题型02 水溶液中的离子反应与电化学综合应用（期末真题汇编，河南专用）高二化学上学期

题型03 水溶液中的离子反应与平衡、 电化学综合应用 高频考点概览 考点01 水溶液中的离子反应与平衡综合应用 考点02 电化学综合应用 地 城 考点01 水溶液中的离子反应与平衡综合应用 1．（24-25高二上·河南洛阳·期末）已知25℃时，下列物质的电离平衡常数：已知：①lg2=0.3，lg3=0.5 化学式 CH3COOH H2CO3 HCN 电离常数 请回答下列问题： (1)pH相同的以下四种溶液，浓度最大的是___________(填字母)。 A．NaHCO3 B．NaCN C．CH3COONa D．Na2CO3 (2)25℃时，在醋酸溶液中由醋酸电离出的约是由水电离出的的 倍。 (3)25℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得混合液pH=6，则溶液中 (填准确数值)。 (4)25℃时，将氢氧化钠溶液与醋酸溶液等体积混合，反应后溶液恰好显中性，用a、b表示醋酸的电离平衡常数为 常温下，含等物质的量浓度的HCN与NaCN的混合溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性。 (5)常温下，将10mL0.2mol/L的CH3COOH溶液加水稀释至100mL： ①稀释过程中溶液的pH随溶液体积变化的曲线正确的是 (填标号)。 A．  B．   C．   D． ②常温下，0.02mol/L的CH3COOH溶液中，CH3COOH的电离度 %。 2．（23-24高二上·河南省直辖县级单位·期末）下表是 时三种弱酸的电离平衡常数 化学式 (1)下列事实不能证明 是弱电解质的是 。 ①时，溶液 大于7 ②不稳定，受热易分解 ③和 不能发生反应 ④时溶液的 ⑤ 时的 溶液和 的 溶液等体积混合，所得溶液 小于 7 ⑥时，的 溶液稀释至100倍约为 (2)时，物质的量浓度相同的四种溶液：①溶液；② 溶液；③ 溶液；④溶液，其 由大到小的顺序是 （填序号）。水是生活中常用的溶剂，与其状态密不可分，请从结构角度分析水通常状况下呈液态的原因 。 (3)已知常温下的 ，现将浓度为 溶液与 溶液等体积混合，则生成 沉淀所需 溶液的最小浓度为 ；向 的溶液中滴入的 溶液，观察到有白色沉淀和无色气体产生，则发生反应的离子方程式为 。 (4)时，用 溶液吸收 得到 的混合溶液，试计算所得溶液中 （用比例式表示）。 (5)如下图为某实验测得 溶液在升温过程中（不考虑水挥发）的变化曲线。下列说法正确的是_______（填标号）。 A．点时，溶液 B．点溶液的 比 点溶液的 小 C．点溶液中 D．段减小说明升温促进了 的电离，同时抑制了 的水解 3．（23-24高二上·河南漯河·期末）时，部分物质的电离平衡常数如表所示： (1)的溶液显 (填“中性”“酸性”或“碱性”)，该溶液中 。 (2)水解的离子方程式为 ，该反应的平衡常数 (保留两位有效数字)。 (3)少量通入溶液中，发生反应的离子方程式为 。 (4)常温时，的溶液与的稀盐酸混合，欲使混合溶液，则溶液与盐酸的体积比为 。 (5)已知在时，。时，向的溶液中加入固体，如要生成沉淀，应使溶液中的最小是 (已知)。 4．（23-24高二上·河南驻马店·期末）常作食品加工中的食品添加剂，用于焙烤食品；NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题： (1)可作净水剂，其原理是 (用离子方程式说明)。 (2)相同条件下，溶液中的 (填“等于”“大于”或“小于”)溶液中的。 (3)几种均为0.1mol⋅L-1的电解质溶液的pH随温度变化的曲线如图所示。 ①其中符合溶液的pH随温度变化的曲线是 (填罗马数字)。 ②25℃时，溶液中 。(列计算式不必化简) (4)室温时，向溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液，溶液pH与加入NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。 ①试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是 点。 ②在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。 ③由b到c发生反应的离子方程式为 。 5．（23-24高二上·河南郑州·期末）砷(As)是一种重要的非金属元素，广泛存在于自然界。含砷化合物常作为农药、除草剂和杀虫剂使用。 (1)向1L 0.2 溶液中逐滴加入NaOH溶液，溶液中各种微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如下图。 ①亚砷酸可用于治疗白血病，人体血液的pH在7.35～7.45之间。某白血病人用药后，体内所含砷元素的主要微粒是 (填化学式)。 ②当溶液pH由12调至13的过程中，主要发生反应的离子方程式为 。 ③下列说法中，正确的是 (填字母序号)。 A．第一步电离的平衡常数 B．pH=12时，溶液中 C．溶液中， D．M点对应的溶液中： (2)为减少工业废水中砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水：向废水中加入适量漂白粉、生石灰，将废水中的亚砷酸转化为沉淀。 ①请写出以上转化过程中的化学方程式 。 ②若要除去溶液中的溶液中至少为 。 已知：，当残留在溶液中的离子浓度时，可认为沉淀完全。 6．（23-24高二上·河南南阳·期末）根据题意回答以下问题。 (1)已知：25℃时，下列弱酸的电离常数： 化学式 电离常数       ①25℃时，与的混合溶液，若测得混合液，则溶液中 mol⋅L-1 (填准确数值)， 。 ②向溶液中通入少量时反应的离子方程式： 。 (2)等浓度的①、②、③、④、⑤氨水溶液中：由大到小的顺序为 (填序号，下同)；pH由大到小的顺序为 。 (3)25℃时，在0.10 mol⋅L硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的时， (已知)。若要使0.10 mol⋅L-1溶液中沉淀较为完全(使浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH为 。(已知) 7．（23-24高二上·河南·期末）、是常见的化工原料，常用作还原剂。回答下列问题： (1)25℃时，、、存在于和溶液反应后的溶液中，某微粒的物质的量分数[]与的关系如图所示。 ①25℃时， 。 ②向溶液中通入，所得溶液中一定存在的等式是 (用溶液中所含微粒的物质的量浓度表示)。 ③若向溶液中通入制取溶液，则当溶液的为 时应停止通入。 ④溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性。 (2)固体久置后会被氧化，为测定某久置固体中的含量，现进行如下实验：称取该固体于锥形瓶中，加水溶解后，边振荡边向其中滴加的标准溶液，充分反应后，向溶液中滴加2滴淀粉溶液作指示剂，继续滴加标准溶液与过量的反应(发生反应)，恰好完全反应时消耗标准溶液。 ①达到滴定终点的操作及现象为 。 ②该样品中的纯度为 。 ③下列情况会造成样品中含量测定结果偏高的是 (填序号)。 A．滴定过程中用蒸馏水冲洗锥形瓶瓶壁 B．装标准溶液的滴定管水洗后未润洗 C．开始滴定时，滴定管尖嘴部分未充满液体 D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数 地 城 考点02 电化学综合应用 8．（24-25高二上·河南·期末）电池是人类生产和生活中重要的能量来源。各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。回答下列问题： (1)纯电动车采用了高效耐用的新型可充电电池，该电池的总反应式为。 ①该电池放电时的负极材料为 ；放电时， (填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。 ②充电时每转移电子，理论上电解质溶液增重 。 (2)一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式： ，若过程中产生，则消耗标准状况下的体积为 。 (3)人工肾脏采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[，其中元素显价、元素显价]，原理如图所示。 ①阳极室中发生的反应依次为 、 。 ②电解结束后，阴极室溶液的与电解前相比将 (填“增大”“减小”或“不变”)；若两极共收集到气体(标准状况下)，则除去的尿素质量为 (忽略气体的溶解、阳极产生的全部参与反应)。 9．（23-24高二上·河南漯河·期末）高铁酸钾固体呈紫色，可溶于水，微溶于浓溶液，在碱性溶液中性质稳定。 (1)研究人员用作电极电解浓溶液制备，装置示意图如下： ①Ni电极作 (填“阴”或“阳”)极。 ②Fe电极上的电极反应式为 。 ③制备过程中 (填“需要”或“不需要”)补充KOH，结合化学用语解释原因 。 (2)偂化物有剧毒，若废水中含量超标，可用将其氧化。测定处理后水(含少量)的废水(废水中不含干扰测定的物质)中的含量的操作如下：取处理后的废水于锥形瓶中，滴加几滴溶液作指示剂，再用的溶液滴定，消耗溶液的体积为。 已知：(黄色)，优先于与反应。 ①溶液应装在 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中，且最好是棕色的，目的是 。 ②滴定终点时的现象是 。经处理后的废水中的含量为 。 10．（23-24高二上·河南信阳·期末）某同学设计如下电化学串联装置图，反应起始从装置甲右侧打开止水夹，通入一定时间b气体后，关闭止水夹，串联电化学装置亦会继续运行，可见丙装置湿润红色布条褪色，回答下列问题。 (1)甲装置中a通入的气体是 ，写出通入该气体一极的电极反应方程式： 。 (2)乙装置中，总反应的化学方程式是 。 (3)丙装置中使红色布条褪色的具体物质的结构式为 ，淀粉KI溶液中发生反应的离子方程式： 。 (4)丁装置为电解精炼粗铜装置，当c极质量 (填“增加”或“减少”)12.8g时，装置乙中产生气体的总物质的量为 ，装置戊中电解质溶液质量减少 。 11．（23-24高二上·河南洛阳·期末）己二腈是制造“尼龙-66”(聚己二酰己二胺)的原料，工业需求量大，其制备工艺很多，发展前景较好的是利用丙烯腈电合成己二腈。如图是用甲醇燃料电池作为电源电合成己二腈的示意图，所有电极均为惰性电极。 回答下列问题： (1)电极b为 极(填“正”或“负”)；A口通入的是 ，a电极的电极反应式为 。 (2)乙池中离子交换膜为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)，随着反应的进行，电极c附近溶液pH (填“变大”、“变小”或“不变”)，电路中每转移阳极室溶液质量减少 g(不考虑气体溶解)。 (3)当B口通入11.2L气体时(标准状况下)，甲池中有 mol通过质子交换膜，理论上乙池能合成己二腈 mol。 12．（23-24高二上·河南开封·期末）电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。某同学做如下探究实验。回答下列问题： (1)如图1为某同学依据氧化还原反应设计的原电池装置，该反应的离子方程式为 。反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差，则导线中通过电子的物质的量为 。盐桥中装有含饱和溶液的琼脂，盐桥的作用有 (答出两点即可)。 (2)如图2，其他条件不变，将盐桥换成铜丝与石墨相连成n型，则石墨a为 极(填“正”、“负”、“阴”、“阳”)，石墨c上发生的电极反应为 ，甲烧杯中总反应为 。 13．（23-24高二上·河南开封·期末）氯碱工业是化工产业的重要基础，其原理示意图如下。生产过程中产生的副产物氯酸盐需要处理。 已知：ⅰ.当升高时，易歧化为和。 ⅱ.与不反应。 回答下列问题： (1)电解饱和食盐水的离子方程式为 。 (2)下列关于产生的说法中，合理的是 (填序号)。 a．主要在阴极室产生 b．在电极上放电，可能产生 c．阳离子交换膜破损导致向阳极室迁移，可能产生 (3)实验室采用下列流程测定副产物含量。 ①加入的目的是消耗水样中残留的和。若测定中未加入，则水样中的浓度将 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。 ②滴定至终点时消耗酸性溶液，水样中的浓度为 。 (4)可用盐酸处理淡盐水中的并回收。处理时，可能的作用一方面提高，增强还原性；另一方面提高， 。 14．（23-24高二上·河南焦作·期末）电化学在生活中的应用广泛，请根据电化学原理回答下列问题： (1)将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来组成原电池，可以获得电流，则Zn电极上发生的电极反应式为 。 (2)如图所示是甲烷燃料电池的原理示意图： ①电池的正极反应式为 。 ②电池工作一段时间后，电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)按图所示装置，以石墨为电极电解氯化钠溶液，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则电解时在X极附近观察到的现象是 ，若将X电极材料换为Cu，则X电极上的电极反应式将 (填“发生变化”或“不变”)。 15．（23-24高二上·河南许昌·期末）二氧化氯(ClO2)是高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂，被认为是“第四代消毒剂”。电解法是目前最为热门的生产ClO2的方法之一。直接电解氯酸钠(NaClO3)溶液自动催化循环制备高纯ClO2的实验装置示意图如图所示。 回答下列问题(不考虑H+放电)： (1)亚氯酸根离子()中氯元素的化合价为 价。NaClO3在水中的电离方程式为 。 (2)已知铅酸蓄电池的工作原理为 ①电解氯酸钠溶液时，M电极上发生 （填“氧化”或“还原”）反应。 ②电解氯酸钠溶液时，若以铅酸蓄电池作为电源，则R应与 （填“Pb”或“PbO2”）电极相连，N电极上的电极反应式为 。 (3)亚氯酸盐具有较强氧化性。可以用ClO2与H2O2和NaOH溶液反应制备NaClO2，制备时的化学方程式为 。反应每消耗2.24 L标准状况下的ClO2气体，可生成气体物质的质量为 。若要除去水中超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是 （填标号）。 A．明矾    B．氯化钾    C．盐酸    D．硫酸亚铁 (4)由图示信息等，可以判断下列说法错误的是________（填标号）。 A．氯酸钠与硫酸溶液反应可以产生ClO2 B．促进了，转化成为ClO2 C．电解进行时，M极的电势高于N极 D．电解时，穿过质子交换膜移向M极 16．（23-24高二上·河南南阳·期末）钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，金属钛素有“太空金属”、“海洋金属”、“未来金属”等美誉，钛合金与骨骼具有很好的兼容性，因此钛是最好的人造骨材料。我国某高校科研团队设计在1150℃时电解制备金属钛的装置如图所示，回答以下问题： (1)钛在元素周期表中的位置 ，基态钛原子的价层电子轨道表示式为 ，与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与钛不同的元素有 种。 (2)下列状态的钛元素形成的微粒中，电离其最外层的一个电子所需能量最小的是_______(填序号) A． B． C． D． (3)直接电解法生产钛是一种较先进的方法。X接电源 极，Y极主要产生一氧化碳气体，写出生成一氧化碳的电极反应式 。 (4)当由制得4.8g金属Ti时，理论上外电路转移 mol电子。 (5)若以二甲醚()、空气、氢氧化钾溶液为原料，多孔石墨为电极构成的燃料电池提供上述电解的电源，则该电池工作时负极的电极反应式为 。 28 / 28 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型03 水溶液中的离子反应与平衡、 电化学综合应用 高频考点概览 考点01 水溶液中的离子反应与平衡综合应用 考点02 电化学综合应用 ( 地 城 考点01 水溶液中的离子反应与平衡综合应用 ) 1．（24-25高二上·河南洛阳·期末）已知25℃时，下列物质的电离平衡常数：已知：①lg2=0.3，lg3=0.5 化学式 CH3COOH H2CO3 HCN 电离常数 请回答下列问题： (1)pH相同的以下四种溶液，浓度最大的是___________(填字母)。 A．NaHCO3 B．NaCN C．CH3COONa D．Na2CO3 (2)25℃时，在醋酸溶液中由醋酸电离出的约是由水电离出的的 倍。 (3)25℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得混合液pH=6，则溶液中 (填准确数值)。 (4)25℃时，将氢氧化钠溶液与醋酸溶液等体积混合，反应后溶液恰好显中性，用a、b表示醋酸的电离平衡常数为 常温下，含等物质的量浓度的HCN与NaCN的混合溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性。 (5)常温下，将10mL0.2mol/L的CH3COOH溶液加水稀释至100mL： ①稀释过程中溶液的pH随溶液体积变化的曲线正确的是 (填标号)。 A．  B．   C．   D． ②常温下，0.02mol/L的CH3COOH溶液中，CH3COOH的电离度 %。 【答案】(1)C (2) (3) (4) 碱 (5)①A ②3.0 【解析】（1）由电离常数可知，酸性：CH3COOH＞H2CO3＞HCN＞，酸性越弱，对应酸根离子的水解程度越大，则pH相同的以下四种溶液，浓度的大小为CH3COONa＞NaHCO3＞NaCN＞Na2CO3，则答案选C； （2）25℃时，在醋酸溶液中由醋酸电离出的=，溶液中水电离产生的H+浓度为=，则； （3）CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中，根据电荷守恒有：，溶液的pH=6，则，，则=-=； （4）将氢氧化钠溶液与醋酸溶液等体积混合，反应后溶液恰好显中性，此时溶液中的溶质为CH3COOH和CH3COONa，混合后，溶液中CH3COOH的浓度为，根据Na原子守恒可知，CH3COONa的浓度为，溶液显中性，则H+的浓度为，则用a、b表示醋酸的电离平衡常数为；常温下，NaCN的水解常数为，，含等物质的量浓度的HCN与NaCN的混合溶液中CN-的水解程度大于HCN的电离程度，则溶液显碱性； （5）①常温下，0.2mol/L的CH3COOH溶液中=，则溶液的pH=3.5-lg6=2.7，根据稀释前溶液的pH为2.7可知，答案选A； ②常温下，0.02mol/L的CH3COOH溶液中，=，则CH3COOH的电离度为。 2．（23-24高二上·河南省直辖县级单位·期末）下表是 时三种弱酸的电离平衡常数 化学式 (1)下列事实不能证明 是弱电解质的是 。 ①时，溶液 大于7 ②不稳定，受热易分解 ③和 不能发生反应 ④时溶液的 ⑤ 时的 溶液和 的 溶液等体积混合，所得溶液 小于 7 ⑥时，的 溶液稀释至100倍约为 (2)时，物质的量浓度相同的四种溶液：①溶液；② 溶液；③ 溶液；④溶液，其 由大到小的顺序是 （填序号）。水是生活中常用的溶剂，与其状态密不可分，请从结构角度分析水通常状况下呈液态的原因 。 (3)已知常温下的 ，现将浓度为 溶液与 溶液等体积混合，则生成 沉淀所需 溶液的最小浓度为 ；向 的溶液中滴入的 溶液，观察到有白色沉淀和无色气体产生，则发生反应的离子方程式为 。 (4)时，用 溶液吸收 得到 的混合溶液，试计算所得溶液中 （用比例式表示）。 (5)如下图为某实验测得 溶液在升温过程中（不考虑水挥发）的变化曲线。下列说法正确的是_______（填标号）。 A．点时，溶液 B．点溶液的 比 点溶液的 小 C．点溶液中 D．段减小说明升温促进了 的电离，同时抑制了 的水解 【答案】(1)②③ (2)④①③② 水分子的结构式为H-O-H，O的半径小且电负性强，可与其他水分子形成分子间氢键，熔沸点较其他分子晶体高，常温下为液体 (3)6.8×10-5 (4)1∶45 (5)BC 【解析】（1）①时，亚硝酸钠溶液的pH大于7，说明亚硝酸钠为强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液显碱性，能证明亚硝酸为弱酸，即弱电解质，①不符合题意；②HNO2不稳定，受热易分解，只能证明其稳定性差，而不能说明亚硝酸的电离程度，所以不能证明亚硝酸为弱电解质，②符合题意；③HNO2和NaCl不能发生反应，只能说明不符合离子反应的条件，不能说明HNO2是弱电解质，③符合题意；④时，0.1mol/LHNO2溶液的pH=2.1，即c(H+)=10-2.1mol/L＜0.1mol/L，说明亚硝酸不完全电离，溶液中存在电离平衡，能说明亚硝酸是弱电解质，④不符合题意；⑤时，pH=3的HNO2溶液c(H+)=10-3mol/L，pH=11的NaOH溶液c(OH-)=10-3mol/L，二者等体积混合，H+与OH-恰好中和，但溶液pH小于7，说明溶液中存在的HNO2不完全电离，溶液中存在未电离的HNO2又发生电离而使溶液显酸性，能说明亚硝酸是弱电解质，⑤不符合题意；⑥时，pH=2的HNO2溶液稀释至100倍，pH约为3.1，pH增大不足2个单位，说明溶液中亚硝酸存在电离平衡，未电离的HNO2分子进一步发生电离，使溶液中n(H+)增大，能说明亚硝酸是弱电解质，⑥不符合题意；故选②③； （2）Ka越大，酸性越强，由Ka数据对比可知，酸性：HNO2> H2CO3> HCN>，弱酸酸性越强，其对应酸根的水解能力越弱，故水解能力：>CN->>，故物质的量浓度相同的四种溶液，pH由大到小的顺序是：④①③②；从结构角度分析水通常状况下呈液态的原因：水分子的结构式为H-O-H，O的半径小且电负性强，可与其他水分子形成分子间氢键，熔沸点较其他分子晶体高，常温下为液体； （3）Na2CO3溶液浓度为2×10-4 mol/L，与CaCl2溶液等体积混合后，c()=1×10-4 mol/L， 生成 沉淀所需，故所需 溶液的最小浓度为6.8×10-5 mol/L；向1mL0.5mol/L的CaCl2溶液中滴入1mL0.5mol/L的NaHCO3溶液，观察到有白色沉淀和无色气体产生，则发生反应的离子方程式为：； （4）pH=8时，溶液中c(H+)=10-8mol/L，代入H2CO3的电离平衡常数得：，则c(H2CO3)∶c()=； （5）A．a点，即时，溶液的pH>7，说明的水解程度大于其电离程度，溶液中存在c()> c(OH−)>c(H2CO3)>c()，a错误；B． a点溶液和c点溶液的pH相同，即c(H+)相同，但c点的温度较高，Kw较大，故a点溶液的 比c点溶液的 小，b正确；C．由电荷守恒可知， b 点溶液中，c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(OH−)，C正确； D．ab段，温度升高，同时促进的电离和水解，但电离程度增大更大，导致pH减小，D错误；故选BC。 3．（23-24高二上·河南漯河·期末）时，部分物质的电离平衡常数如表所示： (1)的溶液显 (填“中性”“酸性”或“碱性”)，该溶液中 。 (2)水解的离子方程式为 ，该反应的平衡常数 (保留两位有效数字)。 (3)少量通入溶液中，发生反应的离子方程式为 。 (4)常温时，的溶液与的稀盐酸混合，欲使混合溶液，则溶液与盐酸的体积比为 。 (5)已知在时，。时，向的溶液中加入固体，如要生成沉淀，应使溶液中的最小是 (已知)。 【答案】(1)碱性 0.1 (2) (3) (4)2:9 (5)9.6 【解析】（1）溶液中的水解平衡常数，的水解平衡常数，的电离平衡常数，则溶液的酸碱性由的水解决定，故的溶液显碱性；根据物料守恒可知，。 （2）水解的离子方程式为，该反应的平衡常数。 （3）SO2具有还原性，HClO具有强氧化性，二者发生氧化还原反应，则少量通入溶液中，发生反应的离子方程式为。 （4）的溶液中，的稀盐酸中，混合溶液，说明显碱性，假设溶液的体积为V1，盐酸的体积为V2，则混合溶液的，解得。 （5）当时开始生成沉淀，则，-lgc(OH-)=-lg(4×10-5)=-lg4-lg10-5=-2lg2+5=4.4，故最小是14-4.4=9.6。 4．（23-24高二上·河南驻马店·期末）常作食品加工中的食品添加剂，用于焙烤食品；NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题： (1)可作净水剂，其原理是 (用离子方程式说明)。 (2)相同条件下，溶液中的 (填“等于”“大于”或“小于”)溶液中的。 (3)几种均为0.1mol⋅L-1的电解质溶液的pH随温度变化的曲线如图所示。 ①其中符合溶液的pH随温度变化的曲线是 (填罗马数字)。 ②25℃时，溶液中 。(列计算式不必化简) (4)室温时，向溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液，溶液pH与加入NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。 ①试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是 点。 ②在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。 ③由b到c发生反应的离子方程式为 。 【答案】(1) (2)小于 (3)I (4)a 【解析】（1）溶于水电离出，在溶液中发生水解反应，水解生成的胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮颗粒产生沉降，从而达到净化水的目的，故答案为：； （2）相同条件下，氢离子和铝离子均能抑制铵根离子水解，但等浓度的氢离子的抑制程度大于铝离子，则中小于中。 （3）①由于 溶于水电离出的 、在溶液中水解使溶液显酸性，水解反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，溶液中氢离子浓度增大，pH减小，则符合条件的曲线是Ⅰ，故答案为：I； ②由图可知，25℃时，溶液的pH为3，由溶液中的电荷守恒关系可得25℃时，。 （4）①向100mL溶液中滴加溶液，发生的反应为 、 ，由方程式可知，a点时氢氧化钠溶液恰好中和溶液中氢离子，得到等浓度的硫酸铵和硫酸钠的混合溶液，溶液中的铵根水解促进水的电离；a点之后，铵根离子与氢氧根离子反应生成抑制水电离的一水合氨，铵根离子浓度越小，促进水的电离程度越小，所以溶液中水的电离程度最大是a点； ②由图可知b点时，溶液pH为7，该点为硫酸钠、硫酸铵和一水合氨的混合溶液，则溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是； ③由b到c发生反应的离子方程式为。 5．（23-24高二上·河南郑州·期末）砷(As)是一种重要的非金属元素，广泛存在于自然界。含砷化合物常作为农药、除草剂和杀虫剂使用。 (1)向1L 0.2 溶液中逐滴加入NaOH溶液，溶液中各种微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如下图。 ①亚砷酸可用于治疗白血病，人体血液的pH在7.35～7.45之间。某白血病人用药后，体内所含砷元素的主要微粒是 (填化学式)。 ②当溶液pH由12调至13的过程中，主要发生反应的离子方程式为 。 ③下列说法中，正确的是 (填字母序号)。 A．第一步电离的平衡常数 B．pH=12时，溶液中 C．溶液中， D．M点对应的溶液中： (2)为减少工业废水中砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水：向废水中加入适量漂白粉、生石灰，将废水中的亚砷酸转化为沉淀。 ①请写出以上转化过程中的化学方程式 。 ②若要除去溶液中的溶液中至少为 。 已知：，当残留在溶液中的离子浓度时，可认为沉淀完全。 【答案】(1)① ②或 ③AC (2)①或 ② 【分析】（1）向1L 0.2 溶液中逐滴加入NaOH溶液，逐渐被反应，生成，所以Ⅰ是，Ⅱ是，Ⅲ是，Ⅳ是。 【解析】（1）①由分析可知，结合人体血液的pH在7.35～7.45之间，所以用药后人体内所含砷元素的主要微粒是； ②当溶液pH由12调至13的过程中，由图可知，和的物质的量分数在增加，所以主要发生反应的离子方程式为：或； ③A．的电离方程式为：，所以第一步电离的平衡常数，由图可知，pH=9.2时，，则Ka1=10-9.3，故A正确；B．由图可知，pH=12时，溶液中含有等物质的量浓度的和，故根据电荷守恒有：，所以，故B错误；C．Na3AsO3溶液中存在的分步水解平衡，溶液呈碱性，且第一步水解大于第二步，第二步大于第三步，则溶液中离子浓度由大到小的顺序为，故C正确；D．随着NaOH溶液的加入，溶液体积增大，溶液浓度减小，所以M点对应的溶液中：，故D错误；故选AC； （2）①向废水中加入适量漂白粉、生石灰，将废水中的亚砷酸转化为沉淀，其中漂白粉的主要成分是次氯酸钙和氢氧化钙，生石灰主要成分是氧化钙，故以上转化过程中的化学方程式为；或； ②根据溶度积规则可知，，若要除去溶液中的，溶液中至少为。 6．（23-24高二上·河南南阳·期末）根据题意回答以下问题。 (1)已知：25℃时，下列弱酸的电离常数： 化学式 电离常数       ①25℃时，与的混合溶液，若测得混合液，则溶液中 mol⋅L-1 (填准确数值)， 。 ②向溶液中通入少量时反应的离子方程式： 。 (2)等浓度的①、②、③、④、⑤氨水溶液中：由大到小的顺序为 (填序号，下同)；pH由大到小的顺序为 。 (3)25℃时，在0.10 mol⋅L硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的时， (已知)。若要使0.10 mol⋅L-1溶液中沉淀较为完全(使浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH为 。(已知) 【答案】(1)(也可)18 (2)①②④③⑤ ⑤③④①② (3) mol⋅L-1 6.15 【解析】（1）①CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中，存在电荷守恒：c（Na+）+c（H+）=c（OH﹣）+c（CH3COO﹣），所以c（CH3COO﹣）﹣c（Na+）=c（H+）﹣c（OH﹣）=10﹣6mol/L﹣10﹣8mol/L=9.9×10﹣7mol/L，故答案为9.9×10-7 mol·L-1(或10-6-10-8)；； ②酸性：>>，向溶液中通入少量时反应的离子方程式：； （2）①②③④都是盐，溶液中铵根离子浓度较大均大于氨水中铵根离子浓度，含两个铵根，其铵根浓度最大，铵根离子水解生成氢离子，硫酸氢铵电离生成氢离子，抑制铵根离子水解，故其溶液中铵根离子浓度较大，氯化铵中氯离子不影响铵根离子水解，浓度次之，碳酸氢铵溶液中，碳酸氢根离子和铵根离子能相互促进水解，铵根离子水解程度较大，浓度相对较小，则四种溶液中铵根离子浓度由大到小顺序为①②③④⑤； （3）根据溶度积的概念可以直接计算。pH=8时，c(OH-)=10-6 mol/L，由c(Cu2+)·c2(OH-)=Ksp[Cu(OH)2]可得，c(Cu2+)=(2.2×10-20)/10-12 =2.2×10-8 mol/L；根据溶度积常数可得：，要使c(Cu2＋)降至10－4 mol/L时，c(OH-)= ×10-8 mol/L，c(H-+= ×10-6 mol/L，溶液的pH应调至6.15。 7．（23-24高二上·河南·期末）、是常见的化工原料，常用作还原剂。回答下列问题： (1)25℃时，、、存在于和溶液反应后的溶液中，某微粒的物质的量分数[]与的关系如图所示。 ①25℃时， 。 ②向溶液中通入，所得溶液中一定存在的等式是 (用溶液中所含微粒的物质的量浓度表示)。 ③若向溶液中通入制取溶液，则当溶液的为 时应停止通入。 ④溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性。 (2)固体久置后会被氧化，为测定某久置固体中的含量，现进行如下实验：称取该固体于锥形瓶中，加水溶解后，边振荡边向其中滴加的标准溶液，充分反应后，向溶液中滴加2滴淀粉溶液作指示剂，继续滴加标准溶液与过量的反应(发生反应)，恰好完全反应时消耗标准溶液。 ①达到滴定终点的操作及现象为 。 ②该样品中的纯度为 。 ③下列情况会造成样品中含量测定结果偏高的是 (填序号)。 A．滴定过程中用蒸馏水冲洗锥形瓶瓶壁 B．装标准溶液的滴定管水洗后未润洗 C．开始滴定时，滴定管尖嘴部分未充满液体 D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数 【答案】(1) 5 酸 (2)当滴入最后半滴硫代硫酸钠溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复原色，说明达到滴定终点 84% D 【分析】 25℃时，、、存在于和溶液反应后的溶液中，随着pH的增大，c(OH-)增大，c()减小，c()先增大后减小，c()增大，则。 【解析】（1）①25℃时，、、存在于和溶液反应后的溶液中，随着pH的增大，c(OH-)增大，c()减小，c()先增大后减小，c()增大，当c()=c()时，pH=1.9，c(H+)=mol/L，=； ②向溶液中通入，所得溶液中一定存在电荷守恒：； ③由图可知，pH=5时，的物质的量分数最高，、的物质的量分数几乎为零，若向溶液中通入制取溶液，则当溶液的为5时应停止通入； ④由图可知，当pH=7.2时，c()=c()，Ka2== c(H+)=，溶液中的水解常数为Kh=，则的电离程度大于其水解程度，溶液呈酸性。 （2）①I2溶液中滴加淀粉溶液作指示剂，溶液变蓝，加入Na2S2O3标准溶液消耗I2至反应完全时溶液变无色，则滴定终点时的实验现象是：当滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复原色，说明达到滴定终点； ②由反应，剩余的n(I2)=0.5n(Na2S2O3)=0.5×0.1000 mol·L-1×16×10-3L=8×10-4mol，则与Na2SO3反应的n(I2)= 0.1000mol·L-1×28×10-3L-8×10-4mol =2×10-3mol，该反应的离子方程式为，则n(Na2SO3)= n(I2)= 2×10-3mol，m(Na2SO3)=nM=2×10-3mol×126g/mol=0.252g，Na2SO3的含量为=84%； ④A．锥形瓶水洗后未干燥，操作方法合理，不影响测定结果，A不符合题意；B．装Na2S2O3标准溶液的滴定管水洗后未润洗，导致标准液浓度减小，滴定过程中消耗标准液体积偏大，计算与样品反应的碘的物质的量偏小，测定结果偏低，B不符合题意；C．开始滴定时，滴定管尖嘴部分未充满液体，导致消耗标准液体积偏大，计算与样品反应的碘的物质的量偏小，测定结果偏低，C不符合题意；D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数，读取的标准液体积偏小，计算与样品反应的碘的物质的量偏大，测定结果偏高，D符合题意；故答案为：D。 ( 地 城 考点0 2 电化学综合应用 ) 8．（24-25高二上·河南·期末）电池是人类生产和生活中重要的能量来源。各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。回答下列问题： (1)纯电动车采用了高效耐用的新型可充电电池，该电池的总反应式为。 ①该电池放电时的负极材料为 ；放电时， (填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。 ②充电时每转移电子，理论上电解质溶液增重 。 (2)一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式： ，若过程中产生，则消耗标准状况下的体积为 。 (3)人工肾脏采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[，其中元素显价、元素显价]，原理如图所示。 ①阳极室中发生的反应依次为 、 。 ②电解结束后，阴极室溶液的与电解前相比将 (填“增大”“减小”或“不变”)；若两极共收集到气体(标准状况下)，则除去的尿素质量为 (忽略气体的溶解、阳极产生的全部参与反应)。 【答案】(1)①(或锌)正 ②79 (2) (3)① (二者位置不可颠倒) ②不变 【解析】（1）①根据总反应式可知，负极材料是(或锌)，放电时，负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，根据两极电极反应式，可知放电时，正极附近溶液的氢氧根浓度增大，碱性增强； ②充电时，阳极的电极反应式为，阴极的电极反应式为，当转移电子时，阳极消耗的同时，产生了、，阴极产生了，可知电解质溶液增重为； （2）由原电池的工作原理图示可知，左端的铂电极为负极，其电极反应式为，过程中每产生时转移，而参与反应转移，故需要标准状况下即0.75×22.4=参与反应； （3）①右侧电解水得到电子发生还原反应生成氢气，则为阴极，左侧为电解尿素混合溶液，故阳极发生的电极反应为，由图可知阳极附近还产生和，故阳极附近还发生反应：； ②右侧阴极反应为，左侧阳极反应为，阳极附近还发生反应；根据反应式可以看出在阴、阳极上产生的、的数目相等，阳极室中反应产生的通过质子交换膜进入阴极室与恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的不变；由上述反应式可以看出，转移时，阴极产生，阳极产生和，故电解收集到的气体中，，即，根据方程式可知生成所消耗的的物质的量也为，其质量为。 9．（23-24高二上·河南漯河·期末）高铁酸钾固体呈紫色，可溶于水，微溶于浓溶液，在碱性溶液中性质稳定。 (1)研究人员用作电极电解浓溶液制备，装置示意图如下： ①Ni电极作 (填“阴”或“阳”)极。 ②Fe电极上的电极反应式为 。 ③制备过程中 (填“需要”或“不需要”)补充KOH，结合化学用语解释原因 。 (2)偂化物有剧毒，若废水中含量超标，可用将其氧化。测定处理后水(含少量)的废水(废水中不含干扰测定的物质)中的含量的操作如下：取处理后的废水于锥形瓶中，滴加几滴溶液作指示剂，再用的溶液滴定，消耗溶液的体积为。 已知：(黄色)，优先于与反应。 ①溶液应装在 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中，且最好是棕色的，目的是 。 ②滴定终点时的现象是 。经处理后的废水中的含量为 。 【答案】(1)阴极 Fe-6e-+8OH-=+4H2O 需要 总反应为Fe+2H2O+2KOH=K2FeO4+3H2↑，消耗KOH (2)酸式 防止硝酸银见光分解 滴入最后半滴硝酸银溶液，Ag+与I-生成AgI黄色沉淀，且半分钟内不消失 【分析】(1)根据图示，在碱性条件下，铁电极转化为Na2FeO4，铁元素化合价升高，被氧化转化为Na2FeO4，则Fe作阳极，Ni作阴极；根据电解的总反应式分析氢氧化钠需要添加的原因； (2)Ag+与CN-反应生成[Ag(CN)2]-，当CN-反应结束时，Ag+与I-生成AgI黄色沉淀，说明反应到达滴定终点；计算消耗硝酸银物质的量，再根据方程式Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-计算出氰化钠的含量。 【解析】（1）①根据分析，Ni电极作电解池的阴极； ②根据分析，Fe作阳极，在碱性条件下，铁电极转化为Na2FeO4，则Fe电极的电极反应式：Fe-6e-+8OH-=+4H2O； ③根据题意写出反应的总方程式Fe+2H2O+2KOH=K2FeO4+3H2↑，由方程式可知反应过程中要消耗KOH，故在整个过程中需要添加KOH； （2）①溶液中银离子水解使溶液显酸性，应装在酸式滴定管中，由于硝酸银易见光分解，故应装在棕色酸式滴定管中； ②Ag+与CN-反应生成[Ag(CN)2]-，当CN-反应结束时，滴入最后一滴硝酸银溶液，Ag+与I-生成AgI黄色沉淀，且半分钟内不消失，说明反应到达滴定终点，消耗AgNO3的物质的量为V×10-3L×cmol/L=cV×10-3mol，根据方程式Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-，处理的废水中氰化钠的质量为cV×10-3mol×2×49g/mol=98cV×10-3g，废水中氰化钠的含量为=。 10．（23-24高二上·河南信阳·期末）某同学设计如下电化学串联装置图，反应起始从装置甲右侧打开止水夹，通入一定时间b气体后，关闭止水夹，串联电化学装置亦会继续运行，可见丙装置湿润红色布条褪色，回答下列问题。 (1)甲装置中a通入的气体是 ，写出通入该气体一极的电极反应方程式： 。 (2)乙装置中，总反应的化学方程式是 。 (3)丙装置中使红色布条褪色的具体物质的结构式为 ，淀粉KI溶液中发生反应的离子方程式： 。 (4)丁装置为电解精炼粗铜装置，当c极质量 (填“增加”或“减少”)12.8g时，装置乙中产生气体的总物质的量为 ，装置戊中电解质溶液质量减少 。 【答案】(1) (2) (3) (4)增加 0.4 mol 27g 【解析】（1）丙装置红色布条褪色，说明乙装置右管产生氯气，左管产生氢气，则甲装置a通入的气体是，该极的电极反应反应方程式：； （2）乙装置为电解饱和氯化钠溶液装置，总反应的化学方程式是； （3）丙装置中使红色布条褪色的具体物质的结构式为：，淀粉KI溶液中发生反应的离子方程式：； （4）丁装置为电解精炼粗铜装置，c极为阴极，铜离子在上面放电析出，导致c极质量增加，当c极质量增加12.8 g时，即析出铜0.2 mol，转移电子数为，装置乙中产生气体的总物质的量0.4 mol，装置戊中电解质溶液质量减少0.2 mol氯化铜即为27 g。 11．（23-24高二上·河南洛阳·期末）己二腈是制造“尼龙-66”(聚己二酰己二胺)的原料，工业需求量大，其制备工艺很多，发展前景较好的是利用丙烯腈电合成己二腈。如图是用甲醇燃料电池作为电源电合成己二腈的示意图，所有电极均为惰性电极。 回答下列问题： (1)电极b为 极(填“正”或“负”)；A口通入的是 ，a电极的电极反应式为 。 (2)乙池中离子交换膜为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)，随着反应的进行，电极c附近溶液pH (填“变大”、“变小”或“不变”)，电路中每转移阳极室溶液质量减少 g(不考虑气体溶解)。 (3)当B口通入11.2L气体时(标准状况下)，甲池中有 mol通过质子交换膜，理论上乙池能合成己二腈 mol。 【答案】(1)正 (2)阳 变小 9 (3)2 1 【分析】由图可知甲装置为原电池乙装置为电解池，由甲装置中有H+的移动方向可知b电极为正极，通入氧气，a电极为负极，通入CH3OH，电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；乙池中电极c为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，电极d为阴极，电极反应式为：2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN，据此分析解题。 【解析】（1）由分析可知电极b为正极；A口通入的是CH3OH，a电极的电极反应式为 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+； （2）由分析可知电极c为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，电极d为阴极，电极反应式为：2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN，阳极生成H+，阴极消耗H+，故乙池中离子交换膜为阳离子交换膜，目的让H+穿过，由c电极反应式可知电极c附近溶液pH变小，阳极室质量减少的原因是氧气的逸出和H+的转移，即减少的相当于是H2O的质量，根据关系H2O～2e-，电路中每转移1mole-阳极室溶液质量减少的质量为g=9g； （3）由分析可知，B口通入的是氧气，当体积为11.2L气体时(标准状况下)，其物质的量为0.5mol，电路中转移的电子为0.5×4mol=2mol，穿过膜的电荷量为2mol，即有2molH+通过质子交换膜，根据电极反应式2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN，理论上乙池能合成己二腈的物质的量为1mol。 12．（23-24高二上·河南开封·期末）电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。某同学做如下探究实验。回答下列问题： (1)如图1为某同学依据氧化还原反应设计的原电池装置，该反应的离子方程式为 。反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差，则导线中通过电子的物质的量为 。盐桥中装有含饱和溶液的琼脂，盐桥的作用有 (答出两点即可)。 (2)如图2，其他条件不变，将盐桥换成铜丝与石墨相连成n型，则石墨a为 极(填“正”、“负”、“阴”、“阳”)，石墨c上发生的电极反应为 ，甲烧杯中总反应为 。 【答案】(1) 0.2 形成闭合回路；保持溶液呈电中性。 (2)阴 【解析】（1）图1所示的原电池，镁是负极，镁失电子生成镁离子，石墨a是正极，铜离子在正极得电子生成铜单质，该反应的离子方程式为。反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差，设参加反应的镁的物质的量为xmol，则反应生成铜的物质的量为xmol，24x+64x=8.8，x=0.1；则导线中通过电子的物质的量为0.2。盐桥中装有含饱和溶液的琼脂，盐桥的作用有形成闭合回路；保持溶液呈电中性。 （2）图2，其他条件不变，将盐桥换成铜丝与石墨相连成n型，乙构成原电池、甲构成电解池； 乙中镁失电子生成镁离子，镁是负极，石墨c是正极，石墨c上发生的电极反应为；石墨a为与电源负极相连，a是阴极；a极铜离子得电子生成铜单质，b是阳极，b电极氯离子失电子生成氯气，甲烧杯中总反应为。 13．（23-24高二上·河南开封·期末）氯碱工业是化工产业的重要基础，其原理示意图如下。生产过程中产生的副产物氯酸盐需要处理。 已知：ⅰ.当升高时，易歧化为和。 ⅱ.与不反应。 回答下列问题： (1)电解饱和食盐水的离子方程式为 。 (2)下列关于产生的说法中，合理的是 (填序号)。 a．主要在阴极室产生 b．在电极上放电，可能产生 c．阳离子交换膜破损导致向阳极室迁移，可能产生 (3)实验室采用下列流程测定副产物含量。 ①加入的目的是消耗水样中残留的和。若测定中未加入，则水样中的浓度将 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。 ②滴定至终点时消耗酸性溶液，水样中的浓度为 。 (4)可用盐酸处理淡盐水中的并回收。处理时，可能的作用一方面提高，增强还原性；另一方面提高， 。 【答案】(1) (2) (3)偏大 (4)增强的氧化性 【分析】氯碱工业中阳极氯离子放电生成氯气，阴极水中氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，总反应得到氢气、氯气、氢氧化钠； 【解析】（1）电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为； （2）a．氯元素都在阳极室，所以应该在阳极室生成，故a错误； b．氯离子在阳极发生氧化反应，化合价升高，有可能生成，故b正确； c．阳离子交换膜破损导致OH-向阳极室迁移，阳极室氢氧根浓度变大，阳极生成的氯气与氢氧根反应生成次氯酸根，当pH升高时，ClO-易歧化为和Cl-，故c正确； 答案选bc； （3）①加入过氧化氢消耗水样中残留的Cl2和ClO-，再加入硫酸亚铁，与氯酸根反应，最后计算出与氯酸根反应后剩余的亚铁离子；未加入过氧化氢，水样中残留的Cl2和ClO-也会在第二步中消耗亚铁离子，使亚铁离子消耗的量增大，这些消耗的亚铁离子也会认为是氯酸根消耗的，导致浓度将偏大； ②高锰酸钾和硫酸亚铁反应的离子方程式为，则有关系式，因此与高锰酸钾反应的亚铁离子为，与亚铁离子反应的离子方程式为，则有关系式，与反应的亚铁离子的物质的量为，设的物质的量为a，a=，则； （4）处理时，HCl可能的作用一方面提高c(Cl−)，增强Cl−还原性；另一方面提高c(H+)，增加的氧化性。 14．（23-24高二上·河南焦作·期末）电化学在生活中的应用广泛，请根据电化学原理回答下列问题： (1)将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来组成原电池，可以获得电流，则Zn电极上发生的电极反应式为 。 (2)如图所示是甲烷燃料电池的原理示意图： ①电池的正极反应式为 。 ②电池工作一段时间后，电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)按图所示装置，以石墨为电极电解氯化钠溶液，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则电解时在X极附近观察到的现象是 ，若将X电极材料换为Cu，则X电极上的电极反应式将 (填“发生变化”或“不变”)。 【答案】(1) (2) 减小 (3)溶液变红色 不变 【解析】（1）锌和铜相比，锌较活泼，发生氧化反应，作负极，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故答案为：Zn-2e-=Zn2+； （2）①氧气得到电子，发生还原反应，作正极，结合图示可知，电极反应式为：，故答案为：； ②原电池原理确定a极为负极，电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO+7H2O；正极反应式为2O2+4H2O+8e-=8OH-；合并的原电池的总反应式为CH4+2OH-+2O2==3H2O+ CO；确定工作一段时间后溶液的pH会减小，故答案为：减小； （3）由题干电解池装置可知，X电极与电源负极相连，是阴极，该电极上氢离子放电，同时该电极附近生成氢氧根离子，所以X极附近观察到的现象是溶液变红，有气泡产生；X为阴极，电极不参与反应，若将X电极材料换为Cu，则X电极上的电极反应式将不变，故答案为：溶液变红；不变。 15．（23-24高二上·河南许昌·期末）二氧化氯(ClO2)是高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂，被认为是“第四代消毒剂”。电解法是目前最为热门的生产ClO2的方法之一。直接电解氯酸钠(NaClO3)溶液自动催化循环制备高纯ClO2的实验装置示意图如图所示。 回答下列问题(不考虑H+放电)： (1)亚氯酸根离子()中氯元素的化合价为 价。NaClO3在水中的电离方程式为 。 (2)已知铅酸蓄电池的工作原理为 ①电解氯酸钠溶液时，M电极上发生 （填“氧化”或“还原”）反应。 ②电解氯酸钠溶液时，若以铅酸蓄电池作为电源，则R应与 （填“Pb”或“PbO2”）电极相连，N电极上的电极反应式为 。 (3)亚氯酸盐具有较强氧化性。可以用ClO2与H2O2和NaOH溶液反应制备NaClO2，制备时的化学方程式为 。反应每消耗2.24 L标准状况下的ClO2气体，可生成气体物质的质量为 。若要除去水中超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是 （填标号）。 A．明矾    B．氯化钾    C．盐酸    D．硫酸亚铁 (4)由图示信息等，可以判断下列说法错误的是________（填标号）。 A．氯酸钠与硫酸溶液反应可以产生ClO2 B．促进了，转化成为ClO2 C．电解进行时，M极的电势高于N极 D．电解时，穿过质子交换膜移向M极 【答案】(1)+3 NaClO3=Na++ (2)还原 Pb 2H2O-4e-=O2↑+4H+ (3)2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2+2H2O 1.6 g D (4)C 【分析】在电解池中，与电源正极连接的电极为阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极连接的电极为阴极，阴极发生还原反应，阳极的电势要比阴极高。结合图示微粒元素化合价的变化判断反应类型是氧化反应还是还原反应，进而判断电极是阳极还是阴极。要结合阴离子放电能力大小书写电极反应式，根据同一闭合电路中电子转移数目相等进行有关计算。 【解析】（1）根据化合物中元素化合价代数和为0，由于O元素化合价为-2价，亚氯酸根离子()带有1个单位的负电荷，所以其中氯元素的化合价为+3价； NaClO3是可溶性盐，在水中电离产生Na+、，所以NaClO3在水中的电离方程式为：NaClO3=Na++； （2）①根据图示可知：在M电极上ClO2得到电子被还原为，与反应产生2个分子的ClO2，所以M电极上发生还原反应； ②M电极上ClO2得到电子被还原为，则M电极为阴极，与电源负极连接，所以电解氯酸钠溶液时，若以铅酸蓄电池作为电源，则R应与负极Pb电极连接；Q与电源的正极PbO2电极连接，N作阳极，由于放电能力：OH-＞，所以N电极上水电离产生的OH-放电产生O2，则N电极的反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+； （3）NaClO2具有较强氧化性。可以用ClO2与H2O2和NaOH溶液反应制备NaClO2，同时反应产生O2、H2O，该反应的化学方程式为：2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O，根据反应方程式可知：每有2 mol ClO2反应，会产生1 mol O2，反应每消耗2.24 L标准状况下的ClO2气体，其物质的量是0.1 mol，则反应产生O2的物质的量是0.05 mol，其质量是m(O2)=0.05 mol×32 g/mol=1.6 g； NaClO2具有较强氧化性，要除去水中超标的亚氯酸盐，应该加入具有还原性的物质，同时不能对环境造成污染，可以是硫酸亚铁，故合理选项是D； （4）A．根据图示可知电解H2SO4、NaClO3溶液，可反应产生ClO2，A正确；B．根据图示可知：在阴极上发生反应：ClO2+e-=，++2H+=2ClO2↑+H2O，故促进了转化为ClO2，B正确；C．在电解池中阳极电势比阴极的高。根据图示可知：在电解进行时，M极发生还原反应，则M电极为阴极，N电极为阳极，因此M的电势低于N极，C错误；D．由于在N电极上发生反应：2H2O-4e-=O2↑+4H+；在阴极M上发生反应：ClO2+e-=，++2H+=2ClO2↑+H2O，所以为使反应不断进行，阳极N产生的H+会穿过质子交换膜移向M极，D正确；故合理选项是C。 16．（23-24高二上·河南南阳·期末）钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，金属钛素有“太空金属”、“海洋金属”、“未来金属”等美誉，钛合金与骨骼具有很好的兼容性，因此钛是最好的人造骨材料。我国某高校科研团队设计在1150℃时电解制备金属钛的装置如图所示，回答以下问题： (1)钛在元素周期表中的位置 ，基态钛原子的价层电子轨道表示式为 ，与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与钛不同的元素有 种。 (2)下列状态的钛元素形成的微粒中，电离其最外层的一个电子所需能量最小的是_______(填序号) A． B． C． D． (3)直接电解法生产钛是一种较先进的方法。X接电源 极，Y极主要产生一氧化碳气体，写出生成一氧化碳的电极反应式 。 (4)当由制得4.8g金属Ti时，理论上外电路转移 mol电子。 (5)若以二甲醚()、空气、氢氧化钾溶液为原料，多孔石墨为电极构成的燃料电池提供上述电解的电源，则该电池工作时负极的电极反应式为 。 【答案】(1)第四周期IVB族 2 (2)D (3)负 (4)0.4 (5) 【解析】（1）钛的原子序数为22，故在元素周期表中的位置是第四周期 Ⅳ族；基态钛原子的价层电子轨道表示式为；Ti最外层有两个电子，与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与钛不同的元素有Cu和Gr两种元素； （2）A.为基态钛，A错误；B. 相当于基态钛第三电离能，B错误；C. 基态钛电离出第2个电子，C错误；D. 激发态钛原子电离出一个电子，需要能量最小，D错误；故选D；（3）该装置通过电解制备钛为电解池，二氧化钛得电子生成钛，电极反应式为，要定期补充电极；Y为阳极，应该接直流电源的正极，X电极为阴极接电源负极，发生还原反应，电极反应：； （4）4.8g金属Ti的物质的量为0.1mol，电极反应式为，电路转移0.4 mol电子； （5）二甲醚()在负极失电子，氢氧化钾溶液为电解质溶液，电极反应式为：。 28 / 28 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $