专题03 化学反应与电能-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学上学期期末真题分类汇编（北京专用）

专题03 化学反应与电能 内容概览 考点01 原电池 考点02 电解池 考点03 金属的腐蚀与防护 考点01原电池 1．（23-24高二上·北京大兴·期末）能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列装置工作时由化学能转化为电能的是 A B C D    天然气燃气灶 太阳能电池 氢氧燃料电池 电解熔融NaCl A．A B．B C．C D．D 2．（23-24高二上·北京·期末）如图所示为锌铜原电池装置，下列叙述中不正确的是 A．外电路中电子从锌片流向铜片 B．盐桥中移向溶液 C．锌片做负极，电极反应式： D．理论上，当溶解时析出 3．（23-24高二上·北京通州·期末）如下图所示，利用N2H4、O2和KOH溶液制成燃料电池(总反应式为N2H4 + O2 = N2+2H2O)，模拟氯碱工业。下列说法正确的是 A．甲池中负极反应为N2H4 – 4e- = N2 + 4H+ B．乙池中出口G、H处气体分别为H2、Cl2 C．乙池中离子交换膜为阴离子交换膜 D．当甲池中消耗32 g N2H4时，乙池中理论上最多产生142g Cl2 4．（23-24高二上·北京·期末）利用微生物燃料电池可处理有机废水获得电能，同时实现海水淡化。现以溶液模拟海水，用如图装置处理有机废水(以含的溶液为例)。 下列说法正确的是 A．正极反应为 B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C．工作一段时间后室下降，室升高 D．处理理论上B室中有发生迁移 5．（23-24高二上·北京·期末）碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品。图1、图2分别为碱性锌锰电池和普通锌锰电池的构造图。其总反应分别为：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnO(OH) + Zn(OH)2、Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = Zn(NH3)2Cl2 + 2MnO(OH)。下列关于两种电池的说法中，不正确的是 A．工作时，电子都由Zn流出 B．两种电池中都是MnO2被还原 C．工作时，KOH不参与电极反应 D．碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能更好 6．（23-24高二上·北京·期末）一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示。电池的总反应为：。该电池工作时，下列说法不正确的是 A．电子由VB2电极经外电路流向复合碳电极 B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高 C．VB2电极发生反应： D．若有0.224L(标准状况)O2参与反应，有0.04molOH﹣通过阴离子交换膜移到负极 考点02 电解池 7．（23-24高二上·北京西城·期末）下列过程或装置能实现电能转化为化学能的是 A B C D 火力发电 电动汽车充电 燃料燃烧 火星车太阳能帆板 A．A B．B C．C D．D 8．（23-24高二上·北京朝阳·期末）已知：。下列说法不正确的是 A．电解溶液可将分解为和 B．生成放出的热量多于生成放出的热量 C．装置a不仅能产生与，而且能将二者反应的化学能转化为电能 D．每生成，转移电子的数目为 9．（23-24高二上·北京·期末）某同学使用石墨电极，在不同电压(x)下电解pH=1的FeCl2溶液，实验记录如下(a、b代表电压数值) 序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物 I x≥a 电极附近出现黄色，有气泡产生 有Fe3+、有Cl2 II a＞x≥b 电极附近出现黄色，无气泡产生 有Fe3+、无Cl2 III b＞x≥0 无明显变化 无Fe3+、无Cl2 下列说法中，不正确的是 A．I中阳极附近的溶液可使KI淀粉试纸变蓝 B．II中出现黄色可能是因为Fe2+有还原性，在阳极放电产生Fe3+ C．由II中阳极现象可知，该电压下Cl-在阳极不放电 D．根据表中电压与阳极现象及产物的对应，可以看出离子是否放电与电压有关 10．（23-24高二上·北京大兴·期末）研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下可合成尿素，有助于解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通入CO2至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电极b为阳极 B．电极a的电极反应式： C．总反应为： D．当电路中通过时，右室溶液中增加 11．（23-24高二上·北京·期末）我国某科研团队将电解食盐水的阳极反应与电催化还原的阴极反应相耦合，得到高附加值产品CO和，原子利用率接近。原理如下图所示。 下列说法错误的是 A．在阴极区，饱和的溶液有利于的还原 B．推测阳极区可能产生，在阴极的还原会抑制的电离 C．调控电压、选择合适的催化剂可抑制发生等副反应 D．根据上图可知，电解的总反应： 12．（23-24高二上·北京延庆·期末）锂电池具有广阔的应用前景，如图装置，放电时可将、转化为和，充电时选用合适催化剂使转化为、和。下列有关叙述不正确的是 A．放电时，向电极方向移动 B．放电时，正极的电极反应式为 C．充电时，电极应与外接直流电源的正极相连 D．充电时，阳极的电极反应式为 13．（23-24高二上·北京·期末）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 14．（23-24高二上·北京·期末）采用惰性电极，以水和氧气为原料电解制备H2O2的装置如下图所示。下列说法不正确的是(不考虑H2O2的弱酸性)： A．电极b连接电源正极 B．质子交换膜中氢离子移动方向为从右向左 C．电解一段时间后，右室pH不变 D．电解一段时间后，右室生成的O2与左室消耗的O2量相等 考点03 金属的腐蚀与防护 15．（23-24高二上·北京延庆·期末）下图所示装置的烧杯中均盛有溶液，其中铁片最易被腐蚀的是 A． B． C． D． 16．（21-22高二上·北京朝阳·期末）下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是 A．外加电流 B．牺牲阳极 C．表面镀铜 D．制成不锈钢 A．A B．B C．C D．D 17．（23-24高二上·北京·期末）用如下装置进行铁的电化学腐蚀实验。下列说法正确的是 A．铁发生的电极反应： B．炭粉的存在对铁腐蚀的速率无影响 C．导管口产生气泡证明铁发生了析氢腐蚀 D．试管恢复至室温后，导管末端形成一段稳定的水柱 18．（23-24高二上·北京·期末）图为电镀实验装置，下列有关叙述不正确的是 A．电镀时，待镀铁制品应与直流电源负极相连 B．通电后，溶液中的移向阳极 C．镀铜时，理论上阳极和阴极的质量变化相等 D．待镀铁制品增重2.56 g，电路中通过的电子为0.04 mol 19．（23-24高二上·北京西城·期末）某同学利用如图所示装置制作简单的燃料电池。 (1)闭合K1，断开K2。 ①电极a的电极反应式是 。 ②的迁移方向为 (填“a→b”或“b→a”)。 ③一段时间后，电极b附近的现象是 。 (2)一段时间后断开K1，闭合K2，电流表的指针偏转。 ①电极b的电极反应式是 。 ②总反应的化学方程式是 。 (3)下列说法中，不正确的是 (填字母)。 a．通过调节K1、K2可以实现化学能和电能的相互转化 b．若将Na2SO4溶液替换为稀硫酸，闭合K2后，电极反应不变 c．闭合K1，电路中每转移4 mol电子，电极a理论上产生的气体在标准状况下的体积为44.8 L 20．（23-24高二上·北京房山·期末）改进工艺，降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。 (1)写出氯碱工业原理的方程式 。 (2)将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如下： ① a极为 (填“正”或“负”)极。 ② 甲装置中，Na+向 极移动(填“a”或“b”)。 ③下列关于乙装置说法中，正确的是 。 A．在c极区获得氯气 B．在d极区获得的产物，可供甲装置使用 C．当NaCl溶液浓度较低时，及时更换为精制饱和NaCl溶液，以保证生产效率 (3)向乙装置中的阴极区通入O2，能够替代水中的H+获得电子，降低电解电压，减少电耗。写出O2在阴极区发生反应的电极反应式 。 (4)杂质离子可造成交换膜损伤，导致OH−迁移至阳极区，对产品质量造成不良影响。请结合化学用语说明原因 。 21．（23-24高二上·北京海淀·期末）电解水制氢所需的电压高、耗能大。醛类(R-CHO)可在很低的电压下被Cu催化氧化为羧酸盐(R-COO-)，同时产生的氢原子会重组成H2.该过程的示意图如下。 (1)已知：醛极易被氧化，电解所需电压与电解反应的难易程度相关。 ①在碱性条件下电解水制氢时，阳极发生的电极反应为 。 ②推测醛氧化制氢所需电压比电解水制氢低的原因是 。 (2)补全醛催化氧化时，阳极的电极反应式：_____。 □□ (3)上述电解装置工作时，每转移1mol电子时，生成H2的物质的量为 。 (4)电解一段时间后(忽略溶液体积变化)，制氢的效率会降低。 ①经检验，阳极表面产生了Cu2O，阻碍醛类的吸附。阳极表面产生Cu2O的电极反应式为 。 ②阳极区溶液的pH会逐渐降低，导致pH降低的可能原因有 (填字母)。 a．电极反应消耗OH-    b．产生H2O稀释溶液        c．产生的羧酸盐水解 22．（23-24高二上·北京延庆·期末）烧碱、氯气都是重要的化工原料。习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业，图(a)是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图。 (1)氯气的逸出口是 (填字母)，阳极的电极反应式是 ，装置中的离子膜只允许离子通过，浓度较大的从 口(填字母)流出。 (2)氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，向次氯酸的稀溶液中分别加入下列物质，请判断电离平衡移动的方向(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。 加入的物质 次氯酸电离平衡移动的方向 ① ② ③ (3)次氯酸的电离程度大小与溶液的酸碱性有关，其电离平衡体系中各成分的组成分数[，为或]与的关系如图()所示。的电离常数值为 。 (4)可以利用氯碱工业的副产物氢气设计成如图()所示的氢氧燃料电池，以实现物质的综合利用。写出该燃料电池的电极反应式 负极： ；正极： 。 23．（23-24高二上·北京通州·期末）铁的腐蚀与防护与生产生活密切相关。 Ⅰ． 生铁的腐蚀 下图实验装置中，U形管内为红墨水，a、b试管中分别盛有氯化铵溶液和食盐水，各加入生铁片，一段时间后，红墨水柱两边的液面变为左低右高。 (1)猜测a试管中生铁发生 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。 (2)b试管中正极上发生的电极反应为 。 Ⅱ． 生铁的防护——电镀法 i.用电解的方法制备CuSO4电镀液，如图所示。 (3)与直流电源a 端相连的电极材料是 (填“铜片”或“石墨”)。 (4)将进口处较浓硫酸替换为Na2SO4溶液进行实验，发现得到的CuSO4溶液pH比替换前升高，结合化学用语解释pH升高的原因是 。 ii.测定CuSO4溶液的浓度。实验操作为：准确量取V1 mL待测液于锥形瓶中，调节溶液，加入过量的kI，用a mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。上述过程中反应的离子方程式：2Cu2+ + 4I- = 2CuI(白色)↓+ I2 ，。 (5)CuSO4溶液的浓度是 mol/L(用含a、V1、V2的代数式表示)。 iii.生铁片上电镀铜。 已知：Cu2+放电的速率缓慢且平稳，有利于得到致密、细腻的镀层。 (6)生铁片应与电源的 相连。 (7)向CuSO4溶液中加入过量氨水，发生反应Cu2+ + 4 NH3·H2O [Cu(NH3)4]2++4H2O，制得铜氨溶液，可使镀层更加致密、细腻。原因是 。 24．（23-24高二上·北京大兴·期末）某兴趣小组对电解溶液实验进行如下探究： 实验 电极材料 电解质溶液 (滴有酚酞) 实验现象 (电解初期，电极Y端附近) X Y I 石墨 石墨 饱和 NaCl溶液 (约) 有黄绿色气体产生() …… II 石墨 石墨 溶液 有浅黄绿色气体产生…… III 丝 丝 饱和 溶液 (约) 丝逐渐溶解，电极附近开始有白色沉淀产生并逐渐增多，后慢慢变为黄色…… 请回答以下问题： (1)实验I中 ①电源M端为 (填“正极”或“负极”)。 ②电解初期，电极X附近的实验现象为 。   ③写出电解饱和溶液总反应的离子方程式 。 (2)实验II中，同学发现电极Y附近收集到的气体体积远小于电极X附近收集到的气体体积(相同状况下)。小组同学认为溶液中的OH-也会放电，同学用带火星的木条检测电极Y附近的气体，发现带火星的木条未复燃，用传感器测定氧气浓度如图所示。分析带火星的木条未复燃的原因： ，350s后在电极Y附近放置湿润的淀粉-KI试纸，试纸变为蓝色，写出350s后电极Y的电极反应式 。 (3)针对实验III中产生的异常现象，同学查阅资料(见下表)。 颜色 白色 黄色 浓度积(25℃) ①写出电极Y的电极反应式 。 ②结合平衡移动原理分析白色沉淀逐渐转化为黄色的原因： (用化学用语结合必要文字说明)。 ③实验III中电极被氧化为+1价。如果将电解质溶液换成溶液，电极会被氧化为+2价，运用氧化还原反应规律，分析被氧化的产物中价态不同的原因： 。 (4)实验反思：根据上述实验操作和现象，说明电解池阳极产物与 有关(答出两点即可)。 25．（23-24高二上·北京·期末）石油中含有有机氯和无机氯(主要为Cl-)，还含有少量的硫化氢、硫酸盐和碳酸盐等。微库仑滴定法可快速测定石油中的有机氯和无机氯的含量。 已知：库仑测氯仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中的保持定值时，电解池不工作。待测物质进入电解池后与反应，测氯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出石油中氯的含量。 (1)库仑测氯仪电解池中的阳极反应是 。 Ⅰ．石油中有机氯含量的测定 (2)用过量溶液和水除去石油样品中的和无机盐，再通过分液操作分离得到处理后的石油样品。溶液除去的离子方程式是 。 (3)经处理后的石油样品在高温、富氧条件下燃烧，有机氯转化为。在库仑测氯仪中，待测气体通入电解池后与反应的离子方程式是 。 (4)石油样品为ag，电解消耗的电量为x库仑，样品中有机氯的含量(按含氯元素计)为 。已知：电解中转移电子所消耗的电量为F库仑。 Ⅱ．石油中无机氯含量的测定 在极性溶剂存在下加热石油样品，再用水提取其中的无机盐。含盐的待测液体注入库仑测氯仪进行测定。 已知：ⅰ．样品中存在的和不影响测定结果 ⅱ．、、 (5)用离子方程式解释不影响测定结果的原因： 。 (6)石油样品中存在的H2S会影响测定结果。 ①请结合反应方程式通过估算说明H2S的存在会影响测定结果： 。 ②待测液体注入库仑测氯仪前，可加入 (填序号)以消除H2S的影响。 a．H2O2溶液    b．NaOH溶液    c．碘水 ( 16 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 化学反应与电能 内容概览 考点01 原电池 考点02 电解池 考点03 金属的腐蚀与防护 考点01原电池 1．（23-24高二上·北京大兴·期末）能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列装置工作时由化学能转化为电能的是 A B C D    天然气燃气灶 太阳能电池 氢氧燃料电池 电解熔融NaCl A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．天然气燃气灶是把化学能转化为热能，A错误； B．太阳能电池是把太阳能转化为电能，B错误； C．氢氧燃料电池是把化学能转化为电能，C正确； D．电解熔融的NaCl是将电能转化为化学能，D错误； 答案选C。 2．（23-24高二上·北京·期末）如图所示为锌铜原电池装置，下列叙述中不正确的是 A．外电路中电子从锌片流向铜片 B．盐桥中移向溶液 C．锌片做负极，电极反应式： D．理论上，当溶解时析出 【答案】B 【分析】由图可知，Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-═Zn2+，Cu作正极，电极反应式为Cu2++2e-═Cu，据此作答。 【详解】A．外电路中电子从锌片(负极)流向铜片(正极)，故A正确； B．盐桥中阳离子(钾离子)移向硫酸铜溶液(正极)，故B错误； C．Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-═Zn2+，故C正确； D．理论上，当6.5g Zn溶解时转移电子×2=0.2mol，析出铜×64g/mol=6.4g，故D正确。 答案选B。 3．（23-24高二上·北京通州·期末）如下图所示，利用N2H4、O2和KOH溶液制成燃料电池(总反应式为N2H4 + O2 = N2+2H2O)，模拟氯碱工业。下列说法正确的是 A．甲池中负极反应为N2H4 – 4e- = N2 + 4H+ B．乙池中出口G、H处气体分别为H2、Cl2 C．乙池中离子交换膜为阴离子交换膜 D．当甲池中消耗32 g N2H4时，乙池中理论上最多产生142g Cl2 【答案】D 【分析】甲池为燃料电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池为电解池，与负极相连的右侧电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，与正极相连的左侧电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，据此分析解答。 【详解】A．甲池中为原电池反应，对应的电极反应式是：正极O2+4e-+2H2O=4OH-，负极N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故A错误； B．乙池为电解池，与负极相连的右侧电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，与正极相连的左侧电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，故乙池中出口G、H处气体分别为Cl2、H2，故B错误； C．乙池发生的是电解池反应，阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，溶液中的钠离子通过阳离子交换膜移向阴极，由F出口得到氢氧化钠溶液，故乙池中离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误； D．负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，当甲池中消耗32g即=1molN2H4时，转移4mol电子，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，产生2molCl2，故乙池中理论上最多产生2mol×71g/mol=142gCl2，故D正确； 答案选D。 4．（23-24高二上·北京·期末）利用微生物燃料电池可处理有机废水获得电能，同时实现海水淡化。现以溶液模拟海水，用如图装置处理有机废水(以含的溶液为例)。 下列说法正确的是 A．正极反应为 B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C．工作一段时间后室下降，室升高 D．处理理论上B室中有发生迁移 【答案】C 【分析】a极上失电子生成，a极为负极，b极氧气得电子，b极为正极，据此分析解答。 【详解】A．b极氧气得电子，电解质环境为碱性，电极反应：，故A错误； B．该装置可实现海水淡化，则B室中钠离子应透过隔膜2进入正极区，B室中氯离子透过隔膜1进入A室，隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，故B错误； C．室电极反应：，反应生成氢离子下降，室，反应生成氢氧根离子升高，故C正确； D．由以上电极反应可知失去8mol电子，为使电荷平衡，则B室中有发生迁移，故D错误； 故选：C。 5．（23-24高二上·北京·期末）碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品。图1、图2分别为碱性锌锰电池和普通锌锰电池的构造图。其总反应分别为：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnO(OH) + Zn(OH)2、Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = Zn(NH3)2Cl2 + 2MnO(OH)。下列关于两种电池的说法中，不正确的是 A．工作时，电子都由Zn流出 B．两种电池中都是MnO2被还原 C．工作时，KOH不参与电极反应 D．碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能更好 【答案】C 【分析】由总反应可知，碱性锌锰电池：负极上Zn被氧化生成Zn(OH)2，正极上MnO2被还原生成MnO(OH)；普通锌锰电池：负极上Zn被氧化生成Zn(NH3)2Cl2，正极上MnO2被还原生成MnO(OH)，据此解答。 【详解】A．两种电池都是Zn一端作负极，电子由负极流出，则工作时，电子都由Zn流出，A正确； B．两种电池的正极都是MnO2被还原生成MnO(OH)，B正确； C．碱性锌锰电池工作时，负极上Zn被氧化生成Zn(OH)2，其电极反应式为：，则KOH参与电极反应，C错误； D．普通干电池电解质为酸性，易被腐蚀、发生自放电，碱性锌锰电池不易发生自放电，则碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能更好，D正确； 故选C。 6．（23-24高二上·北京·期末）一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示。电池的总反应为：。该电池工作时，下列说法不正确的是 A．电子由VB2电极经外电路流向复合碳电极 B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高 C．VB2电极发生反应： D．若有0.224L(标准状况)O2参与反应，有0.04molOH﹣通过阴离子交换膜移到负极 【答案】B 【分析】根据题目信息可知，VB2电极上失电子发生氧化反应生成、：，所以VB2电极为负极，则复合碳电极为正极，电解质溶液显碱性，空气中的氧气得电子发生还原反应生成氢氧根：； 【详解】A．原电池中，电子由负极流向正极，故电子由VB2电极经负载流向复合碳电极，A正确； B．反应过程中正极生成大量的OH-使正极区pH升高，负极消耗OH-使负极区OH-浓度减小pH降低，B错误； C．VB2电极上失电子发生氧化反应生成、：，C正确；   D．若有0.224L(标准状况，为0.01mol)O2参与反应，则转移电子0.04mol，会有0.04molOH﹣通过阴离子交换膜移到负极，D正确； 故选B。 考点02 电解池 7．（23-24高二上·北京西城·期末）下列过程或装置能实现电能转化为化学能的是 A B C D 火力发电 电动汽车充电 燃料燃烧 火星车太阳能帆板 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．火力发电是将化学能转化为电能，A错误； B．电动汽车充电是将电能转化为化学能，B正确； C．燃料燃烧是将化学能转化为热能，C错误； D．火星车太阳能帆板将太阳能转化为电能，D错误； 故选B。 8．（23-24高二上·北京朝阳·期末）已知：。下列说法不正确的是 A．电解溶液可将分解为和 B．生成放出的热量多于生成放出的热量 C．装置a不仅能产生与，而且能将二者反应的化学能转化为电能 D．每生成，转移电子的数目为 【答案】B 【详解】A．是含氧酸的强酸强碱盐，电解溶液相当于电解水，A正确； B．气态水比液态水的能量高，生成放出的热量少于生成放出的热量，B错误； C．装置a中，打开k2闭合k1，是电解池，产生与，打开k1闭合k2是氢氧燃料电池，能将二者反应的化学能转化为电能，C正确； D．每生成，H从0价到+1价，中由1molH，转移1mol电子，转移电子的数目为，D正确； 答案选B。 9．（23-24高二上·北京·期末）某同学使用石墨电极，在不同电压(x)下电解pH=1的FeCl2溶液，实验记录如下(a、b代表电压数值) 序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物 I x≥a 电极附近出现黄色，有气泡产生 有Fe3+、有Cl2 II a＞x≥b 电极附近出现黄色，无气泡产生 有Fe3+、无Cl2 III b＞x≥0 无明显变化 无Fe3+、无Cl2 下列说法中，不正确的是 A．I中阳极附近的溶液可使KI淀粉试纸变蓝 B．II中出现黄色可能是因为Fe2+有还原性，在阳极放电产生Fe3+ C．由II中阳极现象可知，该电压下Cl-在阳极不放电 D．根据表中电压与阳极现象及产物的对应，可以看出离子是否放电与电压有关 【答案】C 【详解】A．根据实验现象，I中阳极发生氧化反应，生成氯气，氯气能够氧化KI生成碘，使淀粉变蓝，故A正确； B．由Ⅱ推测，Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电，元素化合价升高，依据氧化还原反应分析Fe2+具有还原性，故B正确； C．依据电解原理，氯离子在阳极失电子生成氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，氯气具有氧化性氧化亚铁离子生成铁离子溶液变黄色，反应的离子方程式为：Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-，因此无氯气放出，故C错误； D．依据表中数据比较可知，电解pH=1的NaCl溶液做对照试验与Ⅱ对比，通过控制电压证明了亚铁离子还原性大于氯离子优先放电，说明离子是否放电与电压有关，故D正确； 故选C。 10．（23-24高二上·北京大兴·期末）研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下可合成尿素，有助于解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通入CO2至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电极b为阳极 B．电极a的电极反应式： C．总反应为： D．当电路中通过时，右室溶液中增加 【答案】D 【分析】根据图示，b电极发生反应2H2O-4e-=O2+4H+，b是阳极；电极a的电极反应式：，a是阴极。 【详解】A．根据图示，水在b电极失电子发生氧化反应生成氧气，电极b为阳极，故A正确； B．根据图示，二氧化碳、硝酸根离子在a电极得电子发生还原反应生成尿素，a是阴极，电极a的电极反应式：，故B正确； C．阴极反应为，阳极反应为2H2O-4e-=O2+4H+，根据得失电子守恒，总反应为，故C正确； D．当电路中通过时，右室溶液中生成，同时又有通过质子交换膜从右室移入左室，故D错误； 选D。 11．（23-24高二上·北京·期末）我国某科研团队将电解食盐水的阳极反应与电催化还原的阴极反应相耦合，得到高附加值产品CO和，原子利用率接近。原理如下图所示。 下列说法错误的是 A．在阴极区，饱和的溶液有利于的还原 B．推测阳极区可能产生，在阴极的还原会抑制的电离 C．调控电压、选择合适的催化剂可抑制发生等副反应 D．根据上图可知，电解的总反应： 【答案】B 【分析】该装置为电解池，左侧电极与电源负极相连，为阴极，发生还原反应，右侧电极与电源正极相连，为阳极，发生氧化反应，据此分析解答。 【详解】A．饱和的溶液中浓度大，有利于的还原，A正确； B．由题图知，CO2在阴极上发生得电子的还原反应，电极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，消耗氢离子，促进HClO的电离，B错误； C．调控电压、选择合适的催化剂可抑制阴极发生：等副反应，C正确； D．阴极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，阳极反应式为，故电解的总反应：，D正确； 故选B。 12．（23-24高二上·北京延庆·期末）锂电池具有广阔的应用前景，如图装置，放电时可将、转化为和，充电时选用合适催化剂使转化为、和。下列有关叙述不正确的是 A．放电时，向电极方向移动 B．放电时，正极的电极反应式为 C．充电时，电极应与外接直流电源的正极相连 D．充电时，阳极的电极反应式为 【答案】D 【分析】放电时为原电池，X极上Li失电子，则X为负极，Y为正极，正极上CO2得电子生成C和Li2CO3，负极反应式为Li-e-═Li+，正极反应式为3CO2↑+4Li++4e-═C+2Li2CO3，放电时阳离子移向正极Y、阴离子移向负极X；充电时为电解池，原电池的正负极分别与电源的正负极相接、作阳极、阴极，阴极上Li+得电子生成Li,阳极上Li2CO3发生氧化反应生成CO2和O2，阳极反应式为2Li2CO3-4e-═2CO2↑+O2↑+4Li+，据此分析解答。 【详解】A．放电时为原电池，X为负极，Y为正极，阳离子移向正极，即Li+向电极Y方向移动，故A正确； B．放电时Y为正极，正极上CO2得电子生成C和Li2CO3，正极的电极反应式为3CO2+4Li++4e-═2Li2CO3+C，故B正确； C．充电时为电解池，原电池的正负极分别与电源的正负极相接，即充电时电极Y应与外接直流电源的正极相连，故C正确； D．充电时为电解池，阳极上Li2CO3发生氧化反应生成CO2和O2，阳极反应式为2Li2CO3-4e-═2CO2↑+O2↑+4Li+，故D错误； 故选：D。 13．（23-24高二上·北京·期末）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。 14．（23-24高二上·北京·期末）采用惰性电极，以水和氧气为原料电解制备H2O2的装置如下图所示。下列说法不正确的是(不考虑H2O2的弱酸性)： A．电极b连接电源正极 B．质子交换膜中氢离子移动方向为从右向左 C．电解一段时间后，右室pH不变 D．电解一段时间后，右室生成的O2与左室消耗的O2量相等 【答案】D 【分析】由图可知，a极氧气得到电子发生还原反应生成过氧化氢：，为阴极；b极水失去电子发生氧化反应生成氧气：，为阳极； 【详解】A．由分析可知，b为阳极，则电极b连接电源正极，A正确； B．电解池中阳离子向阴极迁移，则质子交换膜中氢离子移动方向为从右向左，B正确； C．由分析可知，总反应为水和氧气电解制备H2O2：，则电解一段时间后，右室pH不变，C正确；   D．由分析可知，a极反应：；b极反应：，则电解一段时间后，右室生成的O2与左室消耗的O2量不相等，D错误； 故选D。 考点03 金属的腐蚀与防护 15．（23-24高二上·北京延庆·期末）下图所示装置的烧杯中均盛有溶液，其中铁片最易被腐蚀的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】金属腐蚀快慢顺序为电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极，A中Fe发生化学腐蚀，B中Fe作阴极被保护，C中Fe作正极被保护，D中Fe作负极加速被腐蚀，故选D。 16．（21-22高二上·北京朝阳·期末）下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是 A．外加电流 B．牺牲阳极 C．表面镀铜 D．制成不锈钢 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．此为外加电源的阴极保护法，被保护金属钢制管桩应与电源负极相连，故A错误； B．镁比铁活泼，此为牺牲阳极的阴极保护法，故B正确； C．铁上镀铜，铁质镀件接电源负极，铜接电源正极，硫酸铜作电镀液，故C正确； D．制成不锈钢可以起到防护作用，故D正确； 故选A。 17．（23-24高二上·北京·期末）用如下装置进行铁的电化学腐蚀实验。下列说法正确的是 A．铁发生的电极反应： B．炭粉的存在对铁腐蚀的速率无影响 C．导管口产生气泡证明铁发生了析氢腐蚀 D．试管恢复至室温后，导管末端形成一段稳定的水柱 【答案】D 【分析】铁粉、碳粉、氯化钠溶液和空气构成原电池，发生铁的吸氧腐蚀。 【详解】A．铁为负极，其电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，故A错误； B．炭粉存在，构成原电池，加快铁腐蚀的速率，故B错误； C．导管口产生气泡，是由于反应放热，不能证明铁发生了析氢腐蚀，故C错误； D．铁腐蚀过程中，化学能转化为热能，导管口产生气泡，试管恢复至室温后，导管末端形成一段稳定的水柱，故D正确； 故选：D。 18．（23-24高二上·北京·期末）图为电镀实验装置，下列有关叙述不正确的是 A．电镀时，待镀铁制品应与直流电源负极相连 B．通电后，溶液中的移向阳极 C．镀铜时，理论上阳极和阴极的质量变化相等 D．待镀铁制品增重2.56 g，电路中通过的电子为0.04 mol 【答案】D 【详解】A．电镀时，待镀铁制品为阴极，应与直流电源负极相连，故A正确； B．电解池中，阴离子向阳极移动，通电后，溶液中的移向阳极，故B正确； C．电镀铜时，阳极Cu-2e-=Cu2+ ，阴极Cu2++2e-=Cu，理论上阳极和阴极的质量变化相等，故C正确； D．电镀时，待镀铁制品为阴极，阴极电极方程式为：Cu2++2e-=Cu，待镀铁制品增重2.56 g，生成=0.04，电路中通过的电子为0.04 mol×2=0.08mol，故D错误； 故选D。 19．（23-24高二上·北京西城·期末）某同学利用如图所示装置制作简单的燃料电池。 (1)闭合K1，断开K2。 ①电极a的电极反应式是 。 ②的迁移方向为 (填“a→b”或“b→a”)。 ③一段时间后，电极b附近的现象是 。 (2)一段时间后断开K1，闭合K2，电流表的指针偏转。 ①电极b的电极反应式是 。 ②总反应的化学方程式是 。 (3)下列说法中，不正确的是 (填字母)。 a．通过调节K1、K2可以实现化学能和电能的相互转化 b．若将Na2SO4溶液替换为稀硫酸，闭合K2后，电极反应不变 c．闭合K1，电路中每转移4 mol电子，电极a理论上产生的气体在标准状况下的体积为44.8 L 【答案】(1) 2H2O −4e－= O2+ 4H+ b→a 产生无色气泡，溶液变为红色 (2) H2 −2e－+ 2OH－ = 2H2O 2H2 + O2 = 2H2O (3)bc 【详解】（1）闭合K1，断开K2时，为电解池装置； ①电极a与电源正极相连，为电解池的阳极，水中氢氧根失电子放电，放氧生酸，电极反应为：2H2O −4e－= O2+ 4H+； ②电解池中阴离子由阴极移向阳极，即由b→a； ③b极为电解池的阴极，水中氢离子得电子放电，放氢生碱，则一段时间后，b极附近产生无色气泡，溶液变为红色； （2）一段时间后断开K1，闭合K2，电流表的指针偏转，此时为原电池装置，b极为原电池的负极，a极为原电池的正极； ①b电极产生的氢气失电子生成水，根据第1小问，该介质为碱性，电极方程式为H2 −2e－+ 2OH－ = 2H2O； ②正极氧气得电子生成水，总反应方程式为：2H2 + O2 = 2H2O； （3）a．由上两小问可知，通过调节K1、K2可以实现化学能和电能的相互转化，a正确； b．若将Na2SO4溶液替换为稀硫酸，则溶液变为酸性介质，闭合K2后，电极反应发生改变，b错误； c．闭合K1，根据a电极反应式：2H2O −4e－= O2+ 4H+，电路中每转移4 mol电子，电极a理论上产生的气体1mol，在标准状况下的体积为22.4 L，c错误； 故选bc。 20．（23-24高二上·北京房山·期末）改进工艺，降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。 (1)写出氯碱工业原理的方程式 。 (2)将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如下： ① a极为 (填“正”或“负”)极。 ② 甲装置中，Na+向 极移动(填“a”或“b”)。 ③下列关于乙装置说法中，正确的是 。 A．在c极区获得氯气 B．在d极区获得的产物，可供甲装置使用 C．当NaCl溶液浓度较低时，及时更换为精制饱和NaCl溶液，以保证生产效率 (3)向乙装置中的阴极区通入O2，能够替代水中的H+获得电子，降低电解电压，减少电耗。写出O2在阴极区发生反应的电极反应式 。 (4)杂质离子可造成交换膜损伤，导致OH−迁移至阳极区，对产品质量造成不良影响。请结合化学用语说明原因 。 【答案】(1) (2) 负极 b极 A、B、C (3) (4)阳极区发生反应：4OH−-4e− = O2↑+ 2H2O，生成氧气，使氯气不纯。(或生成的氯气会在阳极区与OH−发生反应，减少氯气产量) 【分析】氯碱工业原理是采用电解食盐水的方法产生氯气和烧碱，故称为氯碱工业； 根据题目所给图示，甲装置为氢氧燃料电池，乙为电解池，甲装置中氢气进入a极，则a电极为负极，发生氧化反应，b极为正极，发生还原反应，则a电极连接乙装置的d电极为阴极，b电极连接乙装置的c电极为阳极； 【详解】（1）根据分析，氯碱工业原理的方程式为； （2）①根据分析，甲装置为氢氧燃料电池，a电极为负极； ②根据分析，a电极发生氧化反应，即，要保持溶液电荷守恒，钠离子要向b电极移动； ③A．根据分析，c电极为阳极，发生氧化反应，即，故A正确； B．根据分析，d电极为阴极，发生还原反应，即，获得氢气可以继续供给甲装置使用，故B正确； C．随着电解过程中氯化钠的减少，若氯化钠溶液浓度降低，继续电解可能会将将溶液中的O元素转变成氧气，故C正确； （3）若向乙装置阴极区通入氧气，氧气得电子生成氢氧根，其电极反应式为； （4）若氢氧根迁移至阳极区，会代替Cl-失电子，生成氧气，使氯气不纯；也可能在阳极区氢氧根与氯气反应生成氯化钠和次氯酸钠，减少氯气产量。 21．（23-24高二上·北京海淀·期末）电解水制氢所需的电压高、耗能大。醛类(R-CHO)可在很低的电压下被Cu催化氧化为羧酸盐(R-COO-)，同时产生的氢原子会重组成H2.该过程的示意图如下。 (1)已知：醛极易被氧化，电解所需电压与电解反应的难易程度相关。 ①在碱性条件下电解水制氢时，阳极发生的电极反应为 。 ②推测醛氧化制氢所需电压比电解水制氢低的原因是 。 (2)补全醛催化氧化时，阳极的电极反应式：_____。 □□ (3)上述电解装置工作时，每转移1mol电子时，生成H2的物质的量为 。 (4)电解一段时间后(忽略溶液体积变化)，制氢的效率会降低。 ①经检验，阳极表面产生了Cu2O，阻碍醛类的吸附。阳极表面产生Cu2O的电极反应式为 。 ②阳极区溶液的pH会逐渐降低，导致pH降低的可能原因有 (填字母)。 a．电极反应消耗OH-    b．产生H2O稀释溶液        c．产生的羧酸盐水解 【答案】(1) 4OH――4e－＝2H2O+O2↑ 醛容易被氧化，电解反应容易进行 (2)2R－CHO－2e－+4OH－＝2R－COO―+H2↑+2H2O (3)0.5mol (4) 2Cu－2e－+2OH－＝Cu2O+H2O ab 【分析】根据电子流向左侧电极是阳极，发生失去电子的氧化反应，右侧电极是阴极，发生得到电子的还原反应，据此解答。 【详解】（1）①碱性环境下，氢氧根浓度较大，阳极上是氢氧根失电子，生成水：4OH――4e－＝2H2O+O2↑； ②醛容易被氧化，电解反应容易进行，所需电压比电解水要低，故答案为：醛容易被氧化，电解反应容易进行； （2）根据氧守恒和电荷守恒，可得方程式为2R－CHO－2e－+4OH－＝2R－COO―+H2↑+2H2O； （3）生成1个氢气分子，需要转移2个电子，现在转移1mol电子，就生成0.5mol氢气； （4）①阳极表面产生了Cu2O，是Cu在阳极放电形成的，其电极反应式为2Cu－2e－+2OH－＝Cu2O+H2O； ②由阳极的电极反应式2R－CHO－2e－+4OH－＝2R－COO―+H2↑+2H2O可知，反应消耗OH－离子，且有水生成，这两个因素都导致氢氧根离子的浓度减小，pH降低；羧酸盐的水解羧酸根离子要结合水电离出的氢离子，导致溶液的pH增大，故答案为：ab。 22．（23-24高二上·北京延庆·期末）烧碱、氯气都是重要的化工原料。习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业，图(a)是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图。 (1)氯气的逸出口是 (填字母)，阳极的电极反应式是 ，装置中的离子膜只允许离子通过，浓度较大的从 口(填字母)流出。 (2)氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，向次氯酸的稀溶液中分别加入下列物质，请判断电离平衡移动的方向(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。 加入的物质 次氯酸电离平衡移动的方向 ① ② ③ (3)次氯酸的电离程度大小与溶液的酸碱性有关，其电离平衡体系中各成分的组成分数[，为或]与的关系如图()所示。的电离常数值为 。 (4)可以利用氯碱工业的副产物氢气设计成如图()所示的氢氧燃料电池，以实现物质的综合利用。写出该燃料电池的电极反应式 负极： ；正极： 。 【答案】(1) a 2Cl--2e-=Cl2↑ c (2) 正反应方向 正反应方向 逆反应方向 (3)10-7.5 (4) H2-2e-+2OH-=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 【详解】（1）如图所示，a口通入精致的饱和食盐水，应为电解池的阳极，电解NaCl溶液时，阳极是阴离子放电发生氧化反应，即氯离子失去电子生成氯气，阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，氯气的逸出口是a口；阴极发生2H2O+2e-=2OH-+H2↑，装置中的离子膜只允许Na+离子通过，浓度较大的NaOH从c口放出，故答案为：a；2Cl--2e-=Cl2↑；c； （2）次氯酸的稀溶液中存在电离平衡，HClO⇌H++ClO-，加入NaOH时，NaOH中和氢离子使平衡正向移动；弱电解质的电离符合越稀越电离，加水使电离平衡正向移动；加入H2SO4溶液，硫酸电离出氢离子，氢离子浓度增大，使电离平衡逆反应方向移动，故答案为：①正反应方向；②正反应方向；③逆反应方向； （3）由HClO的电离平衡HClO⇌H++ClO-，可知其电离常数Ka=，如图(b)所示，X为HClO或ClO-，二者相等时Ka=c(H+)=10-7.5，故答案为：10-7.5； （4）如图(c)所示的氢氧燃料电池，碱性介质中负极是氢气失去电子生成水，负极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O；正极是氧气得到电子生成氢氧根离子，正极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：H2-2e-+2OH-=2H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-。 23．（23-24高二上·北京通州·期末）铁的腐蚀与防护与生产生活密切相关。 Ⅰ． 生铁的腐蚀 下图实验装置中，U形管内为红墨水，a、b试管中分别盛有氯化铵溶液和食盐水，各加入生铁片，一段时间后，红墨水柱两边的液面变为左低右高。 (1)猜测a试管中生铁发生 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。 (2)b试管中正极上发生的电极反应为 。 Ⅱ． 生铁的防护——电镀法 i.用电解的方法制备CuSO4电镀液，如图所示。 (3)与直流电源a 端相连的电极材料是 (填“铜片”或“石墨”)。 (4)将进口处较浓硫酸替换为Na2SO4溶液进行实验，发现得到的CuSO4溶液pH比替换前升高，结合化学用语解释pH升高的原因是 。 ii.测定CuSO4溶液的浓度。实验操作为：准确量取V1 mL待测液于锥形瓶中，调节溶液，加入过量的kI，用a mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。上述过程中反应的离子方程式：2Cu2+ + 4I- = 2CuI(白色)↓+ I2 ，。 (5)CuSO4溶液的浓度是 mol/L(用含a、V1、V2的代数式表示)。 iii.生铁片上电镀铜。 已知：Cu2+放电的速率缓慢且平稳，有利于得到致密、细腻的镀层。 (6)生铁片应与电源的 相连。 (7)向CuSO4溶液中加入过量氨水，发生反应Cu2+ + 4 NH3·H2O [Cu(NH3)4]2++4H2O，制得铜氨溶液，可使镀层更加致密、细腻。原因是 。 【答案】(1)析氢 (2)O2+2H2O+4e-=4OH- (3)铜片 (4)将进口处较浓硫酸替换为Na2SO4，则阴极的反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极区c(OH-)＞c(H+)，氢氧根离子也可以通过阴离子交换膜运动到阳极区，导致CuSO4溶液pH比替换前升高 (5) (6)负极 (7)降低Cu2+的浓度，使得Cu2+放电速率减缓，同时通过平衡的移动补充放电消耗的Cu2+，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平稳的作用 【分析】酸性较强时发生析氢腐蚀，酸性极弱或接近中性时发生吸氧腐蚀，发生吸氧腐蚀时正极上O2得电子被还原生成OH-，此时正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。析氢腐蚀正极上2H++2e-=H2↑；钢铁保护方法有牺牲阳极的阴极保护法，以及外加电源的阴极保护法等措施。 【详解】（1）导致U型管内红墨水左低右高，左边试管内气体的压强变大，右边试管内气体的压强减小，所以左边试管中是酸性溶液氯化铵（显酸性），发生析氢腐蚀，右边试管中是中性溶液食盐水，发生吸氧腐蚀； （2）b试管中是中性溶液食盐水，铁作负极，发生失电子的氧化反应，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-； （3）由图可以看出，硫酸根离子向左侧移动，则左侧为阳极，右侧为阴极，则制备CuSO4电镀液，需要阳极自身放电，即选用Cu做电极； （4）将进口处较浓硫酸替换为Na2SO4，则阴极的反应为2H2O+2e-=H2↑+2 OH-，阴极区c(OH-)＞c(H+)，氢氧根离子也可以通过阴离子交换膜运动到阳极区，导致CuSO4溶液pH比替换前升高； （5）根据方程式，有比例关系2Cu2+~I2~2Na2S2O3，则n(CuSO4)= n(Na2S2O3)= a mol/L×V2×10-3 L，CuSO4溶液的浓度是； （6）铁片渡铜时，阴极发生反应Cu2++2e-=Cu，则铁片与电源负极相连； （7）制得铜氨溶液，可使镀层更加致密、细腻的原因是降低Cu2+的浓度，使得Cu2+放电速率减缓，同时通过平衡的移动补充放电消耗的Cu2+，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平稳的作用。 24．（23-24高二上·北京大兴·期末）某兴趣小组对电解溶液实验进行如下探究： 实验 电极材料 电解质溶液 (滴有酚酞) 实验现象 (电解初期，电极Y端附近) X Y I 石墨 石墨 饱和 NaCl溶液 (约) 有黄绿色气体产生() …… II 石墨 石墨 溶液 有浅黄绿色气体产生…… III 丝 丝 饱和 溶液 (约) 丝逐渐溶解，电极附近开始有白色沉淀产生并逐渐增多，后慢慢变为黄色…… 请回答以下问题： (1)实验I中 ①电源M端为 (填“正极”或“负极”)。 ②电解初期，电极X附近的实验现象为 。   ③写出电解饱和溶液总反应的离子方程式 。 (2)实验II中，同学发现电极Y附近收集到的气体体积远小于电极X附近收集到的气体体积(相同状况下)。小组同学认为溶液中的OH-也会放电，同学用带火星的木条检测电极Y附近的气体，发现带火星的木条未复燃，用传感器测定氧气浓度如图所示。分析带火星的木条未复燃的原因： ，350s后在电极Y附近放置湿润的淀粉-KI试纸，试纸变为蓝色，写出350s后电极Y的电极反应式 。 (3)针对实验III中产生的异常现象，同学查阅资料(见下表)。 颜色 白色 黄色 浓度积(25℃) ①写出电极Y的电极反应式 。 ②结合平衡移动原理分析白色沉淀逐渐转化为黄色的原因： (用化学用语结合必要文字说明)。 ③实验III中电极被氧化为+1价。如果将电解质溶液换成溶液，电极会被氧化为+2价，运用氧化还原反应规律，分析被氧化的产物中价态不同的原因： 。 (4)实验反思：根据上述实验操作和现象，说明电解池阳极产物与 有关(答出两点即可)。 【答案】(1) 负极 有气体产生，电极附近溶液变为红色 (2) 生成的氧气溶于水中，液面上方氧气浓度低 、 (3) 存在溶解平衡：，阴极反应为， ，和结合生成黄色，减小，溶解平衡正移，白色沉淀转化为黄色 实验III电解氯化钠体系中有，生成，使价铜的还原性减弱；电解液换成溶液，有还原性，可继续被氧化为 (4)电解质溶液的浓度，电极材料 【详解】（1）①实验I中，Y电极附近产生的黄绿色气体是氯气，则发生了，Y极是电解池的阳极，则X极为电解池的阴极，接电源的负极，故M极为负极； ②X为阴极，电解初期发生，有气体生成，生成氢氧根离子，溶液显碱性，酚酞变红色； ③由①②可知，电解饱和食盐水生成了氢氧化钠、氯气和氢气，电解总反应的离子方程式为； （2）由传感器测定氧气浓度图可知，溶解在溶液中的氧气浓度增加，液面上氧气的浓度不变化，可知溶液中的也放电生成氧气，但生成的氧气溶于水中，液面上方的氧气浓度低，木条不能复燃；350s后在电极Y附近放置湿润的淀粉-KI试纸，试纸变为蓝色，说明生成了氯气，则阳极的电解反应式有、； （3）①结合实验III的现象，铜丝逐渐溶解，电极附近开始有白色沉淀生成并逐渐增多，沉淀为CuCl，则电极反应式为：； ②存在溶解平衡：，阴极反应为， ，和结合生成黄色，减小，溶解平衡正移，白色沉淀转化为黄色； ③实验III电解氯化钠体系中有，生成，使价铜的还原性减弱；电解液换成溶液，有还原性，可继续被氧化为； （4）实验I、II、III分别是改变了电解质的浓度、电极材料以及后续实验改变的是电解质的种类，出现不同的现象，则影响电解池阳极产物的因素有电解质溶液的浓度，电极材料，电解质溶液种类等。 25．（23-24高二上·北京·期末）石油中含有有机氯和无机氯(主要为Cl-)，还含有少量的硫化氢、硫酸盐和碳酸盐等。微库仑滴定法可快速测定石油中的有机氯和无机氯的含量。 已知：库仑测氯仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中的保持定值时，电解池不工作。待测物质进入电解池后与反应，测氯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出石油中氯的含量。 (1)库仑测氯仪电解池中的阳极反应是 。 Ⅰ．石油中有机氯含量的测定 (2)用过量溶液和水除去石油样品中的和无机盐，再通过分液操作分离得到处理后的石油样品。溶液除去的离子方程式是 。 (3)经处理后的石油样品在高温、富氧条件下燃烧，有机氯转化为。在库仑测氯仪中，待测气体通入电解池后与反应的离子方程式是 。 (4)石油样品为ag，电解消耗的电量为x库仑，样品中有机氯的含量(按含氯元素计)为 。已知：电解中转移电子所消耗的电量为F库仑。 Ⅱ．石油中无机氯含量的测定 在极性溶剂存在下加热石油样品，再用水提取其中的无机盐。含盐的待测液体注入库仑测氯仪进行测定。 已知：ⅰ．样品中存在的和不影响测定结果 ⅱ．、、 (5)用离子方程式解释不影响测定结果的原因： 。 (6)石油样品中存在的H2S会影响测定结果。 ①请结合反应方程式通过估算说明H2S的存在会影响测定结果： 。 ②待测液体注入库仑测氯仪前，可加入 (填序号)以消除H2S的影响。 a．H2O2溶液    b．NaOH溶液    c．碘水 【答案】(1)Ag-e-=Ag+ (2)H2S+2OH-=S2-+2H2O (3)Ag++Cl-=AgCl↓ (4) (5)Ag2CO3+2CH3COOH=2Ag++CH3COO-+H2O+CO2↑ (6) 硫化银的Ksp很小，H2S电离出的S2-会与Ag+反应生成硫化银沉淀，使溶液中Ag+浓度减小，电解消耗电量增多，使测定结果偏大 a 【分析】检测前，电解质溶液中的c(Ag+)保持定值时，电解池不工作，待测物质进入电解池后与Ag+反应，Ag+浓度减小，测氯仪便立即自动进行电解，阳极Ag失电子，生成Ag+，到c(Ag+)又回到原定值，电极反应式为Ag-e-=Ag+，根据电解消耗的电量可以求出石油中氯的含量，据此分析解题。 【详解】（1）由分析可知，库仑测氯仪电解池中的阳极反应是Ag-e-=Ag+，故答案为：Ag-e-=Ag+； （2）用过量KOH溶液和水除去石油样品中的H2S和无机盐，石油和水溶液不互溶，可以通过分液操作分离；KOH溶液除去H2S的离子方程式是H2S+2OH-=S2-+2H2O，故答案为：H2S+2OH-=S2-+2H2O； （3）HCl与Ag+反应的离子方程式是Ag++Cl-=AgCl↓，故答案为：Ag++Cl-=AgCl↓； （4）电解消耗的电量为x库仑，即mol电子，n(Cl-)=n(Ag+)=n(e-)=mol，样品中有机氯的含量为=mg/g，故答案为：； （5）碳酸银可溶于醋酸，不影响测定结果，离子方程式为Ag2CO3+2CH3COOH=2Ag++CH3COO-+H2O+CO2↑，故答案为：Ag2CO3+2CH3COOH=2Ag++CH3COO-+H2O+CO2↑； （6）①硫化银的Ksp很小，H2S电离出的S2-会与Ag+反应生成硫化银沉淀，使溶液中Ag+浓度减小，电解消耗电量增多，使测定结果偏大，故答案为：硫化银的Ksp很小，H2S电离出的S2-会与Ag+反应生成硫化银沉淀，使溶液中Ag+浓度减小，电解消耗电量增多，使测定结果偏大； ②待测液体注入库仑测氯仪前，可加入能与H2S反应，消除S2-的试剂； a．H2O2溶液与H2S反应生成硫单质和水，溶液中没有S2-，a符合题意； b．NaOH溶液与H2S反应生成硫化钠和水，溶液中仍然存在S2-，b不合题意； c．碘水与H2S反应生成硫单质和碘化氢，溶液中存在I-，会生成碘化银沉淀影响测定结果，c不合题意； 故答案为：a。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$