2025届高三化学一轮复习 训练题(五)电化学及水溶液中的离子平衡

2025届南昌市高三化学一轮复习卷（五） 电化学及水溶液中的离子平衡 一、单选题。 1. 室温下，反应HCO3-＋H2O⇌H2CO3＋OH－的平衡常数为10－8。将NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合，可用于浸取废渣中的ZnO。若溶液混合引起的体积变化可忽略，室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是 A．0.2 mol·L－1氨水：c（NH3·H2O）>c（NH4+）>c（OH－）>c（H＋） B.0.6 mol·L－1氨水和0.2 mol·L－1 NH4HCO3溶液等体积混合： c（NH3·H2O）＋c（CO32-）＋c（OH－）＝0.3 mol·L－1＋2c（H2CO3）＋c（H＋） C.0.2 mol·L－1氨水和0.2 mol·L－1 NH4HCO3溶液等体积混合： c（NH4+）＋c（NH3·H2O）＝c（H2CO3）＋c（HCO3-）＋c（CO32-） D.0.2 mol·L－1 NH4HCO3溶液（pH>7）：c（NH4+）>c（HCO3-）>c（H2CO3）>c（NH3·H2O） 2． 在油田注水系统中，钢管主要发生硫酸盐还原菌厌氧腐蚀，一种理论认为厌氧细菌可促使SO42-与H2反应生成S2－，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是 A.正极的电极反应式为：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ B.SO42-与H2的反应可表示为：4H2＋SO42-－8e－S2－＋4H2O C.钢管发生厌氧腐蚀的产物主要含有Fe2O3 D.为减缓钢管的腐蚀，可在钢管表面镀铜 3．鸟嘌呤(G)是一种有机弱碱，可与盐酸反应生成盐酸盐(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性，下列叙述错误的是 A．0.01的GHCl水溶液的pH>2 B．GHCl在水中的电离方程式为 C．0.01的GHCl水溶液加水稀释，pH升高 D．GHCl水溶液中： 4. 甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是 A. 物质A是 B. 半透膜是阳离子交换膜 C. a极电极反应为式：HCOO- + 2e- + 2H+ = HCO3- +H2O D. 可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 5．西北工业大学推出一种新型电池。该电池能有效地捕获，将其转化为，再将产生的电解制氨，过程如图所示。下列说法错误的是 A．d电极为电解池的阳极 B．电池总反应式为： C．c极区溶液的pH升高 D．电路中转移时，理论上能得到 6. 25 ℃时，改变0.1 mol·L－1弱酸RCOOH溶液的pH，溶液中RCOOH分子的物质的量分数δ（RCOOH）随之改变[已知δ（RCOOH）＝]，0.1 mol·L－1甲酸（HCOOH）与0.1 mol·L－1丙酸（CH3CH2COOH）溶液中δ（RCOOH）与pH的关系如图所示。下列说法正确的是（已知酸性：甲酸>丙酸 A.图中M线对应的是丙酸，N线对应的甲酸 B.CH3CH2COONa的水解平衡常数Kh＝10－10.25 C.等浓度的HCOONa和CH3CH2COONa两种溶液中：c（HCOO－）＋c（OH－）>c（CH3CH2COO－）＋c（OH－） D.将0.1 mol·L－1的HCOOH溶液与0.1 mol·L－1的HCOONa溶液等体积混合，所得溶液中： c（Na＋）>c（HCOOH）>c（HCOO－）>c（OH－）>c（H＋） 7. 25 ℃时，向25 mL 1.0 mol·L－1 HA溶液中逐滴加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液 V mL，或向25 mL 1.0 mol·L－1 NaA溶液中逐滴加入1.0 mol·L－1 HCl溶液 V mL。溶液的pH与lg Q [ Q 为 c(A−)/c(HA) 或 c(HA)/c(A−) ]的关系如图所示。下列说法错误的是 A.  曲线Ⅰ代表lg 随溶液pH变化的曲线 B. 当pH＝4时，一定存在 c (HA)－ c (Na＋)＝10－4(1－10－6) mol·L－1 C. 25 ℃时，NaA的水解平衡常数为1×10－10 D. 25 ℃时，1.0 mol·L－1的HA溶液的pH≈2 8．“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是 A. 相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 B. 阴极反应：2H2O+2e−=2OH−+H2↑ C.电解时OH−通过阴离子交换膜向b极方向移动 D. 阳极反应：2HCHO+4OH−－2e−=2HCOO−+2H2O+H2↑ 9. 向某Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中加入少量的BaCl2固体（溶液体积变化、温度变化忽略不计），测得溶液中离子浓度关系如图所示，下列说法正确的是[已知Ksp（BaCO3）＝2.40×10－9] A.A点对应的溶液中存在c（CO32-）<c（HCO3-） B.B点溶液中c（CO32-）＝0.24 mol·L－1 C.向C点溶液中通入CO2可使C点溶液向B点溶液转化 D.A、B、C三点对应溶液pH的大小顺序为A>B>C 10. 时，用的溶液滴定某二元弱酸溶液，滴定过程中溶液的、、及的物质的量浓度变化关系如图所示。下列说法错误的是（ ） A. 的 B. 曲线②对应的是的变化曲线 C. 在点时，溶液中存在 D. 的溶液中： 11.NO－空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化，某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程，装置如图所示。下列说法错误的是（　 　） A.交换膜b为阴离子交换膜 B.乙池中总反应的离子方程式为5SO2＋2NO＋8H2O＋8NH310N＋5S C.当浓缩室得到4 L 0.6 mol·L－1盐酸时，M室溶液的质量变化为18 g（溶液体积变化忽略不计） D.若甲池有0.25 mol O2参加反应，则乙池中处理废气（SO2和NO）的总体积为15.68 L（标准状况） 12. 我国科学家设计了一种双位点Pb-Cu电催化剂，用和电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中，甲醛转化为，存在平衡。电极上发生的电子转移反应为。下列说法错误的是 u A. 电解一段时间后阳极区减小 B. 理论上生成双极膜中有解离 C. 阳极总反应式为 D. 阴极区存在反应 13.已知HA的酸性弱于HB的酸性。25 ℃时，用NaOH固体分别改变物质的量浓度均为0.1 mol·L－1的HA溶液和HB溶液的pH（溶液的体积变化忽略不计），溶液中A－、B－的物质的量浓度的负对数与溶液的pH的变化情况如图所示。下列说法正确的是 A.曲线Ⅰ表示－lg c（A－）与溶液pH的变化关系 B.＝1 000 C.溶液中水的电离程度：M>N D.N点对应的溶液中c（Na＋）<Q点对应的溶液中c（Na＋） 14. 气氛下，溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标()为组分中铅占总铅的质量分数。已知，、，。下列说法错误的是( ) A. 时，溶液中 B. 时， C. 时， D. 时，溶液中加入少量，会溶解 二、非选择题。 15.（1）NH3的燃烧反应可设计成燃料电池，工作原理如图甲所示。电极a为　 　（填“正极”或“负极”）；电极b上的电极反应为　 　。当共消耗1.568 L（标准状况）气体时，通过负载的电子的物质的量为　 　mol。 图甲 （2）一种肼（N2H4）燃料电池的工作原理如图乙所示。 图乙 ①a极的电极反应式为　 　；电池中Fe2＋→Fe3＋的离子方程式为　 　。 ②若利用该电池给铅酸蓄电池充电，当消耗3.2 g N2H4时，PbO2电极质量　 　（填“增加”或“减少”）　 　g。 （3）近年研究发现，电催化CO2和含氮物质（N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KNO3溶液通CO2至饱和，在电极上反应生成 CO（NH2）2，电解原理如图所示。 ①电极b是电解池的　 　极。 ②电解过程中生成尿素的电极反应式是　 　。 （4）全钒液流电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应，其电池结构如下图所示。已知酸性溶液中钒以VO(黄色)、V2+(紫色)、VO2+(蓝色)、V3+(绿色)的形式存在。放电过程中，电池的负极反应式为________，右侧储液罐中溶液颜色变化为_______。 图1 如果用全钒液流电池作为图1电解装置的电源，则催化电极b应与该电池的_______极(填“X’或“Y’)相连；若电解时电路中转移0.4mol电子，电池左储液罐溶液中n(H+)的变化量为_______。 16.(1)目前已开发出电解法制取ClO2的新工艺。 ①用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2(如图所示)，写出阳极产生ClO2的电极反应式： 。 ②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解，则通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为__________mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因： 。 (2)粗银精炼装置如图所示，电解液为稀H2SO4，下列说法正确的是__________(填字母)。 A．体系中存在沉淀溶解平衡：Ag2SO4(s) 2Ag＋(aq)＋SO(aq) B．阳极的电极反应式为Ag－e－===Ag＋ C．钛电极电势高 D．阴极区可获得超细银粉的原理：Ti3＋＋Ag＋===Ag＋Ti4＋ E．电解液中添加Ti3＋ /Ti4＋，可实现Ti3＋/Ti4＋循环利用 (3)工业上用PbSiF6、H2SiF6混合溶液作电解液，用电解法实现粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Fe、Zn，杂质总质量分数约为4%)提纯，装置示意图如图所示。 ①电解产生的阳极泥的主要成分为________，工作一段时间后，溶液中c(Pb2＋)________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②铅的电解精炼需要调控好电解液中的c(H2SiF6)。其他条件相同时，测得槽电压(槽电压越小，对应铅产率越高)随起始时溶液中c(H2SiF6)的变化趋势如图所示。由图可推知，随c(H2SiF6)增大，铅产率先增大后减小，减小的原因可能是 ___________________________________________________ ___________________________________________________。 17．(1)室温下，Mg(OH)2的Ksp＝5×10－13。则室温下，饱和Mg(OH)2溶液的pH＝________。 (2)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl－，利用Ag＋与CrO生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl－恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10－5 mol·L－1)时，溶液中c(Ag＋)为________mol·L－1，此时溶液中c(CrO)等于________mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10－12和2.0×10－10)。 (3)已知常温下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分别为8.0×10－38、1.0×10－11，向浓度均为0.1 mol·L－1的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入碱液，要使Fe3＋完全沉淀而Mg2＋不沉淀，应该调节溶液pH的范围是____________________。(已知lg2＝0.3，离子浓度低于10－5 mol·L－1时认为沉淀完全) (4)25 ℃时，向a mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中逐滴加入等浓度的CH3COOH溶液b mL，混合溶液恰好呈中性(体积变化忽略不计)，已知CH3COOH的Ka＝1.75×10－5，求的值：__________。 18．钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10-5mol·L-1，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。 已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21。 ②以氢氧化物形式沉淀时，lg[c(M)/(mol·L-1)]和溶液pH的关系如图所示。 回答下列问题： （1）“酸浸”步骤中，CoO发生反应的化学方程式是_____。 （2）假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10mol·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中c(Co2+)=_____mol·L-1，据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离_____(填“能”或“不能”)。 （3）“沉锰”步骤中，生成1.0molMnO2，产生H+的物质的量为_____。 （4）“沉淀”步骤中，用NaOH调pH=4，分离出的滤渣是_____。 （5）“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0-5.5，加入适量的NaClO氧化Co2+，其反应的离子方程式为 。 （6） 根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 。 试卷第3页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 2025届南昌市高三化学一轮复习卷（五） 电化学及水溶液中的离子平衡答案 1、 选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 D A D C D C B A D C D B D C 2、 填空题 15. (1) 负极 O2＋4e－＋2H2O4OH－ 0.12 (2) ① N2H4－4e－N2↑＋4H＋ 4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O ② 减少 12.8 (3) ① 阳 ② 2N＋16e－＋CO2＋18H＋ CO（NH2）2＋7H2O (4) V2+-e-═V3+ 溶液由紫色变为绿色 X 0.4mol 16.　 (1)①Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋ ②0.01　在阴极发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，H＋浓度减小，使得平衡H2OOH－＋H＋向右移动，OH－浓度增大，pH增大　 (2)ADE　(3)①Cu、Ag　减小　②c(H2SiF6)增大，电解液中c(H＋)增大，阴极发生副反应：2H＋＋2e－===H2↑，影响Pb2＋放电，使铅产率减小 17. (1)10 　(2)2.0×10－5　5×10－3 (3)3.3≤pH<9　 (4) 18.　 (1) (2) 不能 (3) (4) (5) (6)向滤液中滴加溶液，边加边搅拌，控制溶液的pH接近12但不大于12，静置后过滤、洗涤、干燥 答案第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$