题型03 电化学综合题-【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（安徽专用）

题型03 电化学综合题 1．（23-24高二上·安徽滁州·期末）电化学原理在现代工业中应用广泛，回答下列问题： （1）氯碱工业上利用电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等一系列化工产品，如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。 ①离子交换膜的作用为 、 。 ②氢氧化钠溶液从图中 (填“a”“b”“c”或“d”)处收集。 （2）可作超级电容器材料。用惰性电极电解溶液制得，其阳极的电极反应式为 。 （3）金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，故可用电解法制备高纯度的镍。(金属活动性：) ①电解过程中，阳极杂质的电极反应式为 。 ②电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量 (填“相等”或“不相等”)，电解结束后，Pt以 形式存在。 （4）图甲是一种将废水中的氯乙烯()进行环境无害化处理的微生物电池装置，同时利用此装置在铁上镀铜。 ①M为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，镀铜时， (填“X”或“Y”)与铁电极相连，工作过程中，N极区域溶液中pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②若M极消耗0.1mol氯乙烯，则铁电极增重 g，硫酸铜溶液的浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 2．（23-24高二上·安徽·期末）由铜片，铁片和200mL稀硫酸组成的原电池中，当铜片上放出2.24L(标准状况)气体时(铁片上无气体产生)，硫酸恰好反应完，请回答下列问题。 （1）该原电池的正极是 ，电极反应式为 。 （2）产生的气体消耗的金属是 ，消耗的质量是 (要求要有计算过程)。 （3）有 电子通过了导线。 （4）硫酸溶液的物质的量浓度是 。 3．（23-24高二上·安徽·期末）如图所示，回答下列问题： （1）此装置的名称是 。 （2）氯化钠溶液中离子有 ，其中，定向移动至阴极附近的离子有 。 （3）阳极附近的产物是 ，检验该物质的方法是 。 （4）电解饱和食盐水的化学方程式 ，工业上，利用电解饱和食盐水可制得多种产品，如有 。(如举两例) 4．（23-24高二上·安徽淮北·期末）某兴趣小组设计的以甲烷为燃料的电池的工作原理示意图如图所示(两个电极上分别通入和)。 回答下列问题： （1）电极b为燃料电池的 (填“正极”或“负极”)，气体Ⅱ为 (填“”或“”)，电极a上的电极反应式为 。 （2）电极d上的现象为 ，电池工作一段时间后，乙中加入适量的 (填化学式，填一种即可)，可使其恢复至与原溶液相同的状态。 （3）若丙中盛装质量分数为的溶液，当外电路中转移的电子为时，气体体积均换算成标准状况下，整个过程中无晶体析出。 ①丙中电极上生成气体的体积为 L。 ②丙中溶液的质量分数变为 %。 5．（23-24高二上·安徽六安·期末）燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。 （1）以多孔铂为电极，如图甲装置中A、B口分别通入和构成乙醇燃料电池，则b电极是 (填“正极”或“负极”)，该电池的负极的电极反应式为 。 （2）科学家研究了转化温室气体的方法，利用图乙所示装置可以将转化为气体燃料，该电池负极反应式为 ，工作时的总反应式为 。 （3）绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”的工作原理如图丙所示。 ①氧气应从c处通入，发生的电极反应式为 ； ②二甲醚()应从b处加入，电极X上发生的电极反应式为 ； ③电池在放电过程中，电极X周围溶液的 (填“增大”“减小”或“不变”)。 6．（23-24高二上·安徽芜湖·期末）某研究小组用微生物电池模拟淡化海水，同时做电解实验，实验装置如图所示，C、D是铂电极。 （1）若A、B是惰性电极 ①D电极为 极；写出C极的电极反应式 。 ②写出甲中总反应的离子方程式 。 （2）若甲是铁片镀铜装置，A、B质量相同。A电极材料： ；当B和A的质量差为12.8g时，C极产生的气体在标准状况下的体积是 L。 （3）苯酚的分子式为C6H6O。 ①a极的电极反应式为 。 ②理论上每消除1mol苯酚，同时消除 molNO。 7．（23-24高二上·安徽阜阳·期末）原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移，实现了化学能转化成电能，使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用，从而改变了人们的生活方式。某兴趣小组为探究原电池工作原理，利用金属Zn与稀H2SO4反应，通过如图所示装置A、B进行实验，实验过程中装置A内溶液的温度升高，装置B的电流计指针发生偏转。 根据所学知识，完成下列各题： （1）装置B为原电池，则Cu作 (填“正”或“负”)极，Zn电极上的电极反应式为 。 （2）一般把金属导线称为“电子导体”，把电解质溶液称为“离子导体”。装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为 。 （3）从能量转化的角度来看，装置A中反应物的总能量 (填“高于”、“低于”或“=”)生成物的总能量；从反应速率的角度上看，可以观察到A中反应比B中 (填“快”或“慢”)。 （4）该小组同学由此得出的结论错误的是 。(多选) A．任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池 B．装置B中Cu电极不可用碳棒代替 C．原电池的负极发生还原反应 D．原电池装置中化学能全部转化为电能 8．（23-24高二上·安徽阜阳·期末）氧化还原滴定实验的原理与中和滴定相同(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.001mol•L-1酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液，有关反应的离子方程式是2+5+H+=2Mn2++5+3H2O。请回答下列问题： （1）不用碱式滴定管盛放酸性KMnO4溶液的原因是 。 （2） (填“需要”或“不需要”)选用指示剂，其理由是 。 （3）滴定前平视酸性KMnO4溶液液面，刻度为amL，滴定后俯视液面，刻度为bmL，则(b-a)mL比实际消耗酸性KMnO4溶液的体积 (填“大”或“小”，下同)；根据(b-a)mL计算得到的待测液浓度比实际浓度 。 9．（23-24高二上·安徽蚌埠·期末）电解工作原理的实际应用非常广泛。 （1）电解精炼银时，粗银作 ，阴极反应为 。 （2）工业上为了处理含有Cr2O的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上述方法，下列说法错误的是___________(填字母)。 A．阳极反应：Fe-2e-=Fe2＋ B．阴极反应：2H＋＋2e-=H2↑ C．在电解过程中工业废水由酸性变为碱性 D．可以将铁电极改为石墨电极 （3）某同学设计了如图装置进行以下电化学实验。 ①当开关K与a连接时，两极均有气泡产生，则阴极为 电极。 ②一段时间后，使开关K与a断开，与b连接时，虚线框内的装置可称为 。请写出此时Fe电极上的电极反应 。 （4）1 L某溶液中含有的离子如下表： 离子 Cu2＋ Al3＋ NO Cl- 1 1 a 1 用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e-通过时(忽略电解时溶液体积变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．电解后溶液呈酸性 B．a=3 C．阳极生成1.5 mol Cl2 D．阴极析出的金属是铜与铝 10．（23-24高二上·安徽安庆·期末）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。 （1）钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为：正极 ， 负极 。 （2）为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用如图所示的方案，其中焊接在闸门上的固体材料R可以采用_________。 A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨 （3）如图所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。 （4）现有NH4Cl和氨水组成的混合溶液。请回答下列问题(填“>”、“<”或“=”)： ①若溶液的pH=7，则该溶液中c() c(Cl-)。 ②若溶液的pH>7，则该溶液中c() c(Cl-)。 ③若c()<c (Cl-)，则溶液的pH 7。 11．（23-24高二上·安徽马鞍山·期末）回答下列问题 （1）把一小块镁、铝合金放入的溶液中，可以形成微型原电池，则该原电池负极发生的电极反应式为 。 （2）如图1所示，装置I为肼(N2H4)-空气燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜，其中肼转化为空气中的一种成分。 ①a电极上发生的电极反应式是 ，b电极上发生的电极反应式是 。 ②在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g，则装置I中理论上消耗肼的质量为 。 （3）用惰性电极电解的硫酸铜溶液，通电一段时间后，阳极产生(标况)气体，电解结束后，若只加一种物质恰好恢复到电解前的浓度和酸碱性，该物质化学式是 ，加入的质量为 。 12．（23-24高二上·安徽马鞍山·期末）如图甲所示，A为新型高效的甲烷燃料电池，采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液，B为浸透饱和硫酸钠溶液和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴，溶液，C、D为电解槽。 （1）关闭，打开，通电后，B中的紫红色液滴向d端移动，则电源b端为 极，电源a端的电极反应式为 . （2）通电过程中滤纸c端的生成物是 . （3）闭合、打开，若C装置中为足量的溶液，C装置中总反应的离子方程式为 ，电解结束后，为了使C装置溶液恢复原样，则可以在反应后的溶液中加入 （填化学式）。 （4）D装置中有200mL一定浓度的NaCl与的混合溶液，电解时两极所得气体的体积随时间变化的关系如图乙所示（气体体积已换算成标准状况下的，电解前后溶液的体积变化忽略不计），则原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为 ，阴极的电极反应式为 ，时所得溶液的 。 13．（23-24高二上·安徽亳州·期末）2022年11月17日16时50分，神舟十四号三名航天员密切协同，圆满完成出舱活动全部既定任务，标志着中国航天事业又进了一大步。回答下列问题： （1）中国天和核心舱与天舟二号货运飞船组合体如图1所示，其工作电源主要是太阳能电池(光伏电池)。光伏电池的工作原理如图2所示，光伏电池的能量主要转化方式为 ，太阳光照射的上电极为电池的 (填“正极”或“负极”)。 （2）法国化学家Paul Sabatier提出并命的名的“Sabatier反应”是种将转化为的过程，空间站基于这一反应完成与的循环，从而实现的再生。 ①已知反应： Ⅰ.   Ⅱ.   Ⅲ.   则 。若反应Ⅲ的正反应活化能，则该反应的逆反应活化能 (用含a的代数式表示)。 ②部分化学键的键能如下表： 化学键 H—H C=O C—H O—H 键能/ 436.0 745.0 x 462.8 则上表中 。 ③空间站中实现再生的手段是电解水，电解原理如图所示，则a电极接直流电源的 (填“正极”或“负极”)，生成X的电极反应式为 。 14．（23-24高二上·安徽马鞍山·期末）电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置，C、D、E、F、G、H都是惰性电极，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，E极附近呈红色。请回答： （1）外接直流电源B为 极。 （2）乙中F电极的电极反应式为 （3）甲中开始电解时的化学反应方程式为 ；通电一段时间后，向甲所得溶液中加入0.1粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为 ，若将甲中产生的气体收集，共收集到标准状况下气体 L。 （4）现用丙装置给铜件镀银，G为 （填“镀件”或“镀层”），当乙中溶液的是13时（此时乙溶液体积为1000），丙中镀件上析出银的质量为 。 15．（23-24高二上·安徽黄山·期末）某实验小组设计了以下实验探究AgNO3与KI之间的反应。 （1）成员甲向盛有4mL 1mol/L AgNO3溶液(pH≈5.5)的试管中加入1mL1mol/LKI溶液，振荡后，试管中出现黄色沉淀，向其中加入淀粉溶液，无明显变化。对应的离子方程式为 ；已知：25℃时，Ksp(AgI)=8.5×10−17，求反应后，溶液中c(I−)= mol/L(保留2位有效数字) （2）成员乙提出Ag+具有一定氧化性，I−具有一定的还原性，二者可能发生氧化还原反应。于是设计了如图所示的装置。实验开始后，电流表指针发生偏转且示数为A1，右侧溶液转为蓝色。 ①b极发生的是 (填“氧化”或“还原”)反应； ②a极上的电极反应式是 。 （3）成员丙对成员乙的实验产生质疑，认为仅凭电流表偏转无法严谨说明，成员丙对乙实验产生质疑的原因是 。他又做了一组对比实验(如图所示)，电流表指针发生偏转示数为A2(A2≈0.1A1)。由实验现象可知，成员乙的推断 (填“是”或“不”)合理。 （4）对比甲、乙、丙实验可知，产生（1）中现象的可能原因是Ag+与I−之间发生沉淀反应比氧化还原反应的速率或限度 (填“小”或“大”)。 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 $$ 题型03 电化学综合题 1．（23-24高二上·安徽滁州·期末）电化学原理在现代工业中应用广泛，回答下列问题： （1）氯碱工业上利用电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等一系列化工产品，如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。 ①离子交换膜的作用为 、 。 ②氢氧化钠溶液从图中 (填“a”“b”“c”或“d”)处收集。 （2）可作超级电容器材料。用惰性电极电解溶液制得，其阳极的电极反应式为 。 （3）金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，故可用电解法制备高纯度的镍。(金属活动性：) ①电解过程中，阳极杂质的电极反应式为 。 ②电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量 (填“相等”或“不相等”)，电解结束后，Pt以 形式存在。 （4）图甲是一种将废水中的氯乙烯()进行环境无害化处理的微生物电池装置，同时利用此装置在铁上镀铜。 ①M为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，镀铜时， (填“X”或“Y”)与铁电极相连，工作过程中，N极区域溶液中pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②若M极消耗0.1mol氯乙烯，则铁电极增重 g，硫酸铜溶液的浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】（1）得到纯度较高的NaOH溶液 避免与混合发生反应而爆炸 d （2） （3）， 不相等 阳极泥 （4）负极 X 增大 32 不变 【解析】（1）①电解过程中生成的氯气会和氢氧化钠反应且氢气和氯气混合容易发生爆炸，故离子交换膜的作用为避免与混合发生反应而爆炸、防止氢氧化钠吸收氯气以得到纯度较高的NaOH溶液。 ②右侧水放电生成氢气和氢氧根离子，故氯氧化钠溶液从图中d处收集。 （2）用惰性电极电解溶液制得，其阳极的电极反应为锰离子失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，反应为； （3）①金属活动性：，则电解过程中，阳极杂质的放电顺序为锌、铁依次失去电子生成锌离子和亚铁离子，电极反应式为，。 ②电解过程中，阳极的锌铁镍均会放电成为阳离子，而阴极只有镍离子放电生成单质镍，故阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，电解结束后，Pt不放电，以阳极泥的形式存在。 （4）①由图可知，N极氧气得到电子发生还原反应生成水，N为正极，则M为负极，镀铜时，铁做镀件，应为电解池的阴极，故负极X与铁电极相连，工作过程中，N极反应为，故该区域消耗氢离子，溶液中pH将增大。 ②转化碳化合价由-1变为+4，电子转移为，铁极铜离子得到电子生成铜，根据电子守恒，若M极消耗0.1mol氯乙烯，则铁电极生成0.5molCu，增重32g，电解池中阳极铜转化为铜离子，铜离子在阴极转化为铜，故硫酸铜溶液的浓度将不变。 2．（23-24高二上·安徽·期末）由铜片，铁片和200mL稀硫酸组成的原电池中，当铜片上放出2.24L(标准状况)气体时(铁片上无气体产生)，硫酸恰好反应完，请回答下列问题。 （1）该原电池的正极是 ，电极反应式为 。 （2）产生的气体消耗的金属是 ，消耗的质量是 (要求要有计算过程)。 （3）有 电子通过了导线。 （4）硫酸溶液的物质的量浓度是 。 【答案】（1）铜 2H++2e−=H2↑ （2）铁 2.24L(标准状况)氢气2.24L÷22.4L/mol=0.1mol，根据关系式Fe～2e-～H2↑，所以消耗铁的质量为0.1mol×56g/mol=5.6g （3）0.2mol （4）0.5mol/L 【解析】（1）活泼的铁是负极，不活泼的铜为正极，正极发生还原反应，电极反应式为：2H++2e−=H2↑； （2）产生的气体消耗的金属是负极铁，放出2.24L(标准状况)气体时，生成氢气2.24L÷22.4L/mol=0.1mol，根据关系式Fe～2e-～H2↑，所以消耗铁的质量为0.1mol×56g/mol=5.6g； （3）1mol铁参加反应转移2mol的电子，所以5.6g的铁转移0.2mol的电子； （4），硫酸恰好反应完，硫酸溶液的物质的量浓度是。 3．（23-24高二上·安徽·期末）如图所示，回答下列问题： （1）此装置的名称是 。 （2）氯化钠溶液中离子有 ，其中，定向移动至阴极附近的离子有 。 （3）阳极附近的产物是 ，检验该物质的方法是 。 （4）电解饱和食盐水的化学方程式 ，工业上，利用电解饱和食盐水可制得多种产品，如有 。(如举两例) 【答案】（1）电解池 （2）Na+、Cl-、H+、OH- Na+和H+ （3）氯气 用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近导管口，若淀粉碘化钾试纸变蓝，则证明氯气存在 （4）2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑； 盐酸、漂白液等 【解析】（1）如图所示，有电源，所以此装置的名称是电解池，故答案为：电解池； （2）氯化钠溶液中离子有Na+、Cl-、H+、OH-，其中，阳离子Na+和H+定向移动至阴极附近，故答案为：Na+、Cl-、H+、OH-；Na+和H+； （3）溶液中的氯离子失电子在阳极发生氧化反应生成氯气，氯气具有强氧化性，能够氧化碘离子生成单质碘，碘遇到淀粉变蓝，所以检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近导管口，若淀粉碘化钾试纸变蓝，则证明氯气存在； 故答案为：氯气；用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近导管口，若淀粉碘化钾试纸变蓝，则证明氯气存在； （4）电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气，化学方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，则工业上，可以利用电解饱和食盐水生成的氢气、氯气化合制盐酸，也可用氯气和氢氧化钠反应制漂白液等，故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；盐酸、漂白液等。 4．（23-24高二上·安徽淮北·期末）某兴趣小组设计的以甲烷为燃料的电池的工作原理示意图如图所示(两个电极上分别通入和)。 回答下列问题： （1）电极b为燃料电池的 (填“正极”或“负极”)，气体Ⅱ为 (填“”或“”)，电极a上的电极反应式为 。 （2）电极d上的现象为 ，电池工作一段时间后，乙中加入适量的 (填化学式，填一种即可)，可使其恢复至与原溶液相同的状态。 （3）若丙中盛装质量分数为的溶液，当外电路中转移的电子为时，气体体积均换算成标准状况下，整个过程中无晶体析出。 ①丙中电极上生成气体的体积为 L。 ②丙中溶液的质量分数变为 %。 【答案】（1）正极 （2）覆盖一层红色的物质 (或) （3）11.2 15.625 【解析】（1）由图示可知，甲为燃料电池，乙、丙为电解池。甲中a极失电子为原电池的负极，甲烷失电子，电极反应为：，则b为原电池的正极，正极氧气得电子。 （2）电极c连接的燃料电池的正极，则c为电解池的阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，d为电解池的阴极，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，因此d极现象为表面覆盖一层红色的物质。阳极放出氧气，阴极析出铜，所以可以加入CuO或CuCO3使溶液复原。 （3）①电极g连接的燃料电池的负极，则g为电解池的阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，若转移1mol电子，则生成0.5mol氢气，标准状况下0.5mol氢气体积为11.2L。 ②电极f为电解池的阳极，而放电顺序氢氧根离子大于硫酸根离子，因此f极氢氧根离子失电子，丙中的实质为电解水：，理论上消耗2mol水转移4mol电子，则转移1mol电子，消耗0.5mol水，水的质量减小0.5mol18g/mol=9g。电解前后溶质质量不变为：25g10%=2.5g，电解后溶液质量变为25g-9g=16g，则电解后丙中硫酸钾溶液的质量分数变为：2.5g/16g100%=15.625%。 5．（23-24高二上·安徽六安·期末）燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。 （1）以多孔铂为电极，如图甲装置中A、B口分别通入和构成乙醇燃料电池，则b电极是 (填“正极”或“负极”)，该电池的负极的电极反应式为 。 （2）科学家研究了转化温室气体的方法，利用图乙所示装置可以将转化为气体燃料，该电池负极反应式为 ，工作时的总反应式为 。 （3）绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”的工作原理如图丙所示。 ①氧气应从c处通入，发生的电极反应式为 ； ②二甲醚()应从b处加入，电极X上发生的电极反应式为 ； ③电池在放电过程中，电极X周围溶液的 (填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】（1）正极 （2） （3） 减小 【解析】（1）B口处通入氧气，氧气得到电子发生还原反应，为电源正极；该电池的负极的电极反应为乙醇在碱性条件下失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，； （2）由图可知，M极水生成氧气，发生氧化反应为电源负极，电极反应式为；该电池N极二氧化碳发生还原反应生成水和一氧化碳，为电源正极，故电池总反应为二氧化碳生成氧气和一氧化碳：； （3）①氧气应从c处通入，氧气得到电子，发生还原反应生成水，发生的电极反应式为； ②二甲醚()应从b处加入，在X极上失去电子，发生氧化反应生成二氧化碳，电极X上发生的电极反应式为； ③由②分析可知，电池在放电过程中，电极X周围溶液中氢离子浓度变大，pH 减小。 6．（23-24高二上·安徽芜湖·期末）某研究小组用微生物电池模拟淡化海水，同时做电解实验，实验装置如图所示，C、D是铂电极。 （1）若A、B是惰性电极 ①D电极为 极；写出C极的电极反应式 。 ②写出甲中总反应的离子方程式 。 （2）若甲是铁片镀铜装置，A、B质量相同。A电极材料： ；当B和A的质量差为12.8g时，C极产生的气体在标准状况下的体积是 L。 （3）苯酚的分子式为C6H6O。 ①a极的电极反应式为 。 ②理论上每消除1mol苯酚，同时消除 molNO。 【答案】（1）阴 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ （2）铜或Cu 1.12 （3）C6H6O-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+ 5.6 【解析】（1）由图像可知，a电极碳元素化合价升高，发生氧化反应，b电极氮元素化合价降低，发生还原反应，a为负极，b为正极，则A为阳极，B为阴极，C为阳极，D为阴极，C电极反应式2H2O-4e-=O2↑+4H+，甲池中总反应的离子方程式2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+，答案：阴；2H2O-4e-=O2↑+4H+；2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+； （2）若甲是铁片镀铜装置，则A电极材料为铜，电极反应式Cu-2e-=Cu2+，B电极材料为铁，电极反应式Cu2++2e-= Cu，开始A、B质量相同，当B和A的质量差为12.8g时，转移电子，根据得失电子守恒，标准状况下C电极生成O2为=1.12L，答案：铜或Cu；1.12； （3）由信息可知a电极苯酚失电子生成CO2，电极反应式C6H6O-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+，b电极NO得电子生成N2，根据得失电子守恒，每消除1mol苯酚同时消除NO，答案：C6H6O-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+；5.6。 7．（23-24高二上·安徽阜阳·期末）原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移，实现了化学能转化成电能，使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用，从而改变了人们的生活方式。某兴趣小组为探究原电池工作原理，利用金属Zn与稀H2SO4反应，通过如图所示装置A、B进行实验，实验过程中装置A内溶液的温度升高，装置B的电流计指针发生偏转。 根据所学知识，完成下列各题： （1）装置B为原电池，则Cu作 (填“正”或“负”)极，Zn电极上的电极反应式为 。 （2）一般把金属导线称为“电子导体”，把电解质溶液称为“离子导体”。装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为 。 （3）从能量转化的角度来看，装置A中反应物的总能量 (填“高于”、“低于”或“=”)生成物的总能量；从反应速率的角度上看，可以观察到A中反应比B中 (填“快”或“慢”)。 （4）该小组同学由此得出的结论错误的是 。(多选) A．任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池 B．装置B中Cu电极不可用碳棒代替 C．原电池的负极发生还原反应 D．原电池装置中化学能全部转化为电能 【答案】（1）正 Zn-2e=Zn2+ （2）电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu) （3）高于 慢 （4）BCD 【解析】（1）由于金属活动性Zn>Cu，所以在装置B构成的原电池中Cu作正极，Zn电极是负极，失去电子变为Zn2+进入溶液，故Zn电极的反应式是: Zn-2e=Zn2+； （2）装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)； （3）在装置A中Zn与硫酸发生置换反应产生ZnSO4、H2，发生反应过程中会放出热量，使溶液的温度升高，说明反应物的总能量大于生成物的总能量； B中形成原电池，反应速率加快，故从反应速率的角度上看，可以观察到A中反应比B中慢； （4）A．构成原电池内界条件是自发的发生氧化还原反应，所以理论上，任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，选项A正确；B．装置B中Cu电极可用碳棒代替，作为正极，锌为负极，形成原电池原理不变，选项B错误；C．原电池的负极发生失电子的氧化反应，选项C错误；D．原电池装置中化学能主要转化为电能，也有部分转化为热能等，选项D错误；答案选BCD。 8．（23-24高二上·安徽阜阳·期末）氧化还原滴定实验的原理与中和滴定相同(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.001mol•L-1酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液，有关反应的离子方程式是2+5+H+=2Mn2++5+3H2O。请回答下列问题： （1）不用碱式滴定管盛放酸性KMnO4溶液的原因是 。 （2） (填“需要”或“不需要”)选用指示剂，其理由是 。 （3）滴定前平视酸性KMnO4溶液液面，刻度为amL，滴定后俯视液面，刻度为bmL，则(b-a)mL比实际消耗酸性KMnO4溶液的体积 (填“大”或“小”，下同)；根据(b-a)mL计算得到的待测液浓度比实际浓度 。 【答案】（1）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶管 （2）不需要 被还原为Mn2+时紫红色褪去 （3）小 小 【解析】（1）由于酸性KMnO4溶液具有强氧化性，会腐蚀碱式滴定管下端的橡胶管，该滴定实验用酸式滴定管盛放酸性KMnO4溶液，故答案为：酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶管； （2）由于酸性KMnO4溶液溶液是紫红色，被还原为Mn2+以后溶液为无色，存在明显的颜色变化，自身可以起到指示剂的作用，故本实验不需要使用指示剂，故答案为：不需要；被还原为Mn2+时紫红色褪去； （3）滴定前平视KMnO4液面，刻度为a mL，滴定后俯视液面刻度为b mL，读数偏小，则(b-a)mL比实际消耗KMnO4溶液体积少；根据(b-a)mL计算得到的待测浓度，造成V(标准)偏小，根据c(待测)=分析，c(待测)偏小，故答案为：小；小。 9．（23-24高二上·安徽蚌埠·期末）电解工作原理的实际应用非常广泛。 （1）电解精炼银时，粗银作 ，阴极反应为 。 （2）工业上为了处理含有Cr2O的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上述方法，下列说法错误的是___________(填字母)。 A．阳极反应：Fe-2e-=Fe2＋ B．阴极反应：2H＋＋2e-=H2↑ C．在电解过程中工业废水由酸性变为碱性 D．可以将铁电极改为石墨电极 （3）某同学设计了如图装置进行以下电化学实验。 ①当开关K与a连接时，两极均有气泡产生，则阴极为 电极。 ②一段时间后，使开关K与a断开，与b连接时，虚线框内的装置可称为 。请写出此时Fe电极上的电极反应 。 （4）1 L某溶液中含有的离子如下表： 离子 Cu2＋ Al3＋ NO Cl- 1 1 a 1 用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e-通过时(忽略电解时溶液体积变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．电解后溶液呈酸性 B．a=3 C．阳极生成1.5 mol Cl2 D．阴极析出的金属是铜与铝 【答案】（1）阳极 Ag++e-=Ag （2）D （3）Fe 原电池 Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2 （4）A 【解析】（1）电解精炼银时，粗银作阳极，精银作阴极，阴极上Ag+得电子生成银单质，阴极电极反应式为Ag++e-=Ag； （2）A．铁为电极进行电解时，阳极是活性电极，电极本身失电子发生氧化反应，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故A正确；B．阴极上氢离子得电子发生还原反应，其电极反应式为2H++2e-=H2↑，故B正确；C．阴极反应消耗氢离子，溶液中的氧化还原反应也消耗氢离子，使溶液中氢离子浓度降低，所以在电解过程中工业废水由酸性变为碱性，故C正确；D．若用石墨作电极，则无法产生Fe2+，从而使无法还原为Cr3+变成沉淀而除去，所以不能用石墨做电极，故D错误，故答案为：D； （3）①当开关K与a连接时，该装置为电解池，如果两极均有气泡产生，说明阳极材料不可能是铁，铁应为阴极，否则不能在铁极上生成气体，此时铁电极上的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，石墨上的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑； ②一段时间后，使开关K与a断开、与b连接时，此时形成原电池，且铁为负极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，所以负极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2； （4）A．1molCu2+在阴极上放电时转移2mol电子，Cu2+放电完毕后，1molH+放电转移1mol电子，阳极首先由1molCl-放电转移1mol电子生成氯气，Cl-放电完毕后，水电离的氢氧根继续放电：2H2O-4e-=O2↑+4H+，由电极反应式可知，又转移的2mol电子生成2mol氢离子，即生成的氢离子比消耗的氢离子多，所以电解后溶液呈酸性，故A正确；B．溶液中电荷守恒，即，由表格可知，各离子浓度均为1mol/L，代入可得a=4，故B错误；C．电解时阳极首先发生2Cl--2e-=Cl2↑，但是溶液中氯离子的物质的量为1mol，所以生成的氯气不可能是1.5mol，故C错误；D．离子放电顺序Cu2+＞H+＞Al3+，所以阴极析出的金属没有铝，故D错误；故答案为：A。 10．（23-24高二上·安徽安庆·期末）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。 （1）钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为：正极 ， 负极 。 （2）为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用如图所示的方案，其中焊接在闸门上的固体材料R可以采用_________。 A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨 （3）如图所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。 （4）现有NH4Cl和氨水组成的混合溶液。请回答下列问题(填“>”、“<”或“=”)： ①若溶液的pH=7，则该溶液中c() c(Cl-)。 ②若溶液的pH>7，则该溶液中c() c(Cl-)。 ③若c()<c (Cl-)，则溶液的pH 7。 【答案】（1） （2）C （3）负 （4）＝ ＞ ＜ 【解析】（1）钢铁发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为，负极上Fe失电子发生氧化反应，电极反应式为； （2）作原电池负极的金属加速被腐蚀，作原电池正极的金属被保护，根据图知，该装置是利用原电池原理保护Fe，所以应该选取比Fe活泼的金属，如锌，钠是活泼金属，极易与水反应，故答案为C； （3）作电解池阳极的金属加速被腐蚀，作电解池阴极的金属被保护，根据图知，该装置是利用电解池原理保护Fe，则铁作电解池阴极，应该连接电源负极，故答案为：负。 （4）①若溶液的pH=7，(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒c()+c(H＋)＝c(Cl－)+c(OH－)可知该溶液中c()＝c(Cl－)。 ②若溶液的pH>7，(H＋)＜c(OH－)，根据电荷守恒c()+c(H＋)＝c(Cl－)+c(OH－)可知则该溶液中c()＞c(Cl－)。 ③若c()<c(Cl－)，根据电荷守恒c()+c(H＋)＝c(Cl－)+c(OH－)可知(H＋)＞c(OH－)，因此溶液的pH＜7。 11．（23-24高二上·安徽马鞍山·期末）回答下列问题 （1）把一小块镁、铝合金放入的溶液中，可以形成微型原电池，则该原电池负极发生的电极反应式为 。 （2）如图1所示，装置I为肼(N2H4)-空气燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜，其中肼转化为空气中的一种成分。 ①a电极上发生的电极反应式是 ，b电极上发生的电极反应式是 。 ②在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g，则装置I中理论上消耗肼的质量为 。 （3）用惰性电极电解的硫酸铜溶液，通电一段时间后，阳极产生(标况)气体，电解结束后，若只加一种物质恰好恢复到电解前的浓度和酸碱性，该物质化学式是 ，加入的质量为 。 【答案】（1） （2） 3.2g （3） 0.98g 【解析】（1）镁、铝合金在的溶液形成微型原电池，镁做正极，铝为负极，负极发生的电极反应式为：； （2）①通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜，铁为阴极，则a为负极，N2H4在a电极上失去电子生成氮气，电极方程式为：N2H4-4e -+4OH- =N2↑+4H2O，电解质溶液为碱，b为正极，发生反应为：； ②装置Ⅱ中阴极上发生Cu2++2e-=Cu，质量变化12.8g为0.2mol，得到0.4mol电子，即整个电路转移电子为0.4mol，则装置I中理论上消耗肼为0.1mol，质量为3.2g； （3）用惰性电极电解的硫酸铜溶液，n(CuSO4)=0.01mol，阳极发生反应为，通电一段时间后，阳极产生(标况)气体，即氧气为0.01mol，则转移0.04mol电子，阴极上先发生Cu2++2e-=Cu，0.01molCu2+得到0.02mol电子，然后继续发生2H++2e-=H2，0.02mol氢离子得到0.02mol电子，产生0.01mol氢气，总共相当于电解了0.01molCuO和0.01mol水，故电解结束后，加入的物质可以是0.01mol，质量为0.98g。 12．（23-24高二上·安徽马鞍山·期末）如图甲所示，A为新型高效的甲烷燃料电池，采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液，B为浸透饱和硫酸钠溶液和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴，溶液，C、D为电解槽。 （1）关闭，打开，通电后，B中的紫红色液滴向d端移动，则电源b端为 极，电源a端的电极反应式为 . （2）通电过程中滤纸c端的生成物是 . （3）闭合、打开，若C装置中为足量的溶液，C装置中总反应的离子方程式为 ，电解结束后，为了使C装置溶液恢复原样，则可以在反应后的溶液中加入 （填化学式）。 （4）D装置中有200mL一定浓度的NaCl与的混合溶液，电解时两极所得气体的体积随时间变化的关系如图乙所示（气体体积已换算成标准状况下的，电解前后溶液的体积变化忽略不计），则原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为 ，阴极的电极反应式为 ，时所得溶液的 。 【答案】（1）正 （2）或NaOH（或） （3） 或 （4）0.1 1 【分析】由题干可知A为原电池，B、C、D为电解池，根据问题1可知，b为正极，方程式为：，则a端为负极，方程式为：，据此解答。 【解析】（1）通电后，B中的紫红色液滴向d端移动即高锰酸根向d端移动，失去电子，说明b为正极，则a端为负极，甲烷失去电子，，答案：正、； （2）通电过程中滤纸c端的生成物是，即电解池中阴极电极产物，如果是酸性环境，则，如果是酸性环境，则，答案：或NaOH（或）； （3）闭合、打开，若C装置中为足量的溶液，即电解溶液，阴极：，阳极：，C装置中总反应的离子方程式为，电解结束后，为了使C装置溶液恢复原样，因为银单质生成了，氧气溢出了，银原子和氧原子2:1添加，则可以在反应后的溶液中加入或，答案：、或； （4）阳极先后发生反应、，由图乙可知t1时刻，氯离子放电完毕，224ml氯气，即0.01mol，则氯化钠0.02mol，浓度，阴极的电极反应式为，生成112ml氧气，即0.005mol，结合电极式，知n（H+）=0.02mol，得浓度，所以pH=1，答案：0.1、、1。 13．（23-24高二上·安徽亳州·期末）2022年11月17日16时50分，神舟十四号三名航天员密切协同，圆满完成出舱活动全部既定任务，标志着中国航天事业又进了一大步。回答下列问题： （1）中国天和核心舱与天舟二号货运飞船组合体如图1所示，其工作电源主要是太阳能电池(光伏电池)。光伏电池的工作原理如图2所示，光伏电池的能量主要转化方式为 ，太阳光照射的上电极为电池的 (填“正极”或“负极”)。 （2）法国化学家Paul Sabatier提出并命的名的“Sabatier反应”是种将转化为的过程，空间站基于这一反应完成与的循环，从而实现的再生。 ①已知反应： Ⅰ.   Ⅱ.   Ⅲ.   则 。若反应Ⅲ的正反应活化能，则该反应的逆反应活化能 (用含a的代数式表示)。 ②部分化学键的键能如下表： 化学键 H—H C=O C—H O—H 键能/ 436.0 745.0 x 462.8 则上表中 。 ③空间站中实现再生的手段是电解水，电解原理如图所示，则a电极接直流电源的 (填“正极”或“负极”)，生成X的电极反应式为 。 【答案】（1）光能转化为电能 负极 （2）-278 （a+278） 345.7 正极 2H++2e-=H2↑ 【解析】（1）光伏电池的能量主要转化方式为光能转化为电能，太阳能发电时，负极失去电子形成电流，则太阳光照射的电极为电池的负极； （2）①已知反应： Ⅰ.   Ⅱ.   Ⅲ.   根据盖斯定律，Ⅲ=Ⅰ×2+Ⅱ，则=-278。焓变等于正逆反应活化能之差，若反应Ⅲ的正反应活化能，则该反应的逆反应活化能（a+278）； ②根据焓变等于反应物键能之和减去生成物键能之和以及-278，则4×436.0+2×745.0-4x-4×462.8，得x=345.7； ③电解水时，阳极氢氧根离子在阳极失去电子生成氧气，则a电极接直流电源的正极，则b为正极，正极氢离子得到电子生成氢气，则生成X的电极反应式为2H++2e-=H2↑。 14．（23-24高二上·安徽马鞍山·期末）电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置，C、D、E、F、G、H都是惰性电极，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，E极附近呈红色。请回答： （1）外接直流电源B为 极。 （2）乙中F电极的电极反应式为 （3）甲中开始电解时的化学反应方程式为 ；通电一段时间后，向甲所得溶液中加入0.1粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为 ，若将甲中产生的气体收集，共收集到标准状况下气体 L。 （4）现用丙装置给铜件镀银，G为 （填“镀件”或“镀层”），当乙中溶液的是13时（此时乙溶液体积为1000），丙中镀件上析出银的质量为 。 【答案】（1）正 （2） （3） 0.4 4.48 （4）镀件 10.8g 【分析】由信息可知，将直流电源接通后，E极附近呈红色，可知道氢离子在该电极放电，所以E是阴极，F是阳极，则电源电极A是负极，B是正极，C、E、G为阴极，D、F、H为阳极，在同一串联电路中电子转移数目相等，结合电镀要求判断镀件、镀层。 【解析】（1）由分析可知B为电源的正极； （2）F为阳极，Cl-失去电子得到Cl2，电极反应式为：； （3）根据上述分析可知：在甲溶液中阴离子有OH-、，放电能力：OH-＞，C电极发生反应：4OH--4e-=O2↑+2H2O；阳离子有Cu2+、H+，放电能力Cu2+＞H+，所以在D电极发生反应：Cu2++2e-=Cu，电解时总反应方程式为：，通电后加入0.1molCu(OH)2(相当于CuO和H2O)后溶液与电解前相同，第一阶段根据铜元素守恒，析出金属铜的物质的量是0.1mol，阴极反应是：2Cu2++4e-═2Cu，当析出金属铜的物质的量是0.1mol时，则转移的电子是0.2mol，阳极生成氧气的物质的量为0.05mol，第二阶段电解掉0.1mol水时，转移电子是0.2mol，该阶段阳极和阴极生成气体总物质的量为＝0.15mol，两阶段总共转移电子是0.4mol,生成气体的体积为(0.05mol+0.15mol)×22.4mol/L=4.48L。 （4）电镀装置中，镀层金属必须作阳极连接电源的正极，镀件作阴极，连接电源的负极，所以丙装置中H应该是镀件，G是镀层金属。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为1000mL)时，根据电极反应2H++2e-=H2↑，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/L×1L=0.1mol,转移电子的物质的量为0.1mol电子时，丙中镀件上析出银的质量m(Ag)=0.1mol×108g/mol=10.8g。 15．（23-24高二上·安徽黄山·期末）某实验小组设计了以下实验探究AgNO3与KI之间的反应。 （1）成员甲向盛有4mL 1mol/L AgNO3溶液(pH≈5.5)的试管中加入1mL1mol/LKI溶液，振荡后，试管中出现黄色沉淀，向其中加入淀粉溶液，无明显变化。对应的离子方程式为 ；已知：25℃时，Ksp(AgI)=8.5×10−17，求反应后，溶液中c(I−)= mol/L(保留2位有效数字) （2）成员乙提出Ag+具有一定氧化性，I−具有一定的还原性，二者可能发生氧化还原反应。于是设计了如图所示的装置。实验开始后，电流表指针发生偏转且示数为A1，右侧溶液转为蓝色。 ①b极发生的是 (填“氧化”或“还原”)反应； ②a极上的电极反应式是 。 （3）成员丙对成员乙的实验产生质疑，认为仅凭电流表偏转无法严谨说明，成员丙对乙实验产生质疑的原因是 。他又做了一组对比实验(如图所示)，电流表指针发生偏转示数为A2(A2≈0.1A1)。由实验现象可知，成员乙的推断 (填“是”或“不”)合理。 （4）对比甲、乙、丙实验可知，产生（1）中现象的可能原因是Ag+与I−之间发生沉淀反应比氧化还原反应的速率或限度 (填“小”或“大”)。 【答案】（1）Ag++I-=AgI↓ 1.4×10-16 （2）氧化 Ag++e-=Ag （3）硝酸银溶液中银离子水解呈酸性，在酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性 是 （4）大 【分析】电流表指针发生偏转且示数为A1，右侧溶液转为蓝色，说明生成了碘单质，则反应为2I--2e-=I2，b极失电子发生了氧化反应，为电池负极，a极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为Ag++e-=Ag；成员丙对乙实验产生质疑的原因是硝酸银溶液中银离子水解呈酸性，在酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，因此需要做同等pH条件下的含有硝酸根离子的溶液做对照实验，电流表指针发生偏转示数为A2(A2≈0.1A1)，A2<A1，说明不是硝酸根氧化了碘离子，成员乙的推断合理 【解析】（1）4mL 1mol/L AgNO3溶液(pH≈5.5)的试管中加入1mL1mol/LKI溶液，振荡后，试管中出现黄色沉淀，向其中加入淀粉溶液，无明显变化，对应的离子方程式为Ag++I-=AgI↓。AgNO3的物质的量为0.004mol，KI的物质的量为0.001mol，完全反应后剩余0.003mol AgNO3，忽略体积变化，则反应后溶液中Ag+的浓度为,已知25℃时，Ksp(AgI)=8.5×10−17，则溶液中； （2）实验开始后，电流表指针发生偏转且示数为A1，右侧溶液转为蓝色，说明生成了碘单质，则反应为2I--2e-=I2，b极失电子发生了氧化反应，为电池负极，a极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为Ag++e-=Ag； （3）成员丙对乙实验产生质疑的原因是硝酸银溶液中银离子水解呈酸性，在酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，因此需要做同等pH条件下的含有硝酸根离子的溶液做对照实验，电流表指针发生偏转示数为A2(A2≈0.1A1)，A2<A1，说明不是硝酸根氧化了碘离子，成员乙的推断合理； （4）对比甲、乙、丙实验可知，产生（1）中现象的可能原因是Ag+与I−之间发生沉淀反应比氧化还原反应的速率或限度大。 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 $$