精品解析：北京市铁路第二中学2025-2026学年高二上学期12月月考化学试题

北京市铁路第二中学2025-2026学年高二上学期12月月考化学试题 第一部分 (选择题 56分) 本部分共14题，每题4分，共56分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 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．天然气燃气灶 B．太阳能电池 C．氢氧燃料电池 D．电解熔融NaCl A. A B. B C. C D. D 2. 如图是某同学设计的原电池装置，下列说法正确的是 A. 电极I上发生氧化反应 B. 电极Ⅱ的电极反应式为 C. 该原电池的总反应为 D. 盐桥中装有含氯化钾饱和溶液和琼胶，其作用是传递电子 3. 下列有关电解应用的图示中，完全正确的是 A．电解制铝 B．粗铜的精炼 C．铁片上镀锌 D．验证电解NaCl溶液的产物 A. A B. B C. C D. D 4. 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 5. 按下图装置实验，若x轴表示负极流出的电子的物质的量，则y轴应表示(　　) ①c(Ag＋)　②c(NO3-)　③a棒的质量　④b棒的质量 ⑤溶液的质量 A. ①③ B. ③④ C. ①②④ D. ② 6. 破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，下列说法不正确的是 A. 氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B. 随着腐蚀的进行，溶液pH变大 C. 铁上发生氧化反应 D. 每生成标准状况下，消耗0.010 mol Zn 7. 镁—过氧化氢燃料电池系统的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A. 电池的负极反应式为 B. 电池工作时，向负极移动 C. 电池工作一段时间后，溶液的pH增大 D. 电池总反应为 8. 利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产，下列说法正确的是 A. 氯碱工业中，Y附近能得到NaOH B. 铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是溶液 C. 电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D. 外加电流法中，X是待保护金属 9. 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： 10. 下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，不正确的是 操作 现象 一段时间后，①中铁钉裸露在外的附近区域变红，②中…… A. NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路 B. ①中变红是因为发生反应，促进了水的电离 C. ②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红 D. ①和②中发生的氧化反应均可表示为(M代表锌或铁) 11. 下列电极反应式与环境或情境相匹配的选项是 选项 电极反应式 环境或情境 A O2+2H2O+4e-=4OH- 碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应 B 4OH--4e-=O2↑+2H2O 弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀 C Cu-2e-=Cu2+ 粗铜精炼时，阳极的主要反应 D H2-2e-=2H+ 用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应 A. A B. B C. C D. D 12. 我国科学家研究出一种新型的可充电水系电池，放电时装置如下图所示，其中双极膜间的电离出的和可以分别通过膜移向两极，下列说法正确的是 A. 放电时，双极膜间的电离出移向右室 B. 放电时，极的电极反应式为 C. 充电时，极接外接电源正极，实现电能转化为化学能 D. 充电时，当电路中转移电子时，理论上沉积 13. 新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其装置示意图如下。当闭合K2时，该电池的工作原理为。下列关于该电池的说法正确的是 A. 放电时，电子从N电极经导线流向M电极 B. 放电时，正极的电极反应式： C. 充电时，外加直流电源的正极与M电极相连 D. 充电时，电路中每通过1mol，左室溶液增加2mol 14. 以不同材料修饰的为电极，一定浓度的溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法错误的是 A. 电极a连接电源负极 B. 加入Y的目的是补充 C. 电解总反应式为 D. 催化阶段反应产物物质的量之比 第二部分(非选择题44分) 15. 化学原理在能量转换、物质合成等方面应用广泛。 （1）下图是常见电化学装置图。 ①负极材料为Zn，其在此装置中的作用是______(写出两点)。 ②若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中，电流计指针也发生偏转，推测：其中一个为原电池，一个为电解池，写出a端上的电极反应式：______。 （2）下图是氯碱工业(电解饱和NaCl溶液)的示意图。 ①电解饱和NaCl溶液的离子方程式是______。 ②NaOH溶液从______(填“b”或“c”)口导出。结合化学用语解释NaOH在此区域生成的原因：______。 16. 辉铜矿(主要成分为)经火法冶炼，可制得Cu和，流程如下图所示： （1）中Cu元素的化合价是______。 （2）Ⅱ中，电解法精炼粗铜(含少量)，电解质溶液为溶液。 ①粗铜应与直流电源的______(填“正”或“负”)极相连。 ②铜在阴极析出，而铁以离子形式留在电解质溶液中的原因是______。 （3）Ⅲ中，烟气(主要含)在较高温度下可由下图所示的方法脱除，并制得。 ①在阴极放电的物质是______。 ②在阳极生成的电极反应式是______。 17. 某化学小组以铜为阳极、石墨为阴极，研究在不同的电解质溶液中铜被氧化的价态及产物。实验装置如图所示(电源装置略去)。 资料：i．Cu2O为砖红色，CuCl为白色，CuOH为黄色且易分解 ii．[Cu(NH3)2]+为无色，在空气中易被氧化为深蓝色[Cu(NH3)4]2+ iii．25 ℃时，Ksp(CuCl)=1.2×10－6，Ksp(CuOH)= 1.2×10－14 实验记录如下： 实验 电解质溶液(3 mol/L) 现象 铜电极附近 石墨电极 I H2SO4 溶液变蓝 产生无色气泡，一段时间后有少量红色金属析出 II NaOH 出现黄色浑浊，很快变为砖红色 产生无色气泡 III NaCl 出现白色浑浊，浑浊向下扩散，一段时间后，下端白色沉淀变黄，最终为砖红色 产生无色气泡 IV KI 迅速产生棕褐色的物质，滴入1 滴淀粉溶液， 立即变为蓝色；取出铜电极洗净检验，无变化 产生无色气泡 （1）I中铜电极的电极反应式是___________。 （2）II中沉淀由黄色变为砖红色的化学方程式是___________。 （3）将III中所得白色沉淀过滤，充分洗涤，进行下列实验，证实该沉淀为CuCl。 ①证明III中所得白色沉淀中有Cu+的证据是___________。 ②步骤iii的操作是___________。 （4）III中下端白色沉淀最终变为砖红色的原因是：白色沉淀为CuCl，___________，CuOH不稳定易分解为砖红色的Cu2O。 （5）IV中Cu未被氧化的原因是________。 （6）综上，铜被氧化的价态及产物与________有关。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市铁路第二中学2025-2026学年高二上学期12月月考化学试题 第一部分 (选择题 56分) 本部分共14题，每题4分，共56分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 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．天然气燃气灶 B．太阳能电池 C．氢氧燃料电池 D．电解熔融NaCl A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．天然气燃气灶是把化学能转化为热能，A不符合题意； B．太阳能电池是把太阳能转化为电能，B不符合题意； C．氢氧燃料电池是把化学能转化为电能，C符合题意； D．电解熔融的NaCl是将电能转化为化学能，D不符合题意； 故选C。 2. 如图是某同学设计的原电池装置，下列说法正确的是 A. 电极I上发生氧化反应 B. 电极Ⅱ的电极反应式为 C. 该原电池的总反应为 D. 盐桥中装有含氯化钾饱和溶液和琼胶，其作用是传递电子 【答案】C 【解析】 【分析】首先判断原电池正负极：Cu可与发生自发氧化还原反应，Cu还原性更强，因此电极Ⅱ（Cu）为负极，电极I（Pt）为正极，据此分析选项： 【详解】A．原电池中正极发生还原反应、负极发生氧化反应，电极I是正极，发生还原反应，A错误； B．电极Ⅱ是Cu负极，Cu失电子生成，电极反应为，B错误； C．该原电池的自发氧化还原反应为Cu与反应生成和，总反应为，C正确； D．盐桥通过离子定向移动平衡半电池电荷，电子只在外电路导线中移动，不通过盐桥传递，D错误； 答案选C。 3. 下列有关电解应用的图示中，完全正确的是 A．电解制铝 B．粗铜的精炼 C．铁片上镀锌 D．验证电解NaCl溶液的产物 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．电解制铝需电解熔融氧化铝，因为共价化合物，熔融状态不导电，无法电解，A错误； B．粗铜精炼时，阳极用粗铜（接电源正极），阴极用纯铜（接电源负极），电解质为溶液，阳极粗铜中Cu及活泼杂质失电子，阴极得电子析出纯铜，装置电极连接错误，B错误； C．铁片上镀锌需镀层金属Zn作阳极（接电源正极），待镀铁片作阴极（接电源负极），若Fe为阳极则Fe失电子，无法实现镀锌，C错误； D．根据电子移动方向，左侧为阴极，右侧为阳极，阳极产生需通入淀粉-KI溶液检验（变蓝），阴极产生和NaOH（酚酞变红），可以用向下排空气法收集氢气，D正确； 故选D。 4. 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 【解析】 【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。 5. 按下图装置实验，若x轴表示负极流出的电子的物质的量，则y轴应表示(　　) ①c(Ag＋)　②c(NO3-)　③a棒的质量　④b棒的质量 ⑤溶液的质量 A. ①③ B. ③④ C. ①②④ D. ② 【答案】D 【解析】 【分析】Fe、Ag、AgNO3构成的原电池中，活泼金属Fe为负极，Ag为正极，Fe和硝酸银之间发生氧化还原反应，在负极上质量减轻，正极上析出金属银。 【详解】根据图中装置实验，Fe、Ag、AgNO3构成的原电池中，活泼金属Fe为负极，Ag为正极，Fe和硝酸银之间发生氧化还原反应，在负极上金属铁本身失电子，即a棒质量减轻，正极Ag上析出金属银，银离子得电子析出金属Ag，所以正极质量增加，银离子浓度减小，①错误；硝酸根离子浓度不变，②正确；a棒为铁电极，做负极，失电子，质量减轻，③错误；b棒上有银析出，质量增加，④错误；在转移电子相等情况下，析出金属多，所以溶液质量减轻，⑤错误，所以y轴只能表示②，故选：D。 6. 破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，下列说法不正确的是 A. 氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B. 随着腐蚀的进行，溶液pH变大 C. 铁上发生氧化反应 D. 每生成标准状况下，消耗0.010 mol Zn 【答案】C 【解析】 【详解】A．氨水浓度越大，越易形成，促进腐蚀，腐蚀趋势越大，A正确； B．腐蚀总反应为：，生成，溶液pH变大，B正确； C．该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，发生还原反应，，而非氧化反应，C错误； D．生成标准状况下，，转移0.02 mol电子，Zn失去形成，故消耗Zn为0.010 mol，D正确； 故选C。 7. 镁—过氧化氢燃料电池系统的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A. 电池的负极反应式为 B. 电池工作时，向负极移动 C. 电池工作一段时间后，溶液的pH增大 D. 电池总反应为 【答案】B 【解析】 【分析】根据图示装置结合原电池工作原理可知，镁作负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为，过氧化氢在正极得电子生成水，其电极反应方程式为：，电池总反应为。 【详解】A．负极失电子被氧化为，反应式，A正确； B．原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，作为阳离子，应向正极移动，B错误； C．该电池总反应消耗，同时生成水，溶液中浓度降低，酸性减弱，增大，C正确； D．正极反应为、负极反应为：，电池总反应为：，D正确； 故选B。 8. 利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产，下列说法正确的是 A. 氯碱工业中，Y附近能得到NaOH B. 铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是溶液 C. 电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D. 外加电流法中，X是待保护金属 【答案】A 【解析】 【详解】首先确定电极，X连接电源正极，为阳极，Y连接电源负极，为阴极，据此分析： A．氯碱工业电解饱和食盐水时，阴极为Y，其反应为，移向阴极，因此Y附近得到，A正确； B．铜的精炼中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜作电解质溶液，选项中X、Y材料颠倒，B错误； C．电镀工业中，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，选项中X、Y角色颠倒，C错误； D．外加电流阴极保护法中，待保护金属需要作阴极，接电源负极，即Y是待保护金属，D错误； 故选A。 9. 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 【解析】 【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。 10. 下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，不正确的是 操作 现象 一段时间后，①中铁钉裸露在外的附近区域变红，②中…… A. NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路 B. ①中变红是因为发生反应，促进了水的电离 C. ②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红 D. ①和②中发生的氧化反应均可表示为(M代表锌或铁) 【答案】B 【解析】 【分析】①中，锌的金属活动性大于铁，则锌作原电池的负极，发生反应，铁钉作正极，发生反应；②中，铁的金属活动性大于铜，则铁作原电池的负极，发生反应，铜作正极，发生反应，据此分析。 【详解】A．的琼脂水溶液能让离子自由运动，所以其为离子迁移的通路，A正确； B．①中变红是因为发生反应，使酚酞变红，B错误； C．反应生成的与反应生成蓝色沉淀，使②中铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红，C正确； D．①中发生的氧化反应为，②中发生的氧化反应为，均可表示为（代表锌或铁），D正确； 故选B。 11. 下列电极反应式与环境或情境相匹配的选项是 选项 电极反应式 环境或情境 A O2+2H2O+4e-=4OH- 碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应 B 4OH--4e-=O2↑+2H2O 弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀 C Cu-2e-=Cu2+ 粗铜精炼时，阳极的主要反应 D H2-2e-=2H+ 用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．原电池负极发生氧化反应，碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应为，正极上氧气得电子被还原：O2+2H2O+4e-=4OH-，故A不匹配； B．弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀，负极铁失电子被氧化成Fe2+，正极是氧气得电子被还原成OH-，故B不匹配； C．铜是活性电极，粗铜精炼时，阳极的主要反应是铜失电子发生氧化反应，故C匹配； D．用惰性电极电解溶液，阳极水电离的氢氧根离子失电子放出氧气，电极反应式为，故D不匹配； 选C。 12. 我国科学家研究出一种新型的可充电水系电池，放电时装置如下图所示，其中双极膜间的电离出的和可以分别通过膜移向两极，下列说法正确的是 A. 放电时，双极膜间的电离出移向右室 B. 放电时，极的电极反应式为 C. 充电时，极接外接电源正极，实现电能转化为化学能 D. 充电时，当电路中转移电子时，理论上沉积 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知，放电时，在a电极上，Zn失去电子转化为[Zn(OH)4]2-，锌元素由0价降低到+2价，发生氧化反应，为负极，电极反应为Zn+4OH--2e-═[Zn(OH)4]2-，在b电极上，发生还原反应，CO2得到电子，转化为HCOOH，为正极，电极反应为CO2+2H++2e-═HCOOH，H2O电离出的H+和OH-可以分别由双极膜移向b极、a极，据此分析作答。 【详解】A．根据分析可知，放电时，阴离子移向负极，电极a为负极，双极膜间的H2O电离出OH-移向左室，故A错误； B．根据分析可知，放电时，b极的电极反应为CO2+2H++2e-═HCOOH，故B错误； C．a极为负极，充电时，a极接外接电源负极，实现电能转化为化学能，故C错误； D．充电时，a极接外接电源负极做阴极，阴极方程式为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，当电路中转移2mol电子时，理论上沉积Zn的质量为1mol×65g/mol=65g，故D正确； 故选D。 13. 新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其装置示意图如下。当闭合K2时，该电池的工作原理为。下列关于该电池的说法正确的是 A. 放电时，电子从N电极经导线流向M电极 B. 放电时，正极的电极反应式： C. 充电时，外加直流电源的正极与M电极相连 D. 充电时，电路中每通过1mol，左室溶液增加2mol 【答案】B 【解析】 【分析】打开K1、关闭K2，形成原电池，左侧M电极做负极，右侧N电极为正极，关闭K1、打开K2进行充电，M电极接外加电源的负极做阴极，N电极接外加电源的正极做阳极。 【详解】A．放电时，电子从负极M电极经导线流向正极N电极，A错误； B．放电时，N电极做正极，电极反应式：，B正确； C．充电时，N电极接外加电源的正极，C错误； D．充电时，电路中每通过1mol，左室溶液增加1mol，D错误； 答案选B。 14. 以不同材料修饰的为电极，一定浓度的溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法错误的是 A. 电极a连接电源负极 B. 加入Y的目的是补充 C. 电解总反应式为 D. 催化阶段反应产物物质的量之比 【答案】B 【解析】 【分析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成，电极b为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O=+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑；催化循环阶段被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。 【详解】A．根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确； B．根据分析电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段被还原成Br-循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误； C．根据分析电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑，C项正确； D．催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1molBr-得到6mol电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1molO2失去4mol电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6∶4=3∶2，D项正确； 答案选B。 第二部分(非选择题44分) 15. 化学原理在能量转换、物质合成等方面应用广泛。 （1）下图是常见电化学装置图。 ①负极材料为Zn，其在此装置中的作用是______(写出两点)。 ②若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中，电流计指针也发生偏转，推测：其中一个为原电池，一个为电解池，写出a端上的电极反应式：______。 （2）下图是氯碱工业(电解饱和NaCl溶液)的示意图。 ①电解饱和NaCl溶液的离子方程式是______。 ②NaOH溶液从______(填“b”或“c”)口导出。结合化学用语解释NaOH在此区域生成的原因：______。 【答案】（1） ①. 作负极，失电子发生氧化反应；作电极传导电子形成闭合回路 ②. （2） ①. ②. c ③. 右侧阴极发生反应为，透过阳离子交换膜从阳极区移入阴极区，与结合生成，因此在阴极区生成 【解析】 【小问1详解】 ①该装置是铜锌原电池，Zn活泼性更强作原电池负极，一方面Zn参与反应，失电子发生氧化反应，另一方面作为电极，起到传导电子形成闭合回路的作用。 ②铜丝代替盐桥后，左烧杯中Zn和铜丝自发形成原电池，右烧杯形成电解池：原电池中Zn为负极，电子经外电路流向右侧原Cu电极，使原Cu电极为电解池阴极，铜丝的a端为电解池阳极，a为Cu单质，因此电极反应为Cu失电子生成； 【小问2详解】 ①电解饱和NaCl时，在阳极放电生成，在阴极放电生成和，离子方程式为； ②氯碱工业的阳离子交换膜只允许通过，左侧为阳极室，透过交换膜移向右侧阴极室，右侧阴极水放电生成，与结合得到，因此从右侧的c口导出。 16. 辉铜矿(主要成分为)经火法冶炼，可制得Cu和，流程如下图所示： （1）中Cu元素的化合价是______。 （2）Ⅱ中，电解法精炼粗铜(含少量)，电解质溶液为溶液。 ①粗铜应与直流电源的______(填“正”或“负”)极相连。 ②铜在阴极析出，而铁以离子形式留在电解质溶液中的原因是______。 （3）Ⅲ中，烟气(主要含)在较高温度下可由下图所示的方法脱除，并制得。 ①在阴极放电的物质是______。 ②在阳极生成的电极反应式是______。 【答案】（1） （2） ①. 正 ②. 的氧化性大于的氧化性，优先在阴极得电子析出 （3） ①. ②. 【解析】 【分析】辉铜矿（主要成分为）经火法冶炼分为三步：步骤Ⅰ高温焙烧辉铜矿，得到含少量、杂质的粗铜和含的烟气；步骤Ⅱ以溶液为电解质，通过电解法精炼粗铜得到纯铜；步骤Ⅲ将含、的烟气通入熔融电解质的电化学装置脱除，最终转化为，实现铜的提纯与硫资源回收；据此作答。 【小问1详解】 中为价，根据化合物化合价代数和为0，因此元素化合价为价； 【小问2详解】 ①电解精炼铜时，粗铜作阳极发生氧化反应，因此粗铜应与直流电源的正极相连，纯铜作阴极与负极相连； ②阳离子氧化性顺序为，氧化性更强的优先在阴极得电子析出为，氧化性弱，无法在阴极得电子，因此以离子形式留在电解质溶液中； 【小问3详解】 ①阴极得电子发生还原反应，通入的在阴极得电子，因此阴极放电的物质是； ②阳极失电子发生氧化反应生成和，配平后电极反应式为。 17. 某化学小组以铜为阳极、石墨为阴极，研究在不同的电解质溶液中铜被氧化的价态及产物。实验装置如图所示(电源装置略去)。 资料：i．Cu2O为砖红色，CuCl为白色，CuOH为黄色且易分解 ii．[Cu(NH3)2]+为无色，在空气中易被氧化为深蓝色[Cu(NH3)4]2+ iii．25 ℃时，Ksp(CuCl)=1.2×10－6，Ksp(CuOH)= 1.2×10－14 实验记录如下： 实验 电解质溶液(3 mol/L) 现象 铜电极附近 石墨电极 I H2SO4 溶液变蓝 产生无色气泡，一段时间后有少量红色金属析出 II NaOH 出现黄色浑浊，很快变为砖红色 产生无色气泡 III NaCl 出现白色浑浊，浑浊向下扩散，一段时间后，下端白色沉淀变黄，最终为砖红色 产生无色气泡 IV KI 迅速产生棕褐色的物质，滴入1 滴淀粉溶液， 立即变为蓝色；取出铜电极洗净检验，无变化 产生无色气泡 （1）I中铜电极的电极反应式是___________。 （2）II中沉淀由黄色变为砖红色的化学方程式是___________。 （3）将III中所得白色沉淀过滤，充分洗涤，进行下列实验，证实该沉淀为CuCl。 ①证明III中所得白色沉淀中有Cu+的证据是___________。 ②步骤iii的操作是___________。 （4）III中下端白色沉淀最终变为砖红色的原因是：白色沉淀为CuCl，___________，CuOH不稳定易分解为砖红色的Cu2O。 （5）IV中Cu未被氧化的原因是________。 （6）综上，铜被氧化的价态及产物与________有关。 【答案】（1）Cu − 2e－ = Cu2+ （2）2CuOH = Cu2O + H2O （3） ①. 白色沉淀溶于氨水形成无色溶液，无色溶液与空气接触，振荡后变为深蓝色溶液 ②. 加入过量硝酸，再加入硝酸银溶液 （4）OH－在阴极生成并迁移向阳极区，将CuCl转化为更难溶的CuOH （5）此实验条件下，I－还原性强于Cu，优先于Cu电极失去电子 （6）电解质溶液中阴离子的种类、溶液酸碱性 【解析】 【分析】铜为阳极、石墨为阴极，研究在不同的电解质溶液中铜被氧化的价态及产物，实验I中，电解质溶液为稀硫酸，阳极Cu失电子生成Cu2+，溶液变蓝，阴极开始生成氢气，一段时间后Cu2+得电子生成Cu，有少量红色金属析出；实验II中，电解质溶液为氢氧化钠溶液，阳极Cu失电子生成CuOH，后CuOH分解生成Cu2O，阴极生成氢气；实验III中，电解质溶液为NaCl溶液，阳极Cu失电子生成CuCl，阴极生成氢气，随着反应进行，溶液中氢氧根浓度增大，一段时间后，下端白色沉淀变黄，转化为CuOH，最终为砖红色Cu2O；实验IV中，电解质溶液为KI溶液，阳极I-失电子生成碘单质，滴加淀粉溶液变蓝，阴极生成氢气，取出铜电极洗净检验，无变化，说明铜电极没有反应，据此分析； 【小问1详解】 I中铜电极的电极反应式是Cu − 2e－ = Cu2+； 【小问2详解】 II中沉淀由黄色CuOH分解生成砖红色Cu2O，化学方程式是：2CuOH=Cu2O + H2O； 【小问3详解】 ①根据资料ii，证明III中所得白色沉淀中有Cu+的证据是白色沉淀溶于氨水形成无色溶液，无色溶液与空气接触，振荡后变为深蓝色溶液； ②步骤iii检验氯离子，操作是加入过量硝酸，再加入硝酸银溶液； 【小问4详解】 根据分析，III中下端白色沉淀最终变为砖红色的原因是：白色沉淀为CuCl，OH－在阴极生成并迁移向阳极区，将CuCl转化为更难溶的CuOH，CuOH不稳定易分解为砖红色的Cu2O； 【小问5详解】 IV中Cu未被氧化的原因是此实验条件下，I－还原性强于Cu，优先于Cu电极失去电子； 【小问6详解】 根据上述实验可知，铜被氧化的价态及产物与电解质溶液中阴离子的种类、溶液酸碱性有关。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $