《2025年学霸高考黑题化学人教版》

巩固训练8 (2025·辽宁丹东一模节选)硫广泛应用于医药、储能电池等领域。采用不同的方法制备单质硫。利用H₂S+O₂=S+H₂O₂产生硫，装置如下。电解质溶液均为稀硫酸。

(1)加入少量KI能持续生成S，结合有关反应解释原因：$3I^- - 2e^- \longrightarrow I_3^-$，$I_3^- + H_2S \longrightarrow 3I^- + S + 2H^+$，$I^-$、$I_3^-$不断循环转化。
(2)X、Y代表中的一种。X是。
(3)由光直接驱动的化学反应是$3I^- + $$ +2H^+$(用一个完整的离子方程式表示)。

答案：
巩固训练8
(1)$3I^- - 2e^- \longrightarrow I_3^-$，$I_3^- + H_2S \longrightarrow 3I^- + S + 2H^+$，$I^-$、$I_3^-$不断循环转化
(2)
(3)$3I^- + $$ +2H^+$
解题思路
装置右侧电极在光照条件下$I^-$失去电子生成$I_3^-$，发生氧化反应，为负极，左侧为正极，电极上X生成Y，发生还原反应。
解析：
(1)加入$KI$，电离出$I^-$，发生反应$3I^- - 2e^- \longrightarrow I_3^-$，$I_3^- + H_2S \longrightarrow 3I^- + S + 2H^+$，$I^-$和$I_3^-$不断循环转化；能持续生成$S$。

巩固训练9 (2025·北京一模节选)“双碳”背景下，CO₂的资源化利用成为全世界的研究热点。电催化还原CO₂也可以制备甲酸，原理如图甲所示，电解质溶液为KOH。
(1)电极b是电解池的阳极，电极反应式为$4OH^- - 4e^- \longrightarrow O_2 \uparrow + 2H_2O$。
(2)2024年，我国研究人员为降低系统能耗，对图甲装置改进，搭建“(阴阳极)共产甲酸耦合系统”，将KOH电解液更换为KOH+CH₃OH混合溶液，应将b极区(填“a”或“b”)电解液更换。此时，该电极的电极反应式为$CH_3OH - 4e^- + 5OH^- \longrightarrow HCOO^- + 4H_2O$。
(3)CO₂的电化学还原过程比较复杂，在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图乙所示。
已知：FE%=\$\frac{Q_X(生成还原产物X所需要的电量)}{Q_总(电解过程中通过的总电量)}\$×100%，其中，Q_X=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
①当电解电压为U₁V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，阴极主要还原产物是$H_2$(填化学式)。
②当电解电压为U₃V时，电解生成的C₂H₄和HCOO⁻的物质的量之比为$1:2$。

答案： 巩固训练9
(1)阳 $4OH^- - 4e^- \longrightarrow O_2 \uparrow + 2H_2O$
(2)b $CH_3OH - 4e^- + 5OH^- \longrightarrow HCOO^- + 4H_2O$
(3)①$H_2$ ②$1:2$
解题思路
电催化还原$CO_2$制备甲酸，则通入$CO_2$的电极($a$极)为阴极，电极反应为$H_2O + CO_2 + 2e^- \longrightarrow HCOO^- + OH^-$；$b$极为阳极，电极反应为$4OH^- - 4e^- \longrightarrow O_2 \uparrow + 2H_2O$。
解析：
(3)①当电解电压为$U_1V$时，若电解过程中含碳还原产物的$FE\%$为0，则水放电生成$H_2$，即阴极反应为$2H_2O + 2e^- \longrightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$；②由图乙可知$\frac{FE\%(C_2H_4)}{FE\%(HCOO^-)} = \frac{Q_总}{F × 12n(C_2H_4)} = \frac{24}{8} , \frac{n(C_2H_4)}{n(HCOO^-)} = 1:2$。