换膜左侧向右侧迁移，即转移电子是1mol，理论上Cu(4)极质量减少0.5mol，质量是32g，D正确； 故答案为：C。 10．B 【分析】浓度差电池是利用两极电势差实现两个氧化还原半反应，总反应类似扩散原理，最终两池电解质浓度将相等。该电池使用前先将K与M连接一段时间，开关与M相连时，为电解池，左侧甲室内Ag电极为阳极，右侧乙室内Ag电极为阴极，阳极上Ag失去电子转化为Ag+，阴极上Ag+得到电子转化为Ag，硝酸根透过阴离子交换膜向阳极移动进入左侧，一段时间后，两池中浓度不同；然后将K与N相连，装置为原电池，左侧甲室内硝酸银溶液浓度大，银离子氧化性强，则银离子得电子发生还原反应，左侧甲室内Ag电极为正极，则右侧乙室Ag电极为负极，硝酸根向负极移动进入乙室，据此回答； 【详解】A． 据分析，K与M连接时，右侧乙室内、硝酸根迁出，当转移1mol电子时，乙室溶液质量减少(108+62)g=170g，则当电路中转移0.1mol电子时，乙室溶液质量减少17g，A正确； B．K与N连接时为原电池，甲室为正极区，电极反应式为，B不正确； C．若换成阳离子交换膜，若有1mol电子转移，阳极1mol Ag溶解、阴极析出1mol Ag，1mol Ag+透过阳离子交换膜进入乙室，则两池中Ag+浓度将相同，开关与N相连时，不会产生电流、将不能正常使用，因此应该选择阴离子交换膜电池，C正确； D．据分析，K分别与M、N连接时，在电解质溶液中的移动方向相反，D正确； 答案选B。 11．C 【分析】依题意，浓差电池放电时，高浓度的电解质溶液中离子浓度逐渐降低，低浓度的电解质溶液中离子浓度逐渐增大，当二者浓度相等时停止反应。 【详解】A．铜(1)极附近硫酸铜溶液浓度大于铜(2)极，故铜(1)极的电解质浓度降低[即铜(1)极为正极]，铜(2)极为负极，发生氧化反应，电极反应为，A项错误； B．铜(1)极的电极反应式为，为了维持电荷平衡，通过膜1向右迁移，B项错误； C．放电时，Cu(2)电极生成铜离子，中间硫酸根通过膜2流入右侧，在Cu(1)得电子生成Cu，硫酸根通过膜1，从左侧流到中间，故两膜之间的c(CuSO4)理论上保持不变，C项正确； D．理论上正、负两极硫酸铜溶液浓度均为时，该电池停止放电，D项错误。 故选C。 12．B 【详解】A．根据氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，所以金属缝隙外自由表面为正极，金属缝隙内表面为负极，A正确； B．金属缝隙外自由表面为正极，生成氢氧根离子，缝隙外溶液pH增大，加快了缝隙内腐蚀速率，B错误； C．阴离子由正极向负极移动，所以大量Cl-进入缝隙维持电中性，C正确； D．正极为氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-，D正确； 故答案为：B。 13．A 【分析】依题意，浓差电池放电时，高浓度的电解质溶液中离子浓度逐渐降低，低浓度的电解质溶液中离子浓度逐渐增大，当二者浓度相等时停止反应，故Cu(2)为负极，Cu(1)为正极。 【详解】A．放电时，Cu(2)电极生成铜离子，中间硫酸根通过膜2流入右侧，在Cu(1)得电子生成Cu，硫酸根通过膜1，从左侧流到中间，故两膜之间的c(CuSO4)理论上保持不变，A项正确； B．膜1为阴离子隔膜，Cu2+不能通过，B项错误； C．铜(1)极附近硫酸铜溶液浓度大于铜(2)极，故铜(1)极的电解质浓度降低[即铜(1)极为正极]，铜(2)极为负极，发生氧化反应，C项错误； D．理论上正、负两极硫酸铜溶液浓度均为时0.55mol/L，该电池停止放电，左侧电极室（膜1与Cu(1)之间的电极室）与右侧电极室（膜1与Cu(2)之间的电极室）溶液质量差为(1mol/L-0.55mol/L)×2×2L×160g/mol=288g ，D项错误。 故选A。 14．C 【分析】从图中可知，左侧为浓差电池，右边为电解池，NaOH稀溶液中水得电子生成氢气和氢氧根离子，钠离子向NaOH区移动，从而生成NaOH使NaOH溶液浓度增大，因此惰性电极Ⅱ为阴极，则惰性电极Ⅰ为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，向阳极区移动与氢离子反应生成，则左侧Cu(Ⅱ)为正极，Cu(Ⅰ)为负极，浓度大的CuSO4溶液中的Cu电极为正极，故c2>c1。 【详解】A．根据分析可知，起始时CuSO4溶液浓度c2>c1，A正确； B．浓差电池中硫酸根离子通过膜a从右向左移动，电解池中通过膜b从右向左移动，故膜a和膜b均选用阴离子交换膜，B正确； C．Na2SO4溶液中逸出1mol氧气的同时移入2mol，Na2SO4溶液质量增加，C错误； D．电解池阴、阳极反应分别为2H2O+2e-=H2↑+2OH-、2H2O-4e-=4H++O2↑，转移1mol电子，阴极上生成0.5mol氢气，阳极上生成0.25mol氧气，共生成0.75mol气体，D正确； 故答案选C。 15．D 【详解】A．已知，通过纳米管一端正电荷分布密度的变化，在电解质溶液中产生离子电流；由反应可知，b电极有紫外光照射，则该极正电荷减少，电流流入，该极为负极，则a极为正极，A错误； B．使用PPy构建了一种浓差电池，用来提取天然水中的氢能；b极为电源负极，氢离子在b极发生反应生成PPy阳离子，PPy阳离子运动到正极a极，释放出氢离子，氢离子放电发生还原反应生成氢气，B 错误； C．如果该体系中存在氯离子，则氯离子会在负极放电生成氯气，C错误； D．照射一段时间后关闭光源，则反应+H+会逆向进行，导致纳米管道中仍能存在微弱电流，D正确； 故选D。 16．AB 【分析】以浓差电池为电源，以石墨为电极将NH3转化为高纯H2，M电极上，NH3转化为N2，N元素化合价升高，发生氧化反应，M电极为阳极，则N电极为阴极，Cu(1)为正极，Cu(2)为负极。 【详解】A．Cu(1)为正极，正极发生反应：Cu2++2e-=Cu，故A错误； B．M电极为阳极，发生电极反应：2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O，消耗了OH-，则丙室内阴离子浓度降低，N电极为阴极，发生电极反应：2H2O+2e- =H2↑+2OH-，丁室内阴离子浓度增大，为保持两侧电荷守恒，可以是丙室中钾离子进入乙室，则离子交换膜为阳离子交换膜，也可以是乙中氢氧根离子进入丙室，则离子交换膜可以为阴离子交换膜，故B错误； C．电极M为阳极，发生电极反应：2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O，消耗了OH-，碱性减弱，pH减小，故C正确； D．电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液的浓度同时由2.5mol·L-1降低到1.5mol·L-1，负极区硫酸铜溶液同时由0.5mol·L-1升到1.5mol·L-1，正极反应可还原Cu2+的物质的量为2L×(2.5-1.5) mol·L-1=2mol，正极质量增加128g，电路中转移4mol电子，负极反应：Cu-2e-=Cu2+，转移4mol电子时，负极消耗2molCu单质，质量减少128g，理论上和电极的质量差为，故D正确； 故选：AB。 17．(1)4.15 (2) KSCN 溶液变为红色 (3)取少量上层淡黄色溶液，滴加几滴淀粉溶液，若观察溶液变蓝，说明含有碘单质 (4) KI溶液 AC 【详解】（1）实验室没有240mL容量瓶，所以配制240mL0.1000mol/L碘化钾溶液时，应选用250mL容量瓶，则需称量碘化钾固体的质量为0.1000mol/L×0.25L×166g/mol=4.15g，故答案为：4.15； （2）由题意可知，氯化铁和碘化钾的物质的量相等，若氯化铁溶液与碘化钾溶液的反应不是可逆反应，向溶液中滴入硫氰化钾溶液，溶液不会变为红色，则向充分反应后的溶液中滴加几滴硫氰化钾溶液，观察到溶液变为红色说明溶液中存在铁离子，证明该反应为可逆反应，故答案为：KSCN；溶液变为红色； （3）溶液中的碘遇淀粉溶液变蓝色，则检验上层淡黄色溶液中是否含碘单质的操作为取少量上层淡黄色溶液，滴加几滴淀粉溶液，若观察溶液变蓝，说明含有碘单质，故答案为：取少量上层淡黄色溶液，滴加几滴淀粉溶液，若观察溶液变蓝，说明含有碘单质； （4）①该装置为原电池，电流方向为从左至右说明左侧是原电池的正极、右侧电极是负极，由方程式可知，反应中铁元素的化合价降低被还原，氯化铁是反应的氧化剂，碘元素的化合价升高被氧化，碘化钾是还原剂，则甲烧杯中加入的溶液为氯化铁溶液，乙烧杯加入的溶液为碘化钾溶液，故答案为：KI溶液； ②随着反应的进行，灵敏电流计指针偏转幅度不断减小，一段时间后示数为0说明反应达到平衡，向甲烧杯中加入一定量固体能使灵敏电流计指针向左偏转，说明左侧电极为原电池的负极，平衡向逆反应方向移动，则加入能与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁的铁或直接加入氯化亚铁可以使平衡向逆反应方向移动，导致灵敏电流计指针向左偏转，故选AC。 18．(1)A (2)B 【分析】Cu2+浓度越大、其氧化性越强，a侧硫酸铜溶液浓度较大，Cu电极a为正极，溶液中Cu2+得电子、发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-═Cu；Cu电极b为负极，Cu失去电子、发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-═Cu2+，原电池工作时，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，工作一段时间后，两室硫酸铜溶液浓度相等，由于左室Cu2+得电子生成Cu；硫酸根离子浓度相对较大，右室Cu电极失去电子生成Cu2+，Cu2+浓度相对较大，所以硫酸根离子通过离子交换膜由左室移向右室，即离子交换膜c为阴离子交换膜，据此分析解答。 【详解】（1）Cu2+浓度越大、其氧化性越强，a侧硫酸铜溶液浓度较大，Cu电极a为正极，故答案选A； （2）硫酸根离子通过离子交换膜由左室移向右室，即离子交换膜c为阴离子交换膜，故答案选B。 19．(1) m m (2) Cu-2e-=Cu2+ 阴 3 85% 【详解】（1）m烧杯中铁电极上氧气得电子产生氢氧根离子，铁电极为正极，故反应一段时间，向两烧杯中分别滴加几滴酚酞， m烧杯中溶液变红，盐桥中阳离子定向移动到正极，故K＋向m烧杯移动； （2）电解池以制得O2、H2、H2SO4和NaOH，根据电解池分析可知，电解池左边得到NaOH和H2，右边得到O2、H2SO4，则a为阴极，b为阳极，则Cu(Ⅱ)为负极，Cu(Ⅰ)为正极； ①Cu(Ⅱ)电极上铜失电子产生Cu2+，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+； ②电解池中硫酸钠溶液电解产生O2、H2、H2SO4和NaOH，故同时制备和NaOH的总反应为； ③a为阴极，b为阳极，阳极上氢氧根离子失电子产生氧气，氢离子浓度增大，硫酸根离子通过d膜与氢离子形成硫酸溶液，故d膜为阴离子交换膜； ④当电解池中产生标准状况下22.4L H2时，根据电极反应可知，转移电子的物质的量为=2mol，理论上正极区电极反应为Cu2++2e-= Cu，消耗铜离子的物质的量为1mol，CuSO4浓度变为=3mol/L； ⑤电池放电过程中，Cu(Ⅱ)的电极反应为Cu-2e-=Cu2+，Cu(Ⅰ)的电极反应为Cu2++2e-= Cu，反应前原电池左边硫酸铜物质的量为7mol，右边硫酸铜物质的量为1mol，电池从开始工作到停止放电，则左右硫酸铜物质的量为4mol，因此右侧有3mol铜离子生成，则转移6mol电子，根据，转移6mol电子得到6molNaOH即240g，因此电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得240gNaOH，而从电池开始工作到停止放电，制备NaOH的质量为204g，物质的量为，转移电子数为5.1mol，若该电化学装置的工作效率=。则该过程的工作效率为=85%。 20．(1) 灰黑色固体溶解，产生红棕色气体 防止酸性条件下，氧化性氧化Fe2+干扰实验结果 a：铂/石墨电极，b：FeSO4 或Fe2(SO4)3或二者混合溶液，c：AgNO3 溶液；操作和现象：闭合开关 K，Ag电极上固体逐渐溶解，指针向左偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe2(SO4)3溶液，与之前的现象相同；或者闭合开关 K，Ag电极上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe2(SO4)3溶液，Ag电极上固体逐渐减少，指针向左偏转 (2) 指示剂 (3) 偏低 Ag完全反应，无法判断体系是否达到化学平衡状态 【详解】（1）①由于Ag能与浓硝酸发生反应：Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2↑+H2O，故当观察到的现象为灰黑色固体溶解，产生红棕色气体，即可证实灰黑色固体是Ag，故答案为：灰黑色固体溶解，产生红棕色气体。 ②由于Fe(NO3)3溶液电离出将与溶液中的H+结合成由强氧化性的HNO3，能氧化Fe2+，而干扰实验，故实验II使用的是Fe2(SO4)3溶液，而不是Fe(NO3)3溶液，故答案为：防止酸性条件下，氧化性氧化Fe2+干扰实验结果。 ③由装置图可知，利用原电池原理来证明反应Fe2++Ag+Ag+Fe3+为可逆反应，两电极反应为：Fe2+-e-Fe3+，Ag++e-Ag，故另一个电极必须是与Fe3+不反应的材料，可用石墨或者铂电极，左侧烧杯中电解质溶液必须含有Fe3+或者Fe2+，采用FeSO4或Fe2(SO4)3或二者混合溶液，右侧烧杯中电解质溶液必须含有Ag+，故用AgNO3溶液，组装好仪器后，加入电解质溶液，闭合开关 K，装置产生电流，电流从哪边流入，指针则向哪个方向偏转，根据b中所加试剂的不同，电流方向可能不同，因此可能观察到的现象为：Ag电极逐渐溶解，指针向左偏转，一段时间后指针归零，说明此时反应达到平衡，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe2(SO4)3溶液，与之前的现象相同，表明平衡发生了移动；另一种现象为：Ag电极上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段时间后指针归零，说明此时反应达到平衡，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe2(SO4)3溶液，Ag电极上固体逐渐减少，指针向左偏转，表明平衡发生了移动，故答案为：a：铂/石墨电极，b：FeSO4或Fe2(SO4)3或二者混合溶液，c：AgNO3溶液；操作和现象：闭合开关 K，Ag电极上固体逐渐溶解，指针向左偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe2(SO4)3溶液，与之前的现象相同；或者闭合开关 K，Ag电极上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe2(SO4)3溶液，Ag电极上固体逐渐减少，指针向左偏转。 （2）①Fe3+与SCN-反应生成红色FeSCN2+，因Ag+与SCN-反应相较于Fe3+与SCN-反应更加容易及彻底，当溶液变为稳定浅红色，说明溶液中的Ag+恰好完全滴定，且溶液中Fe3+浓度不变，说明上述反应答案平衡，故溶液中Fe3+的作用是滴定反应的指示剂，故答案为：指示剂。 ②取I中所得上清液vmL。用c1mol/L的KSCN溶液滴定，至溶液变为稳定浅红色时，消耗v1mL，已知：Ag++SCN-AgSCN，K=1012，说明反应几乎进行完全，故有I中上层清液中Ag+的浓度为：c(Ag+)=mol/L，根据平衡三段式进行计算如下：，故反应的平衡常数K== ，故答案为：指示剂；。 （3）①若取实验I所得浊液测定Ag+浓度，则浊液中还有Ag，因存在平衡Fe2++Ag+Ag+Fe3+，且随着反应Ag++SCN-AgSCN，使得上述平衡逆向移动，则测得平衡体系中的c(Ag+)偏大，即偏大，故所得到的K= 偏小，故答案为：偏小。 ②由于实验II中Ag完全溶解，故无法判断体系是否达到化学平衡状态，因而不用实验II所得溶液进行测定并计算K，故答案为：Ag完全反应，无法判断体系是否达到化学平衡状态。 21．(1) 反应生成的Ag或Fe3+催化了Fe2+与Ag+的反应 Fe2+ (2) 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 逆向偏转 (3) Ag+、Fe3+ 溶液中存在反应：①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反应开始时以反应①、②为主，c(Ag+)减小，c(Fe3+)增大； 一段时间后，以反应③为主，c(Fe3+)减小 【详解】（1）①开始时，反应较缓慢，溶液无明显变化，几分钟后迅速反应，说明反应生成了具有催化作用的物质，使反应速率加快，答案可填：反应生成的Ag或Fe3+催化了Fe2+与Ag+的反应； ②可与K3[Fe(CN)6]溶液反应，产生蓝色沉淀，所以溶液中含有。 （2）①检验常用的试剂为KSCN溶液，由于硫酸亚铁溶液中有可能存在少量铁离子，所以需要对照实验，具体操作及现象为：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； ②指针归零后再向左侧烧杯中加入较浓的Fe2(SO4)3溶液，浓度增大，平衡逆向进行，左侧电极由负极变为正极，右侧电极由正极变为负极，电流表指针应该逆向偏转。 （3）①滴加KSCN溶液，溶液变红，有白色沉淀生成，AgSCN为白色沉淀，说明溶液中存在、； ②随静置时间延长，产生白色沉淀的量越来越少，溶液红色先变深后变浅，是因为溶液中存在反应：①，②，③。 反应开始时以反应①、②为主，减小，增大；一段时间后，以反应③为主，减小。 22．(1)1.66 (2)溶液变为红色 (3) 取少量上层淡黄色溶液，滴加几滴淀粉溶液，若观察溶液变蓝，说明含有碘单质 确保反应物FeCl3完全反应 (4) KI溶液 C (5)做电路板腐蚀剂 【详解】（1）需要KI的物质的量为0.1mol/L×0.1L=0.01mol，则KI的质量为0.01mol×166g/mol=1.66g； （2）该反应为可逆反应说明反应后还有Fe3+剩余，滴加几滴KSCN溶液，观察到溶液变为红色； （3）①用淀粉溶液检验碘单质，实验操作是取少量上层淡黄色溶液，滴加几滴淀粉溶液，若观察溶液变蓝，说明含有碘单质； ②实验中KI溶液过量的目的是确保反应物FeCl3完全反应； （4）①该装置组成原电池，电流方向为从左至右，则左是正极、右是负极，根据反应2I-+2Fe3+2Fe2++I2，碘元素化合价升高，铁元素化合价降低，则甲装FeCl3溶液，乙烧杯加入KI溶液； ②灵敏电流计指针向左偏转，说明左是负极、右是正极，根据①的甲烧杯内含有FeCl2，应加入氧化剂，此时向甲烧杯中加入一定量固体I2，故选C； （5）氯化铁溶液能与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜，在生活中的一种用途：做电路板腐蚀剂。 23．(1) CO2 0.016 (2) 1mol (3)FeO*+CO=CO2+Fe* (4) 99 AD 【详解】（1）①平衡时生成X是1.6mol，消耗NO和CO均是1.6mol，根据方程式可知X代表的物质是CO2； ②从反应开始到达到平衡消耗NO是1.6mol，浓度是0.8mol/L，则v(CO)= ＝0.016； （2）电极M通入二氧化硫失去电子被氧化转化为硫酸，因此为负极；N极是正极，氧气得到电子，电极方程式为；电极M通入二氧化硫失去电子被氧化转化为硫酸，因此为负极；M极的电极方程式为：SO2+2H2O-2e-=+4H+，若电路中有2mol电子转移，理论上可制得硫酸1mol； （3）Fe*是催化剂，FeO*是中间产物，第一步是Fe*和N2O(g)反应，第二步是FeO*和CO(g)反应生成CO2和Fe*，即FeO*+CO=CO2+Fe*； （4）①若有1mol生成，断键吸收的能量是1076kJ+2×436kJ＝1948kJ，形成化学键放出的能量是3×413kJ+343kJ+465kJ＝2047kJ，所以该反应放出2047kJ－1948kJ＝99kJ能量。 ②A．由于反应物CO和和氢气是按照化学计量数之比充入的，所以反应过程中不变，A正确； B．恒容的密闭容器，气体的质量不发生变化，密度为恒定值，不能说明在该条件下此反应已达到了最大的限度，B错误； C．往容器中充入He，压强增大，浓度不变，反应速率不变，C错误； D．该反应前后气体的体积是发生改变的变量，容器内混合气体的压强保持不变时说明反应已达平衡，D正确； 故先AD； 24．(1) 防止酸性条件下，NO氧化Fe2+干扰实验 a：铂电极或石墨电极 b：FeSO4或Fe2(SO4)3或二者混合溶液 c：AgNO3溶液 闭合开关K，Ag电极上固体逐渐溶解，指针向左偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe2(SO4)3溶液，与之前的现象相同或闭合开关K，Ag电极上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe2(SO4)3溶液，Ag电极上固体逐渐减少，指针向左偏转 (2) 指示剂 (3) 偏低 Ag完全反应，无法判断体系是否达到化学平衡状态 【分析】该实验利用化学反应的进行和原电池原理验证银离子与亚铁离子的反应为可逆反应，应用络合滴定测定了反应的平衡常数。 【详解】（1）①酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，为防止硝酸根离子干扰实验，不能选用硝酸铁溶液，应选用硫酸铁溶液，故答案为：防止酸性条件下，NO氧化Fe2+干扰实验； ②由图可知，用原电池原理验证反应为可逆反应时，构成原电池的电极材料为银电极和铂电极或石墨电极，左侧烧杯中的电解质溶液为硫酸亚铁溶液或硫酸铁溶液或两者的混合溶液，右侧烧杯中的电解质溶液为硝酸银溶液，若选用的电解质溶液为硫酸铁溶液和硝酸银溶液，闭合开关K，银电极上固体逐渐溶解，指针向左偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的硫酸铁溶液，与之前的现象相同，说明该反应为可逆反应；若选用的电解质溶液为硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液，闭合开关K，Ag电极上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓硫酸铁溶液，银电极上固体逐渐减少，指针向左偏转，说明该反应为可逆反应，故答案为：a：铂电极或石墨电极；b：FeSO4或Fe2(SO4)3或二者混合溶液；c：AgNO3溶液；闭合开关K，Ag电极上固体逐渐溶解，指针向左偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe2(SO4)3溶液，与之前的现象相同或闭合开关K，Ag电极上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的Fe2(SO4)3溶液，Ag电极上固体逐渐减少，指针向左偏转； （2）①由化学平衡常数可知，滴定时，铁离子为反应的指示剂，当银离子与硫氰酸根离子完全反应时，再滴入一滴硫氰化钾溶液，溶液会变为浅红色，故答案为：指示剂； ②设硫酸银和硫酸亚铁溶液的体积都为amL，实验Ⅰ中起始银离子、亚铁离子的浓度分别为=0.01mol/L、=0.02mol/L，由滴定可知，平衡时溶液中银离子的浓度为= mol/L，由方程式可知，平衡时亚铁离子、铁离子的浓度分别为0.02mol/L—(0.01—) mol/L=(0.01+) mol/L、(0.01—) mol/L，则反应的平衡常数K=，故答案为：； （3）①实验Ⅰ得到的浊液中含有银，滴定时，溶液中的银离子与硫氰酸根离子反应生成硫氰化银沉淀时，银离子浓度减小，平衡会逆正反应反应移动，导致滴定消耗硫氰化钾溶液的体积偏大，使得的值偏小，故答案为：偏小； ②由题意可知，实验Ⅱ中银完全反应，无法判断反应是否达到平衡，所以不能用清液测定反应的平衡常数，故答案为：Ag完全反应，无法判断体系是否达到化学平衡状态。 25．(1)C (2) SO2-2e-+2H2O=4H++SO 精铜 (3)减小 【详解】（1）A．SO2、SO3都属于酸性氧化物，但SO2通入BaCl2溶液中不会产生白色沉淀，故A错误； B．增大O2的浓度可以提高化学反应速率，但反应①较慢，总反应速率是由慢反应决定，所以总反应不能明显提高，故B错误； C．与的相互转化过程中既有V-O的断裂又有V-O键的形成，故C正确； D．V2O5作为催化剂其作用是降低该反应的活化能，缩短反应达到平衡所需的时间，但不能使平衡发生移动，无法提高SO2的平衡转化率，故D错误； 故选C； （2）通入SO2的电极是负极，因为SO2失电子化合价升高生成硫酸，电极反应式为SO2-2e-+2H2O=+4H+，电解精炼铜中，精铜在阴极由铜离子得电子生成，故通入SO2的电极与精铜连接； （3）假设粗铜中含有铁、锌杂质，工作时，铁、锌在阳极也会失电子，而阴极一定生成的是铜，相当于阳极失电子而溶解的铜少于阴极得电子生成的铜，故一段时间后CuSO4溶液中的Cu2+浓度减小。 26．(1) 灰黑色固体溶解，产生红棕色气体 防止酸性条件下，硝酸根离子氧化Fe2+干扰实验结果 a：铂/石墨电极，b：或或二者混合溶液，c：AgNO3溶液； 操作和现象：闭合开关 K，Ag电极上固体逐渐溶解，指针向左偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的溶液，与之前的现象相同；或者闭合开关 K，Ag电极上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的溶液，Ag电极上固体逐渐减少，指针向左偏转 (2) 指示剂作用 (3) 偏小 Ag完全反应，无法判断体系是否达到化学平衡状态 【分析】控制变量的实验探究中要注意变量的唯一性，通过控制变量进行对比实验研究某一因素对实验结果的影响；滴定实验的步骤是：滴定前的准备：滴定管：查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录，锥形瓶：注液体→记体积→加指示剂；滴定：眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化；终点判断：记录数据；数据处理：通过数据进行计算； 【详解】（1）①由于Ag能与浓硝酸发生反应：，故当观察到的现象为灰黑色固体溶解，产生红棕色气体，即可证实灰黑色固体是Ag，故答案为：灰黑色固体溶解，产生红棕色气体。 ②由于溶液电离出硝酸根离子与溶液中的H+结合成由强氧化性的HNO3，能氧化Fe2+，而干扰实验，故实验Ⅱ使用的是溶液，而不是溶液，故答案为：防止酸性条件下，硝酸根离子氧化Fe2+干扰实验结果； ③由装置图可知，利用原电池原理来证明反应为可逆反应，两电极反应为：、，故另一个电极必须是与不反应的材料，可用石墨或者铂电极，左侧烧杯中电解质溶液必须含有或者Fe2+，采用FeSO4或或二者混合溶液，右侧烧杯中电解质溶液必须含有Ag+，故用AgNO3溶液，组装好仪器后，加入电解质溶液，闭合开关 K，装置产生电流，电流从哪边流入，指针则向哪个方向偏转，根据b中所加试剂的不同，电流方向可能不同，因此可能观察到的现象为：Ag电极逐渐溶解，指针向左偏转，一段时间后指针归零，说明此时反应达到平衡，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的，与之前的现象相同，表明平衡发生了移动；另一种现象为：Ag电极上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段时间后指针归零，说明此时反应达到平衡，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的溶液，Ag电极上固体逐渐减少，指针向左偏转，表明平衡发生了移动，故答案为：a：铂/石墨电极，b：或或二者混合溶液，c：AgNO3溶液；操作和现象：闭合开关 K，Ag电极上固体逐渐溶解，指针向左偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的溶液，与之前的现象相同；或者闭合开关 K，Ag电极上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段时间后指针归零，再向左侧烧杯中加入滴加较浓的溶液，Ag电极上固体逐渐减少，指针向左偏转。 （2）①Fe3+与反应生成红色，因Ag+与反应相较于Fe3+与反应更加容易及彻底，当溶液变为稳定浅红色，说明溶液中的Ag+恰好完全滴定，且溶液中Fe3+浓度不变，说明上述反应答案平衡，故溶液中Fe3+的作用是滴定反应的指示剂，故答案为：指示剂。   ②取Ⅰ中所得上清液v mL，用mol/L的KSCN溶液滴定，至溶液变为稳定浅红色时，消耗mL，已知：，说明反应几乎进行完全，故有Ⅰ中上层清液中Ag+的浓度为，根据平衡三段式进行计算如下： 故反应的平衡常数。 （3）①若取实验Ⅰ所得浊液测定Ag+浓度，则浊液中还有Ag，因存在平衡，且随着反应，使得上述平衡逆向移动，则测得平衡体系中的c(Ag+)偏大，即偏大，故所得到的K偏小； ②由于实验Ⅱ中Ag完全溶解，故无法判断体系是否达到化学平衡状态，因而不用实验Ⅱ所得溶液进行测定并计算K，故答案为：Ag完全反应，无法判断体系是否达到化学平衡状态。 27．(1) 增大 铁氰化钾溶液或K3[Fe(CN)6]溶液 2Ag＋2H＋＋NO＝AgNO2↓＋Ag＋＋H2O (2)反应生成的Ag或Fe3＋催化了Fe2＋与Ag＋的反应 (3)闭合K，Ag电极上有灰黑色固体析出，电流表指针发生偏转，一段时间后指针归零；再向左侧烧杯中加入较浓的Fe2(SO4)3溶液，Ag电极上固体逐渐减少，指针逆向偏转 (4) Ag＋、Fe3＋ 溶液中存在反应：①Fe＋2Ag＋＝Fe2＋＋2Ag，②Ag＋＋Fe2＋＝Ag＋Fe3＋，③Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋。反应开始时以反应①、②为主，c(Ag＋)减小，c(Fe3＋)增大；一段时间后，以反应③为主，c(Fe3＋)减小 【分析】通过实验验证“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应，实验I：Fe3+氧化Ag，Fe3+被还原为Fe2+，需要用到的试剂是铁氰化钾溶液，出现蓝色沉淀；实验II：Fe2＋与Ag＋反应生成单质银；综合实验I和实验II，证实“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”为可逆反应；实验III：采用电化学装置从平衡移动角度进行验证Fe3＋与Ag＋同时存在。 【详解】（1）①银氨溶液配制是将浓氨水逐渐加入硝酸银溶液中，溶液的pH逐渐增大； ②为证实该过程Fe3+氧化了Ag，即证明Fe3+被还原为Fe2+，需要用到的试剂是铁氰化钾溶液，出现蓝色沉淀； ③向附有银镜的试管中加入5mL0.1mol•L-1Fe(NO3)3溶液(pH=1.6)，溶液呈酸性，酸性条件下NO具有强氧化性，可将银氧化，试管内还观察到有少许白色沉淀生成，空气中放置一段时间不变色，推测生成AgNO2，离子方程式为2Ag＋2H＋＋NO＝AgNO2↓＋Ag＋＋H2O； （2）几分钟后迅速出现灰黑色沉淀的可能原因是反应生成的Ag或Fe3＋催化了Fe2＋与Ag＋的反应； （3）采用原电池装置对反应Ag++Fe2+Fe3++Ag↓从平衡移动角度验证，闭合K，Ag电极上有灰黑色固体析出，电流表指针发生偏转，一段时间后指针归零；再向左侧烧杯中加入较浓的Fe2(SO4)3溶液，Ag电极上固体逐渐减少，指针逆向偏转，证明该反应为可逆反应； （4）滴加KSCN溶液，溶液变红，有白色沉淀生成，AgSCN为白色沉淀，说明溶液中存在Ag+、Fe3＋；随静置时间延长，产生白色沉淀的量越来越少，溶液红色先变深后变浅，是因为溶液中存在反应：①Fe＋2Ag＋＝Fe2＋＋2Ag，②Ag＋＋Fe2＋＝Ag＋Fe3＋，③Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋。反应开始时以反应①、②为主，c(Ag＋)减小，c(Fe3＋)增大；一段时间后，以反应③为主，c(Fe3＋)减小。 28．(1)1×10-3mol/L (2)3.5 (3)A (4)A (5)A 【分析】Ⅱ．Cu2+浓度越大、其氧化性越强，a侧硫酸铜溶液浓度较大，Cu电极a为正极，溶液中Cu2+得电子、发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-═Cu；Cu电极b为负极，Cu失去电子、发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-═Cu2+，原电池工作时，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，工作一段时间后，两室硫酸铜溶液浓度相等，由于左室Cu2+得电子生成Cu；硫酸根离子浓度相对较大，右室Cu电极失去电子生成Cu2+，Cu2+浓度相对较大，所以硫酸根离子通过离子交换膜由左室移向右室，即离子交换膜c为阴离子交换膜，据此分析解答。 【详解】（1）根据图示，两曲线交点M的纵坐标数值=1×10-3mol/L。 （2）M点坐标为（3.5，1×10-3mol/L），25℃时，HF电离平衡常数为Ka==，则Ka的负对数pKa=3.5。 （3）根据分析，a电极为正极，故选A。 （4）根据分析，c膜为阴离子交换膜，故选A。 （5）将右槽中0.2mol/L的溶液换成含 mol/L的工业废水，浓度差增大，电流强度增大，则此时电流表示数将大于0.01A，故选A。 29．(1) (2) 正 增大 18 44.8 【详解】（1）i的热化学方程式为，根据盖斯定律i的6倍加上的2倍减去，再除以2，得到工业合成氨的热化学方程式为；故答案为：。 （2）①根据M处得到氮气，说明M为阳极，则浓差电池左边为负极，右边为正极，则乙池中电极为正极，根据电解池“同性相吸”，则通过交换膜I的离子为；故答案为：正；。 ②电解一段时间后，丁中水电离的氢离子得到电子变为氢气，氢氧根在溶液中，氢氧根还会向左移动，因此氢氧根的物质的量不变，由于溶液的体积减小，因此丁室中的浓度增大；故答案为：增大。 ③M极是氨气变为氮气，发生的电极反应方程式为；电路中每通过电子，有1mol水生成，则丙池质量增加18g；故答案为：；18。 ④甲乙两室溶液浓度相同时，说明左右两边硫酸根物质的量浓度为1.5 mol∙L−1，则甲中铜消耗了(1.5 mol∙L−1−0.5 mol∙L−1)×2L=2mol，的转移4mol电子，生成2mol氢气，因此制得体积为2mol ×22.4L∙mol−1 =44.8L；故答案为：44.8。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$