内容正文:
专题07 电化学 电解质溶液
电化学
题型01
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
D
D
D
C
A
C
C
B
B
题号
10
11
12
13
14
答案
C
B
B
C
C
电解质溶液
题型02
题号
15
16
17
18
19
20
21
22
答案
D
D
D
C
C
D
B
C
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专题07 电化学 电解质溶液
考点概览
题型一 电化学
题型二 电解质溶液
电化学题型一
1.(25-26高三下·湖南长沙景雅高中等校·一模)2025年9月,我国科学家研发全球首例全固态氢负离子原型电池,工作原理如图所示。电池的总反应为。
下列说法不正确的是
A.充电时,电极a应该接电源的负极
B.该电池采用固态电解质,不易起火,安全性高
C.电动汽车行驶时,电极发生的反应为
D.充电时,每消耗,阳极或阴极的质量变化都为
【答案】D
【分析】根据,电池放电时,CeH2失电子发生氧化反应生成CeH3,CeH2是负极反应物;得电子生成和Al,是正极反应物。
【详解】A.放电时中失去电子,生成,所以电极是负极,负极反应为,充电时是阴极,应该接电源负极,A正确;
B.固态电解质电池避免了液态电解质电池易泄露、易起火等问题,安全性高,B正确;
C.该电池应用在汽车上,汽车行驶时发生放电反应,电极b为原电池正极,反应式为,C正确;
D.充电时,外电路通过时,阴极由生成,质量减轻;阳极反应为,质量增加;每消耗时转移电子,则阳极或阴极的质量变化应都为,D错误;
故答案为D。
2.(25-26高三下·湖南怀化·一模)钠离子电池因原料资源丰富、成本低廉和低温性能优异等优势,成为储能领域的研究热点。某钠离子电池结构如图所示,电极A的材料为(普鲁士白,),电极B的材料为(嵌钠硬碳)。下列说法正确的是
A.放电时,外电路通过a mol电子时,有a mol 转移到电极B
B.用该电池电解精炼铜,当电池中迁移1 mol 时,理论上可获得64 g纯铜
C.充电时,电极B与外接直流电源的正极相连
D.放电时,正极的电极反应式可表示为:
【答案】D
【分析】从图可知,A电极上放电时转化为,电极反应式为:,是电池正极;B电极上放电时转化为,电极反应式为:,是电池负极,据此作答。
【详解】A.由分析可知,放电时,电极A为正极,外电路通过电子时,有转移到电极A,A错误;
B.电解精炼铜的阴极反应式为:,当电池中迁移1 mol 时转移1 mol电子,电解精炼铜时生成0.5 mol Cu,其质量为32 g,B错误;
C.由分析可知,放电时,电极B为负极,则充电时,电极B为阴极,与外接直流电源的负极相连,C错误;
D.由分析可知,放电时,正极反应式为:,D正确;
故选D。
3.(25-26高三上·湖南岳阳·一模)我国科学家开发了如图所示的电化学装置,实现了的制备和废弃PET的回收利用。下列说法错误的是
A.溶液中移向电极B
B.电极B的电势高于电极A的电势
C.阴极区发生的反应为:
D.工作一段时间后,电极B一侧的溶液pH变大
【答案】D
【分析】该电化学装置为电解池,B电极由乙二醇变为甲酸盐发生氧化反应,为阳极,电极方程式为,A电极由氧气变为发生还原反应,为阴极,电极方程式为;
【详解】A.装置中为阴离子交换膜,阴离子向阳极移动,故移向B极,A正确;
B.B电极由乙二醇变为甲酸盐发生氧化反应,为阳极,A电极由氧气变为发生还原反应,为阴极,故阳极电势高于阴极电势,B正确;
C.A电极反应物为氧气生成物为发生还原反应,电极反应为,C正确;
D.B电极的电极方程式为,消耗,虽然有阴极产生的移动过来,整体仍然消耗,故溶液碱性减弱,pH变小,D错误;
故选D;
4.(25-26高三上·湖南岳阳·一模)金属铬(Cr)常用于制造不锈钢和仪器仪表的金属表面镀铬。由(亚铬酸亚铁)制备Cr的流程如下。下列说法错误的是
A.若要在金属表面镀铬,应该将待镀金属作阴极
B.反应①中发生的反应是
C.反应②可以用浓盐酸代替稀硫酸,反应速率更快
D.反应④中的Si可以用Al来代替作还原剂置换Cr
【答案】C
【分析】反应①为:4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2=2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2↑,反应②为:2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O,反应③为:Na2Cr2O7+2CCr2O3+Na2CO3+CO↑,反应④为3Si+2Cr2O34Cr+3SiO2,据此分析;
【详解】A.电镀时,待镀金属作阴极,镀层金属作阳极,电解液含镀层金属阳离子,镀铬时待镀金属作阴极符合电镀原理,A正确;
B.据分析,反应①,B正确;
C.酸性条件下价()具有强氧化性,会氧化浓盐酸中的生成有毒的,不能用浓盐酸代替稀硫酸,C错误;
D.Al是活泼金属,还原性强于Cr,可以通过铝热反应还原置换出,可以代替作还原剂,D正确;
故选C。
5.(25-26高三上·湖南常德·一模)水凝胶热化学电池能实现持续将热能转换为电能。一种聚丙烯酸-纤维素水凝胶热化学电池的工作原理如图,当电池两电极存在温度差异时,温差驱动、分别在两极得、失电子。下列说法不正确的是
A.升高热端电极处的温度可以降低电池的电压
B.冷端电极反应:
C.装置中设置隔热的阳离子交换膜,可更好地保持两端温差
D.在外电路中,电流由冷端电极经负载流向热端电极
【答案】A
【分析】电池工作时,在冷端电极被还原为,故冷端电极为正极;在热端电极被氧化为,故热端电极为负极。
【详解】A.升高热端电极处的温度使负极更快地失电子,可以提高电池的电压,A错误;
B.根据分析冷端电极被还原为,电极反应为:,B正确;
C.装置中设置隔热的阳离子交换膜,可防止两端热交换,更好地保持两端温差,C正确;
D.在外电路中,电流由正极(冷端电极)经负载流向负极(热端电极),D正确;
故选A。
6.(25-26高三·湖南邵阳·一模)一种高容量水系电池示意图如下。放电时,电极II上减少。下列说法错误的是
A.充电时电极I为阴极
B.放电时电极II室中溶液的升高
C.充电时从右向左通过阴离子交换膜
D.放电时电极Ⅰ的电极反应式是:
【答案】C
【分析】放电时,电极Ⅱ上MnO2减少,说明MnO2在电极Ⅱ上被还原(即MnO2得电子),因此电极Ⅱ是正极,电极Ⅰ是负极;充电时,根据放电时的反应反向推导,电极Ⅰ和电极Ⅱ分别对应阴极和阳极;阴离子交换膜允许通过,放电时从右向左移动,充电时从左向右移动;
【详解】A.充电时电极Ⅰ为阴极,A正确;
B.放电时电极Ⅱ消耗H+,pH升高,B正确;
C.充电时应从左向右迁移,而非“从右向左” ,C错误;
D.放电时电极Ⅰ为负极,MnS被氧化:,D正确;
故选C。
7.(25-26高三上·湖南省湘西土家族苗族自治州·一模)我国科技工作者研发了一种新型“酸碱混合硝酸-锌”电池,其工作原理如图所示,图中“双极膜”中间层中的解离为和,并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是
A.电池工作时,双极膜中向锌电极迁移
B.电池工作过程中,锌电极附近溶液的升高
C.催化电极的反应式:
D.当有电子通过导线时,负极区溶液质量增加
【答案】C
【详解】A.催化电极为正极,锌电极为负极,所以双极膜中应向催化电极迁移,A项错误;
B.电极的电极反应式为,消耗,故锌电极附近溶液的降低,B项错误;
C.催化电极为正极,在正极得电子发生还原反应生成,电极反应式为,C项正确;
D.锌电极反应式为,当有电子通过导线时,溶解(质量为),同时有进入负极区,负极区溶液质量增加,D项错误;
故C选项正确。
8.(25-26高三上·湖南湘东教学联盟·一模)氧化铅(PbO)在化工、电子、玻璃等多个工业领域有着广泛的应用。以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料(Pb、、)和为原料,可以制备高纯,其工艺流程如图所示。
已知:①“浸取”过程涉及以下两个反应:、;
②常温下,、。
下列说法错误的是
A.含铅废料中的来源于铅酸蓄电池的正极
B.“浸取”过程中总反应的离子方程式为
C.“滤液2”中
D.上述过程中可用代替
【答案】B
【分析】⑴浸取步骤。发生了两个反应:①(氧化为);②(还原为,循环催化)。总效果:、最终转化为沉淀,不消耗。滤渣() ,滤液1(含未反应的、等)。⑵脱硫步骤。利用沉淀转化(转化为更难溶的),(由>,转化可自发进行)。滤渣(),滤液2(含、等)。⑶煅烧步骤。高温煅烧,,产物为高纯。
【详解】A.铅酸蓄电池中,Pb做负极,做正极,故含铅废料中的来源于铅酸蓄电池的正极,A正确;
B.“浸取”过程中总反应的离子方程式为,B错误;
C. “滤液2”中,C正确;
D.根据已知①可知,反应过程中作催化剂,若用代替,溶于生成,因此可用代替,D正确;
故选B。
9.(25-26高三上·湖南株洲·一模)金属Bi对全钒液流电池负极有催化作用,放电时负极反应分两步进行,其中一步为:,电池工作原理如图所示,下列有关说法错误的是
A.放电过程中从a极区向b极区移动
B.充电时,b极区的物质的量增大
C.充电时a极的电极电势小于b极
D.放电时另一步负极电极反应式:
【答案】B
【分析】该电池放电时,负极发生的反应分两步,分别是xV2++xH++Bi=BiHx+xV3+和BiHx−xe-=xH++Bi,说明a是原电池的负极,b为正极;充电时,a为阴极,b为阳极,以此解题;
【详解】A.放电时,阳离子向正极移动, H+从负极区(a极)向正极区(b极)移动,A正确;
B.充电时b极为阳极,电极反应式为, H2O被消耗,b极区H2O的物质的量减小,B错误;
C.充电时,原电池的正极(b极)作阳极,负极(a极)作阴极,阳极电势高于阴极,故a极电势小于b极,C正确;
D.放电时,负极电极反应式为:,已知一步反应为:,则另一步反应为:,D正确;
故选B。
10.(25-26高三上·湖南郴州·一模)以不同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的NaBr溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可高效制和,装置如图所示。下列说法错误的是
A.电极b连接电源正极
B.电解总反应式为
C.电解池中电子从电极a经电解质溶液流向电极b
D.催化阶段反应产物的物质的量之比
【答案】C
【分析】采用电解和催化相结合的循环方式,可高效制和,故该装置是电解池,根据电极b的物质转化由失电子生成,故电极b是阳极;电极a为阴极,按照阴极放电顺序阴极电解水生成氢气。
【详解】A.电极b为阳极,阳极连接电源正极,A正确;
B.电解时,阴极电解水生成氢气,电极反应:;阳极失电子生成,极反应:,得失电子守恒时总反应为:,B正确;
C.电解池中电子只能通过导线传递,不能经电解质溶液(溶液中靠离子导电),C错误;
D.催化阶段被还原为,被氧化为,得失电子守恒总反应为,催化阶段反应产物的物质的量之比,D正确;
故选C。
11.(25-26高三上·湖南湘东教学联盟·一模)己二腈是制造尼龙-66的原料,工业上先以丙烯为原料制备丙烯腈,再用丙烯腈电合成己二腈,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.中键与键的个数比为
B.阴极的电极反应为
C.当电路中转移2mol电子时,理论上阳极室溶液质量减少16g
D.若以空气燃料电池为直流电源,则电极应与燃料电池中通入的一极相连
【答案】B
【分析】由图可知,Pt电极产生氧气,发生氧化反应,电极反应为,则Pt电极为阳极,同时可知碳棒电极为阴极,电极反应为:2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN,据此分析;
【详解】A.中键与键的个数比为,A错误;
B.根据分析,阴极的电极反应为,B正确;
C.阳极发生反应,当电路中转移2 mol e-时,放出0.5 mol氧气,同时有2 mol氢离子移入阴极室,所以阳极室溶液质量减少18 g,C错误;
D.Pt电极为阳极,应连接电源的正极,以空气燃料电池为直流电源时,通入的一极为负极,通入空气的一极为正极,D错误;
故选B。
12.(25-26高三上·湖南部分学校·一模)研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极反应生成乙醇和乙酸,以一定浓度的乙醛-溶液为电解质溶液,一模乙醛废水的处理过程,其装置图如下,下列说法错误的是
A.电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生了无色气体单质,则c极产生的是
B.电解过程中,d极区的物质的量增大
C.若以甲烷碱性燃料电池为直流电源,则b电极的电极反应为
D.在实际工业处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入乙醛含量为的废水,可得到乙醇2.76 kg
【答案】B
【分析】电解池中阳离子向阴极移动,Na+向d极移动,则d极为阴极,c极为阳极,阳极与电源正极相连,阴极与电源负极相连,故b为电源负极,a为电源正极。阳极(c极)发生氧化反应,乙醛被氧化为乙酸,同时有OH⁻放电生成O2(无色气体单质);阴极(d极)发生还原反应,乙醛被还原为乙醇,同时H+放电生成H2(无色气体单质)。
【详解】A.由分析可知,c电极产生了无色气体O2, 故A正确;
B.装置中为阳离子交换膜,仅允许Na+通过,无法通过。电解时Na+从c极区(阳极区)向d极区(阴极区)移动,但d极区的物质的量不变,故Na2SO4的物质的量由决定,保持不变,故B错误;
C.d极为阴极,连接直流电源负极(b极)。甲烷碱性燃料电池中,负极(b极)CH4失电子发生氧化反应,电极反应式为CH4 -8e⁻ +10OH⁻ = +7H2O,故C正确;
D.阴极区注入1 m3废水,乙醛含量4400 mg/L,总质量为4400 mg/L×1000 L= 4400 g,物质的量为4400 g 44 g/mol = 100 mol。去除率60%,则反应的乙醛为60 mol,生成乙醇60 mol,质量为60 mol × 46 g/mol = 2760 g= 2.76 kg,故D正确;
故答案选B。
13.(25-26高三上·湖南永州·一模)采用电解和催化相结合的循环方式,以Pt为电极,电解NaBr溶液,可实现高效制H2和 O2,装置如图所示。下列说法正确的是
A.电极a连接电源正极
B.电解过程中需不断补充 NaBr
C.b电极反应式为
D.催化反应生成的n(Z) :n(Br⁻)=2:3
【答案】C
【分析】由图可知,在电极b被氧化成为,其失去电子,因此电极b为阳极,电极反应为,故电极a为阴极,其电极反应为,因此X为;在催化剂的作用下,被还原成从而得到循环利用,结合题目条件可推导出Z为;
【详解】A.由分析可知,电极a为阴极,连接电源负极,A错误;
B.题中为“循环方式”,在电解时被氧化为,在催化过程中又转化回,形成的循环利用,故无需补充NaBr,B错误;
C.由分析可知,电极b为阳极,电极反应为,C正确;
D.催化反应中转化为和Z(),方程式为,则催化反应生成的n(Z) :n(Br⁻)=3:2,D错误;
故选C。
14.(25-26高三上·湖南益阳·一模)硫酸厂烟气中可用碱吸—电解法进行处理。先用NaOH溶液吸收,再将生成的溶液进行电解,其原理如下图所示,下列说法错误的是
A.电极a与电源的正极相连
B.电极b上发生的电极反应式为
C.半透膜Ⅰ为阳离子交换膜,半透膜Ⅱ为阴离子交换膜
D.标准状况下,若收集到22.4 L的气体G,则有1 mol M离子移向左室
【答案】C
【分析】由图可知,a电极上稀硫酸转化为浓硫酸,过程中的量增大,是由发生氧化反应得到,则电极a为阳极,电极b为阴极,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,电极a为阳极,与外接电源正极相连,A正确;
B.电极b为阴极,电极上稀NaOH溶液转化为浓NaOH溶液,过程中OH-浓度增大,则发生电极反应,B正确;
C.通过半透膜到电极a发生氧化反应,则半透膜Ⅰ为阴离子交换膜,半透膜Ⅱ应为阳离子交换膜,C错误;
D.标准状况下,若收集到22.4 L的气体H2,可知转移电子数为2 mol,根据内外电路转移电子数目相等,可知有1 mol 通过膜Ⅰ进入左室,D正确;
故选C。
电解质溶液题型二
15.(25-26高三下·湖南长沙景雅高中等校·一模)在25℃,将溶液滴入溶液中,随着溶液的滴入,溶液中、、的变化如图所示。
已知:①硒酸的电离方程式为、;
②的,。下列说法不正确的是
A.图中曲线①和②分别表示、的变化
B.当溶液滴入时,溶液中存在:
C.点处对应的溶液中存在:
D.25℃,等浓度的溶液和溶液的:
【答案】D
【详解】A.根据已知条件,第一步完全电离生成和,第二步不完全电离,因此,初始时浓度应大于,随溶液不断滴加,被中和,、均减小,增大,曲线①符合变化趋势,曲线②符合变化趋势,曲线③符合变化趋势,A正确;
B.时,溶液中K元素Se元素的物质的量之比为,根据物料守恒,则有,B正确;
C.M点即曲线①和曲线③交点,此时,有电荷守恒:,联立两式得:,由图像可知,此时,所以,C正确;
D.由图像可知,得曲线②与曲线③交点处,此时,则的电离常数,由于只电离不水解,所以溶液显酸性。根据已知条件,的,,可知的水解常数,的电离程度大于水解程度,所以溶液显酸性,,所以等浓度的溶液和溶液相比,的酸性更强,更小,D错误;
故答案选D。
16.(25-26高三下·湖南怀化·一模)常温下,将1.00 mol/L NaOH溶液加入(二元弱酸)中,随NaOH溶液的不断加入,含A的相关微粒的物质的量浓度及pH变化如图所示,下列说法正确的是
A.该溶液中的数量级为
B.时,
C.调pH至12的过程中,水的电离程度先减小后增大
D.时,
【答案】D
【分析】随NaOH溶液的加入,逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大,进而可以判断各曲线所表示的微粒,,当时,,则; ,时,则。
【详解】A.由图可知,溶液加氢氧化钠溶液前pH在2与3之间,则数量级为10-3,故A错误;
B.时,,溶液中存在电荷守恒:,此时溶液呈碱性,则,即存在,此时,则,故B错误;
C.向溶液中加入NaOH溶液调pH至12的过程中,先生成易水解的盐,促进了水的电离,氢氧化钠过量后抑制水电离,所以水的电离程度先增大后减小,故C错误;
D.,时,,所以,故D正确;
选D。
17.(25-26高三上·湖南岳阳·一模)用溶液分别滴定体积均为20 mL、浓度均为溶液和HX溶液,溶液的pH随加入NaOH溶液体积的变化如图,下列说法中正确的是
A.曲线①表示的是HX溶液的滴定曲线
B.M点:
C.P点和N点溶液混合,所得溶液呈酸性
D.向N点溶液中通入至溶液:
【答案】D
【分析】HCl是强酸, HCl起始;HX若为弱酸,不完全电离,起始。因此:曲线①为HCl滴定曲线,曲线②为HX滴定曲线
【详解】A.曲线①起始,对应强酸HCl的滴定曲线,不是HX,A错误;
B.M点加入,溶质为等物质的量的和,物料守恒:,电荷守恒:联立两式消去得:,M点,,因此,B错误;
C.P点(HCl滴定,加)溶质为等物质的量和,N点(HX滴定,加)溶质为;混合后与反应,最终溶液中,,即得到等物质的量的HX和NaX,由M点(同浓度)可知,C错误;
D.N点溶质为,通入至时:电荷守恒:,因,得,物料守恒(X元素守恒):,联立两式得:,D正确;
故选D。
18.(25-26高三上·湖南湘东教学联盟·一模)通过理论计算,常温下,溶液中各粒子分布系数与溶液pH的关系如图1所示。向溶液(溶液)中逐滴滴入等体积溶液,充分反应,测得溶液中各粒子分布系数与混合液的关系如图2所示。下列说法错误的是
A.溶液中粒子浓度关系为
B.图1中,表示
C.根据图2,时,仅发生反应:
D.由图可知,常温下,
【答案】C
【详解】A.溶液中,、分别会发生水解:、,由题干可知,常温下,该溶液的,溶液呈碱性,即c(OH-)>c(H+),则的水解程度小于,导致,且、在溶液中大量存在,则该溶液中粒子浓度关系为:,A正确;
B.由图2可知,pH在7.7~9.7之间,的分布系数随pH增大而减小,即逐渐转化为NH3·H2O,再结合图1可知,对应的微粒的分布系数在pH=7.7~9.7之间也随pH增大而减小,则表示,B正确;
C.根据图2,时,随着pH的增大,的分布系数减小,NH3·H2O的分布系数增大,说明发生了反应:,同时的分布系数微微增大,说明时,不仅仅发生了与的反应,应有其他反应发生,且该反应生成了,C错误;
D.由图2可知,时,随着pH的增大,的分布系数减小,的分布系数增大,再结合图1可知,表示,表示,且当pH=10.33时,与的分布系数相等,则常温下,Ka2(H2CO3)=,D正确;
故选C。
19.(25-26高三上·湖南部分学校·一模)是二元弱酸,不发生水解。25℃时,向足量的难溶盐MA粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中与pH的关系如下图所示。
已知:25℃时,、,
下列说法不正确的是
A.25℃时,MA的溶度积常数的数量级是
B.时,溶液中
C.时,溶液中
D.时,溶液中
【答案】C
【分析】
MA存在沉淀溶解平衡:,向足量的难溶盐粉末中加入稀盐酸,发生反应,继续加盐酸发生反应,由,可知,当时,pH=1.6,,则时,pH=6.8,,当时,pH=4.2,则可将图像转化为进行分析;
【详解】A.溶液中存在物料守恒:,当pH=6.8时,,很低,可忽略不计,则,,,则,数量级为,A正确;
B.根据物料守恒:,,由图像可知,pH=1.6时,成立,由电荷守恒:,结合物料守恒,约掉得到,由图像可知,且,则,故离子浓度顺序:,B正确;
C.由图像可知,时,溶液中,C错误;
D.时,,根据电荷守恒关系:,将物料守恒代入,约掉得到,化简得到,D正确;
故答案为C。
20.(25-26高三上·湖南益阳·一模)某含锶(Sr)废渣主要含有、、、和等,一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。已知25℃时,,;Sr的化学性质与Ba类似。下列说法错误的是
A.“浸出液”中主要的金属离子有、、
B.“盐浸”中沉淀转化的离子方程式为,其平衡常数
C.溶液不可用溶液替代
D.由制备无水时需在HCl气流中加热
【答案】D
【分析】含锶()废渣主要含有和等,加入稀盐酸酸浸,碳酸盐溶解进入浸出液,浸出渣1中含有,加入溶液,发生沉淀转化,,得到溶液,经过系列操作得到晶体。
【详解】A.由分析可知,碳酸盐均能溶于盐酸,“浸出液”中主要的金属离子有、、,A正确;
B.由分析可知,“盐浸”中沉淀转化的离子方程式为,该反应的平衡常数,B正确;
C.使用溶液会引入杂质,所以不能用溶液替代溶液,C正确;
D.Sr的化学性质与Ba类似,为强碱,则也是强碱,不水解,故由制备无水时无需在HCl气流中加热,D错误;
故选D。
21.(25-26高三上·湖南永州·一模)工业上可用低品位锰矿(主要成分MnO2,含 Fe、Al、Ni、Pb等元素的杂质)制备高纯二氧化锰,工艺流程如图所示。下列说法错误的是
已知:常温下
A.“焙烧”前,需对低品位锰矿进行粉碎处理
B.“除铝”时, 可用足量的 NaOH溶液代替NH3·H2O
C.“除镍铅”后的滤液中,
D.“沉锰”时,反应的离子方程式为:
【答案】B
【分析】低品位锰矿(主要成分MnO2,含 Fe、Al、Ni、Pb等元素的杂质)通入氧气,加入硫酸亚铁进行焙烧,浸取除去氧化铁,加入一水合氨,将铝离子转化为氢氧化铝除去,加入硫化钠,生成硫化镍、硫化铅沉淀除去镍铅,最后加入一水合氨、碳酸氢铵将锰离子转化为碳酸锰沉淀,空气中煅烧碳酸锰生成二氧化锰固体。
【详解】A.粉碎低品位锰矿可增大固体表面积,提高焙烧时的反应速率和原料利用率,A正确;
B.“除铝”需将转化为沉淀除去,为弱碱,与反应生成沉淀且过量不溶解;而足量NaOH会与反应生成可溶性,无法沉淀,不能代替氨水,B错误;
C.“除镍铅”时生成PbS和NiS沉淀,滤液中相同,故,C正确;
D.“沉锰”时,一水合氨提供氢氧根与碳酸氢根反应生成,再与结合为沉淀,D正确;
故选B。
22.(25-26高三上·湖南永州·一模)25℃时, 向含有1mol甘氨酸盐酸盐 (HOOCCH2NH3Cl) 的溶液中加入 NaOH固体,体系中 三种粒子的分布系数随溶液pH 变化的关系如图所示。
已知: 中 的分布系数:δ(A2-)=
下列说法错误的是
A.曲线a代表
B.Ka1的数量级为
C.n点溶液: c(
D.pH=7时溶液中
【答案】C
【分析】向HOOCCH2NH3Cl溶液中加入氢氧化钠固体时,溶液pH增大,溶液中浓度减小,浓度先增大后减小,浓度先不变后增大,则曲线a代表 、曲线b代表、曲线c代表;由图可知,溶液pH为2.4时,溶液中c()=c(),则电离常数Ka1== c(H+)=10—2.4,同理可知,Ka2=10—9.6。
【详解】A.由分析可知,曲线a代表、曲线b代表、曲线c代表,A正确;
B.由分析可知,电离常数Ka1=10-2.4≈4×10-3,则电离常数的数量级为10-3,B正确;
C.n点溶液中存在电荷守恒关系:c(Na+)+c(H+)+c()=c(Cl-)+c(OH-)+c(),存在物料守恒关系:c(Cl-)= c()+c()+c(),由分析可知,溶液中c()=c(),整合可得:,C错误;
D.由图可知,pH=7时,溶液中c()最大,的水解常数Kh===10—11.6<Ka2,则在溶液中的电离程度大于水解程度,溶液中,所以离子浓度的大小顺序为:,D正确;
故选C。
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专题07电化学
电解质溶液
售考点概览
题型一电化学
题型二电解质溶液
题型
电化学
1.(25-26高三下·湖南长沙景雅高中等校·一模2025年9月,我国科学家研发全球首例
CeH,CeH,@BaH,NaAIH4全固态氢负离子原型电池,工作原理如图所示。电池的总反应为
放电
3NaAH,+CeH,Na,AIH,+2Al+CeH.
电极a
CeH.
3CeH.@BaH,
NaAIH
电极b
下列说法不正确的是
A.充电时,电极a应该接电源的负极
B.该电池采用固态电解质,不易起火,安全性高
C.电动汽车行驶时,电极b发生的反应为3 NaAIH4+6e=Na,AIH。+2Al+6H
D.充电时,每消耗0.3 nolCeH3,阳极或阴极的质量变化都为0.2g
2.(25-26高三下·湖南怀化一模钠离子电池因原料资源丰富、成本低廉和低温性能优异等优势,成为储能
领域的研究热点。某钠离子电池结构如图所示,电极A的材料为Na,MnFe(CN)。(普鲁士白,0<x≤2),
电极B的材料为Na,C,(嵌钠硬碳)。下列说法正确的是
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电源H
用电器
0
00
●
Na Mn[Fe(CN)]/Mn[Fe(CN)]Na,C,/NaC.
A.放电时,外电路通过amol电子时,有a mol Na*转移到电极B
B.用该电池电解精炼铜,当电池中迁移1 mol Na*时,理论上可获得64g纯铜
C.充电时,电极B与外接直流电源的正极相连
D.放电时,正极的电极反应式可表示为:Mn[Fe(CN),]+xNa+xe=Na,Mn[Fe(CN)。]
3.25-26高三上·湖南岳阳一模我国科学家开发了如图所示的电化学装置,实现了H,02的制备和废弃PET
的回收利用。下列说法错误的是
电源
B
甲酸盐
H02
入乙二醇
021
KOH溶液
KOH溶液
阴离子
交换膜
A.溶液中OH移向电极B
B.电极B的电势高于电极A的电势
C.阴极区发生的反应为:0,+2e+2H,0=H,0,+20H
D.工作一段时间后,电极B一侧的溶液pH变大
4.(25-26高三上·湖南岳阳一模金属铬(Cr)常用于制造不锈钢和仪器仪表的金属表面镀铬。由FCr,04(亚
铬酸亚铁)制备Cr的流程如下。下列说法错误的是
NaC03空气
稀H2SO4
炭
Si
FeCr2O4→
Na,CrO4.
反应①
反应②
反应③
Cr203
反应④
Cr
Fe2O3
Na,CO+CO
A.若要在金属表面镀铬,应该将待镀金属作阴极
B.反应①中发生的反应是4FeCr,0,+8Na,C03+702=2Fe,0,+8Na,Cr0,+8C02
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C.反应②可以用浓盐酸代替稀硫酸,反应速率更快
D.反应④中的Si可以用A1来代替作还原剂置换Cr
5.(25-26高三上·湖南常德·一模水凝胶热化学电池能实现持续将热能转换为电能。一种聚丙烯酸-纤维素水
凝胶热化学电池的工作原理如图,当电池两电极存在温度差异时,温差驱动F+、®+分别在两极得、失
电子。下列说法不正确的是
负载
热
端
电
极
●Fe3+OFe24
A.升高热端电极处的温度可以降低电池的电压
B.冷端电极反应:Fe++e=Fe2
C.装置中设置隔热的阳离子交换膜,可更好地保持两端温差
D.在外电路中,电流由冷端电极经负载流向热端电极
6.(25-26高三·湖南邵阳·一模一种高容量水系电池示意图如下。放电时,电极Ⅱ上M02减少。下列说法
错误的是
0
S/MnS
阴离子、
MnO.
交换膜
MnSO
MnSO
H2SO4
溶液
溶液
A.充电时电极I为阴极
B.放电时电极Ⅱ室中溶液的pH升高
C.充电时SO}从右向左通过阴离子交换膜
D.放电时电极I的电极反应式是:MnS-2e=S+Mn2+
7.(25-26高三上·湖南省湘西土家族苗族自治州一模我国科技工作者研发了一种新型“酸碱混合硝酸-锌”
电池,其工作原理如图所示,图中“双极膜”中间层中的H,0解离为H+和OH,并在电场作用下分别向两极
迁移。下列说法正确的是
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用电器
双极膜
工
锌
NO
极
化电
Zn(OH好
NH:
碱性溶液
酸性溶液
A.电池工作时,双极膜中H*向锌电极迁移
B.电池工作过程中,锌电极附近溶液的pH升高
C.催化电极的反应式:NO,+8e+10H+=NH+3H,0
D.当有1mol电子通过导线时,负极区溶液质量增加32.5g
8.(2526高三上·湖南湘东教学联盟·一模氧化铅PbO)在化工、电子、玻璃等多个工业领域有着广泛的应用。
以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料(Pb、PbO2、PbS0,)和HS0,为原料,可以制备高纯Pb0,其工艺流程如
图所示。
FeSO,溶液、稀硫酸Na,CO3溶液
C02
个
魔辑
脱硫→煅烧→Pb0
滤液1
滤液2
已知:①浸取”过程涉及以下两个反应:2FeS0,+Pb0,+2H,S04=Fe2(S0,,+PbS04+2H,0、
Fe2 (SO.)+Pb=2FeSO,+PbSO,;
②常温下,Kn(PbS0:=2.5×10-8、K (PbC0,=7.4×104。
下列说法错误的是
A.含铅废料中的PbO2来源于铅酸蓄电池的正极
B.“浸取”过程中总反应的离子方程式为Pb+Pb0,+4H®兰
2Pb2++2H,0
cSO】
C.“滤液2”中
≈3.4×103
e(co)
D.上述过程中可用FeO代替FeSO,
9.(25-26高三上·湖南株洲一模金属B1对全钒液流电池负极有催化作用,放电时负极反应分两步进行,其
中一步为:xV2++xH++Bi=BH,+xV3+,电池工作原理如图所示,下列有关说法错误的是
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V2+/V3+
VO2/VO
H,S0.(aq)月
H.SO,(aq)
质子交换膜
A.放电过程中H*从a极区向b极区移动
B.充电时,b极区H,O的物质的量增大
C.充电时a极的电极电势小于b极
D,放电时另一步负极电极反应式:BiH,-xe=xH+Bi
10.(25-26高三上·湖南郴州一模以不同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的NaBr溶液为电解液,采用电
解和催化相结合的循环方式,可高效制H,和O2,装置如图所示。下列说法错误的是
电源H
Br
催化剂
泵
BrO;
A.电极b连接电源正极
B.电解总反应式为Br+3H,0电解B0;+3H,个
C.电解池中电子从电极a经电解质溶液流向电极b
D.催化阶段反应产物的物质的量之比n(Z):n(Br)=3:2
11.25-26高三上·湖南湘东教学联盟一模己二腈NC(CH2)4CN是制造尼龙-66的原料,工业上先以丙烯
为原料制备丙烯腈(CH,=CHCN),再用丙烯腈电合成己二腈,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
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CH=CHCN
Pt
棒
CCH,C甲室
稀
乙室
广
有机电解质
酸
离子交换膜
A.CH2=CHCN中o键与π键的个数比为3:2
B.阴极的电极反应为2CH,=CHCN+2e+2H=NC(CH,),CN
C.当电路中转移2mol电子时,理论上阳极室溶液质量减少16g
D.若以CH,-空气燃料电池为直流电源,则Pt电极应与燃料电池中通入CH4的一极相连
12.(25-26高三上·湖南部分学校·一模研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、
能耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极反应生成乙醇和乙酸,以一定浓度的乙醛Na,SO,溶液为
电解质溶液,一模乙醛废水的处理过程,其装置图如下,下列说法错误的是
直流电源
HT-
Na-
废水
废水
阳离子交换膜
A.电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生了无色气体单质,则c极产生的是0,
B.电解过程中,d极区NaSO4的物质的量增大
C.若以甲烷碱性燃料电池为直流电源,则b电极的电极反应为CH,-8e+10OH=CO;+7H,0
D.在实际工业处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1m3乙醛含量为
4400mgL的废水,可得到乙醇2.76kg
13.(25-26高三上·湖南永州一模采用电解和催化相结合的循环方式,以Pt为电极,电解NaBr溶液,可
实现高效制H2和O2,装置如图所示。下列说法正确的是
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电源
Br
催化剂
泵
BrO,
A.电极a连接电源正极
B.电解过程中需不断补充NaBr
C.b电极反应式为Br-6e+3H,0=Br0;+6H
D.催化反应生成的n(Z):nBr)=2:3
14.(25-26高三上·湖南益阳·一模硫酸厂烟气中SO2可用碱吸一电解法进行处理。先用NaOH溶液吸收SO2
,再将生成的NaSO,溶液进行电解,其原理如下图所示,下列说法错误的是
Na2SO3
溶液
G
a
b
浓硫酸
NaOH
M
浓溶液
稀硫酸→
NaOH
稀溶液
半透膜I
半透膜Ⅱ
A.电极a与电源的正极相连
B.电极b上发生的电极反应式为2H,0+2e=20H+H,个
C.半透膜I为阳离子交换膜,半透膜Ⅱ为阴离子交换膜
D.标准状况下,若收集到22.4L的气体G,则有1molM离子移向左室
题型二
电解质溶液
15.
(25-26高三下·湖南长沙景雅高中等校·一模在25℃,将0.10mol/LK0H溶液滴入
10.00mL0.10mol/LH,Se0,溶液中,随着K0H溶液的滴入,溶液中cH)、c(SeO?)、c(HSeO4)的变化
如图所示。
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0.10
-①
(1-T1ow)
0.05
②
M
③
0.01
0
5
10
20
VKOH(aq)]/mL
己知:①硒酸的电离方程式为H,Se0,=H+HSeO:、HSeO:≠H+SeO;
②H,S0,的K1=1.4×102,K2=6.0×10-8。下列说法不正确的是
A.图中曲线①和②分别表示cH)、c(HSeO,)的变化
B.当K0H溶液滴入15mL时,溶液中存在:2cK)=3c(HSeO)+3cSeO?)
C.M点处对应的溶液中存在:cK)<2 (HSeO,)+c(OH)
D.25C,等浓度的KHSeO,溶液和KHSO,溶液的pH:KHSeO,>KHSO,
16.(25-26高三下·湖南怀化一模常温下,将1.00 mol/L NaOH溶液加入H,A(二元弱酸)中,随NaOH溶液
的不断加入,含A的相关微粒的物质的量浓度及pH变化如图所示,下列说法正确的是
12E
10
10
8
/(mol-L
10-2
103
104
2
105
0.01a0.02
0.03
V(NaOH溶液)L
A.该H,A溶液中cH)的数量级为102
B.'(Na0H溶液=aL时,cNa*)<3c(A2-)
C.调pH至12的过程中,水的电离程度先减小后增大
D.pH=5时,c(H,A)=100cA2-)
17.(25-26高三上·湖南岳阳一模用0.1molL1Na0H溶液分别滴定体积均为20mL、浓度均为
0.1mol·LHC1溶液和HX溶液,溶液的pH随加入NaOH溶液体积的变化如图,下列说法中正确的是
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pH个
11
N
9
②
①
0
10
203040
NaOH溶液)/mL
A.曲线①表示的是HX溶液的滴定曲线
B.M点:c(HX)-c(X)<cOH-c(H)
C.P点和N点溶液混合,所得溶液呈酸性
D.向N点溶液中通入0.1mol·LHC1至溶液pH=7:c(HX)=cCI)
18.(25-26高三上·湖南湘东教学联盟一模通过理论计算,常温下,NH,HC03溶液中各粒子分布系数与溶
液pH的关系如图1所示。向20mL0.1mol/LNH,HC0,溶液(0.1mol/LNH,HC0,溶液pH=7.7)中逐滴滴入
等体积0.1mol/LNa0H溶液,充分反应,测得溶液中各粒子分布系数与混合液pH的关系如图2所示。下列
说法错误的是
1.0
0.8
as
0.6
8
0.4
0.2
3
5
6.377
99.2510.3311
13
pH
图1NH,HCO,溶液中各粒子分布系数图
1.0E
0.9
HCO:
0.8
0.7
NH
0.6
80.5
0.4
0.3
NH,H2O
0.2
CO2
0.1
7.98.18.38.58.78.99.19.39.59.7
DH
图2NH,HCO,溶液中加入NaOH溶液后的各粒子分布系数图
A.O.lmol/LNH,HCO,溶液中粒子浓度关系为cNH4)>cHCO,)>cOH)>cH)
B.图1中,O表示NH
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C.根据图2,pH<8.5时,仅发生反应:NH+OH=NH3H,0
D.由图可知,常温下,K2(H,C0)=10-1
19.(25-26高三上·湖南部分学校·一模H,A是二元弱酸,M2+不发生水解。25℃时,向足量的难溶盐MA
粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中g[c(M2)(mo1L门与pH的关系如下图所示。
0
a(1.6,-0.4)
-1
-2
b(6.8,-3.0)
-3
2
345678
pH
己知:25C时,KH,A)=1016、K2(H,A=1068,lg2-0.3
下列说法不正确的是
A.25℃时,MA的溶度积常数的数量级是107
B.p1.6时,溶液中cC)>c(M2+)>c(HA)>cA2
C.pH=4.5时,溶液中c(HA)>c(H2A)>cA2
D.pH-6.8时,溶液中cH)+2c(H,A)+c(HA)=cCI)+cOH)
20.(25-26高三上·湖南益阳一模某含锶(Sr)废渣主要含有Si02、SSO,、srC0,、CaC0,和MgCO,等,一
种提取该废渣中锶的流程如下图所示。己知25C时,Kn(SrS0,)=106.6,Kn(BS04)=109,97;Sr的化学
性质与Ba类似。下列说法错误的是
稀盐酸
BaCL2溶液
浸出渣1
含锶废渣
酸浸
盐浸
+SrCl2溶液→SrCl2·6H2O
浸出液
浸出渣2
A.“浸出液”中主要的金属离子有Sr2+、Ca2+、Mg2
B.“盐浸”中沉淀转化的离子方程式为SrS0,(s+Ba2+(aq)=BaS0,(s+Sr2+(aq,其平衡常数
K=10351
C.BaCl,溶液不可用Ba(NO,),溶液替代
D.由SrCL2·6H,O制备无水SrCl2时需在HCI气流中加热
21.(25-26高三上·湖南永州一模工业上可用低品位锰矿(主要成分MnO2,含Fe、Al、Ni、Pb等元素的杂
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质)制备高纯二氧化锰,工艺流程如图所示。下列说法错误的是
①空气
NH4HCO
②FeSO,
NH3.H2O
Na,S
NHH20空气
低品位→焙烧
浸取
除铝
除镍铅
沉锰一煅烧
→MnO2
锰矿
Fe203
己知:常温下K(PbS)=8.0×10-28、Kn(NiS)=1.0×10-21。
A.“焙烧”前,需对低品位锰矿进行粉碎处理
B.“除铝”时,可用足量的NaOH溶液代替NH,H2O
C.“除镍铅”后的滤液中,c(Pb2+):cNi2+)=8.0×107
D.“沉锰”时,反应的离子方程式为:HCO;+NH,H,0+Mn2+=MnC0,↓+NH+H,0
22.(25-26高三上·湖南永州一模25℃时,向含有1mol甘氨酸盐酸盐(HOOCCH2NH,C)的溶液中加入
NaOH固体,体系中NHCH,COOH、NHCH,COO、NH,CH,COO三种粒子的分布系数随溶液pH变化
的关系如图所示。
δ◆
b
1.0
2
0.75
0.5
n
0.25
0
2.44
89.612pH
己知:H,A中A2-的分布系数:δA2)
c(A2)
c(H,A)+cHA)+cA2
下列说法错误的是
A.曲线a代表NHCH,COOH
B.K的数量级为103
C.n点溶液:c(NH,CH,COO)+c(OH)=c(H)+c(NHCH,COOH+cNa)
D.pH=7时溶液中:c(NH;CH,COO)>cNH,CH,COO)>c(NHCH,COOH
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