《2025年红对勾高考一轮复习金卷化学》

15.(2024·安徽阜阳模拟)以石墨为电极电解200mLCuSO₄溶液，电解过程中转移电子的物质的量n(e⁻)与产生气体总体积V(标准状况)的关系如图所示,下列说法正确的是　　　　　　　　(　　　)
　　
A.电解前CuSO₄溶液的物质的量浓度
　　　为2mol·L⁻¹
　　
B.忽略溶液体积变化,电解后所得溶液 中c(H⁺)=2mol·L⁻¹
　　
C.当n(e⁻)=0.6mol时,V(H₂)∶V(O₂)=3∶2
　　
D.向电解后的溶液中加入16gCuO,溶液可恢复到电解前的浓度

答案： B 电解CuSO₄溶液时，阳极反应式为2H₂O - 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺，阴极反应式为Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu，若阴极上没有氢离子放电，则题图中转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系是直线，而题图中是折线，说明阴极上还发生反应：2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑。当转移0.4 mol电子时，Cu²⁺恰好完全反应，n(Cu²⁺)=0.4 mol2 = 0.2 mol，根据铜原子守恒，c(CuSO₄)=c(Cu²⁺)=0.2 mol0.2 L = 1 mol·L⁻¹，A项错误；当n(e⁻)=0.6 mol时，发生反应：2CuSO₄ + 2H₂O 电解 2Cu + O₂↑ + 2H₂SO₄、2H₂O 电解 2H₂↑ + O₂↑，n(H₂)=0.1 mol，n(O₂)=0.1 mol + 0.05 mol = 0.15 mol，所以V(H₂) : V(O₂)=0.1 mol : 0.15 mol = 2 : 3，C项错误；因电解后从溶液中析出Cu、O₂、H₂，所以只加入CuO不能使溶液恢复到电解前的浓度，D项错误。

16.为探究金属的腐蚀情况,某同学取一张用饱和NaCl溶液浸湿的石蕊试纸,平铺在一块金属板上,按如下图所示的方法连接电路。

　　(1)若试纸为红色石蕊试纸,金属板为锌片,B处为灵敏电流计，接通电路，将铅笔芯(主要成分为石墨)放置在试纸上一段时间,发现电流计指针发生偏转,则铅笔芯与试纸接触处的电极反应式为______________________________，此时铅笔芯为__________极，铅笔芯与试纸接触处颜色__________(填字母)。
　　a.变白　　　　　b.变蓝　　　　　c.不变　　　　　d.无法确定
　　(2)若金属板为铂片,B处为直流电源，接通电源后:①当试纸为红色石蕊试纸,用铅笔在试纸上写字,若出现蓝色字迹，则铅笔芯与试纸接触处的电极反应式为________________________;②当试纸为蓝色石蕊试纸，将铅笔芯放置在试纸上一段时间后，若接触处出现一个双色同心圆,内圈为白色,外圈呈浅红色,则铅笔芯与试纸接触处的电极反应式为______________________________。
　　(3)上述(1)中的变化在本质上与钢铁的__________腐蚀类似,若将
　　(1)中的锌换成铁,写出其总反应:______________________________。

答案：
(1)O₂ + 2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻ 正 b
(2)①2H₂O + 2e⁻ = 2OH⁻ + H₂↑ ②2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑
(3)吸氧 2Fe + O₂ + 2H₂O = 2Fe(OH)₂
解析：
(1)该装置为原电池，锌为负极，铅笔芯为正极，正极上发生的是吸氧腐蚀，正极溶液呈碱性，故试纸变蓝。
(2)当B为直流电源时，整套装置相当于电解池。①出现蓝色字迹，表明铅笔芯为阴极，阴极的反应为2H₂O + 2e⁻ = 2OH⁻ + H₂↑；②当出现双色同心圆时，内圈为白色，外圈呈浅红色，表明有氯气生成，铅笔芯为阳极，Cl⁻放电生成Cl₂。
(3)铁在中性条件下发生吸氧腐蚀，生成的Fe²⁺会与正极上生成的OH⁻结合生成Fe(OH)₂。

17.某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
　　　　　　　
请回答下列问题:
　　(1)甲池为__________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”),通入
CH₃OH电极的电极反应式为______________________________。
　　(2)乙池中A(石墨)电极的名称为__________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”),乙池总反应的化学方程式为______________________。
　　(3)当乙池中B极质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗O₂的体积为__________mL(标准状况下),丙池中__________(填“C"或“D")
　极析出__________gCu.
　　(4)若丙中电极不变,将其溶液换成NaCl溶液,电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同);丙中溶液的pH将__________。

答案：
(1)原电池 CH₃OH - 6e⁻ + 8OH⁻ = CO₃²⁻ + 6H₂O
(2)阳极 4AgNO₃ + 2H₂O 通电 4Ag + O₂↑ + 4HNO₃
(3)280 D 1.60
(4)减小 增大
解析：由题干图示信息可知，甲池为甲醇燃料电池，通CH₃OH的一极为负极，电极反应为CH₃OH + 8OH⁻ - 6e⁻ = CO₃²⁻ + 6H₂O，通O₂的一极为正极，电极反应为O₂ + 2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻；乙池为电解池，石墨电极A为阳极，电极反应为2H₂O - 4e⁻ = 4H⁺ + O₂↑，Ag电极(B极)为阴极，电极反应为Ag⁺ + e⁻ = Ag；丙池为电解池，电极C为阳极，电极反应为2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑，电极D为阴极，电极反应为Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu，据此分析解题。
(1)由分析可知，甲池为原电池；通入CH₃OH电极的电极反应式为CH₃OH + 8OH⁻ - 6e⁻ = CO₃²⁻ + 6H₂O。
(2)A(石墨)电极的名称为阳极，电极反应为2H₂O - 4e⁻ = 4H⁺ + O₂↑，Ag电极(B极)为阴极，电极反应为Ag⁺ + e⁻ = Ag，则乙池中的总反应为4AgNO₃ + 2H₂O 通电 4Ag + 4HNO₃ + O₂↑。
(3)由分析可知，当乙池中B极质量增加5.40g，即析出5.40g的Ag时，n(Ag)=5.40g/108g·mol⁻¹ = 0.05mol，则电路中转移的电子的物质的量为0.05mol，故甲池中理论上消耗O₂的体积为0.05mol/4×22.4L·mol⁻¹ = 0.28L = 280mL；丙池中阴极(即D极)析出铜的质量为0.05mol/2×64g·mol⁻¹ = 1.60g。
(4)甲池为甲醇燃料电池，通入CH₃OH的一极为负极，电极反应为CH₃OH + 8OH⁻ - 6e⁻ = CO₃²⁻ + 6H₂O，通O₂的一极为正极，电极反应为O₂ + 2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻，则溶液的pH将减小；若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，即用惰性电极电解NaCl溶液，丙中D极(即阴极)的电极反应为2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻，则阴极的产物为NaOH、H₂，由于生成了NaOH，则溶液的pH将增大。

18.(2025·江西南昌阶段练习)(1)目前已开发出电解法制取ClO₂的新工艺。
　①用石墨作电极,在一定条件下电
　解饱和食盐水制取ClO₂(如图所
　示),写出阳极产生ClO₂的电极反
　应式:__________________________________________________________。
　　　　　　　　　　　　　　　　
　　②电解一段时间，当阴极产生的气
　体体积为112mL(标准状况)时,停止电解,则通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为__________mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因:______________________________。
　　(2)粗银精炼装置如图所示,电解液为稀硫酸，下列说法正确的是__________(填字母)。
　　
A.体系中存在沉淀溶解平衡:Ag₂SO₄ 2Ag⁺(aq)+SO₄²⁻(aq)　　
B.阳极的电极反应式为Ag - e⁻ = Ag⁺　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
C.钛电极电势高　　
D.阴极区可获得超细银粉的原理:Ti³⁺ + Ag⁺ = Ag + Ti⁴⁺
　　E.电解液中添加Ti³⁺/Ti⁴⁺,可实现Ti³⁺/Ti⁴⁺循环利用
　　(3)工业上用PbSiF₆、H₂SiF₆混合溶液作电解液,用电解法实现粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Fe、Zn,杂质总质量分数约为4%)提纯，装置示意图如图所示。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
　　电解产生的阳极泥的主要成分为________,工作一段时间后,溶液中c(Pb²+)
　　__________(填“增大”“减小”或“不变”)。

答案：
(1)①Cl⁻ - 5e⁻ + 2H₂O = ClO₂↑ + 4H⁺ ②0.01 在阴极发生反应：2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑，H⁺浓度减小，使H₂O ⇌ OH⁻ + H⁺中的平衡向右移动，OH⁻浓度增大，pH增大
(2)ADE
(3)Cu、Ag 减小
解析：
(1)①由题意可知，阳极上Cl⁻放电生成ClO₂，由元素守恒可知，有水参加反应，同时生成H⁺，阳极的电极反应式为Cl⁻ - 5e⁻ + 2H₂O = ClO₂↑ + 4H⁺。②阴极的反应为2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻，生成氢气的物质的量为0.112L/22.4L·mol⁻¹ = 0.005mol，所以通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为0.005mol×2 = 0.01mol。
(2)阳极的电极反应式为2Ag - 2e⁻ + SO₄²⁻ = Ag₂SO₄，故B错误；钛电极是阴极，电势低，C错误；电解液中添加Ti³⁺/Ti⁴⁺，阴极上Ti⁴⁺ + e⁻ = Ti³⁺，溶液中的银离子又将Ti³⁺氧化：Ti³⁺ + Ag⁺ = Ag + Ti⁴⁺，可获得超细银粉，也可实现Ti³⁺/Ti⁴⁺循环利用，故D、E正确。
(3)粗铅杂质中的Cu、Ag活泼性比Pb差，故电解产生的阳极泥的主要成分为Cu和Ag；阳极上溶解的金属有Pb、Fe、Zn，阴极上析出的金属只有Pb，两极上得失电子守恒，故工作一段时间后，溶液中Pb²⁺浓度有所减小。