文档内容
押选择题
新型化学电源、电化学原理应用、溶液中的离子平
衡
核心考点 考情统计 考向预测 备考策略
新型化学电 2023·辽宁卷,11 以新型电池为背景考查电 电极反应方程式的书写或正误
源 2022·辽宁卷,14 化学知识,结合物质的制 判断、离子移动的方向、电极
2021·辽宁卷,10 备、废弃物的处理等内容 产物种类的判断与量的计算等
进行考查。 是考查的重点。
电化学原理 2023·辽宁卷,7 考查电化学原理的应用, 考查的内容为原电池电极判断
及应用 2022·辽宁卷,9 考查新情境下电解池和原 及电极反应式的书写,设计原
2021·辽宁卷,13 电池的工作原理及应用。 电池、电解池(包括电镀池、
精炼池),根据电解时电极质
量或溶液pH的变化判断电极材
料或电解质种类,电解产物的
判断和计算,结合图像考查电
极质量或电解质溶液质量分数
的变化。明确电解池过程、原
电池过程、图示中的物质转化
是解题的关键。
溶液中的离 2023·辽宁卷,15 考查以电离平衡常数为载 该部分内容从知识点的角度来
子平衡 2022·辽宁卷,15 体考查电解质的强弱及对 讲,考查弱酸弱碱的电离平衡
2021·辽宁卷,15 应盐的水解强弱和相关计 问题,特别是多元弱酸弱碱分
算;以酸碱中和滴定为载 步电离平衡问题、多元弱酸弱
体,考查“强”滴“弱” 碱离子的水解问题及化学反应
过程中微粒浓度的变化以 速率的问题是命题的生长点;
及其他相关知识;以图像 从解题方法的角度讲,物料守
为载体,考查粒子浓度关 恒、电荷守恒、质子守恒等恒
系和三大守恒定律的运 等变形是命题的热点;从能力
用;以某些难溶电解质为 的角度讲,考查学生发散思维
命题点,结合图像考查溶 和思维的深刻性是命题者一贯
度积K 的应用和计算。 坚持的原则。
sp
1.(2023·辽宁卷)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是.
A 放电时负极质量减小
B. 储能过程中电能转变为化学能
C. 放电时右侧 通过质子交换膜移向左侧
D. 充电总反应:
【答案】B
【解析】该储能电池放电时,Pb为负极,失电子结合硫酸根离子生成PbSO ,则多孔碳电极为正极,正极
4
上Fe3+得电子转化为Fe2+,充电时,多孔碳电极为阳极,Fe2+失电子生成Fe3+,PbSO 电极为阴极,PbSO
4 4
得电子生成Pb和硫酸。A.放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO 附着在负极上,负极质量
4
增大,A错误;B.储能过程中,该装置为电解池,将电能转化为化学能,B正确;C.放电时,右侧为正
极,电解质溶液中的阳离子向正极移动,左侧的 H+通过质子交换膜移向右侧,C错误;D.充电时,总反
应为PbSO +2Fe2+=Pb+ +2Fe3+,D错误;故答案选B。
4
2. (2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H 的装置如下图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O
2 2
产生。下列说法正确的是
A. b端电势高于a端电势
B. 理论上转移2mole-生成4g H
2
C. 电解后海水pH下降
D. 阳极发生:
【答案】D
【解析】由图可知,左侧电极产生氧气,则左侧电极为阳极,电极a为正极,右侧电极为阴极,b电极为
负极,该装置的总反应产生氧气和氢气,相当于电解水,以此解题。
A.由分析可知,a为正极,b电极为负极,则a端电势高于b端电势,A错误;B.右侧电极上产生氢气的
电极方程式为:2H++2e-=H ↑,则理论上转移 生成 ,B错误;C.由图可知,该装置的总反应
2
为电解海水的装置,随着电解的进行,海水的浓度增大,但是其pH基本不变,C错误;D.由图可知,阳
极上的电极反应为: ,D正确;故选D。
3.(2022·辽宁卷)某储能电池原理如图。下列说法正确的是A. 放电时负极反应:
B. 放电时 透过多孔活性炭电极向 中迁移
C. 放电时每转移 电子,理论上 吸收
D. 充电过程中, 溶液浓度增大
【答案】A
【解析】放电时负极反应: ,正极反应:Cl+2e-=2Cl-,消耗氯
2
气,放电时,阴离子移向负极,充电时阳极:2Cl--2e-=Cl,由此解析。
2
A. 放电时负极失电子,发生氧化反应,电极反应: ,故A
正确;B. 放电时,阴离子移向负极,放电时 透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移,故B错误;C.
放电时每转移 电子,正极:Cl+2e-=2Cl-,理论上 释放 ,故C错误;D. 充电过程
2
中,阳极:2Cl--2e-=Cl,消耗氯离子, 溶液浓度减小,故D错误;故选A。
2
4.(2021·辽宁卷)如图,某液态金属储能电池放电时产生金属化合物 。下列说法正确的是
A. 放电时,M电极反应为
B. 放电时, 由M电极向N电极移动
C. 充电时,M电极的质量减小
D. 充电时,N电极反应为
【答案】B
【解析】由题干信息可知,放电时,M极由于Li比Ni更活泼,也比N极上的Sb、Bi、Sn更活泼,故M
极作负极,电极反应为:Li-e-=Li+,N极为正极,电极反应为:3Li++3e-+Bi=Li Bi,据此分析解题。
3
A.由分析可知,放电时,M电极反应为Li-e-=Li+,A错误;B.由分析可知,放电时,M极为负极,N极
为正极,故 由M电极向N电极移动,B正确;C.由二次电池的原理可知,充电时和放电时同一电极
上发生的反应互为逆过程,M电极的电极反应为:Li++e-= Li,故电极质量增大,C错误;D.由二次电池的原理可知,充电时和放电时同一电极上发生的反应互为逆过程,充电时, N 电极反应为
,D错误;故答案为:B。
5.(2021·辽宁卷)利用 (Q)与 电解转化法从烟气中分离 的原理如图。
已知气体可选择性通过膜电极,溶液不能通过。下列说法错误的是
A. a为电源负极 B. 溶液中Q的物质的量保持不变
C. 在M极被还原 D. 分离出的 从出口2排出
【答案】C
【解析】由题干信息可知,M极发生的是由Q 转化为 的过程,该过程是一
个还原反应,故M极为阴极,电极反应为: +2H O+2e-= +2OH-,故与M极
2
相连的a电极为负极,N极为阳极,电极反应为: -2e-= +2H+,b极为电源正
极,据此分析解题。
A.由分析可知,a为电源负极,A正确;B.由分析可知,根据电子守恒可知,溶液中Q的物质的量保持
不变,B正确;C.由分析可知,整个过程CO 未被还原, 在M极发生反应为CO+OH-= ,C
2 2
错误;D.由题干信息可知,M极上CO 发生反应为:CO+OH-= 被吸收, 向阳极移动,N极
2 2
上发生的反应为: +H+=H O+CO↑,故分离出的 从出口2排出,D正确;故答案为:C。
2 2
6.(2023·辽宁卷)某废水处理过程中始终保持HS饱和,即 ,通过调节pH使
2
和 形成硫化物而分离,体系中 与 关系如下图所示,c为 和 的浓
度,单位为 。已知 ,下列说法正确的是A. B. ③为 与 的关系曲线
C. D.
【答案】D
【解析】已知HS饱和溶液中随着pH的增大,HS的浓度逐渐减小,HS-的浓度增大,S2-浓度逐渐增大,
2 2
则有-lgc(HS-)和-lg(S2-)随着pH增大而减小,且相同pH相同时,HS-浓度大于S2-,即-lgc(HS-)小于-lg(S2-),
则Ni2+和Cd2+浓度逐渐减小,且 ,即当c(S2-)相同时,c(Ni2+)>c(Cd2+),则-lgc(Ni2+)和-
lg(Cd2+)随着pH增大而增大,且有-lgc(Ni2+)小于-lg(Cd2+),由此可知曲线①代表Cd2+、②代表Ni2+、③代表
S2-,④代表HS-,据此分析结合图像各点数据进行解题。
A.由分析可知,曲线①代表Cd2+、③代表S2-,由图示曲线①③交点可知,此时c(Cd2+)=c(S2-)=10-
13mol/L,则有 ,A错误;B.由分析可知,③为
与 的关系曲线,B错误;C.由分析可知,曲线④代表HS-,由图示曲线④两点坐标可知,此时
c(H+)=10-1.6mol/L时,c(HS-)=10-6.5mol/L, 或者当
c(H+)=10-4.2mol/L时,c(HS-)=10-3.9mol/L, ,C错误;
D.已知KaKa= = ,由曲线③两点坐标可知,当c(H+)=10-4.9mol/L时,
1 2
c(S2-)=10-13mol/L,或者当c(H+)=10-6.8mol/L时,c(S2-)=10-9.2mol/L,故有KaKa= =
1 2
=10-21.8,结合C项分析可知Ka=10-7.1,故有
1
,D正确;故答案为D。
7.(2022·辽宁卷)甘氨酸 是人体必需氨基酸之一、在 时, 、
和 的分布分数【如 】与溶液 关系
如图。下列说法错误的是A. 甘氨酸具有两性
B. 曲线c代表
C. 的平衡常数
D.
【答案】D
【解析】A. 中存在 和-COOH,所以溶液既有酸性又有碱性,故A正确;B.氨基具有碱
性,在酸性较强时会结合氢离子,羧基具有酸性,在碱性较强时与氢氧根离子反应,故曲线a表示
的分布分数随溶液pH的变化,曲b表示 的分布分数随溶液pH的变化,曲线c
表示 的分布分数随溶液pH的变化,故B正确;C.
的平衡常数 , 时,根据a,b曲线交点坐标 可知,
时, ,则 ,故C正确;D.由C项分析可知,
,根据b,c曲线交点坐标坐标 分析可得电离平衡
的电离常数为K= , ,则
1
,即
,故D错误;故答案选D。
8.(2021·辽宁卷)用 盐酸滴定 溶液,溶液中 、 、 的分布分
数 随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是【如 分布分数:
】A. 的 为
B. c点:
C. 第一次突变,可选酚酞作指示剂
D.
【答案】C
【解析】【分析】用 盐酸滴定 溶液,pH较大时 的分布分数 最大,
随着pH的减小, 的分布分数 逐渐减小, 的分布分数 逐渐增大,恰好生成 之后,
的分布分数 逐渐减小, 的分布分数 逐渐增大,表示 、 、 的分布分数 的曲线如图
所示, ,据此分析选择。
A. 的 ,根据上图交点1计算可知 =10-6.38,A错误;B.根据图像可知c
点中 ,B错误;C.根据图像可知第一次滴定突跃溶液呈碱性,所以可以选择
酚酞做指示剂,C 正确;D.根据图像 e 点可知,当加入盐酸 40mL 时,全部生成 ,根据
计算可知 ,D错误;答案为:C。一、新型化学电源
1.新型可充电电池
(1)可充电电池有充电和放电两个过程,放电时是原电池反应,充电时是电解池反应。
(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应,放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆
反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。
(3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断
分析电池工作过程中电解质溶液的变化时,要结合电池总反应进行分析。
①首先应分清电池是放电还是充电。
②再判断出正、负极或阴、阳极。
放电:阳离子→正极,阴离子→负极;
充电:阳离子→阴极,阴离子→阳极;
总之:阳离子→发生还原反应的电极;阴离子→发生氧化反应的电极。
2.燃料电池中电极反应式的书写
第一步:写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致,若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。
如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为
CH+2O===CO +2HO ①
4 2 2 2
CO+2NaOH===Na CO+HO ②
2 2 3 2
①式+②式得燃料电池总反应式为CH+2O+2NaOH===Na CO+3HO。
4 2 2 3 2
第二步:写出电池的正极反应式
根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质是O ,随着电解质溶液的不同,其电极反应
2
式有所不同,大致有以下四种情况:
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式:
O+4H++4e-===2H O。
2 2
(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式:
O+2HO+4e-===4OH-。
2 2
(3)固体电解质(高温下能传导O2-)环境下电极反应式:
O+4e-===2O2-。
2
(4)熔融碳酸盐(如熔融KCO)环境下电极反应式:
2 3
O+2CO+4e-===2CO。
2 2
第三步:根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式
电池反应的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式。因为O 不是负极反应物,因此两个反应式
2
相减时要彻底消除O。
23.氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结
负极
正极
二、电化学原理及应用
1.掌握原电池电极反应式的书写
(1)准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键。
如果原电池的正负极判断失误,电极反应式的书写一定错误。判断正负极的方法不是绝对的,例如铜
片和铝片同时插入浓硝酸溶液中,由于铝片表明的钝化,这时铜失去电子,是负极,其电极反应为:
负极:Cu−2e−===Cu2+
正极:2NO
+ 4H+ + 2e−===2HO + 2NO ↑
3 2 2
再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中,虽然镁比铝活泼,但由于镁不与氢氧化钠反应,而铝却反
应,失去电子,是负极,其电极反应为:
负极:2Al + 8OH−−6e−===2AlO+ 2H O
2 2
正极:6HO+6e−6===OH−+3H ↑
2 2
(2)要注意电解质溶液的酸碱性。
在正负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系,如氢氧燃料电池有酸式和碱
式,在酸溶液中,电极反应式中不能出现OH−,在碱溶液中,电极反应式中不能出现H+,像CH 、CHOH
4 3
等燃料电池,在碱溶液中碳(C)元素以CO2离子形式存在,而不是放出CO 气体。
3 2
(3)要考虑电子的转移数目。
在同一个原电池中,负极失去电子数必然等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应时,一定要考
虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误,同时也可避免在有关计算中产生误
差。
(4)要利用总的反应方程式。
从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池,而两个电极反应相加即得总反应方程
式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应,便可以写出另一个电极反应方程式。
注意:介质对电极反应式书写的影响
①中性溶液反应物若是H+得电子或OH−失电子,则H+或OH−均来自于水的电离。
②酸性溶液反应物或生成物中均没有OH−。
③碱性溶液反应物或生成物中均没有H+。
④水溶液中不能出现O2−。
2.“三池”的判断技巧:
原电池、电解池、电镀池判定规律:若无外接电源,可能是原电池,然后依据原电池的形成条件分析
判定,若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的
金属阳离子相同则为电镀池,其他情况为电解池。
3.电解池的工作原理4.电解时电极产物的判断——“阳失阴得”,即
(1)阴极:与电极材料无关。氧化性强的先放电,放电顺序:
――――――――――――――――――――――――――――――→
(2)阳极:若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应。若是惰性电极作阳极,放电
顺序:
――――――――――――――――――――――――――――――→
①放电指的是电极上的得、失电子。
②活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属,惰性电极指的是Pt、Au、C电极,不参与电极反应。
③阴极材料若为金属电极,一般是增强导电性但不参与反应。
5.金属的腐蚀与防护
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
条件 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触
现象 无电流产生 有微弱电流产生
本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化
联系 两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍
(2)金属的电化学防护
①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理
a.负极:比被保护金属活泼的金属;
b.正极:被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法—电解原理
a.阴极:被保护的金属设备
b.阳极:惰性金属或石墨。
三、溶液中的离子平衡
1.电解质溶液
(1)理解电解质溶液中的两个“微弱”:
①弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。如
在稀醋酸溶液中:CHCOOHCHCOO-+H+,HOOH-+H+,在溶液中微粒浓度由大到小的顺序:
3 3 2
c(CHCOOH)>c(H+)>c(CHCOO-)>c(OH-)。
3 3
②弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的,但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如稀的CHCOONa溶液中:CHCOONa===CH COO-+Na+,CHCOO-+HOCHCOOH+OH-,HOH+
3 3 3 3 2 3 2
+OH-,所以CHCOONa溶液中:c(Na+)>c(CHCOO-)>c(OH-)>c(CHCOOH)>c(H+)。
3 3 3
(2)溶液中的守恒规律
①电荷守恒
电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子
所带正电荷总数。如NaHCO 溶液中存在着Na+、H+、HCO、CO、OH-,存在如下关系:c(Na+)+c(H+)
3
=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)。
②物料守恒规律
电解质溶液中,由于某些离子能够水解,离子种类增多,但元素总是守恒的。如 KS溶液中S2-、HS
2
-都能水解,故S元素以S2-、HS-、HS三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+
2
2c(HS-)+2c(H S)。
2
③质子守恒规律
质子守恒是指电解质溶液中的粒子电离出氢离子(H+)总数等于粒子接受的氢离子(H+)总数加上游
离的氢离子(H+)数。或者理解为电解质溶液中分子或离子得到或失去的质子的物质的量应相等。质子守
恒公式的意义是由水电离出的H+数目(或浓度)永远等于由水电离出的OH-的数目(或浓度),这是对
质子守恒的另一角度的表述。质子守恒可由电荷守恒和物料守恒推导出来。
如NaS水溶液中的质子转移情况图示如下:
2
由图可得NaS水溶液中质子守恒式可表示:c(H O+)+2c(H S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H+)+2c(H S)+
2 3 2 2
c(HS-)=c(OH-)。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。
2.平衡常数曲线
(1)直线型(pM-pR曲线)
pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数
①直线AB上的点:c(M2+)=c(R2-);②溶度积:CaSO>CaCO >MnCO ;
4 3 3
③X点对CaCO 要析出沉淀,对CaSO 是不饱和溶液,能继续溶解CaSO;
3 4 4
④Y点:c(SO)>c(Ca2+),二者的浓度积等10-5;Z点:c(CO)<c(Mn2+),二者的浓度积等10-10.6。
(2)双曲线型
常温下,CaSO 在水中的沉淀溶解平衡曲线
不同温度下水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化曲线 4
[K =9×10-6]
sp
(1)A、C、B三点均为中性,温度依次升高,K (1)a、c点在曲线上,a→c的变化为增大
w
依次增大 c(SO),如加入NaSO 固体,但K 不变
2 4 sp
(2)D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,K =1×10 (2)b点在曲线的上方,Q>K ,将会有沉淀生
w c sp
-14 成
(3)AB直线的左上方均为碱性溶液,任意一点: (3)d点在曲线的下方,Q<K ,则为不饱和溶
c sp
c(H+)<c(OH-) 液,还能继续溶解CaSO
4
3.酸碱中和滴定曲线
(1)滴定曲线特点
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、 盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的
醋酸的滴定曲线 滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的
曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强
碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下pH=7不一定是终点:强碱与强酸反应时,终点是pH=7;强碱与弱酸(强酸
与弱碱)反应时,终点不是pH=7(强碱与弱酸反应终点是pH>7,强酸与弱碱反应终
点是pH<7)
(2)滴定曲线上的特殊点的分析
示例:常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 CHCOOH溶液所得滴定
3
曲线如图。①pH—V图各特殊点对水电离程度的影响
点 溶质 水的电离情况
A HAc 抑制
B HAc、NaAc 抑制
C HAc、NaAc 正常电离
D NaAc 只促进
E NaAc、NaOH 抑制
F NaAc、NaOH 抑制
说明:表中HAc为CHCOOH
3
根据图中pH数据,图中A、B、C、D、E、F各点对应的溶液中水的电离程度大小顺序图示:
②pH—V图 各特殊点粒子大小关系及变化趋势
点 溶质 离子浓度大小比较
A HAc c(H+)>c(Ac-)>c(OH-)
B(1∶1) HAc、NaAc c(Ac-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C(pH=7) HAc、NaAc c(Ac-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
D NaAc c(Na+)>c(Ac-)>c(OH-)>c(H+)
E(2∶1) NaAc、NaOH c(Na+)>c(Ac-)>c(OH-)>c(H+)
F(1∶1) NaAc、NaOH c(Na+)>c(OH-)>c(Ac-)>c(H+)
4.分布系数图
分布系数图及分析[分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵
坐标的关系曲线]
一元弱酸 二元酸
(以CHCOOH为例) (以草酸HC O 为例)
3 2 2 4δ 为CHCOOH分布系数,δ 为 δ 为HC O 分布系数、δ 为HC O分布系数、δ
0 3 1 0 2 2 4 1 2 2
CHCOO-分布系数 为C O分布系数
3 2
随着pH增大,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增多。根据分布系
数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH的微粒分布系数和酸的浓度,就可
以计算各成分在该pH时的平衡浓度
考点一 新型化学电源
1.(2024·吉林松原·高三一模)我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电池,其工作原
理示意图如图。已知电池反 。应:下列说法正确的是
A.电池放电过程中, 上的电势低于石墨烯 上的电势
B.电池放电时,正极可发生反应
C.电池充电时,外接电源的负极连接 电极
D.电池充电时, 由石墨烯 电极移向 电极
【答案】B
【分析】根据反应方程式 ,放电时, 是正极、石墨烯
是负极。【解析】A.电池放电过程中,正极电势高于负极,所以 上的电势高石墨烯 上的电势,故
A错误;B.电池放电时,正极得电子发生还原反应,正极可发生反应 ,
故B正确;C.电池充电时,外接电源的负极连接石墨烯 电极,故C错误;D.电池充电时,
是阳极、石墨烯 是阴极, 由 电极向石墨烯 电极移动,故D错误;选
B。
2.(2024·黑龙江·统考一模)钠离子电池比锂离子电池更稳定,造价更低。一种钠离子电池构造示意图如
下,已知电池反应: 放电,下列说法错误的是
A.钠离子电池比锂离子电池内阻大,短路时不易发热,具备更高安全性
B.充电时,阳极的电极反应式为
C.放电时,正极钠的化合价未发生改变
D.废旧钠离子电池进行“放电处理”让 进入硬碳中而有利于回收
【答案】D
【分析】由图可知,放电时,硬碳电极为原电池的负极,NaC 在负极失去电子发生氧化反应生成钠离子
x n
和碳,Na MnO 电极为正极,钠离子作用下Na MnO 在正极得到电子发生还原反应生成NaMnO ;充电
1-x 2 1-x 2 2
时,与直流电源负极相连的硬碳电极为阴极,Na MnO 电极为阳极。
1-x 2
【解析】A.由钠离子电池比锂离子电池更稳定,造价更低可知,与锂离子电池相比,钠离子电池比锂离
子电池内阻大,短路时瞬间发热量小于锂离子电池,具有不易发热,具备更高安全性的优点,故A正确;
B.由分析可知,充电时,Na MnO 电极为阳极,NaMnO 在阳极失去电子发生氧化反应生成Na MnO 和
1-x 2 2 1-x 2
钠离子,电极反应式为 ,故B正确;C.由电池反应可知,放电时Na
1-
MnO 电极为正极,钠离子作用下Na MnO 在正极得到电子发生还原反应生成NaMnO ,放电过程中钠元
x 2 1-x 2 2
素的化合价未发生改变,故C正确;D.废旧钠离子电池里面有残余电量,为了防止拆卸电池中发生意外,
废旧钠离子电池进行“放电处理”时,应将硬碳中的钠转化为钠离子,故D错误;故选D。
3.(2024·黑龙江·高三一模)我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi,可提高电
催化制甲酸盐的产率,同时释放电能。下列有关说法错误的是A.充电时,Zn电极周围pH升高
B.放电时,每生成1mol HCOO-,转移N 个电子
A
C.使用催化剂Sn或者s-SnLi均能有效减少副产物CO的生成
D.使用s-SnLi催化剂,中间产物更不稳定
【答案】B
【解析】A.根据装置图,充电时Zn电极反应式为 , 增大,pH升高,
A正确; B.根据装置图,放电时右侧电极反应式为 ,每生成1mol
HCOO-,转移2N 个电子,B错误;C.根据图像可知,在使用催化剂Sn或者s-SnLi生成 时活化能大,
A
活化能大反应速率慢,且 能量比 能量高,能量越低,物质越稳定,因此使用催化剂Sn或者s-
SnLi均能有效减少副产物CO的生成,C正确;D.根据图像可知,使用s-SnLi催化剂,中间产物*COOH
能量高于*OCHO的能量,不稳定,D正确;故选B。
4.(2024·吉林·统考一模)电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的,相关装置如图所示。下列
说法错误的是
A.放电时电极A为负极,该电池只可选用无水电解液
B.充电时,电极B上发生的反应是
C.充电时 的移动方向是从电极B移向电极A
D.放电时,电路中每通过1mol电子,正极区质量增加40g
【答案】B
【分析】放电时,A为负极,电极反应为 ,B为正极,电极反应为 ,
充电时,A为阴极,电极反应式为 ,B为阳极,电极反应为 ,据
此分析。【解析】A.放电时电极A为负极,电极材料为Li,会与水反应,因此该电池只可选用无水电解液,A正
确;B.充电时,B为阳极,电极反应为 ,B错误;C.充电时,阳离子移向
阴极,则 的移动方向是从电极B移向电极A,C正确;D.放电时,正极电极反应为
,增加的质量为二氧化碳与锂离子的总质量,当有4mol电子转移时,增加
的质量为(3×44+4×7)g=160g,则电路中每通过1mol电子时,正极区质量增加40g,D正确;故选B。
5.(2024·辽宁辽阳·统考一模)氢键在电池中的应用广泛,可精细调控电极和电解质的性质,提高可充电
电池的性能。某可充电电池装置如图所示(其他阴离子不参与反应,已略去)。下列叙述错误的是
A.放电时,电极X为负极
B.放电时,阳离子向电极Y迁移
C.充电时,电极Y与电源正极连接
D.充电时,电极X的电极反应式为
【答案】D
【分析】根据图示可知,电极X为阴极,充电时生成氢气,电极Y为阳极,充电时生成氧气;则放电时,
电极X为负极,电极Y为正极,据此分析;
【解析】A.根据分析,放电时,电极X为负极,A正确;B.放电时,电极Y为正极,阳离子向电极Y
迁移,B正确;C.充电时,电极Y为阳极,与电源正极连接,C正确;D.充电时,电极X为阴极,发生
还原反应,生成氢气,电极反应式为 ,D错误;故选D。
6.(2023·辽宁·校联考三模)以柏林绿 为代表的新型可充电钠离子电池的放电工作原理如图
所示,下列说法正确的是A.放电时, 箔为电池的负极
B.充电时,正极反应为
C.充电时, 通过交换膜从右室移向左室
D.外电路中通过 电子时,负极区离子导体质量变化为2.4g
【答案】D
【分析】放电时,Mg箔上,Mg发生氧化反应,失去电子生成[Mg Cl]2+,Mg箔为负极,则Mo箔为正极;
2 2
充电时,Mg箔接电源负极,Mo箔接电源正极。
【解析】A.由分析可知,放电时,Mo箔为电池的正极,A错误;B.由分析可知,放电时,左侧为正极,
由图可知,正极反应为:正极反应为Fe[Fe(CN) ]+2e-+2Na+=Na Fe[Fe(CN) ],不是充电,B错误;C.充电
6 2 6
时该装置作电解池,电解池工作时阳离子移向阴极,Na+应从左室移向右室,C错误;D.负极上应是2Mg
-4e-+2Cl-=[Mg Cl]2+,当电路中通过0.2mol电子时,消耗0.1molMg,质量减少2.4g,D正确;故选
2 2
D。
7.(2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测)室温氟穿梭可充电电池装置如图所示,负极为 ,正
极为 ,氟氢离子液体(含 和 , 或3)作电解质,已知放电时正极的电极反应式
为 ,法拉第常数 。下列说法正确的是
A.充电时, 移向电极
B.以铅蓄电池为该电池充电时,每生成 , 极板增重
C. 电极每减轻 ,该电池输出的电量为
D.放电时,负极发生的电极反应为
【答案】D
【分析】由题目可知放电时,负极为 ,正极为 ,所以充电时,阴极为 ,阳极为
。
【解析】A.充电时,阴离子向阳极移动,所以 移向电极 ,故A错误;B.充电时,阴极
的电极反应式为 ,应消耗 ,而不是生成,故B错误;C.放电时,正极为
的电极反应式为 ,电极每减轻 ,转移电子,该电池输出的电量为 ,故C错误;D.放电时,负极发生的电极
反应为 ,故D正确;故选D。
8.(2023·辽宁丹东·统考二模)光伏电池具有体积小、寿命长、无污染等优点,其结构中的N型半导体可
以吸收太阳光子产生光电子,P型半导体具有空穴可以容纳电子。现以光伏电池为直流电源,四甲基
氯化铵 为原料,采用电渗析法合成四甲基氢氧化铵 ,其工作
原理如图所示(a、b均为惰性电极),下列叙述正确的是
A.光伏并网发电装置中,N型半导体为正极
B.若两极共产生 气体(标准状况),则可制备
C.a极电极反应式:
D.c、e均为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜
【答案】B
【分析】根据氯化钠稀溶液变为氯化钠浓溶液,则e为阳离子交换膜,最右边的钠离子穿过e进入到de中,
cd处的氯离子穿过d进入到de中,因此b为阳极,a为阴极,N型半导体为负极,P型半导体为正极,以
此解题。
【解析】A.由分析可知,N型半导体为负极,A错误;B. 的物质的量为
,a极电极反应式为 ,收集氢气 ,转移
电子为 ,b极电极反应式为 ,收集氧气为 ,标况下两极可得气体体积
为 ,B正确;C.由题中信息可知,a为阴极,发生得电子的还原反应,其电极
反应式为 ,C错误;D.由题中图示信息和分析可知,Na+离子
通过e膜,Cl-通过d膜,(CH)N+通过c膜,所以c、e膜为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,D错误;故
3 4
选B。
9.(2024·四川乐山·统考一模)光电化学池是在可见光驱动下发生电池反应。我国科学家研制了以
半导体和Pt为电极,以 的水/乙腈溶液作为电解质溶液构建的光电化学池,成功实现了烯烃环氧
化,同时生成 ,装置如图所示。下列说法正确的是A. 在电池反应中只起电解质作用
B.GEM膜中 向Pt电极移动
C.电池工作时,Pt电极附近pH减小
D.标况下每生成22.4L ,对应生成
【答案】D
【分析】左侧 电极上溴离子失去电子被氧化:2Br--2e-=Br ,为负极,所得Br 进一步与苯乙烯反应:
2 2
+ Br+2OH-→ +2Br-+H O,右侧Pt电解上发生还原反应:
2 2
,为正极;
【解析】A.据分析, 循环参与负极区域反应,并不是只起电解质作用,A错误;B. 阴离子向负极
移动,GEM膜中 向 电极移动,B错误;C. 电池工作时,Pt电极附近生成氢氧根, pH增大,
C错误;D. 标况下每生成22. 4L 即有2mol电子转移,负极生成1mol Br ,据分析可知:对应生成
2
,D正确;答案选D。
10.(2024·河南新乡·统考一模)锌电池具有成本低、安全性强、可循环使用等优点。一种新型锌电池的
工作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法错误的是
A.基态锰原子价电子排布式为
B.放电过程中,a极的电极反应式为C.放电过程中,转移 时,b极消耗
D.配离子 中Zn采用的是 杂化,该配离子为空间四面体结构
【答案】B
【分析】该新型锌电池放电时b极为负极,Zn发生失电子的氧化反应生成[Zn(OH) ]2-,a极为正极,MnO
4 2
发生得电子的还原反应转化成Mn2+;充电时,b极为阴极,a极为阳极。
【解析】A.Mn原子核外有25个电子,基态Mn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,价电子排
布式为3d54s2,A项正确;B.放电过程中a极为正极,a极上MnO 发生得电子的还原反应转化成Mn2+,
2
电极反应式为MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O,B项错误;C.放电过程中,b极为负极,b极电极反应式为
2 2
Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH) ]2-,转移2mol电子b极消耗0.4molOH-,则转移0.4mole-时b极消耗0.8molOH-,C
4
项正确;D.[Zn(OH) ]2-中中心离子Zn2+的价电子排布式为3d10、处于全充满,不参与成键,1个Zn2+与4
4
个OH-形成4个配位键,则Zn2+的4s、4p轨道采取sp3杂化,[Zn(OH) ]2-为空间四面体结构,D项正确;答
4
案选B。
11.(2024·广西·高三一模)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理
如图所示。下列有关微生物电池的说法正确的是
A.该装置是原电池,b极是负极
B.该电池工作时,应选用质子交换膜
C.该电池工作时,电子从a经电流表A流向b,离子从右经交换膜向左迁移
D.电极a反应:(C H O)-24e-+7H O=6CO↑+24H+
6 10 5 n 2 2
【答案】B
【分析】由题意利用一种微生物将废水中有机物[主要成分是(C H O)]的化学能转化为电能的装置,即为
6 10 5 n
原电池,由图b极通O,a极为有机物,则b极为正极氧气发生还原反应,a极为负极有机物发生氧化反应
2
生成二氧化碳和氢离子,负极电极反应为(C H O)+7nH O-24ne﹣=6nCO ↑+24nH+,原电池中阳离子移向正
6 10 5 n 2 2
极b极;
【解析】A.由分析可知,该装置是原电池,b极是正极,A错误;B.该电池工作时,氢离子在通过交换
膜移向正极,故应选用质子交换膜,B正确; C.该电池工作时,电子从负极a经电流表A流向正极b,
离子从左侧经交换膜向右侧迁移,C错误; D.负极电极反应为(C H O)+7nH O-24ne﹣=6nCO ↑+24nH+,
6 10 5 n 2 2
D错误;故选B。
12.(2024·河南·高三一模)铝硫二次电池是一种具有高能量密度、廉价原材料、有前途的替代储能装置,一种铝硫电池如图所示,M极为表面吸附了硫的活性电极,电解质为 , ( 、
)。下列说法错误的是
A.放电时铝电极的电极反应式为
B.电池放电时的反应原理为
C.离子交换膜为阳离子交换膜
D.充电时,M极为阳极, 被氧化
【答案】D
【分析】图示为铝硫电池,该电池放电时Al失去电子发生氧化反应,为负极,电极反应式为
,M为正极,硫得到电子发生还原反应,电极反应式为 ;
【解析】A.由分析可知,放电时铝电极的电极反应式为 ,A正确; B.由分析可
知,放电总反应为 , B正确;C.充放电过程中钾离子通过离子交换膜移动,
故离子交换膜为阳离子交换膜,C正确;D.该电池放电时Al为负极、M为正极,则充电时,M极为阳极,
铝极为阴极,阴极的 被还原,D错误;故选D。
13.(2024·江西·统考一模)某生物质电池原理如下图所示,充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。
下列说法正确的是
A.放电时,正极电极反应为: +H O-2e-= +2H+
2
B.放电时, 转化为C.充电时, 通过交换膜从左室向右室迁移
D.充电时,阴极电极反应为: +2H O+2e-= +2OH-
2
【答案】D
【分析】放电时,负极发生氧化反应, 转化为 ,所以放电时,Rh/Cu是负极。充电时,
Rh/Cu是阴极。
【解析】A.放电时,负极发生氧化反应,负极糠醛发生氧化反应生成 ,故A错误;B.放电时,
正极得电子, 转化为 ,故B错误;C.充电时,阳离子向阴极移动,充电时,
Rh/Cu是阴极, 通过交换膜从右室向左室迁移,故C错误;D.充电时,充电时,Rh/Cu是阴极,糠醛
发生还原反应生成 ,阴极电极反应为 +2H O+2e-= +2OH-,故D正确; 选
2
D。
14.(2024·江西·统考一模)一种基于固体电解质 的可充电熔融钠电池,具有安全、电流密度高、
使用条件宽泛等优点,其工作示意图如下所示,已知电池放电时不断有 生成。下列说法错误的是
A.放电时 电极为负极
B.固体电解质 含钠离子
C.充电时阳极反应式:
D.转移 时, 区和 区的质量差改变
【答案】D
【分析】电池放电时不断有 生成,可知放电时a为负极,电极反应为: ,固体电解质
只允许阳离子通过,固体电解质 含钠离子,通过 转移保持两侧电荷守恒,放电
时b为正极,电极反应为: ;充电时a为阴极,b为阳极,b极反应为: ,据此分
析;
【解析】A.根据分析,放电时 电极为负极,A正确;B.根据分析,固体电解质 含钠离子,
通过 转移保持两侧电荷守恒,B正确;C.充电时b为阳极,b极反应为: ,C正确;D.
放电转移 时, 从 区移出, 区移入 ,两区质量差改变 ,D错误;故选D。考点二 电化学原理及应用
1.(2024·吉林·统考模拟预测)新能源是当今的热门话题,储氢材料是新能源领域研究的中心之一、利用
如图所示装置可实现有机物的储氢,下列有关说法正确的是
A.左侧装置工作时,盐桥内的K+向锌电极一端移动
B.电极C和电极D上发生的反应类型相同
C.气体X的主要成分是H
2
D.H+透过高分子膜从右室进入左室,在电极C上发生还原反应
【答案】D
【分析】左侧铜锌原电池中,锌为负极,铜为正极,右侧电解池中,电极C为阴极,发生还原反应,电极
D为阳极,发生氧化反应。
【解析】A.铜锌原电池工作时,锌为负极,铜为正极,阴离子向负极移动,盐桥中氯离子向锌电极一端
移动,A错误;B.电极C发生还原反应,电极D发生氧化反应,反应类型不同,B错误;C.电极D为阳
极,发生氧化反应,溶液中氢氧根离子放电,生成氧气,C错误;D.电解池工作时,阳离子从阳极室移
向阴极室,H+透过高分子膜从右室进入左室,在电极C上发生还原反应,D正确;故选D。
2.(2024·吉林·统考模拟预测)如图,b为 标准氢电极,可发生还原反应( )或氧
化反应( ),a、c分别为 、 电极。实验发现:1与2相连a电极质量减
小,2与3相连c电极质量增大。下列说法正确的是
A.1与2相连,盐桥1中阳离子向b电极移动
B.2与3相连,电池反应为
C.1与3相连,a电极减小的质量等于c电极增大的质量
D.1与2、2与3相连,b电极均为 流出极【答案】B
【分析】1与2相连,左侧两池构成原电池,a电极质量减小, 转化为 ,说明a为正极,b为负极,
b极反应为 ;2与3相连,右侧两池构成原电池,c电极质量增大, 转化为 ,说明c为
负极,b为正极,b极反应为: ,据此分析;
【解析】A.1与2相连,a为正极,b为负极,盐桥1中阳离子向a电极移动,A错误;B.2与3相连,
右侧两池构成原电池,c电极质量增大, 转化为 ,说明c为负极,b为正极,生成氢气,电池反应
为 ,B正确;C.1与3相连,由于 更难溶, 转化为 ,a极为正极,
转化为 ,a极质量减小,b极为负极, 转化为 ,b极质量增加,a电极减小的质量小于c电
极增大的质量,C错误;D.1与2相连,b为负极,b电极为 流出极;2与3相连,c为负极,c电极为
流出极,D错误;故选B。
3.(2024·黑龙江大庆·高三一模)在强碱中氢氧化铁可被一些氧化剂氧化为高铁酸根离子( ),
在酸性条件下氧化性极强且不稳定。隔膜电解法制备 的工作原理如图所示。下列说法错误的
是
A.隔膜为阳离子交换膜
B.由于阴极区产KOH,故电解过程中不需要额外补充
C.Fe电极上的反应为
D.电路中每转移 ,Pt电极上理论上产生2.24L气体(标准状况)
【答案】B
【分析】该装置为电解池,与直流电源正极相连的铁电极为阳极,碱性条件下,铁失去电子发生氧化反应
生成高铁酸根离子,电极反应式为 ,铂电极为阴极,水在阴极得到电子发
生还原反应生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为2HO+2e-=2OH-+H ↑,电解的总反应为Fe+2H O+ 2OH-=
2 2 2
FeO + 3H ↑,则电解时,钾离子通过阳离子交换膜从左池移向右池。
2
【解析】A.电解时,钾离子通过阳离子交换膜从左池移向右池,故A正确;B.由分析可知,电解的总
反应为Fe+2H O+ 2OH-= FeO + 3H ↑,反应中消耗氢氧根离子,需要补充氢氧化钾,故B错误;C.由分
2 2
析可知,Fe电极上的反应为 ,故C正确;D.铂电极的电极方程式为
2HO+2e-=2OH-+H ↑,电路中每转移 ,Pt电极上理论上产生0.1mol H ,标况下的体积为2.24L,
2 2 2
故D正确;故选B。4.(2023秋·辽宁·高三校联考期末)下图为处理含苯酚废水的两种方法:方法一是利用电解过程中产生的
氧化能力极强的羟基自由基氧化苯酚;方法二是以高效光催化剂 降解苯酚。下列说法
中错误的是
A.方法一中,氢离子通过离子交换膜向a极移动
B.方法一中,b极电极反应式为:
C.方法二中,过程①的反应为
D.方法二中,1mol氧气参与反应,转移的电子是3mol
【答案】D
【分析】从图中可知,b电极附近HO失电子生成·OH和H+,因此b电极为阳极,a电极为阴极。光催化
2
剂BMO降解苯酚的实质为O 和苯酚在催化剂作用下反应生成CO 和HO。
2 2 2
【解析】A.方法一中,b电极为阳极,a电极为阴极,电解质溶液中的阳离子向阴极移动,则氢离子通过
离子交换膜向a极移动,A正确;B.b电极为阳极,b电极上HO失电子生成·OH和H+,电极反应式为
2
,B正确;C.方法二中,过程① 与苯酚反应生成CO 和HO,化学方程式为
2 2
,C正确;D.反应二中氧气与苯酚反应生成CO 和
2
HO,O 中氧的化合价从0价降低到-2价,则1mol氧气参与反应,转移4mol电子,D错误;故答案选
2 2
D。
5.(2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测)双盐Mg-CoS 电池由Li+替代了Mg2+在正极材料中的嵌
2
入,解决了Mg2+扩散缓慢、锂离子电池锂枝晶生长等问题,其充、放电过程如图所示。下列说法错误
的是A.放电时,CoS 电极的电势高于Mg电极
2
B.放电时,每转移2mole-,正极质量减少14g
C.充电时,若充电电压为2.0V,可能造成电池性能衰减
D.充电时,充电电压为2.75V时,阳极反应为:
【答案】B
【分析】由图可知,放电时,Mg作负极,电极反应式为Mg-2e-=Mg2+,右侧电极为正极,电极反应式为
CoS+4Li++4e-=Co+2Li S,充电时,Mg作阴极,右侧电极为阳极,据此分析作答。
2 2
【解析】A.放电时,Mg作负极,CoS 电极为正极,正极的电势高于负极,则CoS 电极的电势高于Mg
2 2
电极,A正确;B.放电时,右侧电极为正极,电极反应式为CoS+4Li++4e-=Co+2Li S,每转移2 mol e-正
2 2
极质量增加2mol×7g/mol=14g,B错误;C.由图可知,若充电电压为2.0V,充电过程中Co会转化为
Co S,放电时Co S 不能参与反应,故会造成电池性能衰减,C正确;D.由图可知,若充电电压为
3 4 3 4
2.75V,右侧电极为阳极,电极反应式为Co+2Li S-4e-=CoS +4Li+,D正确;故答案为:B。
2 2
6.(2023·辽宁沈阳·统考三模)利用间接成对电化学法,以间硝基甲苯为原料合成间氨基苯甲酸的工作原
理如图所示。下列说法中错误的是
A.物质X为间硝基苯甲酸
B.右侧电极电势高于左侧电极电势
C.阳极的电极反应式为:
D.当电路中转移8mol 时,理论上可得到1mol间氨基苯甲酸
【答案】D
【分析】由图可知,右侧电极连接外接电源正极,为阳极,则左侧电极为阴极;
【解析】A.X被三价钛离子还原为间氨基苯甲酸,则A为间硝基苯甲酸,反应中硝基被还原为氨基得到产品,A正确;B.右侧电极为阳极、左侧电极为阴极,则右侧电势高于左侧电极电势,B正确;C.阳极
上三价铬离子失去电子发生氧化反应生成 ,电极反应式为: ,C正确;
D.阴极反应为 ,阴极槽外反应为间硝基苯甲酸和三价钛离子反应生成间氨基苯甲酸和四价钛
离子, +6Ti3++6H+→ +2H O+6Ti4+,则当电路中转移6mol 时,理论上可得到
2
1mol间氨基苯甲酸,D错误;故选D。
7.(2023·辽宁大连·大连二十四中校考模拟预测)已知某温度下 的 ,
,一种脱除和利用水煤气中 方法的示意图如下,下列说法错误的是
A.该温度下,吸收塔中 溶液吸收一定量的 后, ,则该溶液的
pH=10
B.再生塔中产生 的离子方程式为
C.利用电化学原理,将 电催化还原为 ,阴极反应式为 、
D.在 溶液中
【答案】D
【分析】由图可知,玻碳电极上HO失去电子生成O,则玻碳电极上为阳极,铂电极为阴极,以此解答。
2 2
【解析】A. 溶液吸收一定量的 后,溶液中 的 ,当
时,c ,则该溶液的pH=10,故A正确;
B.再生塔中KHCO 受热分解产生二氧化碳,离子方程式为: ,故B正确;
3
C.利用电化学原理,将 电催化还原为 ,CO 在阴极得到电子生成 ,同时AgCl得到电子生
2
成Ag,电极方程式为: 、 ,故C正确;D.在
溶液中存在电荷守恒: ,物料守恒:,结合两式得到 ,故D错误;故
选D。
8.(2024·江西南昌·统考一模)盐酸羟胺(NH OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质类似
3
NH Cl。工业上主要采用向两侧电极分别通入NO和H,以盐酸为电解质来进行制备,其电池装置(图
4 2
1)和含Fe的催化电极反应机理(图2)如图。不考虑溶液体积的变化,下列说法正确的是
A.电池工作时,含Fe的催化电极为正极,发生还原反应
B.图2中,A为H+和e-,B为
C.电池工作时,每消耗标况下2.24LNO,左室溶液质量增加3.0g
D.电池工作一段时间后,正、负极区溶液的pH均下降
【答案】A
【分析】由图可知,Pt电极上H→H+,失去电子发生氧化反应,做负极,电极反应式:H-2e-=2H+;含铁
2 2
的催化电极为正极,其电极反应为:NO+3e-+4H++Cl-=NHOHCl,以此解答。
3
【解析】A.由分析可知,含Fe的催化电极为正极,发生还原反应,故A正确;B.根据题意可知,
NH OH具有类似NH 的弱碱性,可以和盐酸反应生成盐酸羟胺,所以缺少的一步为反应为:
2 3
NH OH+H+=NHOH+,图2中,A为H+,B为 ,故B错误;C.含铁的催化电极为正极,其电极
2 3
反应为:NO+3e-+4H++Cl-=NHOHCl,4个氢离子中有1个是左侧溶液中HCl提供的,3个是右侧溶液迁移
3
过来的;标况下消耗2.24LNO的物质的量为 =0.1mol,则左室增加的质量为0.1molNO和
0.3molH+的质量,即增加质量为3.3g,故C错误;D.负极电极反应式:H-2e-=2H+,H+浓度增大pH值减
2
小,正极电极反应为:NO+3e-+4H++Cl-=NHOHCl,正极区H+浓度减小,pH增大,故D错误;故选A。
3
9.(2024·广西·统考模拟预测)利用下图的电化学装置,可实现 对 的固定。下列说法错误
的是A. 向b电极移动
B.a电极的电极反应式为
C.电解过程中有 生成
D.b电极的Pt用Cu代替后总反应不变
【答案】D
【分析】如图可知,a电极 和 得电子,发生还原反应为阴极,则b为阳极发生氧化反应,
水放电生成O 和H+,据此分析解题。
2
【解析】A.电解池阳极吸引阴离子, 向b电极移动,故A正确;B.a电极 和 得电子,
电极反应式为 ,故B正确;C.b为阳极发生氧化反应,水放电生成O
2
和H+,故C正确;D.b电极为阳极,Pt用Cu代替后,Cu放电生成Cu2+,故D错误;故答案选D。
10.(2024·广西南宁·高三一模)利用电化学方法可以实现 的资源化利用。采用单原子 和纳米
作串联催化剂,通过电解法将 转化为乙烯,同时生产氯气。装置示意图如下,下列说法错误的是
A.惰性电极b连接电源的正极
B.纳米 催化剂上发生反应:
C.若制备得 乙烯,理论上外电路中迁移了 电子D.离子交换膜为阳离子交换膜
【答案】C
【分析】电极a实现将CO 转化为乙烯,C由+4价变-2价,C的化合价降低,发生还原反应,a为阴极;
2
电极b上氢氧根离子失去电子转化为氧气,b为阳极。
【解析】A.电极b实现将 转化为 , 由 价变0价, 的化合价升高,发生氧化反应,电极b为
阳极,与电源正极相连,故A不符合题意;B.由图知纳米 催化剂上发生 转化为乙烯的反应,反应
为 ,故B不符合题意;C.电极a实现将 转化为 ,C由 价变 价,
当生成 时,应转移 电子,C符合题意;D.为了使电极b制得 ,应防止 与 接触,
故应选用阳离子交换膜,故D不符合题意;故选C。
11.(2023·辽宁·高三统考专题练习)用可再生能源电还原 时,采用高浓度的 抑制酸性电解液中的
析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如下图所示。下列说法正确的是
A.析氢反应发生在 电极上
B. 从 电极迁移到 电极
C.阴极发生的反应有:
D.每转移 电子,阳极生成 气体(标准状况)
【答案】C
【分析】由图可知,该装置为电解池,与直流电源正极相连的IrO -Ti电极为电解池的阳极,水在阳极失去
x
电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2HO-4e—=O ↑+4H+,铜电极为阴极,酸性条件下二
2 2
氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等,电极反应式为2CO+12H++12e−=C H+4H O、
2 2 4 2
2CO+12H++12e−=C HOH+3H O,电解池工作时,氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。
2 2 5 2
【解析】A.析氢反应为还原反应,应在阴极发生,即在铜电极上发生,故A错误;B.离子交换膜为质
子交换膜,只允许氢离子通过,Cl-不能通过,故B错误;C.由分析可知,铜电极为阴极,酸性条件下二
氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等,电极反应式有2CO+12H++12e−=C H+4H O,故
2 2 4 2
C正确;D.水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2HO-4e—=O ↑+4H+,每转
2 2
移1mol电子,生成0.25molO,在标况下体积为5.6L,故D错误;答案选C。
2
12.(2023·辽宁·校联考模拟预测)工业上,常用电渗析法淡化海水。某小组模拟淡化海水原理,设计如
图所示装置。锂电池反应为 。下列叙述错误的是A.M极为阳极,膜2为阳离子交换膜
B.锂电池放电时,负极的电极反应式为
C.基态锰原子中有15种不同运动状态的电子
D.N极收集到11.2L气体(标准状况)时理论上转移1mol电子
【答案】C
【分析】由题干信息可知,电极M与锂离子电池的正极相连,是阳极,电极反应为:2Cl- -2e-=Cl↑,电极
2
N与锂离子电池的负极相连,是阴极,电极反应为:2H++2e-=H ↑,阳离子由M极移向N极,阴离子由N
2
极移向M极,即膜1为阴离子交换膜,膜2为阳离子交换膜,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,M极为阳极,膜2为阳离子交换膜,A正确;B.由题干信息可知,锂电池电池
反应为: ,故放电时,负极的电极反应式为: ,B正确;C.已知
Mn是25号元素,其核外有25个电子,根据鲍利不相容原理可知,基态锰原子中有25种不同运动状态的
电子,C错误;D.由分析可知,N极电极反应为:2H++2e-=H ↑,故N极收集到11.2L气体(标准状况)时理
2
论上转移电子的物质的量为: =1mol,D正确;故答案为:C。
13.(2023·辽宁沈阳·东北育才学校校考模拟预测)一种氯离子介导的电化学合成方法,能将乙烯高效清
洁、选择性地转化为环氧乙烷,电化学反应的具体过程如图所示。在电解结束后,将阴、阳极电解液
输出混合,便可反应生成环氧乙烷。下列说法错误的是
A.Ni电极与电源负极相连
B.阴极生成标况下22.4L气体,最终可制得2mol
C.工作过程中阴极附近pH增大D.在电解液混合过程中会发生反应:HCl+KOH=KCl+H O
2
【答案】B
【分析】根据题给信息得乙烯在左室与HClO发生氧化还原反应,HClO由Cl 与HO反应生成,而由
2 2
转化生成 应发生在Pt电极上,即Pt电极为阳极,连接电源正极,Ni为阴极,连接电源负极。据此分析
解答。
【解析】A.根据分析知,Ni为阴极,与电源负极相连,A正确;B.阴极电极反应式为:
,阴极生成标况下22.4L气体时,电路上转移的电子为2mol;阳极对应生成
1molCl ,Cl 与水反应为可逆反应,生成的HClO小于1mol,被氧化的CH=CH 小于1mol,因此可制得的
2 2 2 2
环氧乙烷小于1mol,B错误;C.工作过程中,阴极上水被电解生成氢气和氢氧根离子,因此阴极附近pH
增大,C正确;D.电解过程中,阳极生成的Cl 与水反应时生成HCl,阴极反应生成KOH,电解液混合时
2
会发生以下反应:HCl+KOH=KCl+H O,D正确;故选B。
2
14.(2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测)工业上用双极膜电解槽电解糠醛溶液同时制备糠醇和
糠酸盐,电解过程如图所示,其中A、B为两个电极。下列说法不正确的是
A.通电时双极膜将水解离为H+和OH-,H+向左侧移动
B.生成糠酸盐的离子方程式为: +2MnO+OH- +2MnOOH
2
C.理论上消耗1mol糠醛,外电路中迁移2mol电子
D.电解过程中,双极膜右侧溶液的pH降低
【答案】C
【分析】左侧有机物加氢的反应是还原反应,因此A为阴极,B为阳极。
【解析】A.通电时双极膜将水解离为H+和OH-,根据电解池“异性相吸”,则H+向左侧移动,故A
正确;B.根据图中信息 和二氧化锰反应生成 和MnOOH,根据氧化还原
反应和电荷守恒得到反应的离子方程式为: +2MnO+OH-
2
+2MnOOH,故B正确;
C.A极消耗1mol糠醛转移2mol电子,右边B电极生成2mol二氧化锰,2mol二氧化锰氧化1mol糠醛,
因此外电路有2mol电子迁移,理论上消耗2mol糠醛,故C错误;D.电解过程中,B电极反应式MnOOH−e-+OH-=MnO+H O,二氧化锰与糠醛反应 +2MnO+OH-
2 2 2
+2MnOOH,因此双极膜右侧溶液的pH降低,故D正确。答案为C。
考点三 溶液中的离子平衡
1.(2024·黑龙江鸡西·高三一模)碳酸盐加氢制甲酸盐反应 ,可以将捕
获的CO 转化为有价值的化学品。下列说法错误的是
2
A.标况下22.4L二氧化碳完全转化为甲酸盐转移电子数为
B.室温下,等浓度的 和HCOONa溶液,前者的pH大说明
C.该工艺中NaOH可以循环利用
D.碳酸钠溶液中含碳元素微粒浓度顺序为
【答案】B
【解析】A.标况下22.4L二氧化碳的物质的量为1mol,根据反应方程式可知,二氧化碳完全转化为甲酸
盐中C由+4价变为+2价,1mol二氧化碳完全转化为甲酸盐转移电子数为2N ,选项A正确;B.室温下,
A
等浓度的NaCO 和HCOONa溶液前者的pH大,说明碳酸根离子水解程度大于甲酸根离子,越弱越水解,
2 3
但只能说明 ,选项B错误;C.该工艺中NaOH吸收 转化为NaCO,再发
2 3
生反应 ,NaOH可以循环利用,选项C正确;D.碳酸钠为强电解质,完
全电离出 离子, 的第一步水解大于第二步水解,且水解是微弱的,故溶液中含碳元素微粒浓度顺
序为 ,选项D正确;答案选B。
2.(2024·吉林长春·统考一模)常温下,向 的 溶液中滴加
的 溶液,溶液中 随pH的变化关系如图所示( )。下列说法错误的是
A.常温下, 的电离平衡常数为
B.当溶液的 时,消耗 溶液体积小于
C.c点溶液中:D.溶液中水的电离程度大小:
【答案】C
【解析】A.b点 ,则 ,pH=4.76则 常温下,
的电离平衡常数为 故A正确;B.醋酸是弱酸,醋酸
钠溶液显碱性,pH=7则溶液为醋酸钠和醋酸的混合溶液,消耗氢氧化钠小于20mL,故B正确;C.醋酸
被恰好完全中和时,溶液为浓度 的醋酸钠溶液,其水解平衡常数
,氢氧根离子和醋酸根离子几乎都来源于水解,其浓度近
似相等, 得: ,则,
, ,
因此c点溶质为醋酸钠,存在 ,故C错误;D.a→b→c,加入氢氧化
钠的过程中醋酸的浓度不断减小,对水电离的抑制不断减小,因此溶液中水的电离程度大小: ,故
D正确;故选C。
3.(2024·黑龙江·统考一模) 时,用 溶液分别滴定等物质的量浓度的
三种溶液pM[p表示负对数, 表示 ]随溶液
变化的关系如图所示。已知:常温下, 。下列推断正确的是
A.曲线③代表 与 的关系曲线
B.调节 时,可将废水中 完全沉淀
C.滴定 溶液至X点时,溶液中:
D.经计算, 能完全溶于HR溶液
【答案】C【分析】 推出pGe3+=-lg ,同理推出pGa3+=-lg 。
由于K [Ge(OH)]>K [Ga(OH)],即Ga(NO )、Ge(NO ) 两条线不可能相交,③为HR滴定曲线,而①、
sp 3 sp 3 3 3 3 3
②分别为Ga(NO )、Ge(NO ) 滴定曲线。由4.1点c(OH-)=10-9.9mol/L推知K [Ga(OH)]=1×(10-9.9)3=10-29.7;
3 3 3 3 sp 3
同理7.3点推得K [Ge(OH)]=1×(10-6.7)3=10-20.1;由5.5点得出K(HR)= ,据此回
sp 3 a
答。
【解析】A.由上分析知,③为HR的滴定曲线,A错误;B.pH=8.5知c(OH-)=10-5.5mol/L,则溶液中
c(Ge3+)= =10-3.6mol/L>10-5mol/L,溶液中的Ge3+未完全沉淀,B错误;C.X点成分为NaR、
NaOH,该溶液呈碱性所以c(Na+)>c(OH-)>c(H+),C正确;
D. , ,该反应的K
小,即反应很难发生,所以Ga(OH) 不能完全溶于HR溶液,D错误; 故选C。
3
4.(2024·吉林·统考模拟预测)常温下,向一定浓度的亚磷酸( )溶液中滴加NaOH溶液,测
得溶液的pH 与溶液中离子浓度变化的关系如图所示,下列说法错误的是
A.表示溶液pH与 变化的关系是曲线I
B.NaH PO 溶液显酸性
2 3
C.0.1mol·L-1 NaHPO 溶液中,各离子浓度大小关系为:c(Na+)>c( )>c( )>c(OH-)>c(H+)
2 3
D.若HF的电离常数K=3.6×10-4,则足量NaF溶液和HPO 溶液反应的离子方程式为:F- + H PO
a 3 3 3 3
= HF +
【答案】C
【分析】1g =lg =lgK -lgc(H+)=lgK +pH,1g =lg =lgK -lgc(H+)=lgK +pH,
a1 a1 a2 a2根据图示可知1g =1g =1时,pH:Ⅰ>Ⅱ,根据K >K 可知,Ⅰ表示pH与1g
a1 a2
的变化曲线,Ⅱ表示pH与1g 的变化曲线,则有Ka= =10×10-2.4=10-1.4,
1
Ka= = ×10-5.5=10-6.5,据此分析解题。
2
【解析】A.由分析可知,表示溶液pH与 变化的关系是曲线I,A正确;B.由分析可知,
Ka=10-1.4,Ka=10-6.5,则Kh = = =10-12.6<10-6.5=Ka ,即 电离大于水解,故NaH PO 溶液显酸
1 2 2 2 2 3
性,B正确;C.根据发生水解的离子浓度比水解生成的离子浓度,故0.1mol·L-1 NaHPO 溶液中,各离
2 3
子浓度大小关系为:c(Na+)> c( )>c(OH-) >c( )>c(H+),C错误;D.由分析可知,HPO 的电离
3 3
平衡常数为Ka=10-1.4,Ka=10-6.5,即酸性为:HPO >HF> ,故若HF的电离常数K=3.6×10-4,则
1 2 3 3 a
足量NaF溶液和HPO 溶液反应的离子方程式为:F-+ H PO = HF + ,D正确;故答案为:C。
3 3 3 3
5.(2024·吉林·统考一模)某温度时,BaSO 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:p(Ba2+)=-
4
lg[Ba2+],p( )=-lg[ ]。下列说法正确的是
A.该温度下,K (BaSO)=1.0×10-24mol2·L-2
sp 4
B.a点的K (BaSO)小于b点的K (BaSO)
sp 4 sp 4
C.d点表示的是该温度下BaSO 的过饱和溶液
4
D.加入BaCl 可以使溶液由a点变到c点
2
【答案】C
【分析】根据已知:p(Ba2+)=-lg[Ba2+],p( )=-lg[ ]可以得出沉淀溶解平衡线随着横坐标增大,硫酸
根离子浓度逐渐减小,钡离子浓度增大;a、c达到了沉淀溶解平衡,d属于过饱和溶液,b属于未饱和溶
液。
【解析】A.a点钡离子浓度和硫酸根离子浓度分别为1.0×10-4 mol·L和1.0×10-6 mol·L,所以
K (BaSO)=1.0×10-10 mol2·L-2,故A错误;B.图中的是平衡曲线,线上的任意点都是平衡状态,所以a、b
sp 4
点K 相同,a点的K (BaSO)等于b点的K (BaSO),故B错误;C.由分析可知,p(Ba2+)的值越大,钡
sp sp 4 sp 4
离子浓度越小,d点表示的是该温度下BaSO 的过饱和溶液,故C正确;D.加入BaCl 可以使溶液钡离子
4 2
浓度增大,硫酸根离子浓度减小,由c点变到a点,故D错误;故选C。6.(2024·黑龙江哈尔滨·高三一模)某温度下,向10mL 0.1mol/L 溶液中滴加0.1mol/L的 溶液,
滴加过程中溶液中 与所滴加的 溶液体积关系如图所示,已知 。
下列有关说法不正确的是
A.b点溶液过滤后用 洗涤以减少沉淀损耗
B.该温度下,
C.相同实验条件下,若改为0.1mol/L的 溶液,反应终点b向d方向移动
D.该温度下 反应的化学平衡常数为
【答案】C
【解析】A.b点是CuCl 与NaS溶液恰好完全反应的点,沉淀为硫化铜,用硫化钠洗涤可以利用同离子
2 2
效应,使CuS的溶解平衡逆向移动,减少沉淀损耗,A正确;B.b点是CuCl 与NaS溶液恰好完全反应
2 2
的点,溶液中c(Cu2+)=c(S2-),根据b点数据可知c(Cu2+)=1×10-18.0mol/L,则该温度下K (CuS)=c(Cu2
sp
+)∙c(S2-)=1×10-36,B正确;C.相同实验条件下,若改为0.1mol/L的 溶液, >
,完全反应时,锌离子浓度大于铜离子浓度,反应终点先由b向a方向移动,再由a
向c移动,C错误;D.该温度下 反应的化学平衡常数为
,D正确;故选C。
7.室温下,向 、 均为 的混合溶液中持续通入 气体,始终保持 饱和(
的物质的量浓度为 ),通过调节 使 、 分别沉淀,溶液中 与 的关系
如下图所示。其中,c表示 、 、 和 的物质的量浓度的数值, 。
下列说法错误的是A.①代表 与 的关系曲线
B. 逐渐增大时,溶液中优先析出的沉淀为
C. 的
D. 的平衡常数
【答案】D
【分析】由于 、 均为 ,则曲线③④表示的离子为 或 ,纵坐标表
示的为 ,则离子浓度越小, 越大,则曲线①代表 与 的关系,则曲线②代表 与
的关系,根据曲线②与曲线④的交点坐标(5.8,8.2),可知此时pH=5.8,则 ,同时
根据 ,则曲线④为 与 的关系,曲线③为 与 的关系,据此
分析。
【解析】A.由分析可知,①代表 与 的关系,A正确;B.曲线①代表 与 的关系,
曲线③为 与 的关系,则根据二者交点(5.6,10.8)可知,
, ,当 为 时,
随 逐渐增大时,溶液中优先析出的沉淀为 ,B正确;C.曲线②代表 与 的关系,曲线
④为 与 的关系,根据曲线②与曲线④的交点坐标(5.8,8.2),可知此时pH=5.8,则
, ,则 ,C
正确;D. 的平衡常数表达式为
,根据曲线①代表 与 的关系,
曲线③为 与 的关系,则根据二者交点(5.6,10.8)可知,此时 ,
, ,根据B选项, ,代入数据, ,D错误;
故选D。8.(2024·广东江门·统考一模)常温下,向 碱溶液中滴加 盐酸,溶液
的 及导电能力随滴加盐酸体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 的电离方程式为
B.水的电离程度:
C. 点溶液中
D. 点溶液中
【答案】D
【分析】向 碱溶液中滴加 盐酸,溶液的pH降低,由图可知,c点为滴
定终点,以此解题。
【解析】A.由图可知, 溶液的pH小于13,则其为弱碱,其电离方程式为:
,A错误;B.MOH电离出的氢氧根离子会抑制水的电离,随着盐酸的加入消耗
MOH,水的电离程度增大,则水的电离程度: ,B错误;C.根据电荷守恒可知,
,此时溶液显中性,则 ,C错误;D.由分析可知,c为滴定
终点,则c点为MCl,且此时由于M+的水解,导致溶液显酸性,则 ,D
正确;故选D。
9.(2024·吉林延边·统考一模)室温下,等物质的量的 与强碱 混合,得到 悬浊液,静置,
取上层清液,通入 ,混合溶液中 与 的关系如图。已知: 、
。下列说法错误的是
A. 时,
B.a→b的溶液中 将逐渐增大C.上层清液中
D. 时,
【答案】D
【解析】A.混合溶液中,电荷守恒等式为: ,由于 ,
,故有 ,故A正确;B. = ,由图可
知,a→b的过程中 不断增大,Ksp不变,则 减小,故 增大,即 增大,故B正
确;C.MA的悬浊液的上层清液存在溶解平衡: ,上层清液中, [忽
略A-水解,Kh= =5 ],则有c2(A-)= ,则c(A-)= ,故C正确;D.通入HCl
后,溶液中存在物料守恒: ,电荷守恒: ,当
时,代入Ka可知此时溶液显酸性,即有 ,又有 ,
得到不等式: ,即 ,故D错误。答案选D。
10.(2024·辽宁葫芦岛·统考一模)工业上常用 作沉淀剂除去废水中的 和 。通过调节溶液的
pH可使 和 逐一沉降,处理过程中始终保持 溶液为饱和状态即 mol/L,体系
中 、 、 , 浓度(mol/L)的负对数pM与pH的关系如图所示。已知:
。下列说法不正确的是
A.Ⅱ表示 与pH的关系曲线
B.Q点对应 的数量级为
C.
D.溶液中 和 均为0.1mol/L, 完全沉淀时溶液的最小pH为2
【答案】B【分析】HS饱和溶液中随着pH增大,c(H+)减小,c(HS-)、c(S2-)均增大,则-lgc(HS-)和-lgc(S2-)随着pH增
2
大而减小,且pH相同时,c(HS-)>c(S2-),即-lgc(HS-)<-lgc(S2-),则Ⅰ、Ⅱ分别表示-lgc(HS-)、-lgc(S2-)与pH
的关系曲线;随着pH增大,c(S2-)增大,则c(Zn2+)和c(Mn2+)逐渐减小,且K (MnS)>K (ZnS),即当c(S2-)
sp sp
相同时,c(Mn2+)>c(Zn2+),则-lgc(Mn2+)和-lgc(Zn2+)随着pH增大而增大,且-lgc(Mn2+)<-lgc(Zn2+),则Ⅲ、Ⅳ
分别表示-lgc(Zn2+)、-lgc(Mn2+)与pH的关系曲线,据此分析结合图像各点数据进行解题。
【解析】A.由分析可知,Ⅱ表示-lgc(S2-)与pH的关系曲线,故A正确;B.Ⅰ表示-lgc(HS-)与pH的关系
曲线,当c(H+)=10-5.5mol/L时,c(HS-)=10-2.6mol/L, ,且
,则a=2.2,则c(H+)=10-2.2mol/L=100.8×10-3mol/L,所以Q点对应c(H+)的数量级
为10−3,故B错误;C. ,由图可知,当
c(H+)=10-5.45mol/L时,c(S2-)=10-11.9mol/L,则 ,
,则 ,所以 ,故C正确;D.曲线Ⅱ、Ⅲ的交点表
示c(H+)=10-5.45mol/L时,c(S2-)=c(Zn2+)=10-11.9mol/L,则 ,恰好
完全沉淀时, ,由 得:
,即pH=2,则Zn2+完全沉淀时溶液的
最小pH为2,故D正确;故选B。
11.(2024·辽宁·高三一模)常温下,Ka(CH COOH)=1.0×10-5, 向某含有ZnSO 酸性废液加入一定量
3 4
CHCOONa后,再通入HS生成ZnS沉淀,始终保持HS饱和,即c(HS)=0.1mol/L,体系中pX[pX=
3 2 2 2
—1gX,X为 、 或c(Zn2+), 单位为 mol/L]与 关系如图。下列说法
错误的是A.②中X为 B.A 点溶液的pH为4
C.K (H₂S) 的数量级为10-7 D.Ksp(ZnS)=10-21.7
a1
【答案】C
【分析】K(CHCOOH)= =1.0×10-5,则-lgc(H+)-lg =-lg(1×10-5)
a 3
=5,则有p =5-pH,当p =0时,pH=5,c(H+)=1.0×10-5mol/L,随着p
的增大,pH减小,c(H+)增大,p =-lgK (HS)-pH、p =-lgK (HS)-
a1 2 a2 2
pH,lgK (HS)>lgK (HS),所以随着横坐标增大,p 和p 均增大,且p
a1 2 a2 2
相同时,p <p ,即①中,X为 ,②中,X为 ,③中,X为
Zn2+,据此分析作答。
【解析】A.根据分析可知,②中,X为 ,故A正确;B.由图可知,A点溶液中,p
=5-pH=1,则pH为4,c(H+)=1.0×10-4mol/L,故B正确;
C.当p =5-pH=0时,pH为5,c(H+)=1.0×10-5mol/L,K (HS)= =10-5×10-
a1 2
2.04=10-7.04,则K (HS)的数量级为10-8,故C错误;D.横坐标为0时,c(Zn2+)=1×10-11.66mol/L,
a1 2
=10-2.04、 =10-7,因为c(HS)=0.1mol/L,则c(HS-)=10-3.04mol/L,c(S2-)=10-10.04mol/L,
2
K (ZnS)=c(Zn2+)c(S2-)=1×10-11.66mol/L×10-10.04mol/L=10-21.7(mol/L)2,故D正确;故选:C。
sp
12.(2024·辽宁辽阳·统考一模)常温下,用HCl(g)调节SrF 浊液的pH,测得在通入HCl(g)的过程
2中,体系中-lgc(X)(X代表Sr2+或F-)与 的关系如图所示。下列说法错误的是
已知:SrF 为微溶于水,溶于盐酸,不溶于氢氟酸、乙醇和丙酮的固体。
2
A.
B.L 表示 的变化情况
2
C.随着HCl的加入,SrF 溶解度逐渐增大
2
D.m、n点对应的溶液中均存在
【答案】B
【解析】A.HF的电离平衡常数 ,纵坐标相当于 ,随着 变大,
变大, 变小,则 表示 的变化情况, 表示 的变化情况,根据m、n
两点的数据,得 ,A正确;B.根据A项分析, 表示 的变化
情况,B错误;C.随着HCl的加入,SrF 溶解平衡正向移动,溶解度增大,C正确;D.m、n点时的溶
2
液中均存在电荷守恒有 ,又根据SrF 组成可知,溶液中存在物
2
料守恒 ,可得 ,D正确;故选B。
13.(2023春·辽宁大连·高三辽师大附中校考阶段练习)常温下,向10.0mL浓度均为0.1mol/L的AlCl 和
3
FeCl 混合溶液中加入NaOH固体,溶液中金属元素有不同的存在形式,它们的物质的量浓度与NaOH
3
物质的量关系如图所示,测得a、b两点溶液的pH分别为3.0,4.3。
已知:①K [Al(OH) ]>K [Fe(OH) ];
sp 3 sp 3
②Al3+(aq)+4OH—(aq) [Al(OH) ]—(aq),298K时,K=1.1×1033。
4下列叙述错误的是
A.曲线II代表Al3+
B.在Al(OH) 和Fe(OH) 共沉淀的体系中 = 103.9
3 3
C.c点溶液中金属元素主要存在形式为Fe(OH) 、Al(OH) 和[Al(OH) ]—
3 3 4
D.Al(OH) (s)+OH—(aq) [Al(OH) ]—(aq)的平衡常数K 为1.1×10-1.1
3 4 1
【答案】C
【分析】由题意可知,氢氧化铝的溶度积大于氢氧化铁,a、b两点溶液的pH分别为3.0,4.3说明曲线I代
表铁离子、曲线Ⅱ代表铝离子,则由图可知,氢氧化铁的溶度积K [Fe(OH) ]= 10-5×(10-11mol/L)3=10-38、氢
sp 3
氧化铝溶度积K [Al(OH) ] =10-5×(10-9.7mol/L)3=10-34.1。
sp 3
【解析】A.由分析可知,曲线Ⅱ代表铝离子,故A正确;B.在氢氧化铝和氢氧化铁共沉淀的体系中
= = = = 103.9,故B正确;C.由图可知,c点溶液中铝元素的物质
的量为0.1mol,说明溶液中铝元素的存在形式为四羟基合铝离子,故C错误;D.由方程式可知,平衡常
数K = = = K [Al(OH) ] ×K=1.1×1033×10-34.1=1.1×10-1.1,故D正确;故
1 sp 3
选C。
14.(2023·辽宁·统考三模)室温下,向 的 溶液中滴加 的NaOH溶液时,
pH、 ( 、 或 )随V(NaOH溶液)变化的曲线如图。下列叙述
不正确的是
A.常温下, 的第一步电离平衡常数
B.当V(NaOH溶液)=10mL时,
C.V(NaOH溶液)=20mL时,水的电离程度最大
D.常温下,当 时,有【答案】B
【解析】A.当 时,以 ,则 ,A正确;B.当
(NaOH溶液) 时,根据电荷守恒得 ,根据物料守恒得
,综上可得 ,B错误;C.当V(NaOH溶
液) 时,溶液中溶质为 , 是强碱弱酸盐,在水中水解,促进水的电离,所以当 (NaOH
溶液) 时,水的电离程度最大,C正确;D.当 时, ,根据电荷守恒得
,代入转换得: ,此时
, ,D正确;故选B。
15.(2023·辽宁大连·育明高中校考一模)甘氨酸 是人体必需氨基酸之一,在晶体和水溶
液中主要以偶极离子 的形式存在,它是两性电解质有两个可解离基团。在水溶液中,
甘氨酸的带电状况与溶液的 有关。当调节溶液的 使甘氨酸所带正负电荷正好相等时,甘氨酸所
带的净电荷为零,在电场中不发生移动现象,此时溶液的 即为甘氨酸的等电点。在 时,
和 的分布分数[如 ]与
溶液 关系如图下列说法正确的是
A.曲线a代表
B.等电点时,微粒间的数量关系是:
C. 的平衡常数
D.在 等于6的溶液中甘氨酸带净正电荷,在电场中将向阴极移动
【答案】D
【分析】甘氨酸中含有氨基和羧基,氨基显碱性,羧基显酸性,在酸性条件下,存在的形式为NH
CHCOOH,随着pH增大,逐步转化成NH3+CH COO-,最终转化成NH CHCOO-,从而确定曲线a代表
2 2 2 2NH CHCOOH,曲线b代表为NH CHCOO-,曲线c代表NH CHCOO-,据此分析;
2 2 2 2
【解析】A.根据上述分析,曲线a代表NH CHCOOH,故A错误;B.等电点是甘氨酸所带正负电荷正
2
好相等,因此NH CHCOOH的物质的量等于NH CHCOO-,甘氨酸等电点为5.97,根据图象可知,N(NH
2 2 2
CHCOO-)>N(NH CHCOOH)= N(NH CHCOO-),故B错误;C.取坐标(2.35,0.50),此时c(NH
2 2 2 2
CHCOOH)=c(NH CHCOO-),因此有K=c(OH-)= = =10-11.65,故C错误;D.根据B选项分析以
2 2
及图象可知,当pH等于6时,n(NH CHCOOH)> n(NH CHCOO-),甘氨酸带净正电荷,在电场作用下,
2 2 2
向阴极移动,故D正确;故选:D。