高考化學一輪復習課時跟蹤練36含答案

課時跟蹤練[基礎鞏固]1．(2024·廣東五校聯(lián)考)電解原理在工業(yè)生產中應用廣泛，下列有關電解原理的應用正確的是()A．工業(yè)上用電解飽和食鹽水制備燒堿、氯氣等化工原料B．可通過電解熔融AlCl3冶煉鋁C．電鍍時，鍍層金屬作為陰極，待鍍金屬作為陽極D．電解精煉銅時，用純銅板作為陽極，粗銅板作為陰極解析：選A。A．燒堿、氯氣等化工原料是通過氯堿工業(yè)，即電解飽和食鹽水得到的，選項A正確；B．AlCl3是共價化合物，熔融狀態(tài)下不能電離出Al3＋，不能通過電解熔融AlCl3冶煉鋁，選項B錯誤；C．電鍍時，待鍍金屬作為陰極，鍍層金屬作為陽極，選項C錯誤；D．電解精煉銅時，應用粗銅板作為陽極，純銅板作為陰極，選項D錯誤。2.(2022·新高考天津卷)實驗裝置如右圖所示。接通電源后，用碳棒(a′、b′)作筆，在浸有飽和NaCl溶液和石蕊溶液的濕潤試紙上同時寫字，a′端的字跡呈白色。下列結論正確的是()A．a為負極B．b′端的字跡呈藍色C．電子流向為b→b′→a′→aD．如果將a′、b′換成銅棒，與碳棒作為電極時的現象相同解析：選B。A．a′端的字跡呈白色，說明a′端生成了氯氣，氯離子失去電子，為陽極，故a為正極，A錯誤；B．b′端為陰極，水放電生成氫氣和氫氧根離子，石蕊變藍，B正確；C．電子沿導線由b流向b′，由a′流向a，但電子不能在電解質溶液中移動，不會由b′流向a′，C錯誤；D．如果換成銅棒，銅棒作為陽極，銅放電生成Cu2＋，現象與碳棒作為電極時不相同，D錯誤。3.(2024·江門高三月考)地下管線穿過不同的地質結構及潮濕程度不同的土壤帶時，由于氧氣濃度存在差別，會引起金屬管道的腐蝕，其原理如右圖所示，下列說法正確的是()A．黏土區(qū)鋼管為正極B．電子由砂土區(qū)鋼管流向黏土區(qū)鋼管C．每消耗22.4LO2最終可生成1mol鐵銹D．砂土區(qū)鋼管表面發(fā)生的電極反應可能為O2＋4e－＋2H2O=4OH－解析：選D。A．砂土區(qū)鋼管(富氧區(qū))氧氣濃度高，氧氣得電子，富氧區(qū)為正極，黏土區(qū)鋼管為負極，A錯誤；B．電子由負極流向正極，故電子由黏土區(qū)鋼管流向砂土區(qū)鋼管，B錯誤；C．氣體所處狀況未知，無法計算消耗的O2的物質的量，C錯誤；D．砂土區(qū)鋼管為正極，發(fā)生的電極反應可能為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，D正確。4．(2024·江門高三調研)某氨工業(yè)生產的綠色程序如下：將適當比例的空氣和水蒸氣通入陰極，兩者均進行電解，氧氣轉化為O2－，水蒸氣轉化為H2和O2－，O2－通過氧離子交換膜在陽極反應。將甲中氣體通過除水裝置后直接導入哈伯法工藝即可制氨。下列說法錯誤的是()A．電解時水蒸氣被氧化B．甲部分的氣體除水蒸氣外，主要還有H2和N2C．陽極的電極反應式為2O2－－4e－=O2↑D．在實驗室中可以用堿石灰吸收水蒸氣解析：選A。A．電解時水蒸氣轉化為H2和O2－，說明水蒸氣發(fā)生得電子的還原反應，故A錯誤；B．將適當比例的空氣和水蒸氣通入陰極，兩者均進行電解，氧氣轉化為O2－，水蒸氣轉化為H2和O2－，故剩余氣體中主要還有H2和N2，故B正確；C．O2－通過氧離子交換膜進入陽極發(fā)生反應，電極反應式為2O2－－4e－=O2↑，故C正確；D．在實驗室中可以用堿石灰吸收水蒸氣，故D正確。5．(2024·廣東四校聯(lián)考)電解法制取Na2FeO4的總反應為Fe＋2H2O＋2OH－eq\o(=,\s\up7(電解))FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3H2↑，工作原理如右圖所示。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。下列敘述正確的是()A．鐵電極為陽極，發(fā)生還原反應B．Ni電極發(fā)生還原反應，有H2生成C．該離子交換膜為陽離子交換膜D．當電路中通過1mol電子時，陰極區(qū)有11.2LH2生成解析：選B。由題給信息可知，電解法制取Na2FeO4的總反應為Fe＋2H2O＋2OH－eq\o(=,\s\up7(電解))FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3H2↑，電解過程中Fe為電解池的陽極，Ni為陰極，堿性溶液中陽極電極反應為Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H2O，陰極電極反應為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，A錯誤，B正確；電解池中陽離子由陽極移向陰極，陰離子由陰極移向陽極，又知Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原，故陰極產生的OH－經過離子交換膜移向陽極，以保證陽極區(qū)呈堿性，故該離子交換膜為陰離子交換膜，C錯誤；陰極電極反應為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，當電路中通過1mol電子時，陰極區(qū)有0.5molH2生成，但H2所處狀況未知，故無法計算H2的體積，D錯誤。6.某電化學裝置如圖所示，a、b分別接直流電源兩極。下列說法正確的是()A．電解質溶液中電子從B極移向A極B．若B為粗銅，A為精銅，則溶液中c(Cu2＋)保持不變C．若A、B均為石墨電極，則通電一段時間后，溶液的pH增大D．若B為粗銅，A為精銅，則A、B兩極轉移的電子數相等解析：選D。A項，電解質溶液通過離子定向移動導電，電解質溶液中沒有電子移動，故A錯誤；B項，若B為粗銅，A為精銅，電解質溶液是硫酸銅溶液，則該裝置為電解精煉銅裝置，溶液中c(Cu2＋)減小，故B錯誤；C項，若A、B均為石墨電極，則電解總反應的化學方程式是2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，通電一段時間后，溶液的pH減小，故C錯誤。7．下列根據實驗操作及現象進行的分析和推斷中，不正確的是()操作現象一段時間后：①中，鐵釘裸露在外的附近區(qū)域變紅；②中……A．NaCl的瓊脂水溶液為離子遷移的通路B．①中變紅是因為發(fā)生反應2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．②中可觀察到鐵釘裸露在外的附近區(qū)域變藍，銅絲附近區(qū)域變紅D．①和②中發(fā)生的氧化反應均可表示為M－2e－=M2＋(M代表鋅或鐵)解析：選B。①中變紅是因為發(fā)生反應O2＋4e－＋2H2O=4OH－，OH－使酚酞變紅，B不正確。8．(2024·江門調研)我國科學家耦合光催化/電催化分解水的裝置如下圖，催化電極時產生電子和空穴(空穴指共價鍵上流失一個電子留下空位的現象，用h＋表示)。下列有關說法錯誤的是()A．光催化裝置中溶液的pH增大B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電催化裝置陽極電極反應式：4OH－＋4h＋=2H2O＋O2↑D．光催化和電催化協(xié)同循環(huán)的總反應式：2H2O=2H2↑＋O2↑解析：選B。光催化裝置發(fā)生反應：2H＋＋2e－=H2↑、3I－＋2h＋=Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))；電催化裝置為電解裝置，陰極電極反應式：Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－=3I－，陽極電極反應式：4OH－＋4h＋=2H2O＋O2↑。A．根據分析可知，光催化裝置中發(fā)生反應：2H＋＋2e－=H2↑，消耗H＋，c(H＋)減小，pH增大，故A正確；B．由分析可知，陰極上陰離子物質的量增大，陽極上消耗陰離子，根據裝置圖可知，離子交換膜為陽離子交換膜，故B錯誤；C．根據分析可知，電催化裝置為電解裝置，陽極電極反應式為4OH－＋4h＋=2H2O＋O2↑，故C正確；D．根據光催化和電催化各裝置反應，可得總反應為2H2O=2H2↑＋O2↑，故D正確。9．(1)目前已開發(fā)出電解法制取ClO2的新工藝。①用石墨作為電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2(如圖甲所示)，寫出陽極產生ClO2的電極反應：_________________________________。②電解一段時間，當陰極產生的氣體體積為112mL(標準狀況)時，停止電解，通過陽離子交換膜的陽離子的物質的量為__________mol；用平衡移動原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因：__________________________________。(2)粗銀精煉裝置如圖乙所示，電解質溶液為稀硫酸，下列說法正確的是__________(填字母)。A．體系中存在沉淀溶解平衡：Ag2SO4(s)=2Ag＋(aq)＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)B．陽極的電極反應為Ag－e－=Ag＋C．鈦電極電勢高D．陰極區(qū)可獲得超細銀粉的原理：Ti3＋＋Ag＋=Ag＋Ti4＋E．電解液中添加Ti3＋/Ti4＋，可實現Ti3＋/Ti4＋循環(huán)利用解析：(1)①由題意可知，陽極上Cl－放電生成ClO2，由元素守恒可知，有水參加反應，同時生成H＋，陽極的電極反應為Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋。②陰極的電極反應為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，生成氫氣的物質的量為eq\f(0.112L,22.4L·mol－1)＝0.005mol，所以通過陽離子交換膜的陽離子的物質的量為0.005mol×2＝0.01mol。(2)體系中存在沉淀溶解平衡：Ag2SO4(s)?2Ag＋(aq)＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)，故A錯誤；陽極的電極反應為2Ag－2e－＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))=Ag2SO4，故B錯誤；鈦電極是陰極，電勢低，故C錯誤；電解液中添加Ti3＋/Ti4＋，陰極上：Ti4＋＋e－=Ti3＋，溶液中的Ag＋又將Ti3＋氧化：Ti3＋＋Ag＋=Ag＋Ti4＋，可獲得超細銀粉，也可實現Ti3＋/Ti4＋循環(huán)利用，故D、E正確。答案：(1)①Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋②0.01陰極上H2O電離的H＋放電產生H2，H＋濃度減小，使得H2O?OH－＋H＋的平衡向右移動，OH－濃度增大，pH增大(2)DE10．我國力爭在2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和。(1)在稀硫酸中利用電催化可將CO2同時轉化為多種燃料，其原理如圖甲所示。①陽極的電極反應為_________________________________。②銅電極上產生CH4的電極反應為___________________________，若銅電極上只生成5.6gCO，則銅極區(qū)溶液質量變化了________g。③若銅電極上只生成0.3molCH3CHO和0.4molHCOOH，則電路中轉移電子的物質的量為________mol。(2)我國科學家報道了機理如圖乙所示的電化學過程。①Ni電極為________，電極反應為_______________________。②理論上，每有1molCO2與O2－結合，電路中轉移電子數為________(用NA表示阿伏加德羅常數的值)。解析：(1)①陽極為鉑電極，電極反應為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑。②銅電極為陰極，其中生成甲烷的電極反應為CO2＋8e－＋8H＋=CH4＋2H2O，若銅電極上只生成CO，則電極反應為CO2＋2e－＋2H＋=CO＋H2O，當有1molCO生成時，銅極區(qū)溶液的質量變化為44g＋2g－28g＝18g，故有5.6g即0.2molCO生成時，銅極區(qū)溶液質量變化了3.6g。③銅電極上每生成1molCH3CHO，轉移10mol電子，每生成1molHCOOH，轉移2mol電子，若只生成0.3molCH3CHO和0.4molHCOOH，則電路中轉移電子的物質的量為3.8mol。(2)①Ni電極上COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))轉化為C和O2－，為陰極，電極反應為COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋4e－=C＋3O2－。②理論上，每有1molCO2與O2－結合生成1molCOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，電路中有4mol電子轉移，故電路中轉移電子數為4NA。答案：(1)①2H2O－4e－=4H＋＋O2↑②CO2＋8e－＋8H＋=CH4＋2H2O3.6③3.8(2)①陰極COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋4e－=C＋3O2－②4NA[素養(yǎng)提升]11．(2024·東莞模擬)CO2資源化利用是實現碳中和的一種有效途徑，下圖是CO2在電催化下產生合成氣(CO和H2)的一種方法(不考慮CO2的溶解)。下列說法正確的是()A．a電極與電源的正極相連B．每消耗22.4L(標準狀況下)CO2，NA個SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))透過陰離子交換膜進入b極區(qū)(NA表示阿伏加德羅常數的值)C．a極區(qū)中c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))逐漸增大，b極區(qū)中c(CH3COO－)逐漸增大D．外電路轉移1mol電子，陽極區(qū)溶液質量增加48g解析：選D。根據題圖可知，a電極上CO2→CO，碳元素的化合價降低，得電子，發(fā)生還原反應，因此a電極為陰極，b電極為陽極。A．根據分析可知，a電極為陰極，應與電源的負極相連，故A錯誤；B．根據題圖可知，a電極上CO2和HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))均放電，電極反應為CO2＋4e－＋4HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=H2＋CO＋4COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2O，消耗1molCO2時，轉移4mole－，透過陰離子交換膜的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的數目為2NA，故B錯誤；C．由a電極的電極反應可知，電解過程中，a極區(qū)c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))逐漸增大，b電極為陽極，電極反應為C6H5CH2OH－2e－＋2CH3COO－=C6H5CHO＋2CH3COOH，b極區(qū)c(CH3COO－)逐漸減小，故C錯誤；D．由電荷守恒可知，外電路轉移1mol電子，有0.5molSOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))由左側向右側遷移，陽極區(qū)溶液質量增加0.5mol×96g/mol＝48g，故D正確。12．(2024·江門統(tǒng)考)電芬頓法通過產生氧化能力強的羥基自由基，分解有機化合物，應用于深度處理老齡垃圾滲濾液，其部分工作原理如下圖(設有機化合物的分子式為C6H12O6)。下列說法錯誤的是()A．b為電源的正極B．M極的電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋C．生成CO2的反應為24·OH＋C6H12O6=6CO2↑＋18H2OD．理論上外電路中每通過1mole－，消耗Fe與生成N2的質量之比為6∶1解析：選A。由題圖可知，該裝置為電解池，M極為陽極，Fe失電子生成Fe2＋，電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，N極為陰極，NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))得電子生成N2，電極反應式為2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋6e－＋8H＋=N2↑＋4H2O，a為電源的正極，b為電源的負極，故A錯誤，B正確；C6H12O6與羥基自由基反應生成CO2：24·OH＋C6H12O6=6CO2↑＋18H2O，故C正確；根據陽極電極反應式Fe－2e－=Fe2＋可知，通過1mole－消耗0.5molFe，其質量m＝0.5mol×56g/mol＝28g，根據陰極電極反應式為2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋6e－＋8H＋=N2↑＋4H2O可知，通過1mole－生成eq\f(1,6)molN2，其質量m＝eq\f(1,6)×28g，故消耗Fe與生成N2的質量之比為28∶(eq\f(1,6)×28)＝6∶1，故D正確。13．為探究電解過程中溶液pH的變化，某化學興趣小組設計了如下實驗。裝置、所得數據結果如下圖所示。電解過程中，充分攪拌使溶液均勻，忽略溶液體積的變化。下列說法錯誤的是()A．0～t1時：4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋O2↑＋4HNO3；t1～t2時：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑B．若進行到t2時刻共有0.224L氣體(標準狀況)產生，則外電路有0.04mol電子通過C．若使用氫氧燃料電池為電源，t1時，理論上負極消耗的氣體物質的量為0.005molD．電解到t1時刻，加入1.16gAg2O可使溶液復原解析：選B。A．該裝置為電解裝置，t1時刻前發(fā)生反應：4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋O2↑＋4HNO3，溶質由AgNO3變?yōu)镠NO3，溶液pH減小，當Ag＋消耗完時，H2O放電，即t1～t2時刻發(fā)生反應：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑，溶液pH基本不變，故A正確；B．進行到t1時銀離子被完全還原，溶液的pH為1，硝酸銀溶液中c(Ag＋)＝0.1mol·L－1，n(Ag＋)＝0.1mol·L－1×0.1L＝0.01mol，由反應得消耗0.01molAg＋轉移0.01mol電子，由得失電子守恒可得，此過程生成氧氣的物質的量為n(O2)＝0.0025mol，在標準狀況下的體積V(O2)＝0.0025mol×22.4L·mol－1＝0.056L，t1～t2電解水生成的氣體體積為0.224L－0.056L＝0.168L，其中氧氣和氫氣體積之比為1∶2，故電解水生成的氧氣體積為0.056L，氧氣的物質的量為n(O2)＝eq\f(0.056L,22.4L·mol－1)＝0.0025mol，轉移0.01mol電子，共轉移0.02mol電子，故B錯誤；C．若使用氫氧燃料電池為電源，則氫氣與通過電子的關系為H2～2e－，t1時，轉移0.01mol電子，理論上負極消耗氫氣的物質的量為0.005mol，故C正確；D．電解到t1時刻，析出了0.01mol銀、0.0025mol氧氣，應加入0.005molAg2O可使溶液復原，即加入1.16gAg2O可使溶液復原，故D正確。14．電化學原理被廣泛應用于生產、生活的許多方面，利用電解法脫除煤中的含硫物質(主要是FeS2)的原理如下圖所示。(1)陰極石墨棒上有無色氣體產生，該氣體是__________。(2)陽極的電極反應為_________________________________________。(3)補全脫硫反應的離子方程式：eq\x()FeS2＋eq\x()__________＋eq\x()__________=eq\x()SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋eq\x()__________＋eq\x()__________(4)相同反應時間，FeCl3對脫硫率的影響如下圖所示。①電解脫硫過程中，FeCl3的作用是催化劑，結合簡單碰撞理論說明使用FeCl3能增大反應速率的原因：______________________________________。②FeCl3的質量分數大于1.5%時，脫硫率隨FeCl3濃度的增大而下降，解釋原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)研究發(fā)現，電解時若電壓過高，陽極有副反應發(fā)生，造成電解效率降低。電解效率η的定義：η(B)＝eq\f(n(生成B所用的電子),n(通過電極的電子))×100%。某電壓下電解100mL煤漿-FeCl3-H2SO4混合液，煤漿中除FeS2外不含其他含硫物質，混合液中H2SO4濃度為0.01mol·L－1，FeCl3的質量分數為1.5%。當陰極收集到224mL(標準狀況)氣體時(陰極無副反應發(fā)生)，測得溶液中c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝0.02mol·L－1，η(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝________________(忽略電解前后溶液的體積變化)。(6)綜上，電解法脫硫的優(yōu)點有______________________________(寫出兩點)。解析：(1)由題圖可知，陽極石墨棒上，Fe2＋發(fā)生氧化反應轉化為Fe3＋，Fe3＋和FeS2反應生成Fe2＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))和H＋，陰極石墨棒上有無色氣體產生，陰極的電極反應為2H＋＋2e－=H2↑，陰極上產生的氣體為H2。(2)陽極石墨棒上，Fe2＋發(fā)生氧化反應轉化為Fe3＋，電極反應為Fe2＋－e－=Fe3＋。(3)由題圖可知，Fe3＋和FeS2反應生成Fe2＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))和H＋，根據質量守恒定律可知，產物H＋來自H2O，即該反應的反應物有Fe3＋、FeS2和H2O，生成物有Fe2＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、H＋，該反應的離子方程式為FeS2＋14Fe3＋＋8H2O=2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋15Fe2＋＋16H＋。(4)①催化劑FeCl3能改變反應歷程，降低FeS2直接在電極放電反應中的活化能，增大